Основные параметры и контроль резьбовых соединений

Общие технические требования

Москва Стандартинформ 2010

Предисловие

Цели и принципы стандартизации в Российской Федерации установлены Федеральным законом от 27 декабря 2002 г. № 184-ФЗ «О техническом регулировании», а правила применения национальных стандартов Российской Федерации - ГОСТ Р 1.0-2004 «Стандартизация в Российской Федерации. Основные положения»

Сведения о стандарте

1 РАЗРАБОТАН Рабочей группой Подкомитета ПК 7 «Нарезные трубы» Технического комитета по стандартизации ТК 357 «Стальные и чугунные трубы и баллоны»

2 ВНЕСЕН Техническим комитетом по стандартизации ТК 357 «Стальные и чугунные трубы и баллоны»

3 УТВЕРЖДЕН И ВВЕДЕН В ДЕЙСТВИЕ Приказом Федерального агентства по техническому регулированию и метрологии от 16 июля 2009 г. № 251-ст

4 ВВЕДЕН ВПЕРВЫЕ

Информация об изменениях к настоящему стандарту публикуется в ежегодно издаваемом информационном указателе «Национальные стандарты», а текст изменений и поправок - в ежемесячно издаваемых информационных указателях «Национальные стандарты». В случае пересмотра (замены) или отмены настоящего стандарта соответствующее уведомление будет опубликовано в ежемесячно издаваемом информационном указателе «Национальные стандарты». Соответствующая информация, уведомление и тексты размещаются также в информационной системе общего пользования - на официальном сайте Федерального агентства по техническому регулированию и метрологии в сети Интернет

СОДЕРЖАНИЕ

Предисловие Введение 1 Область применения 2 Нормативные ссылки 3 Термины, определения, обозначения и сокращения 4 Общие требования 5 Резьбовые соединения обсадных труб 5.1 Профиль резьбы 5.2 Основные параметры резьбового соединения ОТТМ 5.3 Основные параметры резьбового соединения ОТТГ 6 Резьбовые соединения насосно-компрессорных труб 6.1 Профиль резьбы 6.2 Основные параметры резьбовых соединений НКТ и НКТВ 6.3 Основные параметры резьбового соединения НКМ 7 Контроль резьбовых соединений 7.1 Порядок контроля 7.2 Контроль качества поверхности и геометрических параметров 7.3 Контроль натяга калибрами

Введение

Настоящий стандарт распространяется на резьбовые соединения обсадных и насосно-компрессорных труб и муфт к ним и разработан с целью унификации резьбовых соединений и установления требований к ним, отдельных от требований к трубам и муфтам.

Требования, правила приемки и методы контроля резьбовых соединений изложены с учетом международной практики в этой области, что повышает совместимость и взаимозаменяемость трубной продукции с такими резьбовыми соединениями.

Геометрические параметры и характеристики резьбовых соединений настоящего стандарта соответствуют геометрическим параметрам и характеристикам резьбовых соединений ГОСТ 632-80 «Трубы обсадные и муфты к ним. Технические условия» и ГОСТ 633-80 «Трубы насосно-компрессорные и муфты к ним», а также дополнены значениями для обсадных труб условным диаметром 102 мм с резьбовым соединением ОТТМ и обсадных труб с условным диаметром 324 мм с резьбовым соединением ОТТГ.

Настоящий стандарт не включает требования к резьбовым соединениям раструбных обсадных труб с трапецеидальной резьбой (ТБО) и насосно-компрессорных труб (НКБ), а также требования к резьбовым соединениям обсадных труб с короткой и удлиненной треугольной резьбой по ГОСТ Р 51906-2002, дублирующие требования к резьбовым соединениям, применяемым в международной практике.

НАЦИОНАЛЬНЫЙ СТАНДАРТ РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ

ТРУБЫ ОБСАДНЫЕ И НАСОСНО-КОМПРЕССОРНЫЕ И МУФТЫ К НИМ. ОСНОВНЫЕ ПАРАМЕТРЫ И КОНТРОЛЬ РЕЗЬБОВЫХ СОЕДИНЕНИЙ Общие технические требования Pipes for use as casing or tubing and couplings for them. Basic parameters and inspection of thread connections. General technical requirements

Дата введения - 2010-03-01

Область применения

Настоящий стандарт распространяется на резьбовые соединения обсадных и насосно-компрессорных труб и муфт к ним, применяемых в нефтяной и газовой промышленности и устанавливает требования к основным параметрам и контролю резьбы и резьбовых соединений.

