ГОСТ 34438.2-2018 (ISO 10424-2:2007). Межгосударственный стандарт. Трубы бурильные и другие элементы бурильных колонн в нефтяной и газовой промышленности. Часть 2. Основные параметры и контроль резьбовых упорных соединений. Общие технические требования

Форма, геометрические параметры соединений и их предельные отклонения приведены на рисунках 3 - 5 и в таблицах 2, 3.

Тип соединения

Профиль резьбы

Конусность резьбы K, мм/мм

Число витков резьбы на длине 25,4 мм n

Средний диаметр резьбы в основной плоскости D_c

Геометрические параметры <a>

ниппельного конца

муфтового конца

Наружный диаметр большего основания конуса D_L

Наружный диаметр цилиндрической проточки на основании D_LF,

+/- 0,40

Наружный диаметр меньшего основания конуса D_S

Длина конуса <b> L_PC,

-3,18

Расстояние от упорного уступа до начала резьбы с полным профилем L_ft, не более

Внутренний диаметр конической расточки в плоскости упорного торца Q_C,

+0,80

-0,40

Длина конуса L_BC,

+9,00

Длина конической расточки L_Qc,

+1,60

-0,80

Расстояние от упорного торца до конца резьбы с полным профилем L_BT, не менее

NC10

V-055

1/8

6

27,0002

30,23

29,03

25,47

38,10

10,16

30,58

53,98

11,13

41,28

NC12

V-055

1/8

6

32,1310

35,36

34,16

29,80

44,45

10,16

35,71

60,32

11,13

47,62

NC13

V-055

1/8

6

35,3314

38,56

37,36

33,00

44,45

10,16

38,91

60,32

11,13

47,62

NC16

V-055

1/8

6

40,8686

44,10

42,90

38,54

44,45

10,16

44,48

60,32

11,13

47,62

NC23

V-038R

1/6

4

59,8170

65,10

61,90

52,40

76,20

12,70

66,68

92,08

15,88

79,38

NC26

V-038R

1/6

4

67,7672

73,05

69,85

60,35

76,20

12,70

74,61

92,08

15,88

79,38

NC31

V-038R

1/6

4

80,8482

86,13

82,96

71,31

88,90

12,70

87,71

104,78

15,88

92,08

NC35

V-038R

1/6

4

89,6874

94,97

92,08

79,09

95,25

12,70

96,84

111,12

15,88

98,42

NC38

V-038R

1/6

4

96,7232

102,00

98,83

85,07

101,60

12,70

103,58

117,48

15,88

104,78

NC40

V-038R

1/6

4

103,4288

108,71

105,56

89,66

114,30

12,70

110,33

130,18

15,88

117,48

NC44

V-038R

1/6

4

112,1918

117,47

114,27

98,42

114,30

12,70

119,06

130,18

15,88

117,48

NC46

V-038R

1/6

4

117,5004

122,78

119,61

103,73

114,30

12,70

124,62

130,18

15,88

117,48

NC50

V-038R

1/6

4

128,0592

133,34

130,43

114,29

114,30

12,70

134,94

130,18

15,88

117,48

NC56

V-038R

1/4

4

142,6464

149,24

144,86

117,49

127,00

12,70

150,81

142,88

15,88

130,18

NC61

V-038R

1/4

4

156,9212

163,52

159,16

128,59

139,70

12,70

165,10

155,58

15,88

142,88

NC70

V-038R

1/4

4

179,1462

185,74

181,38

147,64

152,40

12,70

187,32

168,28

15,88

155,58

NC77

V-038R

1/4

4

196,6214

203,22

198,83

161,94

165,10

12,70

204,79

180,98

15,88

168,28

1 REG

V-055

1/8

6

29,3116

31,75

31,32

26,98

38,10

10,16

33,04

53,98

11,13

50,80

1 1/2 REG

V-055

1/8

6

39,1414

42,37

41,17

36,02

50,80

10,16

42,88

66,80

11,13

53,98

2 3/8 REG

V-040

1/4

5

60,0804

66,68

63,88

47,62

76,20

12,70

68,26

92,08

15,88

79,38

2 7/8 REG

V-040

1/4

5

69,6054

76,20

73,41

53,98

88,90

12,70

77,79

104,78

15,88

92,08

3 1/2 REG

V-040

1/4

5

82,2927

88,89

86,11

65,07

95,25

12,70

90,49

111,12

15,88

98,42

4 1/2 REG

V-040

1/4

5

110,8677

117,46

114,68

90,47

107,95

12,70

119,06

123,82

15,88

111,12

5 1/2 REG

V-050

1/4

4

132,9441

140,20

137,41

110,03

120,65

12,70

141,68

136,52

15,88

123,82

6 5/8 REG

V-050

1/6

4

146,2481

152,19

149,40

131,02

127,00

12,70

