ПО ТЕХНИЧЕСКОМУ РЕГУЛИРОВАНИЮ И МЕТРОЛОГИИ

ГОСТ Р 56349—

2015

(ИСО 10424-2:2007)

ТРУБЫ БУРИЛЬНЫЕ И ДРУГИЕ ЭЛЕМЕНТЫ БУРИЛЬНЫХ КОЛОНН В НЕФТЯНОЙ И ГАЗОВОЙ ПРОМЫШЛЕННОСТИ

Часть 2

Основные параметры и контроль резьбовых упорных соединений Общие технические требования

ISO 10424-2:2007 Petroleum and natural gas industries — Rotary drilling equipment —

Part 2 — Threading and gauging of rotary shouldered thread connections

(MOD)

Издание официальное

Москва

Стандартинформ

2015

Предисловие

1    ПОДГОТОВЛЕН Подкомитетом ПК 7 «Трубы нарезные нефтяного сортамента» Технического комитета по стандартизации ТК 357 «Стальные и чугунные трубы и баллоны» на основе аутентичного перевода на русский язык указанного в пункте 4 стандарта, который выполнен ООО «Специализированная переводческая фирма «Интерсервис»

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 11 февраля 2015 г. № 78-ст

4    Настоящий стандарт является модифицированным по отношению к международному стандарту ИСО 10424-2:2007 «Нефтяная и газовая промышленность. Оборудование для роторного бурения

-    Часть 2: Нарезание резьбы и контроль калибрами роторных соединений с заплечиками» (ISO 10424-2:2007 Petroleum and natural gas industries — Rotary drilling equipment — Part 2 — Threading and gauging of rotary thread shouldered connections) путем:

-    включения и изменения отдельных слов (фраз, показателей, ссылок), выделенных в тексте настоящего стандарта курсивом;

-    включения структурных элементов (пунктов, подпунктов, абзацев, терминологических статей), выделенных в тексте настоящего стандарта вертикальной линией, расположенной на полях этого текста;

-    изменения содержания отдельных структурных элементов (подразделов, пунктов, подпунктов, абзацев, таблиц и рисунков), выделенных в тексте настоящего стандарта курсивом и вертикальной линией, расположенной на полях этого текста;

-    изменения его структуры для приведения в соответствие с правилами, установленными в ГОСТ Р 1.5. Сравнение структуры настоящего стандарта со структурой указанного международного стандарта приведено в дополнительном приложении ДА. Наименование настоящего стандарта изменено относительно наименования указанного международного стандарта для приведения в соответствие с ГОСТ Р 1.7 (подраздел 7.7.1) и уточнения области применения

5    ВВЕДЕН ВПЕРВЫЕ

Правила применения настоящего стандарта установлены в ГОСТ Р 1.0-2012 (раздел 8). Информация об изменениях к настоящему стандарту публикуется в ежегодном (по состоянию на 1 января текущего года) информационном указателе «Национальные стандарты», а официальный текст изменений и поправок — в ежемесячном информационном указателе «Национальные стандарты». В случае пересмотра (замены) или отмены настоящего стандарта соответствующее уведомление будет опубликовано в ближайшем выпуске информационного указателя «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 (gost.ru)

© Стандартинформ, 2015

В Российской Федерации настоящий стандарт не может быть полностью или частично воспроизведен, тиражирован и распространен в качестве официального издания без разрешения Федерального агентства по техническому регулированию и метрологии

Размеры в миллиметрах

Таблица 1 — Геометрические параметры профиля резьбы

Наименование показателя а Предельные отклонения Значение показателя Профиль резьбы - V-038R V-038R V-040 V-050 V-050 V-055 Число витков на длине 25,4 мм п - 4 4 5 4 4 6 Шаг резьбы Рь: -    на любом участке длиной 25,4 мм; -    суммарный шаг ± 0,038 ± 0,114 мм или сумма 0,0254 мм на каждые 25,4 мм, что более 6,350 6,350 5,080 6,350 6,350 4,233 Угол 6° ± 45' 30 30 30 30 30 30 Угол ср - 4°45'50,4" 7°7'30" 7°7'30" 4°45'50,4" 7°7'30" 3°34'33,6" Конусность резьбы Кс, мм/мм: -    наружной резьбы; -    внутренней резьбы + 0,0025 -0,0025 1/6 1/4 1/4 1/6 1/4 1/8 Ширина вершин профиля резьбы Рс — 1,65 1,65 1,02 1,27 1,27 1,40 Радиус впадин профиля резьбы R - 0,97 0,97 0,51 0,64 0,64 - Ширина впадин профиля резьбы Рг - - - - - - 1,19 Радиус округления впадин профиля резьбы гг ± 0,20 — — — — — 0,38 Радиус округления вершин профиля резьбы гс ± 0,20 0,38 0,38 0,38 0,38 0,38 0,38 Высота исходного профиля резьбы Н - 5,487 5,471 4,377 5,487 5,471 3,661 Высота профиля резьбы h + 0,025; -0,076 3,095 3,083 2,993 3,754 3,742 1,421 Срез по вершинам профиля резьбы fc - 1,427 1,422 0,875 1,097 1,094 1,208 Срез по впадинам профиля резьбы Ь - 0,965 0,965 0,508 0,635 0,635 1,033 а Гзометрические параметры, указанные без предельных отклонений, приведены для справок и контролю не подвергаются. Предельные отклонения шага резьбы на всей длине резьбы с полным профилем. Предельные отклонения конусности резьбы по среднему диаметру резьбы на всей длине резьбы с полным профилем. Примечание — Конусность резьбы определяется углом уклона ср, равным половине угла между образующими конуса резьбы (рисунки 1 и 2), и равна 2 tgq>.

