Способ изготовления стальных бурильных труб для проходки термальных скважин с уплотнителями

(51) 5 В Е ЛЬСТВ ВТОРСКОМУ СВИ близким к ической с едлагаемому ОСТИ И ДОСТИГОСУДАРСТВЕ ННЫ Й КОМИТЕТПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯПРИ ГКНТ СССР ОПИСАНИЕ ИЗ(54) СПОСОБ ИЗГОТОВЛЕНИЯ СТАЛЬНЫХ БУРИЛЬНЪХ ТРУБ ДЛЯ ПРОХОДКИ ТЕРМАЛЬНЫХСКВАЖИН С УПЛОТНИТЕЛЯМИ (57) Использование: металлургия, нефтяная п ромы шлен ность. Сущность изобретения; Изобретение относится к способам термомеханической обработки металлов и может найти применение в металлургии и нефтяной промышленности,Известен способ изготовления стальных бурильных труб для проходки термальных скважин с уплотнителями, включающий изготовление трубы, изготовление замков с упорными стыками на замковой резьбе, соединение замков с трубой (В,А.Ткаченко и др. Трубы для нефтяной промышленности. М,; Маталлургия, 1986, с,77, 193, рис,22),Недостатком труб, изготовленных по известному способу, является то, что при использовании их в термальных скважинах герметизирующие упорные стыки раскрываются и бурильная колонна теряет герметичность,Наиболее прспособу по техн ущн уплотнители из алюминиевых сплавов в виде тонкостенной конической оболочки с выдавленной резьбой деформируют при температуре, равной 0,2 - 0,65 температуры плавления материала уплотнения, напряжении 17 кг/мм, охлаждают в воде, соединяют с одним из элементов замка, нагревают до температуры, при которой осуществляли деформирование, Уплотнитель для ниппеля раздают в радиальном направлении при 200 С, охлаждают со скоростью 1,5 С/с. Уплотнитель для муфты обжимают в радиальном направлении при 200 С, охлаждают со скоростью 1,5 С/с, 1 н.з, и., 3 з, п,ф-л ы,гаемому результату является способ изготовления стальных бурильных труб для проходки термальных скважин с уплотнителями, включающий изготовление трубы, изготовление замков в виде муфты и ниппеля, изготовление уплотнителей в виде тонкостенной конической оболочки с выдавленной резьбой, соединение уплотнителя с одним из элементов замка, соединение замка с трубой - заявка П НР М. 257979, кл. Е 21 В, 1988.Недостатком известного способа является то, что не предусмотрено использование уплотнителей в термальных условиях, Кроме того, в известном способе соединение уплотнителя с замковой резьбой выполнено за счет адгезии материала уплотнителя, что плохо согласуется с вибрационными и ударными нагрузками, которым подвергается бурильная колонна. Для лю5 10 ных труб для проходки термальных сква 20 50 бых адгезионных материалов вибрационные и ударные нагрузки, действующие на бурильную колонну в условиях повышенной температуры чрезмерны, В итоге все это снижает надежность бурильных труб при проходке термальных скважин,Цель изобретения - повышение надежности труб за счет фиксации уплотнителя на одном из элементов резьбы путем использования ползучести и самопроизвольного уплотнения в процессе бурения термальн ых скважин.Поставленная цель достигается тем, что в способе изготовления стальных бурильжин с уплотнителями, включающем изготовление трубы, изготовление замков в виде муфты и ниппеля, изготовление уплотнителей в виде тонкостенной конической оболочки с выдавленной резьбой, соединение уплотнителя с одним из элементов замка, соединение замков с трубой, - в отличие от прототипа, в качестве материала уплотнителя используют алюминиевые сплавы, перед соединением уплотнителя с одним из элементов замка осуществляют его деформирование при температуре, равной 0,2 - 0,65 температуры плавления материала уплотнителя напряжением 17 кг/мм с пог следующим охлаждением в воде, а после соединения ведут нагрев до температуры, при которой осуществляли деформирование.Наилучший результат при соединении уплогнителя с ниппелем получен, когда перед соединением уплотнитель деформируют путем раздачи в радиал ьном направлении при температуре 200 С, охлаждение ведут со скоростью 1,5 С/с.