153,99

142,88

15,88

130,18

7 5/8 REG

V-050

1/4

4

170,5491

177,80

175,01

144,46

133,35

12,70

180,18

149,22

15,88

136,52

8 5/8 REG

V-050

1/4

4

194,7311

201,98

199,14

167,85

136,53

12,70

204,39

152,40

15,88

139,70

3 1/2 FH

V-040

1/4

5

94,8436

101,44

98,65

77,63

95,25

12,70

102,79

111,12

15,88

98,42

4 1/2 FH

V-040

1/4

5

115,1128

121,71

118,92

96,31

101,60

12,70

123,82

111,12

15,88

104,78

5 1/2 FH

V-050

1/6

4

142,0114

147,95

145,16

126,78

127,00

12,70

150,02

142,88

15,88

130,18

6 5/8 FH

V-050

1/6

4

165,5978

171,53

168,73

150,37

127,00

12,70

173,83

142,88

15,88

130,18

З-161

V-050

1/6

4

155,9810

161,92

159,10

140,75

127,00

12,70

163,80

143,00

15,88

130,00

З-189

V-050

1/6

4

183,4880

189,43

186,60

168,26

127,00

12,70

192,00

143,00

15,88

130,00

<a> Геометрические параметры, указанные без предельных отклонений, приведены для справок и контролю не подвергаются.

<b> Для шарошечных долот отклонения длины конуса ниппельного конца L_PC не должны превышать минус 5,00 мм.

5.2.5.1 Назначение фасок

Фаски на упорных поверхностях соединений выполняются с целью:

- защиты наружной кромки упорных поверхностей от деформации;

- увеличения контактного давления на упорные поверхности для уменьшения утечек и неплотностей вследствие изгиба УБТ и элементов бурильной колонны в скважинах.

Диаметры фасок свинчиваемых УБТ и элементов бурильных колонн одного наружного диаметра должны быть одинаковыми в пределах допустимых отклонений для уменьшения образования кольцевых канавок на стыке упорных поверхностей. Если несовпадение наружных диаметров свинчиваемых УБТ и элементов бурильных колонн превышает 6,35 мм, это также приводит к несовпадению диаметров фасок.

5.2.5.2 Методики расчета диаметра фасок

Диаметр фасок сопрягаемых упорных поверхностей соединений имеет важное значение для предотвращения повреждений вследствие приложения неправильно выбранного момента свинчивания, неконтролируемых крутящего и изгибающего моментов, возникающих при бурении скважины. Диаметр фасок определяют по двум методикам.

Диаметр фасок рассчитывают для каждых 6,35 мм увеличения или уменьшения наружного диаметра УБТ вне зависимости от используемой методики. При расчете по основной (упрощенной) методике по 75% ширины упорной поверхности, зависящем только от наружного диаметра соединения D и диаметра конической расточки муфты Q_C, может быть получено такое сочетание наружного и внутреннего диаметров соединения, при котором сжимающее напряжение на упорных поверхностях превысит установленный минимальный предел текучести материала.

Комбинация двух методик расчета гарантирует, что уровень напряжений на упорных поверхностях не превысит установленного минимального предела текучести материала для соединений с обычно используемыми сочетаниями наружного и внутреннего диаметров.

Расчет заключается в применении:

- на первом этапе - методики расчета по 75% ширины упорной поверхности;

- на втором этапе - методики несопрягающихся наружных диаметров.

Описание обеих методик расчета приведено в приложении D.

5.2.5.3 Результаты расчета диаметров фасок

В таблице 3 приведены диаметры фасок D_f, применяемые для УБТ с различными типами соединений и наружным диаметром D от минимального до максимального. В таблице 3 также приведены значения базового внутреннего диаметра соединения d_i. Назначение d_i - обеспечить расчет допустимого напряжения на упорные поверхности, не превышающего установленный минимальный предел текучести материала.