Настоящий стандарт устанавливает требования к следующим типам резьбовых соединений:

- резьбовому соединению обсадных труб и муфт с трапецеидальной резьбой ОТТМ;

- резьбовому высокогерметичному соединению обсадных труб и муфт с трапецеидальной резьбой и узлом уплотнения «металл-металл» ОТТГ;

- резьбовому соединению насосно-компрессорных труб и муфт с закругленной треугольной резьбой НКТ;

- резьбовому соединению насосно-компрессорных труб и муфт с закругленной треугольной резьбой и высаженными наружу концами труб НКТВ;

- резьбовому высокогерметичному соединению насосно-компрессорных труб и муфт с трапецеидальной резьбой и узлом уплотнения «металл-металл» НКМ.

Нормативные ссылки

В настоящем стандарте использованы нормативные ссылки на следующие стандарты:

ГОСТ Р 51906-2002 Соединения резьбовые обсадных, насосно-компрессорных труб и трубопроводов и резьбовые калибры для них

ГОСТ Р 53366-2009 (ИСО 11960-2004) Трубы стальные, применяемые в качестве обсадных или насосно-компрессорных труб для скважин в нефтяной и газовой промышленности. Общие технические условия

ГОСТ 9378-93 (ИСО 2632-1-85, ИСО 2632-2-85) Образцы шероховатости поверхности (сравнения). Общие технические условия

ГОСТ 10654-81 Калибры для треугольной резьбы насосно-компрессорных труб и муфт к ним. Типы, основные размеры и допуски

ГОСТ 11708-82 Основные нормы взаимозаменяемости. Резьба. Термины и определения

ГОСТ 25575-83 Калибры для соединений с трапецеидальной резьбой обсадных труб и муфт к ним. Типы, основные размеры и допуски

ГОСТ 25576-83 Калибры для соединений с трапецеидальной резьбой насосно-компрессорных труб и муфт к ним. Типы, основные размеры и допуски

Примечание - При пользовании настоящим стандартом целесообразно проверить действие ссылочных стандартов в информационной системе общего пользования - на официальном сайте Федерального агентства по техническому регулированию и метрологии в сети Интернет или по ежегодно издаваемому информационному указателю «Национальные стандарты», который опубликован по состоянию на 1 января текущего года, и по соответствующим ежемесячно издаваемым информационным указателям, опубликованным в текущем году. Если ссылочный стандарт заменен (изменен), то при пользовании настоящим стандартом следует руководствоваться заменяющим (измененным) стандартом. Если ссылочный стандарт отменен без замены, то положение, в котором дана ссылка на него, применяется в части, не затрагивающей эту ссылку.

3 Термины, определения, обозначения и сокращения

3.1 В настоящем стандарте применены термины по ГОСТ 11708 и ГОСТ Р 51906, а также следующие термины с соответствующими определениями:

3.1.1 боковая сторона резьбы: Часть винтовой поверхности резьбы, расположенная между вершиной и впадиной резьбы и имеющая в плоскости осевого сечения прямолинейный профиль.

3.1.2 вершина резьбы: Часть винтовой поверхности резьбы, соединяющая смежные боковые стороны резьбы по верху.

3.1.3 винтовая линия резьбы: Линия, образованная на боковой поверхности реального или воображаемого прямого кругового конуса точкой, перемещающейся таким образом, что отношение между ее осевым перемещением и соответствующим угловым перемещением постоянно, но не равно нулю или бесконечности.

3.1.4 винтовая поверхность резьбы: Поверхность, образованная кривой, лежащей в одной плоскости с осью, и перемещающаяся относительно оси таким образом, что каждая точка кривой движется по винтовой линии резьбы и все возможные винтовые линии от точек кривой имеют одинаковые параметры.

3.1.5 виток резьбы: Часть выступа резьбы, соответствующая одному полному обороту точек винтовой поверхности резьбы относительно оси резьбы.