ГОСТ Р 56349-2015

5.2 Форма и геометрические параметры резьбового упорного соединения

5.2.1    Основные геометрические параметры

Форма, геометрические параметры соединений и их предельные отклонения приведены на рисунках 3, 4, 5 и в таблицах 2, 3.

5.2.2    Упорные поверхности

Упорные поверхности соединений должны быть плоскими и перпендикулярными к оси резьбы. Отклонение от перпендикулярности и плоскостности не должно превышать 0,05 мм.

1 — наружная заходная фаскат 2 — внутренняя фаска; 3 — основная плоскость А — основание конуса; В — упорная поверхность; а Ширина фаски задается таким образом, чтобы начало резьбы выходило на фаску. ь Размеры фаски для замков бурильных труб в соответствии с ГОСТ Р 54383 или [1], для остальных элементов буровой колонны — по выбору изготовителя.

Рисунок 3 — Ниппельный конец

9

1 — упорная поверхность; 2 — внутренняя заходная фаска Примечние — Первая впадина резьбы расположена на заходной фаске с углом 35° ± 10°.

Рисунок 4 — Муфтовый конец

10

и

NC77 NC70 NC61 NC56 NC50 NC46 NC44 NC40 5 О со 00 NC35 NC31 NC26 NC23 NC16 NC13 NC12 NC10 Резьбовое соединение V-038R V-038R V-038R V-038R V-038R V-038R V-038R V-038R V-038R V-038R V-038R V-038R V-038R V-055 V-055 V-055 V-055 Профиль резьбы -X 3* -X -X 3* -X 3* -X о$ -X о$ -X о$ -X о$ -X о$ -X о$ -X о$ -X о$ -X о$ -X 00 -X 00 -X 00 -X 00 Конусность резьбы к, мм/мм -Ь. -Ь. -Ь. -Ь. -Ь. -Ь. -Ь. -Ь. -Ь. 05 05 05 05 Число витков резьбы на длине 25, 4 мм п 196,6214 179,1462 156,9212 142,6464 128,0592 117,5004 112,1918 103,4288 96,7232 89,6874 80,8482 67,7672 59,8170 40,8686 35,3314 32,1310 27,0002 Средний диаметр резьбы в основной плоскости Dc 203,22 185,74 163,52 149,24 133,34 122,78 1Р‘Ш 108,71 102,00 94,97 86,13 73,05 65,10 44,10 38,56 35,36 30,23 Наружный диаметр большего основания конуса dl ниппельного конца Геометрические параметры а 198,83 -X 00 -Л СО 00 159,16 144,86 130,43 119,61 114,27 105,56 98,83 92,08 82,96 69,85 61,90 42,90 37,36 34,16 29,03 Наружный диаметр цилиндрической ПрОТОЧКИ Dlf, ±0,40 161,94 147,64 128,59 117,49 114,29 103,73 98,42 89,66 85,07 79,09 71,31 60,35 52,40 38,54 33,00 29,80 25,47 Наружный диаметр меньш его основания конуса Ds 165,10 152,40 139,70 127,00 114,30 114,30 114,30 114,30 101,60 95,25 88,90 76,20 76,20 44,45 44,45 44,45 38,10 Длина конуса ь Lpc, -3,18 12,70 12,70 12,70 12,70 12,70 12,70 12,70 12,70 12,70 12,70 12,70 12,70 12,70 10,16 10,16 10,16 10,16 Расстояние от упорного уступа до начала резьбы с полным профилем Ln,не более 204,79 187,32 165,10 150,81 134,94 124,62 119,06 110,33 103,58 96,84 00 VI VJ -л 74,61 66,68 44,48 38,91 35,71 30,58 Внутренний диаметр конической расточки в плоскости упорного торца Qc, +0,80 -0,40 муфтового конца 180,98 168,28 155,58 142,88 130,18 130,18 130,18 130,18 117,48 111,12 104,78 92,08 92,08 60,32 60,32 60,32 53,98 Длина конуса LBC, +9,00 15,88 15,88 15,88 15,88 15,88 15,88 15,88 15,88 15,88 15,88 15,88 15,88 15,88 11,13 11,13 11,13 11,13 Длина конической расточки LQc, +1,60 -0,80 168,28 155,58 142,88 130,18 117,48 117,48 117,48 117,48 104,78 98,42 92,08 со со 00 VJ со со 00 47,62 47,62 47,62 41,28 Расстояние от упорного торца до конца резьбы с полным профилем LBt, не менее