Тип соединения

Базовый внутренний диаметр соединения d_i <d>

Диаметр фаски D_f <a> для различных наружных диаметров D <b>, <c>

NC10

18,3

D

34,9

-

-

-

-

-

-

-

D_f

34,5

-

-

-

-

-

-

-

NC12

23,0

D

41,3

-

-

-

-

-

-

-

D_f

40,1

-

-

-

-

-

-

-

NC13

23,8

D

46,1

-

-

-

-

-

-

-

D_f

44,8

-

-

-

-

-

-

-

NC16

25,4

D

54,0

-

-

-

-

-

-

-

D_f

52,8

-

-

-

-

-

-

-

NC23

28,6

D

79,4

-

-

-

-

-

-

-

D_f

76,2

-

-

-

-

-

-

-

NC26

38,1

D

85,7

88,9

92,1

95,3

98,4

-

-

-

D_f

84,5 <e>

84,5 <e>

87,7

87,7

92,5

-

-

-

NC31

38,1

D

104,8

108,0

111,1

-

-

-

-

-

D_f

101,6 <e>

101,6 <e>

105,2

-

-

-

-

-

NC35

50,8

D

114,3

117,5

120,7

-

-

-

-

-

D_f

110,3

110,3

114,7

-

-

-

-

-

NC38

57,2

D

120,7

123,8

127,0

130,2

133,4

-

-

-

D_f

117,9 <e>

117,9 <e>

121,1

121,1

125,8

-

-

-

NC40

50,8

D

133,4

136,5

139,7

142,9

146,1

-

-

-

D_f

128,2 <e>

128,2 <e>

132,2

132,2

136,9

-

-

-

NC44

57,2

D

139,7

142,9

146,1

149,2

152,4

155,6

158,8

-

D_f

138,1 <e>

138,1 <e>

139,7

139,7

144,5

144,5

149,2

-

NC46

57,2

D

152,4

155,6

158,8

161,9

165,1

168,3

171,5

174,6

D_f

145,3 <e>

145,3 <e>

150,0

150,0

154,8

154,8

159,5

159,5

NC50

57,2

D

161,9

165,1

168,3

171,5

174,6

177,8

181,0

184,2

D_f

161,1

161,1 <e>

161,1 <e>

161,1 <e>

164,7

164,7

169,5

169,5

NC56

63,5

D

184,2

187,3

190,5

193,7

196,9

200,0

203,2

-

D_f

179,8 <e>

179,8 <e>

180,6

180,6

185,3

185,3

190,1

-

NC61

71,4

D

203,2

209,6

212,7

215,9

219,1

222,3

225,4

228,6

D_f

197,3 <e>

198,4

198,4

203,2

203,2

208,0

208,0

212,7

NC70

71,4

D

235,0

238,1

241,3

244,5

247,7

250,8

254,0

-

D_f

226,6 <e>

226,6 <e>

227,8

227,8

232,6

232,6

237,3

-

NC77

71,4

D

266,7

269,9

273,1

276,2

279,4

282,6

-

-

D_f

251,2

251,2

256,0

256,0

260,8

260,8

-

-

1 REG

12,7

D

39,7

42,9

-

-

-

-

-

-

D_f

38,5

38,5

-

-

-

-

-

-

1 1/2 REG

12,7

D

52,4

55,6

-

-

-

-

-

-

D_f

50,8

50,8

-

-

-

-

-

-

2 3/8 REG

36,5

D

79,4

82,6

85,7

88,9

-

-

-

-

D_f

76,6

76,6

81,4

81,4

-

-

-

-

7/8 REG

33,3

D

98,4

-

-

-

-

-

-

-

D_f

90,9

-

-

-

-

-

-

-

3 1/2 REG

38,1

D

111,1

114,3

-

-

-

-

-

-

D_f

104,8 <e>

108,4

-

-

-

-

-

-

4 1/2 REG

57,2

D

139,7

142,9

146,1

149,2

152,4

-

-

-

D_f

137,7 <e>

137,7 <e>

139,3

139,3

144,1

-

-

-

5 1/2 REG

63,5

D

177,8

181,0

184,2

187,3

190,5

-

-

-

D_f

167,5 <e>

167,5 <e>

173,8

173,8

178,6

-

-

-

6 5/8 REG

71,4

D

190,5

193,7

196,9

200,0

203,2

206,4

209,6

-

D_f

184,9

184,9

186,1

186,1

190,9

190,9

195,7

-

7 5/8 REG FF

71,4

D

225,4

228,6

231,8

235,0

238,1

241,3

-

-

D_f

215,9 <e>

215,9 <e>

219,1

219,1

223,8

223,8

-

-

7 5/8 REG LT

63,5

D

241,3

244,5

247,7

250,8

254,0

-

-

-

D_f

235,0

235,0

235,0

235,0

235,0

-

-

-

8 5/8 REG FF

76,2

D

254,0

257,2

260,4

263,5

266,7

269,9

273,1

276,2

D_f

246,9 <e>

246,9 <e>

246,9 <e>

246,9 <e>

251,2

251,2

256,0

256,0

8 5/8 REG LT

76,2

D

269,9

273,1

276,2

279,4

-

-

-

-

D_f

266,7

266,7

266,7

266,7

-

-

-

-

3 1/2 FH

50,8

D

123,8

127,0

130,2

-

-

-

-

-

D_f

120,7

120,7

123,4

-

-

-

-

-

4 1/2 FH

63,5

D

146,1

149,2

152,4

155,6

158,8

-

-

-

D_f

142,1

142,1

145,3

145,3

150,0

-

-

-

5 1/2 FH

63,5

D

184,2

187,3

190,5

193,7

196,9

200,0

203,2

-

D_f

179,0 <e>

179,0 <e>

180,2

180,2

184,9

184,9

189,7

-

6 5/8 FH

71,4

D

215,9

219,1

222,3

225,4

228,6

231,8

235,0

-

D_f

208,4 <e>

208,4 <e>

210,0

210,0

214,7

214,7

219,5

-

З-161

71,4

D

184,2

196,9

203,2

225,4

228,6

-

-

-

D_f

179,1

188,6

193,4

210,1

212,4

-

-

-

З-189

71,4

D

247,7

-

-

-

-

-

-

-

D_f

232,5

-

-

-

-

-

-

-

<a> Предельные отклонения диаметра фаски D_f +/- 0,4 мм.

