DE2438387A1 - THREADED CONNECTION FOR OIL FIELD PIPES - Google Patents

THREADED CONNECTION FOR OIL FIELD PIPES

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Meissner & Meissner 243838tMeissner & Meissner 243838t

PATENTANWALTSBÜROPATENT AGENCY OFFICE

BERLIN — MÜNCHENBERLIN - MUNICH

PATENTANWÄLTEPATENT LAWYERS

DIPL-ING. W. MEISSNER (BLN) DIPL-ING. P. E. MEISSNER (MCHN) DIPL-ING. H.-J. PRESTING (BLN)DIPL-ING. W. MEISSNER (BLN) DIPL-ING. P. E. MEISSNER (MCHN) DIPL-ING. H.-J. PRESTING (BLN)

1 BERLIN 33, HERBERTSTR. 221 BERLIN 33, HERBERTSTR. 22nd

Ihr Zeichen Ihr Schreiben vom Unser Zeichen Berlin, denYour sign Your letter from our sign Berlin, the

M/Zi 7. August 1974 Fall 9828M / Zi August 7, 1974 Case 9828

Mann^smannr Öhren-We rice AG, 4 Düsseldorf 1, Mannesmann-Hochhaus "Gewindeverbindung für Ölfeldrohre"Mann ^ smannr Öhren-We rice AG, 4 Düsseldorf 1, Mannesmann high-rise "Thread connection for oilfield pipes"

Die Erfindung betrifft eine Gewindeverbindung für Ölfeldrohre, die aus Bolzen- und Muffenrohrteil mit komplementären Gewinden besteht. Sie ist sowohl als Integralverbindung bei der Rohr an Rohr geschraubt wird, wie auch als Muffenverbindung verwendbar, bei der zwei Rohre durch eine besondere Muffe miteinander verbunden werden. Das Bolzenrohrteil weist ein gewindeloses balliges Endstück und eine Stirnfläche als Anschlagflache auf. Das Muffenrohrteil weist eine gewindelose Ausnehmung mit entsprechender Anschlagfläche auf. Das gewindelose ballige Endstück in der Ausnehmung und die Anschlagflächen bewirken eine metallische Abdichtung. The invention relates to a threaded connection for oil field pipes, which consists of a bolt and socket pipe part with complementary threads consists. It is both an integral connection with the pipe The pipe is screwed on and can also be used as a socket connection, in which two pipes are connected to one another by a special socket will. The bolt tube part has a threadless convex end piece and an end face as a stop surface. That The socket pipe part has a threadless recess with a corresponding stop surface. The threadless convex end piece in the The recess and the stop surfaces create a metallic seal.

Derartige Gewindeverbindungen sind auch bei höchsten Drücken gas- und flüssigkeitsdicht, so daß das in der Rohrleitung unter hohem Druckjgeförderte Gas oder öl nicht in die Gewindegänge oder durch diese hindurch ins Freie treten kann. Dies gilt insbesondere dann, wenn die Anschlagfläche zum senkrechten Rohr-Such threaded connections are gas- and liquid-tight even at the highest pressures, so that in the pipeline under High pressure gas or oil not in the threads or can step through it into the open air. This is especially true if the stop surface faces the vertical pipe