Таблица 2 — Геометрические параметры соединений

9ЮЗ—6fr£99dlOOJ

zv

а Гзометрические параметры, указанные без предельных отклонений, приведены для справок и контролю не подвергаются. ь Для шарошечных долот отклонения длины конуса ниппельного конца Lpc не должны превышать минус 5,00 мм. со -л 00 со 3-161 6 5/8 FH СП S 5 4-1/2 FH 3-1/2 FH 8 5/8 REG 7 5/8 REG 6 5/8 REG 5 1/2 REG 4 1/2 REG 3 1/2 REG 2 7/8 REG 2 3/8 REG 1 1/2 REG 1 REG Резьбовое соединение V-050 V-050 V-050 V-050 V-040 V-040 V-050 V-050 V-050 V-050 V-040 V-040 V-040 V-040 V-055 V-055 Профиль резьбы -X о$ -X о$ -X о$ -X о$ -X 3* -X 3* -X 3* -X 3* -X o$ -X 3* -X 3* -X 3* -X 3* -X 3* -X 00 -X 00 Конусность резьбы к, мм/мм СП СП -Ь. -Ь. -b. -b. СП СП СП СП 05 05 Число витков резьбы на длине 25, 4 мм п 183,4880 155,9810 165,5978 142,0114 115,1128 94,8436 194,7311 170,5491 146,2481 132,9441 110,8677 82,2927 69,6054 60,0804 39,1414 29,3116 Средний диаметр резьбы в основной плоскости Dc 189,43 161,92 171,53 147,95 121,71 101,44 201,98 177,80 152,19 140,20 117,46 88,89 76,20 66,68 42,37 31,75 Наружный диаметр большего основания конуса dl ниппельного конца Геометрические параметры а 186,60 159,10 168,73 145,16 118,92 98,65 199,14 175,01 149,40 137,41 114,68 86,11 73,41 63,88 41,17 31,32 Наружный диаметр цилиндрической ПрОТОЧКИ Dlf, ±0,40 168,26 140,75 150,37 126,78 96,31 77,63 167,85 144,46 131,02 110,03 90,7 65,07 53,98 47,62 36,02 26,98 Наружный диаметр меньш его основания конуса Ds 127,00 127,00 127,00 127,00 101,60 95,25 136,53 133,35 127,00 120,65 107,95 95,25 88,90 76,20 50,80 38,10 Длина конуса ь Lpc, -3,18 12,70 12,70 12,70 12,70 12,70 12,70 12,70 12,70 12,70 12,70 12,70 12,70 12,70 12,70 10,16 10,16 Расстояние от упорного уступа до начала резьбы с полным профилем Ьп,не более 192,00 163,80 173,83 150,02 123,82 102,79 204,39 180,18 153,99 141,68 119,06 90,49 77,79 68,26 42,88 33,04 Внутренний диаметр конической расточки в плоскости упорного торца Qc, +0,80 -0,40 муфтового конца 143,00 143,00 142,88 142,88 111,12 111,12 152,40 149,22 142,88 136,52 123,82 111,12 104,78 92,08 66,80 53,98 Длина конуса LBC, +9,00 15,88 15,88 15,88 15,88 15,88 15,88 15,88 15,88 15,88 15,88 15,88 15,88 15,88 15,88 11,13 11,13 Длина конической расточки LQc, +1,60 -0,80 130,00 130,00 130,18 130,18 104,78 98,42 139,70 136,52 130,18 123,82 111,12 98,42 92,08 79,38 53,98 50,80 Расстояние от упорного торца до конца резьбы с полным профилем LBt, не менее

Окончание таблицы 2

9 ЮЗ—6fr£99dlOOJ

ГОСТ Р 56349-2015

5.2.3    Соосность

Угловая несоосность оси резьбы соединений и оси изделий (за исключением соединений долот) не должна превышать 3'25" или 0,001 мм/мм. Конструкция соединений предусматривает пересечение оси резьбы и изделий в плоскости упорной поверхности.

5.2.4    Основание ниппельного конца

Основание ниппельного конца должно соответствовать следующим требованиям:

a)    основание ниппельного конца элементов бурильных колонн, кроме УБТ, выполняется в виде конической поверхности с радиусом округления перехода к поверхности упорного уступа не менее 0,8 мм (рисунок 5 а). При необходимости, на основании ниппельного конца может быть выполнена цилиндрическая проточка, как указано в перечислении Ь);

b)    на основании ниппельного конца УБТ должна быть выполнена цилиндрическая проточка диаметром D_Lf и радиусом скругления (1,6 ± 0,4) мм (рисунок 5, Ь), если на ниппельном конце не выполняется разгрузочная канавка;

c)    длина основания ниппельного конца или расстояние от упорного уступа до начала резьбы с полным профилем L_ft (рисунок 6) не должно превышать значений, указанных в таблице 2.

а — Основание ниппельного конца без цилиндрической проточки

Ь — Основание ниппельного конца с цилиндрической проточкой

Рисунок 5 — Форма основания ниппельного конца

13

ГОСТ Р 56349-2015

1 — впадина ближайшего к упорному уступу витка резьбы с полным профилем

Примечание — Lft определяют как расстояние между упорным уступом и пересечением конической поверхности или цилиндрической проточки с боковой стороной ближайшего витка резьбы с полным профилем.