Наилучший результат при соединении уплотнйтеля с муфтой получен, когда перед соединением уплотнитель деформируют путем обжима в радиальном направлении при температуре 200 С, а охлаждение ведут со скоростью 1,5 С/с,Наилучший результат для закаливаемых алюминиевых сплавов получен при деформировании и нагреве до температуры закалки, а после соединения уплотнителя содним из элементов замка - при нагреве до200 С. Наличие указанных выше признаков свидетельствует о соответствии технического решения критерию "новизна".Аналогичных технических решений, в которых остаточная деформация фиксировалась в процессе проведения пластической деформации в условиях ползучести, а последующий нагрев проводился с проведением обратной ползучести, авторами не об 25 30 35 40 45 наружено. На основании этого можно сделать вывод о соответствии предлагаемого технического решения критерию "существенные отличия".Предлагаемый способ позволяет повысить надежность закрепления уплотнителя на резьбовом элементе бурильной трубы за счет обратной ползучести, Кроме того, способ позволяет повысить герметичность резьбового соединения в замковой резьбе за счет того, что уплотнитель выполнен из алюминиевого сплава и вследствие того, что коэффициент линейного расширения алюминиевых сплавов больше коэффицбиента линейного расширения стали (23 10 и 11 х х 10 соответственно) при бурении термальных скважин уплотнитель будет самоуплотняться и повышать герметичность резьбового соединения. Следовательно, заявляемое техническое решение обеспечивает получение положительного эффекта,П р и м е р, Брали трубу ВХ 9-Д ГОСТ 631+75 с ниппелем и муфтой замка ЗШпо, ГОСТ 631-75. Изготавливали взрывным штампованием под замковую резьбу 3-147 замка ЗШуплотнитель в виде тонкой (толщиной 0,3 мм) конической оболочки с выдавленной резьбой из сплава Д 16, который после штампования обжигали, т.е, в итоге имели материал уплотнителя Д 16 М, Проводили деформирование уплотнителя радиальным распором на конечный размер резьбы ЗШв условиях ползучести при 200 С и напряжении 17 кг/мм с последующими разгрузкой и охлаждением в воде. После наворачивания и затяжки уплотнителя на ниппель уплотнитель вновь нагревали до 2000 С,Формула изобретения 1. Способ изготовления стальных бурильных труб для проходки термальных скважин с уплотнителями, включающий изготовление трубы, изготовление замков в виде муфты и ниппеля, изготовление уплотнителей в виде тонкостенной конической оболочки с выдавленной резьбой, соединение уплотнителя с одним из элементов замка, соединение замков с трубой, о т л ич а ющ и й с я тем, что, с целью повышения надежности труб за счет фиксации уплотнителя на одном из элементов резьбы путем использования обратной ползучести и самопроизвольного уплотнения в процессе бурения терминальных скважин, в качестве материалов уплотнителя используют алюминиевые сплавы, перед соединением уплотнителя с одним из элементов замка осуществляют его деформирование при температуре, равной 0,2 - 0,65 температуры плавления материала уплотнителя, напря1764923 радиальном направлении при 200 С, а охлаждение ведут со скоростью 1,5 С/с. Составитель С, Субботин Редактор Т. Орловская Техред М,Моргентал Корректор Н. МилюковаЗаказ 3340 Тираж Подписное ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР 113035, Москва, Ж, Раушская наб 4/5 Производственно-издательский комбинат "Патент", г. Ужгород, ул.Гагарина, 101 жение 17 кг/мм с последуювим охлаждением в воде, а после соединения ведут нагрев до температуры, при которой осуществляли деформирование.2, Способ по п.1, о т л и ч а ю щ и й с я тем, что перед соединением уплотнителя с ниппелем его деформируют путем раздачи в радиальном направлении при 200 С, а охлаждение ведут со скоростью 1,5 С/с.3. Способ по п.1, о т л и ч а ю щ и й с я тем, что перед соединением уплотнителя с муфтой его деформируют путем обжима в 4. Способ по пп.1 - 3, о тл и ч а ю щ и й с я тем, что, с целью расширения технологических возможностей за счет использования в касчестве материала уплотнителя закаливаемых алюминиевых сплавов при деформировании, уплотнитель дополни тельно нагревают до температуры закалки,а после соединения уплотнителя с одним из элементов замка нагрев ведут до 200 С,