809808/0616809808/0616

TELEX: mg»-«: TJgJH, S TELEX: mg »-«: TJgJH, S

BORO MO« TELEX: mg»-«: TJgJH, "^ANK AS. TS BORO MO «TELEX: mg» - «: TJgJH," ^ ANK AS. TS

8 MÖNCHEN 22 SX 030^85 60 37 BERLIN 31 1»«-1098 MÖNCHEN 22 SX 030 ^ 85 60 37 BERLIN 31 1 »« - 109

ST. ANNASTR. 11 BERUN Ϊ30/886 23 82 3695716000ST. ANNASTR. 11 BERUN Ϊ30 / 886 23 82 3695716000

querschnitt geneigt ist, wie dies in der DT-PS 2 134 274"vorgeschlagen wird. Es erweist sich aber bei diesen und ähnlichen Gewindeverbindungen mit Abdichtungen von der Art Metall auf Metall als fcchwierig, zusätzliche, ebenso zuverlässige Dichtungen am Gewindeende der Muffe anzubringen, um außerdem das Gewinde nach außen abzudichten. Sine derartige Verbindung eignet sich besonders zur Erschließung von zwei Horizonten, wenn in- und außerhalb des Rohrstranges gefördert wird. Dies liegt im wesentlichen daran, daß zwar die Dichtungsballen auf einem verhältnismäßig langen Einschraubweg zur Anlage gebracht werden können; die unterstützende Wirkung der Anschlagflächen auf die Dichtung aber nur auf einem sehr kurzen Einschraubweg erzeugt wird. Die Abstände der Anschlagflächen am inneren und äußeren Ende des Gewindes am Bolzenteil einerseits und am Muffenteil andererseits dürfen nicht voneinander abweichen, da Rohre und Muffen verschiedener Fertigungen miteinander verschraubt werden müssen.cross-section is inclined, as is suggested in DT-PS 2 134 274 ". However, in these and similar threaded connections with seals of the metal-to-metal type, it is difficult to attach additional, equally reliable seals to the threaded end of the sleeve in order to This type of connection is particularly suitable for opening up two horizons when conveying inside and outside the pipe string. The supporting effect of the stop surfaces on the seal is only generated over a very short screwing-in path. The distances between the stop surfaces at the inner and outer end of the thread on the bolt part on the one hand and on the socket part on the other hand must not deviate from each other, since pipes and sleeves from different productions are screwed together have to.

Aufgabe der Erfindung ist es, die Gewindeverbindung am inneren und äußeren Gewindeende mit metallischen Abdichtungen mit Anschlagflächen zu versehen und die Gewindeendstücke so zu gestalten, daß die Anschlagflächen mindestens annähernd gleichmäßig zur Anlage gelangen.The object of the invention is to provide the threaded connection at the inner and outer thread ends with metallic seals To provide stop surfaces and to design the threaded end pieces so that the stop surfaces at least approximately uniform get to the system.

Die Erfindung besteht in den kennzeichnenden Merkmalen des Hauptanspruches. The invention consists in the characterizing features of the main claim.

Durch die sinngemäße Übertragung der Form des gewindelosen balligen Endstückes des Bolzenrohrteiles am inneren Gewindeende auf das Endstück des Muffenteiles am äußeren Gewindeende und die Schaffung einer Längenunterschiede ausgleichenden Ringnut gelingt es, zuverlässige Abdichtungen der Art Metall auf Metall am äußeren und inneren Gewindeende zu erzielen. Bei voller Austauschbarkeit der Rohre ist insbesondere nicht zu befürchten, daß die Abdichtung je nach Toleranz der Abstände der Anschlagflächen an den miteinander verschraubten Muffen- und Bolzenteilen bei der einen Paarung nur innen und bei der anderen Paarung nur außen erfolgt.Due to the analogous transfer of the shape of the threadless spherical end piece of the bolt tube part at the inner thread end on the end piece of the socket part at the outer thread end and the creation of an annular groove compensating for differences in length succeeds to achieve reliable metal-to-metal seals at the outer and inner thread ends. With full interchangeability of the pipes, in particular, there is no need to fear that the seal, depending on the tolerance of the distances between the stop surfaces, will the socket and bolt parts screwed together with one pair only on the inside and with the other pair only on the outside he follows.

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— 3 —- 3 -

• 243838?• 243838?

Das Merkmal des Anspruches 2 bewirkt, daß die äußere und innere Rohroberflache glatt bleibt und z.B. der Durchfluß nicht behindert wird und keine Erosion bewirkenden Wirbel entstehen. Je nach besonderen Gegebenheiten einer Anwendung kann die Ringnut sich am Endstück des Bolzen- und/oder des Muffenteiles befinden.The feature of claim 2 has the effect that the outer and inner pipe surface remains smooth and, for example, does not obstruct the flow and no eddies causing erosion arise. Depending on the particular circumstances of an application, the ring groove can be located on the End piece of the bolt and / or the socket part are located.

Die Ansprüche 3 und 4 betreffen die für günstig erachtete relative Lage und Größe der Ringnut, so daß die bei wirtschaftlich vertretbarem Aufwand unvermeidlichen Abstandsunterschiede der Anschlagfläche beim Kraftanzug der Verbindung ausgeglichen werden.Claims 3 and 4 relate to the relative position and size of the annular groove, which is considered favorable, so that the economical Unavoidable differences in distance between the stop surface when the connection is tightened at a reasonable cost will.

Der Anspruch 5 betrifft die Lage der Fertigungstoleranzen des Abstandes der Anschlagflächen, so daß die Austauschbarkeit der Teile möglich ist.Claim 5 relates to the location of the manufacturing tolerances of the distance between the stop surfaces, so that the interchangeability of the Parts is possible.

Die Längenanpassung der Rohrteile kann noch durch Maßnahmen gemäß Anspruch 6 unterstützt werden.The length adjustment of the pipe parts can also be supported by measures according to claim 6.