Рисунок 6 — Длина основания ниппельного конца

5.2.5 Фаски на упорных поверхностях соединений УБТ и элементов бурильных колонн, соединяемых с ними

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 в скважинах.

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

5.2.52 Методики расчета диаметра фасок    /

Диаметр фасок рассчитывают для каждых 6,35 мм увеличения или уменьшения наружного диа-метра УБТ вне зависимости от используемой методики. При расчете по основной (упрощенной) мето- / дике 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 внут-реннего диаметров соединения, при котором сжимающее напряжение на упорных поверхностях пре- I высит установленный минимальный предел текучести материала.

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

Комбинация двух методик расчета гарантирует, что уровень напряжений на упорных поверхно- I стях 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    /

14

ГОСТ P 56349—2015

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 cfj. Назначение d, — обеспечить расчет допустимого напряжения на упорные поверхности, не превышающего установленный минимальный предел текучести материала.

Таблица 3 — Базовые внутренние диаметры соединения, наружные диаметры и диаметры фасок для соединений УБТ В миллиметрах

Резьбовое соединение Вазовый внутренний диаметр соединения d\d Диаметр фаски Дадля различных наружных диаметров D ь,° NC10 18,26 D 34,93 - - - - - - - Df 34,53 - - - - - - - NC12 23,02 D 41,28 - - - - - - - Df 40,08 - - - - - - - NC 13 23,81 D 46,08 - - - - - - - Df 44,84 - - - - - - - NC 16 25,40 D 53,98 - - - - - - - Df 52,78 - - - - - - - NC23 28,58 D 79,38 - - - - - - - Df 76,20 - - - - - - - NC26 38,10 D 85,72 88,90 92,08 95,25 98,42 - - - Df 84,53е 84,53е 87,71 87,71 92,47 - - - NC31 38,10 D 104,78 107,95 111,12 - - - - - Df 101,60е 101,60е 105,17 - - - - - NC 35 50,80 D 114,30 117,48 120,65 - - - - - Df 110,33 110,33 114,70 - - - - - NC 38 57,15 D 120,65 123,82 127,00 130,18 133,35 - - - Df 117,87е 117,87е 121,05 121,05 125,81 - - - NC 40 50,80 D 133,35 136,52 139,70 142,88 146,05 - - - Df 128,19е 128,19е 132,16 132,16 136,92 - - - NC 44 57,15 D 139,70 142,88 146,05 149,22 152,40 155,58 158,75 - Df 138,11е 138,11е 139,70 139,70 144,46 144,46 149,22 - NC 46 57,15 D 152,40 155,58 158,75 161,92 165,10 168,28 171,45 174,62 Df 145,25е 145,25е 150,02 150,02 154,78 154,78 159,54 159,54 NC 50 57,15 D 161,92 165,10 168,28 171,45 174,62 177,80 180,98 184,15 Df 161,14 161,14е 161,14е 161,14е 164,70 164,70 169,46 169,46 NC 56 63,50 D 184,15 187,32 190,50 193,68 196,85 200,02 203,20 - Df 179,78е 179,78е 180,58 180,58 185,34 185,34 190,10 - NC61 71,44 D 203,20 209,55 212,72 215,90 219,08 222,25 225,42 228,60 Df 197,25е 198,44 198,44 203,20 203,20 207,96 207,96 212,72 NC70 71,44 D 234,95 238,12 241,30 244,48 247,65 250,82 254,00 - Df 226,61е 226,61е 227,80 227,80 232,57 232,57 237,33 - Л/С 77 71,44 D 266,70 269,88 273,05 276,23 279,40 282,58 - - D, 251,23 251,23 255,98 255,98 260,75 260,75 - - 1 REG 12,70 D 39,69 42,86 - - - - - - Df 38,50 38,50 - - - - - - 1 1/2 REG 12,70 D 52,39 55,56 - - - - - - Df 50,80 50,80 - - - - - -

ГОСТ Р 56349-2015

Введение

Настоящий стандарт модифицирован по отношению к международному стандарту ИСО 10424-2:2007 «Нефтяная и газовая промышленность. Оборудование для роторного бурения — Часть 2: Нарезание резьбы и контроль калибрами роторных соединений с заплечиками», широко используемому в мировой практике для установления требований к резьбовым упорным соединениям элементов бурильных колонн.

Изложение настоящего стандарта приведено в соответствие с правилами изложения, установленными в ГОСТ Р 1.5.

Модификация настоящего стандарта по отношению к международному стандарту заключается в следующем:

-    исключен раздел 2 «Соответствие — Единицы измерения», т. к. числовые значения единиц измерения приведены только в системе СИ;

-    раздел «Термины, сокращения, определения и обозначения» разделен на два самостоятельных раздела «Термины и определения» и «Обозначения и сокращения», что обусловлено большим объемом раздела;

-    наименование некоторых терминов приведено к терминологии, применяемой в национальной промышленности, так например, термин «роторное соединение с заплечиками» заменен термином

«резьбовое упорное соединение»;

-    исключены термины, повторяющие определения обозначений геометрических параметров соединений, приведенных в разделе «Обозначения и сокращения»;

-    введены дополнительные термины, традиционно применяемые в национальной промышленности, для уточнения применяемых понятий;