3.1.6 витки резьбы с черновинами, витки с черными вершинами: Вершины резьбы, образованные исходной поверхностью трубы после ее механической обработки.

3.1.7 внутренний диаметр конической резьбы: Диаметр воображаемого прямого кругового конуса в основной плоскости или заданном сечении, вписанного во впадины наружной или в вершины внутренней конической резьбы.

3.1.8 внутренняя резьба: Резьба, образованная на внутренней прямой круговой конической поверхности.

3.1.9 впадина резьбы: Часть винтовой поверхности резьбы, соединяющая смежные боковые стороны резьбы по низу.

3.1.10 высокогерметичное резьбовое соединение: Резьбовое соединение, в конструкцию которого включены специальные элементы, повышающие герметичность соединения, например узел уплотнения «металл-металл».

3.1.11 высота профиля резьбы: Расстояние между вершиной и впадиной резьбы в плоскости осевого сечения в направлении, перпендикулярном к оси резьбы.

3.1.12 выступ резьбы: Выступающая часть материала изделия, ограниченная винтовой поверхностью резьбы.

3.1.13 длина резьбы: Длина участка изделия, на котором образована резьба, включая сбег и фаску.

3.1.14 длина резьбы с полным профилем: Длина участка резьбы, на котором вершины и впадины соответствуют номинальному профилю резьбы и находятся в пределах отклонений наружного и внутреннего диаметров резьбы.

3.1.15 длина свинчивания: Длина участка взаимного перекрытия наружной и внутренней резьбы в осевом направлении.

3.1.16 длина резьбы с неполным профилем: Длина участка резьбы, на котором витки имеют неполную (незавершенную) форму.

3.1.17 конец сбега резьбы: Конец стороны впадины непрерывно исчезающей нитки резьбы, наиболее удаленный от торца трубы.

3.1.18 коническая резьба: Один или несколько равномерно расположенных выступов резьбы постоянного сечения, образованных на боковой поверхности прямого кругового конуса.

3.1.19 конусность резьбы: Угол при вершине между образующими конуса в одной плоскости. Конусность резьбы характеризуется изменением диаметра резьбы в осевом направлении и определяется разностью диаметров (наружных, внутренних и средних) между двумя любыми перпендикулярными к оси сечениями, деленной на расстояние между этими сечениями.

3.1.20 механическое свинчивание: Свинчивание резьбового соединения с определенным усилием и/или до определенного положения с помощью специального механизма или муфтонаверточного станка.

3.1.21 минимальная толщина стенки трубы под резьбой в плоскости торца трубы: Условная толщина стенки, характеризующая устойчивость резьбовой части конца трубы к разрушению, в условиях действия разнонаправленных напряжений.

3.1.22 наружная резьба: Резьба, образованная на наружной прямой круговой конической поверхности.

3.1.23 наружный диаметр конической резьбы: Диаметр воображаемого прямого кругового конуса в основной плоскости или заданном сечении, описанного вокруг вершин наружной или впадин внутренней конической резьбы.

3.1.24 натяг: Расстояние, характеризующее посадку одного изделия на другое, и припуск на механическое довинчивание.

3.1.25 натяг при свинчивании труб с муфтами: Расстояние от торца муфты до плоскости конца сбега резьбы на трубе.

3.1.26 натяг при контроле калибрами: Расстояние от измерительной плоскости калибра до плоскости изделия, выбранной за начало измерения натяга.

3.1.27 номинальный диаметр резьбы: Диаметр, условно характеризующий размеры резьбы и используемый при ее обозначении.

3.1.28 номинальный профиль конической резьбы: Профиль наружной или внутренней конической резьбы, который определен номинальными размерами его линейных и условных элементов и к которому в установленной основной плоскости относятся номинальный размеры наружного, среднего и внутреннего диаметров резьбы.

3.1.29 обычная муфта: Муфта наружным диаметром, принятым за основной диаметр по сравнению со специальной муфтой, имеющей меньший наружный диаметр. Термин применяют в случае, если для труб одного диаметра применяют муфты разных диаметров.

3.1.30 основная плоскость конической резьбы: Плоскость, перпендикулярная к оси резьбы, в которой задаются номинальные размеры наружного, среднего и внутреннего диаметров конической резьбы.