<b> Предельные отклонения наружного диаметра УБТ приведены в [2] (таблица A.15).

<c> При свинчивании УБТ и элементов бурильных колонн, имеющих одинаковый наружный диаметр из числа указанных выше, максимальное напряжение на упорных поверхностях соединений не превысит установленный минимальный предел текучести, если сборку соединений проводят с рекомендуемым моментом свинчивания.

<d> При свинчивании УБТ и элементов бурильных колонн, имеющих минимальный и максимальный наружные диаметры из числа указанных выше, максимальное напряжение на упорных поверхностях соединений не превысит заданный минимальный предел текучести, если внутренний диаметр соединений не менее базового внутреннего диаметра соединения, указанного в настоящей таблице.

<e> При свинчивании элементов бурильных колонн, имеющих максимальный наружный диаметр и минимальный указанный внутренний диаметр, диаметр фаски рассчитывают по напряжению на упорных поверхностях соединения, вызываемому крутящей нагрузкой при свинчивании, используя максимальный наружный диаметр и внутренний диаметр, указанный в настоящей таблице. Затем определяют площадь упорных поверхностей соединения, необходимую для того, чтобы максимальная крутящая нагрузка не приводила к возникновению максимального напряжения на упорных поверхностях, превышающего установленный минимальный предел текучести.

Примечание - Прочерк означает, что значение не регламентировано.

Если внутренний диаметр УБТ или свинчиваемых с ними элементов бурильных колонн равен или превышает базовый внутренний диаметр соединения, то минимальный наружный диаметр, указанный для каждого соединения в таблице 3, может сопрягаться с максимальным наружным диаметром (или с любым наружным диаметром в этом диапазоне), указанным для этого соединения. При этом напряжение на упорных поверхностях соединения не будет превышать установленный минимальный предел текучести.

Минимальные диаметры фасок, приведенные в таблице 3, являются наименьшими допустимыми диаметрами фасок для определенного соединения, при котором напряжение на упорных поверхностях соединения в результате несовпадения сопрягаемых наружных диаметров, не превысит заданный минимальный предел текучести.

Диаметры фасок для соединений в низкомоментном исполнении (LT) установлены произвольно и не должны увеличиваться или уменьшаться при изменении наружного диаметра соединений.

Диаметры фасок, указанные в таблице 3, не должны применяться к изделиям, для которых в нормативных документах <*> установлены специальные требования к диаметрам фасок, таким как замки для бурильных труб и толстостенные бурильные трубы, буровые долота или муфтовые переводники, которые соединяются с ними.

--------------------------------

<*> См. [1], [2].

Примечание - Диаметры фасок, приведенные в настоящем стандарте, не учитывают всех возможных сочетаний наружных и внутренних диаметров, которые могут возникнуть при свинчивании элементов бурильных колонн со значительно различающимся наружным диаметром муфтового конца, внутренним диаметром ниппельного конца или диаметрами фасок. Свинчивание соединений в таких случаях может привести к напряжению, превышающему установленный минимальный предел текучести материала, что увеличивает риск заедания, задиров и механических повреждений упорных поверхностей соединений.

Низкомоментное исполнение является обязательным для соединения 7 5/8 REG при наружном диаметре изделий свыше 241,30 мм и для соединения 8 5/8 REG при наружном диаметре изделий свыше 266,70 мм. Расположение и геометрические параметры ниппельного и муфтового концов для таких соединений в низкомоментном исполнении должны соответствовать указанным на рисунке 7 и в таблице 4.

Тип соединения

Наружный диаметр

D

Радиус скругления низкомоментных элементов

R_FG

+/- 0,40

Диаметр разгрузочной канавки на ниппельном конце

D_SRG

-0,79

Длина разгрузочной канавки на ниппельном конце

L_SRG

+/- 0,79

Внутренний диаметр упорной поверхности низкомоментных элементов

D_FG

+0,8

-0,4

7 5/8 REG

Св. 241,30

6,35

161,26

25,40

196,9

8 5/8 REG

Св. 266,70

185,45

25,40

228,6