-    заданный средний диаметр резьбы в измерительной плоскости рабочих калибров-пробок Dqp заменен средним диаметром в основной плоскости D_c;

-    внесены изменения, связанные с Дополнением № 1 к стандарту ANSI/API Spec 7-2, на основе которого разработан ISO 10424-2, (5.2.5 и приложение D)

-    исключены значения показателей, выраженные в единицах американской системы единиц, которые нецелесообразно применять в национальной стандартизации, и соответствующее приложение А «Таблицы в единицах USC»;

-    исключено приложение В с требованиями по уходу за региональными эталонными калибрами и их применением в связи с отсутствием таких калибров в Российской Федерации;

-    исключен раздел 5 «Информация, предоставляемая заказчиком», т.к. настоящим стандартом не предусмотрена поставка изделий с резьбовыми упорными соединениями;

-    для резьбовых соединений, для которых не существует сертифицированных контрольных калибров, дополнена возможность применения несертифицированных контрольных калибров, калиброванных в соответствии с положениями настоящего стандарта;

-    исключено приложение Е, связанное с сертификацией калибров, проводимой Американским нефтяным институтом;

-    исключено приложение G по пересчету показателей, выраженных в единицах американской системы единиц, в единицы Международной системы единиц;

-    исключены непредпочтительные и устаревшие резьбовые соединения (приложение F), кроме соединений NC10, NC12, NC13, NC16, NC77, 3 1/2FH, 4 1/2FH, аналогичных резьбовым соединениям ГОСТ 28487;

-    дополнительно включены применяемые в Российской Федерации резьбовые соединения 3-161 и 3-189 по ГОСТ 28487, эквивалентные аналоги которых отсутствуют в ИСО 10424-2;

-    исключены ссылки на стандарты АПИ с сохранением ссылок на аналогичные стандарты ИСО или АСТМ, приведенные в библиографии к настоящему стандарту.

Сопоставление структуры настоящего стандарта и стандарта ИСО 10424-2 приведено в приложении ДА.

ГОСТ Р 56349-2015

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 стандартах [1] и [2] 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.

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.

5.2.6 Низкомоментное исполнение

Соединения элементов бурильной колонны большого наружного диаметра должны быть изготовлены в низкомоментном исполнении, т.е. с уменьшенной площадью упорных поверхностей ниппельного и муфтового конца. Уменьшение площади упорных поверхностей достигается выполнением низкомоментных элементов — дополнительной низкомоментной проточки на ниппельном конце и низкомоментной расточки на муфтовом конце. Благодаря этому обеспечивается достижение достаточных сжимающих напряжений на упорных поверхностях и сохранение прочности на изгиб при применении допустимого момента свинчивания. В низкомоментном исполнении соединения могут быть также выполнены с элементами для снятия усталостных напряжений — разгрузочными канавками на ниппельном и/или муфтовом конце. Низкомоментное исполнение соединений ниппельного и муфтового концов показано на рисунке 7.

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 низкомомоментном исполнении должны соответствовать указанным на рисунке 7 и в таблице 4.

Таблица 4 — Геометрические параметры ниппельного и муфтового концов соединений 7 5/8 REG и 8 5/8 REG в низкомоментном исполнении В миллиметрах

Резьбовое соединение Наружный диаметр D Радиус скругления низкомоментных элементов RFG -0,40 Диаметр разгрузочной канавки на ниппельном конце DSRG -0,79 Длина разгрузочной канавки на ниппельном конце LSRG ±0,79 Внутренний диаметр упорной поверхности низкомоментных элементов DFG + 0,8 -0,4 7 5/8 REG свыше 241,30 6,35 161,26 25,40 196,9 8 5/8 REG свыше 266,70 185,45 25,40 228,6

17

ГОСТ P 56349—2015

Содержание

1    Область применения.....................................................................................................................................1

2    Нормативные ссылки....................................................................................................................................1

3    Термины и определения...............................................................................................................................2

4    Обозначения и сокращения..........................................................................................................................3

4.1    Обозначения...........................................................................................................................................3

4.2    Сокращения............................................................................................................................................5

5    Технические требования...............................................................................................................................5

5.1    Форма и геометрические параметры профиля резьбы......................................................................5

5.2    Форма и геометрические    параметры резьбового упорного соединения......................................9

5.2.1    Основные геометрические параметры..........................................................................................9

5.3    Покрытие...............................................................................................................................................18

6    Дополнительные требования.....................................................................................................................19

6.1    Общие положения................................................................................................................................19

6.2    Разгрузочные элементы......................................................................................................................19

6.3    Контрольные метки..............................................................................................................................21

6.4    Холодное деформационное упрочнение...........................................................................................23

6.5    Приработка............................................................................................................................................23

7    Правила приемки и методы контроля......................................................................................................23

7.1    Общие положения................................................................................................................................23

7.2    Условия проведения контроля...........................................................................................................24

7.3    Измерение натяга...............................................................................................................................24

7.4    Измерительные наконечники приборов............................................................................................27

7.5    Измерение шага резьбы......................................................................................................................27

7.6    Определение конусности.....................................................................................................................28

7.8    Контроль соосности..............................................................................................................................29

7.9    Контроль качества покрытия...............................................................................................................29