Ein in der Figur 1 schematisch dargestelltes Ausführungsbeispiel wird nachstehend beschrieben. Die Figur 1 zeigt im Teillängsschnitt die Integralverbindung des Muffenrohrteiles 1 mit dem Bolzenrohrteil 3 im verschraubten Zustand. Die ineinandergreifenden Gewinde beider Rohrteile 1, 3 sind mit 2 bezeichnet. Das Bolzenrohrteil 3 hat ein gewindeloses Endstück 4, das am Umfang bei 5 ballig ist und eine Stirnfläche 6 als Anschlagfläche besitzt. Das Muffenrohrteil 1 hat an dem zugehörigen Gewindeende eine Ausnehmung 7 mit Stirnfläche 8. Eine Abdichtung tritt zwischen Bolzen 5 des Endstückes .4 und der Ausnehmung 7 und auch zwischen den Stirnflächen 6, 8 auf. Die Verschraubung wird durch das Aufeinandertreffen der Stirnflächen 6, 8 begrenzt.An exemplary embodiment shown schematically in FIG. 1 is described below. FIG. 1 shows a partial longitudinal section the integral connection of the socket pipe part 1 with the bolt pipe part 3 in the screwed state. The interlocking The threads of both pipe parts 1, 3 are denoted by 2. The bolt tube part 3 has a threadless end piece 4 on the circumference at 5 is convex and has an end face 6 as a stop surface. The socket pipe part 1 has at the associated thread end a recess 7 with end face 8. A seal occurs between bolts 5 of the end piece .4 and the recess 7 and also between the end faces 6, 8. The screw connection is limited by the meeting of the end faces 6, 8.

Eine ähnliche Abdichtung mit Stirnflächen als Anschlagfläche befindet sich am anderen Gewindeende. Hier bewirkt der Ballen des gewindelosen Endstückes 14 des Muffenrohrteiles 1 mit der Ausnehmung 17 am Bolzenrohrteil 3 die Abdichtung. Die StirnflächenA similar seal with end faces as a stop surface is located at the other end of the thread. Here the bale effects of the threadless end piece 14 of the socket pipe part 1 with the recess 17 on the bolt pipe part 3, the seal. The end faces

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16, 18 am Muffenrohrteil 1 und Bolzenrohrteil 3 treffen bei der Verschraubung ebenfalls aufeinander und unterstützen die Abdichtung zwischen dem Ballen 15 und der Ausnehmung 17·16, 18 on the socket pipe part 1 and bolt pipe part 3 meet at the Also screwed together and support the seal between the ball 15 and the recess 17

Um eine annähernd gleichmäßige Abdichtung und ein Anschlagen der Rohrteile 1, 3 an beiden Gewindeenden zu erreichen, ist das Bolzenrohrteil 3 mit der zum Gewinde hin radial offenen Ringnut 9 versehen. Eine ähnliche Ringnut 10 kann statt dessen oder außerdem am Muffenrohrteil 1 vorgesehen sein.In order to achieve an approximately uniform seal and a stop of the pipe parts 1, 3 at both thread ends, this is Bolt tube part 3 is provided with the annular groove 9, which is radially open towards the thread. A similar annular groove 10 can instead or also be provided on the socket pipe part 1.

In der dargestellten Ausführung vermag sich das Endstück 4 durch Biegung und Stauchung im Querschnitt unter der Ringnut 9 dem Abstand der Anschlagflächen 16, 8 am Muffenrohrteil 1 anzupassen. Die Bemessung erfolgt im Rahmen der Fertigungstoleranzen so, daß ggf. durch eine Verkürzung des Bolzenrohrteiles 3 die gleichmäßige Abdichtung innen und außen am Gewinde erfolgt.In the embodiment shown, the end piece 4 can be bent and compressed in cross section under the annular groove 9 Adjust the distance between the stop surfaces 16, 8 on the socket pipe part 1. The dimensioning takes place within the scope of the manufacturing tolerances so that, if necessary, by shortening the bolt tube part 3, the uniform Sealing takes place inside and outside of the thread.

Figur 2 zeigt das Endstück 4 im Ausschnitt im Zustand der ersten Berührung der Anschlagflächen 6, 8. Die Anschlagflächen 6, 8 haben derart unterschiedliche Neigungen zum Rohrquerschnitt, daß sich der in Figur 2 sichtbare Spalt 20 zum Rohrinneren hin keilförmig erweitert. Auf den Zustand in Figur 2 erfolgt die sogenannte Kraftverschraubung, bei der sich der Spalt 20 noch verengt und ggf. schließt.FIG. 2 shows the end piece 4 in a cutout in the state of the first contact with the stop surfaces 6, 8. The stop surfaces 6, 8 have such different inclinations to the pipe cross-section that the gap 20 visible in FIG. 2 becomes wedge-shaped towards the inside of the pipe expanded. In the state in FIG. 2, the so-called power screw connection takes place, in which the gap 20 is still narrowing and closes if necessary.