3.1.31 ось резьбы: Ось, относительно которой образована винтовая поверхность резьбы.

3.1.32 профиль резьбы: Профиль выступа и впадины резьбы в плоскости осевого сечения резьбы.

3.1.33 резьбовое соединение: Соединение двух изделий с помощью резьбы, в котором одно из изделий имеет наружную резьбу, другое - внутреннюю.

3.1.34 сбег резьбы: Участок в зоне перехода резьбы к гладкой части изделия, на котором резьба имеет неполный профиль.

3.1.35 свинчивание вручную, ручное свинчивание: Свинчивание резьбового соединения усилием одного человека без применения специального механизма или муфтонаверточного станка.

3.1.36 специальная муфта: Муфта, имеющая меньший наружный диаметр, по сравнению с наружным диаметром обычной муфты.

3.1.37 средний диаметр конической резьбы: Диаметр в основной плоскости или заданном сечении воображаемого прямого кругового конуса, соосного с конической резьбой, каждая образующая которого пересекает профиль резьбы таким образом, что проекции на ось резьбы отрезков, образованных при пересечении с впадиной, равны половине номинального шага резьбы.

3.1.38 трапецеидальная резьба: Коническая резьба, предназначенная для соединения нарезных труб и муфт к ним, исходный профиль которой представляет собой трапецию, угол наклона одной из боковых сторон (несущей) которой меньше, чем угол наклона другой стороны (угол трения).

3.1.39 закругленная треугольная резьба: Коническая резьба, предназначенная для соединения нарезных труб и муфт к ним, исходный профиль которой представляет собой треугольник с закругленными вершинами и впадинами.

3.1.40 угол наклона боковой стороны резьбы: Угол между боковой стороной резьбы и перпендикуляром к оси резьбы в плоскости сечения.

3.1.41 угол профиля резьбы: Угол между смежными боковыми сторонами резьбы в плоскости осевого сечения.

3.1.42 угол уклона резьбы: Угол, образованный касательной к винтовой линии, описываемой средней точкой боковой стороны резьбы, и плоскостью, перпендикулярной к оси резьбы.

3.1.43 узел уплотнения «металл-металл»: Совокупность конструктивных металлических уплотнительных и упорных элементов резьбового соединения, которые при механическом свинчивании обеспечивают в результате сопряжения поверхностей с определенным натягом высокую герметичность резьбового соединения.

3.1.44 уплотнительная проточка: Радиальная уплотнительная поверхность трубы - конструктивный уплотнительный элемент узла уплотнения «металл-металл».

3.1.45 уплотнительная расточка: Радиальная уплотнительная поверхность муфты - конструктивный уплотнительный элемент узла уплотнения «металл-металл».

3.1.46 упорный торец трубы: Упорная поверхность, проходящая через плоскость меньшего диаметра уплотнительной проточки, расположенная под прямым или другим углом к оси резьбы трубы - конструктивный упорный элемент узла уплотнения «металл-металл».

3.1.47 упорный уступ муфты: Упорная поверхность, проходящая через плоскость меньшего диаметра уплотнительной расточки, расположенная под прямым или другим углом к оси резьбы муфты - конструктивный упорный элемент узла уплотнения «металл-металл».

3.1.48 шаг резьбы: Расстояние по линии, параллельной оси резьбы между средними точками ближайших одноименных боковых сторон профиля резьбы, лежащими в одной осевой плоскости по одну сторону от оси резьбы.

3.2 В настоящем стандарте применены следующие сокращения:

НКМ - резьбовое высокогерметичное соединение насосно-компрессорных труб и муфт с трапецеидальной резьбой и узлом уплотнения «металл-металл»;

НКТ - резьбовое соединение насосно-компрессорных труб и муфт с закругленной треугольной резьбой;

НКТВ - резьбовое соединение насосно-компрессорных труб и муфт с закругленной треугольной резьбой и высаженными наружу концами труб;

ОТТГ - резьбовое высокогерметичное соединение обсадных труб и муфт с трапецеидальной резьбой и узлом уплотнения «металл-металл»;

ОТТМ - резьбовое соединение обсадных труб и муфт с трапецеидальной резьбой.