8    Правила применения калибров..................................................................................................................29

8.1    Схема применения калибров..............................................................................................................29

8.2    Требования к калибрам.......................................................................................................................31

9    Калибровка резьбовых калибров...............................................................................................................40

9.1    Порядок проведения калибровки........................................................................................................40

9.2    Критерии приемки.................................................................................................................................41

9.3    Методы контроля калибров.................................................................................................................41

Приложение А-(обязательное) Перевозка контрольных калибров...........................................................45

Приложение В (обязательное) Хранение рабочих калибров и их применение.......................................47

Приложение С (справочное) Рекомендации по контролю новых резьбовых упорных соединений......48

Приложение D (справочное) Расчет геометрических параметров резьбового упорного

соединения...........................................................................................................................51

Приложение Е (справочное) Взаимозаменяемость резьбовых упорных соединений...........................57

Приложение F (справочное) Первичные и региональные эталонные калибры АПИ для резьбовых

упорных соединений............................................................................................................58

Приложение ДА (справочное) Сравнение структуры настоящего стандарта со структурой

международного стандарта................................................................................................62

Библиография.................................................................................................................................................63

IV

НАЦИОНАЛЬНЫЙ СТАНДАРТ РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ

ТРУБЫ БУРИЛЬНЫЕ И ДРУГИЕ ЭЛЕМЕНТЫ БУРИЛЬНЫХ КОЛОНН В НЕФТЯНОЙ И ГАЗОВОЙ ПРОМЫШЛЕННОСТИ

Часть 2

Основные параметры и контроль резьбовых упорных соединений Общие технические требования

Drill pipes and other elements of drilling equipment for petroleum and natural gas industries. Part 2. Basic parameters and inspection of thread shouldered connection. General technical requirements

Дата введения — 2015—10—01

1    Область применения

Настоящий стандарт устанавливает требования к резьбовым упорным соединениям бурильных труб и других элементов бурильных колонн, используемых в нефтяной и газовой промышленности.

Для таких резьбовых упорных соединений в настоящем стандарте приведены обязательные требования к геометрическим параметрам соединений, правила и методы проведения контроля, требования к применяемым для контроля резьбовым калибрам и измерительным устройствам, а также дополнительные требования по разгрузочным элементам, контрольным меткам, нанесению покрытий, холодному деформационному упрочнению и приработке.

Настоящий стандарт распространяется на следующие типы резьбовых упорных соединений:

-    FH — тип резьбового соединения с широким проходным отверстием с профилем резьбы V-040 или

V-050.

Примечание — Число в обозначении типа резьбового соединения означает ранее использованный наружный диаметр бурильной трубы в дюймах;

-    NC — резьбовое соединение нумерационного типа с профилем резьбы V-038R.

Примечание — Число в обозначении типа резьбового соединения является кратностью среднего диаметра резьбы в основной плоскости в мм к 2,54 мм, выраженной в виде целого значения;

-    REG — резьбовое соединение обычного типа с профилем резьбы V-040, V-050 или V-055.

Примечание — Число в обозначении типа резьбового соединения означает ранее используемый наружный диаметр бурильной трубы в дюймах;

-    3 — тип резьбового соединения по ГОСТ 28487 с профилем резьбы V-038 или V-040 или V-050 или V-055.

Примечание — Число в обозначении типа резьбового соединения означает наружный диаметр большего основания конуса ниппельного конца в миллиметрах, округленный до целого значения.

Резьбовые соединения выполняются с правым направлением резьбы (правой резьбой). Соединения с левым направлением резьбы (левой резьбой) могут быть изготовлены по настоящему стандарту, если нарезчик имеет сертифицированные или калиброванные контрольные калибры для соединений с такой резьбой либо имеет доступ к ним.

2    Нормативные ссылки

В настоящем стандарте использованы нормативные ссылки на следующие стандарты:

Издание официальное

ГОСТ 9.301-86 Единая система защиты от коррозии и старения. Покрытия металлические и неметаллические неорганические. Общие требования

ГОСТ 9.302-88 Единая система защиты от коррозии и старения. Покрытия металлические и неметаллические неорганические. Методы контроля

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

ГОСТ 28487-90 Резьба коническая замковая для элементов бурильных колонн. Профиль. Размеры. Допуски

ГОСТ ИСО/МЭК 17025-2009 Общие требования к компетентности испытательных и калибровочных лабораторий (ИСО/МЭК 17025, ЮТ)

ГОСТ Р 54383-2011 Трубы стальные бурильные для нефтяной и газовой промышленности. Технические условия (ИСО 11961:2008, MOD)

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 ежегодному информационному указателю «Национальные стандарты», который опубликован по состоянию на 1 января текущего года, и по выпускам ежемесячного информационного указателя «Национальные стандарты» за текущий год. Если заменен ссылочный стандарт, на который дана недатированная ссылка, то рекомендуется использовать действующую версию этого стандарта с учетом всех внесенных в данную версию изменений. Если заменен ссылочный стандарт, на который дана датированная ссылка, то рекомендуется использовать версию этого стандарта с указанным выше годом утверждения (принятия). Если после утверждения настоящего стандарта в ссылочный стандарт, на который дана датированная ссылка, внесено изменение, затрагивающее положение, на которое дана ссылка, то это положение рекомендуется применять без учета данного изменения. Если ссылочный стандарт отменен без замены, то положение, в котором дана ссылка на него, рекомендуется применять в части, не затрагивающей эту ссылку.