- Patentansprüche 609808/Ü616 - 5 -- Patent claims 609808 / Ü616 - 5 -

Claims (6)

243838? Patentansprüche;243838? Claims; 1. Gewindeverbindung für Ölfeldrohr, bestehend aus Bolzen- und Muffenrohrteil mit komplementärem Gewinde, dessen Bolzenteil ein gewindeloses balliges Endstück mit einer Stirnfläche als Anschlagfläche und dessen Muffenteil eine gewindelose, zusammen mit dem Endstück des Bolzenteils als metallischer Dichtsitz ausgebildete Ausnehmung mit Anschlagfläche aufweist, dadurch gekennzeichnet, daß am Muffenteil (1) ein gewindeloses, nach innen balliges Endstück (14) mit Stirnfläche als Anschlagfläche (16) und das Bolzenteil (3) eine gewindelose, zusammen mit dem Endstück des Muffenteils als metallische Dichtung ausgebildete Ausnehmung (17, 18) mit Anschlagfläche (18) vorhanden ist und zwischen Gewinde (2.) und balligem Endstück (4 oder 14) in einem der Endstücke eine radial offene Ringnut (9 oder 10) vorhanden ist.1.Threaded connection for oil field pipe, consisting of bolt and socket pipe part with complementary thread, the bolt part of which has a threadless convex end piece with an end face as a stop surface and its socket part a threadless, together with the end piece of the bolt part as a metallic sealing seat has formed recess with stop surface, characterized in that on the socket part (1) a threadless, inwardly convex end piece (14) with an end face as a stop surface (16) and the bolt part (3) a threadless, together with the end piece of the socket part formed as a metallic seal recess (17, 18) with stop surface (18) and between the thread (2.) and the spherical end piece (4 or 14) in one of the end pieces a radially open annular groove (9 or 10) is available. 2. Gewindeverbindung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Ringnut (9 oder 10) an der gewindetragenden Rohroberfläche offen ist.2. Threaded connection according to claim 1, characterized in that the annular groove (9 or 10) on the thread-bearing pipe surface is open. 3. Gewindeverbindung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Tiefe der Ringnut ein Drittel bis zwei Drittel der an dieser Stelle vorhandenen Rohrwanddicke beträgt.3. Threaded connection according to claim 2, characterized in that the depth of the annular groove is one third to two thirds of the the existing pipe wall thickness at this point. 4. Gewindeverbindung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Breite der Ringnut 1/3 bis 1/1 der an dieser Stelle vorhandenen Rohrwanddicke beträgt.4. Threaded connection according to claim 3, characterized in that the width of the annular groove 1/3 to 1/1 of that at this point existing pipe wall thickness. 5. Gewindeverbindung nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Rohrteile (1, 3) hinsichtlich des Abstandes der Anschlagflächen (8, 16 und 6, 18) sich überlappende Toleranzen haben.5. Threaded connection according to one of the preceding claims, characterized in that the pipe parts (1, 3) with respect to the distance between the stop surfaces (8, 16 and 6, 18) overlapping Have tolerances. - 6 609808/0616 - 6 609808/0616 243838?243838? 6. Gewindeverbindung nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß an dem Endstück (4 oder 14) mit radial offener Ringnut (9/iO) die sich gegenüberstehenden Anschlagflächen (6, 8/16, 18) am Muffen- (1) und Bolzenrohrteil (3) um wenige Winkelgrade derartig unterschiedliche Neigungen zum Rohrquerschnitt haben, daß bei der ersten Berührung der Anschlagflächen (6, 8/16, 18) sich ein zur inneren oder äußeren Rohroberfläche offener im Längsschnitt keilförmig erscheinender Spalt (20) entsteht.6. Thread connection according to one of the preceding claims, characterized in that on the end piece (4 or 14) with a radially open ring groove (9 / OK) the opposite ones Stop surfaces (6, 8/16, 18) on the socket (1) and bolt tube part (3) have such different inclinations to the pipe cross-section by a few degrees that at the first contact of the stop surfaces (6, 8/16, 18) to the inner or outer pipe surface more open in the longitudinal section, appearing wedge-shaped Gap (20) is created. 6098Ü8/06166098Ü8 / 0616
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