3.3 В настоящем стандарте применены следующие обозначения:

А_h - натяг при свинчивании трубы и муфты вручную;

А - натяг при механическом свинчивании трубы и муфты;

A₁, A₂, А₃, А₄ - натяги резьбы или элементов резьбового соединения по калибрам;

α ₁, α ₂, α ₃ - углы наклона элементов профиля резьбы;

В - ширина торцовой плоскости;

b, b₁, b₂, b₃, b₄ - ширина элементов профиля резьбы;

D - наружный диаметр трубы;

D_B - наружный диаметр высаженного конца трубы;

D_M - наружный диаметр обычной муфты;

D_C - наружный диаметр специальной муфты;

d - внутренний диаметр трубы;

d_M - внутренний диаметр муфты;

d_cp - средний диаметр резьбы в основной плоскости;

d_BH - внутренний диаметр резьбы в основной плоскости;

d₀, d₁, d₂, d₃, d₄, d₅ - диаметры элементов резьбы или резьбового соединения;

φ - угол уклона резьбы;

Н - высота исходного профиля резьбы;

h, h₁, h ₂, h₃, h₄, h₅ - высота или глубина элементов профиля резьбы или резьбового соединения;

L - общая длина резьбы трубы;

L_M - длина муфты;

L₁ - расстояние от торца муфты до упорного уступа;

l₀, l₁, l₂, l₃, l₄, l₅, l₆, l₇, l₈, l₉, l₁₀ - расстояние или длина элементов резьбового соединения;

Р - шаг резьбы;

r, r₁, r₂, r₃, r₄ - радиусы скругления элементов профиля резьбы или резьбового соединения;

t - толщина стенки трубы;

t_r - толщина стенки трубы под резьбой в плоскости торца трубы;

K - конусность резьбы;

z -зазор.

4 Общие требования

4.1 Резьбовые соединения, установленные настоящим стандартом, предназначены для обсадных, насосно-компрессорных труб и муфт к ним по ГОСТ Р 53366.

4.2 Резьбовые соединения труб и муфт к ним должны быть выполнены в соответствии с требованиями настоящего стандарта по технологическим регламентам, утвержденным в установленном порядке.

4.3 Геометрические параметры труб и муфтовых заготовок, предназначенных для нарезания резьбы, должны обеспечивать выполнение требований настоящего стандарта к геометрическим параметрам резьбы и резьбовых соединений.

4.4 Соблюдение требований к профилю, геометрическим параметрам, качеству поверхности резьбы и резьбового соединения должно обеспечивать герметичность резьбового соединения при правильно выполненном механическом свинчивании и использовании соответствующей резьбовойсмазки.

4.5 Поверхности резьбы, уплотнительных и упорных элементов резьбового соединения должны быть гладкими, без следов коррозии.

Не допускаются рванины, заусенцы и другие дефекты, которые нарушают непрерывность поверхности резьбы, уплотнительных и упорных элементов, могут привести к отслоению металла или защитного покрытия, образованию задиров при свинчивании.

4.6 На длине резьбы трубы с неполным профилем допускаются риски, царапины, вмятины и другие несовершенства поверхности глубиной, не выходящей за внутренний диаметр резьбы или не превышающей 12,5% номинальной толщины стенки трубы при измерении от поверхности трубы, в зависимости от того, что больше.

4.7 Допускается зачистка поверхности резьбы, уплотнительных и упорных элементов резьбовых соединений для уменьшения глубины несовершенств или для их удаления, при условии соблюдения требований к геометрическим параметрам резьбы и резьбовых соединений.

4.8 Шероховатость Ra поверхности резьбы и упорных элементов резьбовых соединений не должна превышать 3,2 мкм, поверхности уплотнительных элементов резьбовых соединений - 1,6 мкм.

4.9 На всю поверхность резьбы и уплотнительных конических расточек муфт должно быть нанесено цинковое или фосфатное покрытие.

4.10 При свинчивании труб с муфтами должна применяться резьбоуплотнительная смазка или другие смазки, обеспечивающие герметичность резьбового соединения и предохраняющие его от коррозии и задиров при свинчивании.