3 Термины и определения

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

3.1.1    взаимозаменяемый натяг (interchange stand-off): Расстояние между измерительными плоскостями калибра-пробки и калибра-кольца различного класса.

3.1.2    изделие (product): В зависимости от контекста компонент резьбового упорного соединения (муфтовый конец, ниппельный конец) или элемент бурильной колонны с резьбовым упорным соединением, соответствующим требованиям настоящего стандарта.

3.1.3    исходный натяг (initial stand-off):PaccTonHne между измерительными плоскостями новых или восстановленных калибра-пробки и калибра-кольца.

3.1.4    мастер-калибры (master gauge): Калибры, используемые для калибровки калибров более низкого класса.

Примечание — К мастер-калибрам относятся контрольные (reference master), региональные эталонные (regional master) и первичные эталонные (grand master) калибры.

3.1.5    конус муфтового конца, конус ниппельного конца (cone of box end, cone of pin end): Участок конической поверхности муфтового и ниппельного концов.

Примечание —Термин введен с целью уточнения понятия.

3.1.6    муфтовый конец (box end): Элемент резьбового упорного соединения элемента бурильной колонны с внутренней резьбой.

3.1.7    нарезчик (threader): Предприятие, эксплуатирующее оборудование для нарезания резьбового упорного соединения и несущее ответственность за его соответствие требованиям настоящего стандарта.

3.1.8    натяг (stand-off): Расстояние от упорной поверхности изделия до измерительной плоскости калибра или расстояние измерительной плоскости одного калибра до измерительной плоскости другого калибра.

3.1.9    низкомоментные элементы (low-torque feature): Разгрузочная расточка или разгрузочная канавка, выполняемые на ниппельном и муфтовом концах для уменьшения площади упорных поверхностей, с целью достижения достаточных сжимающих напряжений, сохранения изгибной прочности и герметичности соединения.

2

ГОСТ P 56349—2015

Примечание —Термин введен с целью уточнения понятия.

3.1.10    ниппельный конец (pin end): Элемент резьбового упорного соединения элемента бурильной колонны с наружной резьбой.

3.1.11    парный натяг (mating stand-off): Расстояние между измерительными плоскостями калибра-пробки и калибра-кольца одного класса.

3.1.12    первый виток резьбы с полным профилем (first perfect thread): Виток резьбы, наиболее удаленный от упорного уступа ниппельного конца или наиболее близкий к упорному торцу муфтового конца, вершина и впадина которого соответствуют номинальному профилю резьбы с учетом установленных предельных отклонений.

3.1.13    приработка (break-in-procedure): Операция свинчивания и развинчивания резьбового упорного соединения до начала его эксплуатации для обеспечения правильного свинчивания и уменьшения заедания резьбового соединения во время эксплуатации.

3.1.14    рабочие калибры (working gauges): Калибры, используемые для контроля резьбовых упорных соединений.

3.1.15    разгрузочные элементы (stress relief feature): Разгрузочная расточка или разгрузочная канавка, выполняемые на ниппельном и муфтовом концах, для уменьшения вероятности усталостного разрушения высоконагруженной части резьбового упорного соединения за счет уменьшения концентрации напряжений и повышения усталостной прочности соединения.

3.1.16    резьбовое упорное соединение, соединение (rotary shouldered connection): Резьбовое соединение элементов бурильной колонны, имеющее коническую резьбу и упорные поверхности (уступ ниппельного конца и торец муфтового конца), создающие уплотнение в соединении.

3.1.17    система калибровки (calibration system): Документированный порядок калибровки и контроля калибров.

3.1.18    холодное деформационное упрочнение (cold working): Пластическая деформация поверхности впадин резьбы элемента соединения, осуществляемая без его нагрева, с целью повышения работоспособности резьбового соединения при знакопеременных изгибающих нагрузках.

3.1.19    элементы бурильной колонны (elements of drilling equipment) — Бурильные трубы, ведущие бурильные трубы, переводники различного назначения, толстостенные бурильные трубы, утяжеленные бурильные трубы, погружные забойные двигатели, шарошечные и лопастные долота, алмазные долота и коронки и другие изделия, имеющие резьбовые упорные соединения и входящие в состав бурильной колонны.

4 Обозначения и сокращения

4.1 Обозначения

В настоящем стандарте применены следующие обозначения:

А — глубина разгрузочной канавки на ниппельном конце;

А-\ — площадь упорной поверхности, необходимая для обеспечения допустимой нагрузки от момента свинчивания;

Л_р_ площадь опасного сечения ниппельного конца;

В — глубина разгрузочной канавки на муфтовом конце;

D — наружный диаметр изделия или соединения;

Dbg — внутренний диаметр разгрузочной канавки на муфтовом конце;

Dc- средний диаметр резьбы в основной плоскости;

Осв —внутренний диаметр цилиндрического участка разгрузочной расточки на муфтовом конце;

Dfg — внутренний диаметр упорной поверхности низкомоментных элементов;

Dfp — наружный диаметр установочной пластины калибра-пробки;

D_f — диаметр фаски в плоскости упорных поверхностей ниппельного и муфтового концов;

Dfb — базовый диаметр фаски в плоскости упорных поверхностей ниппельного и муфтового концов

D_f1 —диаметр фаски, рассчитанный по 75 % ширины упорной поверхности;

Dc — диаметр фаски на соединении с базовым внутренним диаметром;

D|_ — наружный диаметр большего основания конуса ниппельного конца;

Dlf—наружный диаметр цилиндрической проточки на основании ниппельного конца;

0_Мр — наружный диаметр резьбы калибра-пробки в основной плоскости;

3

ГОСТ Р 56349-2015

D_Mr_ внутренний диаметр резьбы калибра-кольца в основной плоскости;

D_r — наружный диаметр калибра-кольца;

D_s — наружный диаметр меньшего основания конуса ниппельного конца в плоскости торца; Dsrg- наружный диаметр разгрузочной канавки на ниппельном конце;

Drp — внутренний диаметр установочной пластины калибра-кольца;

d_b — наружный диаметр сферического наконечника прибора для измерения конусности и шага резьбы;

cfbh — наружный диаметр сферического наконечника прибора для контроля высоты профиля резьбы;

dj — базовый внутренний диаметр соединения;

F_c — ширина вершин профиля резьбы;

F_r — ширина впадин профиля резьбы;

/с-срез по вершинам профиля резьбы изделия; f_cg — срез по вершинам профиля резьбы калибра; f_r — срез по впадинам профиля резьбы изделия; f_rg — срез по впадинам профиля резьбы калибра;

Н — высота исходного профиля резьбы; h — высота профиля резьбы изделия;

/?ь_д — глубина разгрузочной канавки на муфтовом конце^

/?_сп_ компенсированная высота профиля резьбы изделия;

/?_д_ высота профиля резьбы калибра;

К— конусность резьбы;

к_ти — постоянная, равная 431 МПа;

Li — нагрузка, вызываемая моментом свинчивания;

Lbc — длина конуса муфтового конца;

L_Bg- расстояние от упорного торца муфтового конца до разгрузочной канавки;

L_Bt_ расстояние от упорного торца муфтового конца до конца резьбы с полным профилем;

Lcyl — расстояние от упорного торца муфтового конца до конца цилиндрического участка разгрузочной расточки;

L_ct_компенсированная длина резьбы изделия;

L_d _длина удаленных витков резьбы на рабочем калибре-пробке;

Lft — расстояние от упорного уступа ниппельного конца до начала резьбы с полным профилем; L_Gp — расстояние от упорного уступа ниппельного конца до основной плоскости;

L_pg — длина калибра-пробки;

L_rg_длина калибра-кольца;

Lpc — длина конуса ниппельного конца;

Lq_c — длина конической расточки муфтового конца;

Lsrg — длина разгрузочной канавки на ниппельном конце;

L_x — расстояние от упорного торца муфтового конца до конца сбега резьбы на разгрузочной расточке;

п — число витков резьбы на длине 25,4 мм;

Р— шаг резьбы;

Q_c_ внутренний диаметр конической расточки в плоскости упорного торца муфтового конца;

R — радиус впадин профиля резьбы;

Rbg — радиус скругления углов разгрузочной канавки на муфтовом конце;

Rfg — радиус скругления низкомоментных элементов; г_с — радиус скругления вершин профиля резьбы;

/}_ радиус скругления впадин профиля резьбы V-055;

S — номинальный натяг;

S₀ — исходный парный натяг первичных эталонных, региональных эталонных или контрольных калибров;

Si- взаимозаменяемый натяг рабочего калибра-пробки и контрольного калибра-кольца;

S2 — взаимозаменяемый натяг рабочего калибра-кольца и контрольного калибра -пробки;

S3—парный натяг рабочих калибров;

Грр — толщина установочной пластины калибра-кольца и калибра-пробки;

ср— угол уклона резьбы, равный половине угла между образующими резьбового конуса;

4

ГОСТ Р 56349-2015

в — угол, равный половине угла профиля резьбы; От _min — минимальный предел текучести.

4.2 Сокращения

В настоящем стандарте применены следующие сокращения:

CW — холодное деформационное упрочнение;

FH —тип резьбового упорного соединения с широким проходным отверстием;

LH — левое направление резьбы;

LT — низкомоментное исполнение;

NC — резьбовое соединение нумерационного типа;

REG — резьбовое соединение обычного типа;

RH — правое направление резьбы;

АПИ — Американский нефтяной институт;

АНИСТ — Американский национальный институт стандартов и технологий;

3 — тип резьбовое соединение по ГОСТ 28487;

ИСО — Международная организация по стандартизации;

К-Р — контрольный калибр;

Р — рабочий калибр;

УБТ — утяжеленная бурильная труба

5 Технические требования

5.1 Форма и геометрические параметры профиля резьбы

Форма профиля наружной и внутренней правой резьбы и геометрические параметры профиля приведены на рисунках 1,2 и в таблице 1.

Примечание — Левая резьба имеет аналогичные форму и геометрические параметры профиля.

5