ГОСТ Р 50864-96. Резьба коническая замковая для элементов бурильных колонн. Профиль, размеры, технические требования.

Последнее Обновление Декабрь 04, 2018
< Назад

Дата введения 1997-01-01

Оглавление

Предисловие

1 РАЗРАБОТАН И ВНЕСЕН Техническим комитетом по стандартизации ТК 242 «Допуски и средства контроля»

2 УТВЕРЖДЕН И ВВЕДЕН В ДЕЙСТВИЕ Постановлением Госстандарта России от 5 марта 1996 г. N 150

3 Стандарт соответствует требованиям стандарта API 7 Американского нефтяного института в части замковой резьбы и ГОСТ 28487-90

4 ВВЕДЕН ВПЕРВЫЕ

1. Область применения

Настоящий стандарт распространяется на наружную и внутреннюю коническую замковую резьбу, применяемую в соединениях элементов бурильной колонны: замков (для бурильных труб), ведущих бурильных труб, переводников различного назначения, утяжеленных бурильных труб (УБТ), погружных забойных двигателях, шарошечных и лопастных долот, алмазных долот и коронок.
Все разделы стандарта обязательны, кроме 3.5; 4.8; 4.7; 4.9 и 7.4.

2. Нормативные ссылки

В настоящем стандарте использованы ссылки на следующие стандарты и технические условия:

ГОСТ 9.014-78 Временная противокоррозионная защита изделий. Общие требования

ГОСТ 9.302-88 ЕСЗКС. Покрытия металлические и неметаллические неорганические. Методы контроля

ГОСТ 2789-73 Шероховатость поверхности. Параметры и характеристики

ГОСТ 9012-59 Металлы. Методы испытаний. Измерение твердости по Бринеллю

ГОСТ 9378-93 Образцы шероховатости поверхности (сравнения). Общие технические условия

ГОСТ 10006-80 Трубы металлические. Метод испытания на растяжение

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

ТУ 38-301-100-88 Смазка Резьбол Б

3. Определения и обозначения

3.1 В стандарте используются следующие термины:

— вместо резьба коническая замковая — резьба;

— вместо наружная и внутренняя резьба — соответственно ниппель и муфта (резьбовое соединение).

3.2 В настоящем стандарте применяют следующие обозначения:

Р — шаг резьбы;

К — конусность резьбы;

К1 — конусность гладкой поверхности, примыкающей к цилиндрической поверхности;

j — угол уклона резьбы;

Н — высота исходного треугольника резьбы;

h1 — высота профиля резьбы;

h — рабочая высота профиля резьбы;

b — срез вершины резьбы;

f — срез впадины резьбы;

а — ширина площадки выступа резьбы;

r — радиус закругления впадины резьбы;

r1 — радиус сопряжения вершин профиля резьбы;

D — наружный диаметр элементов бурильной колонны;

dcр — средний диаметр резьбы в основной плоскости;

d1 — наружный диаметр резьбы большого основания конуса ниппеля;

d2 — диаметр цилиндрической проточки;

d3 — наружный диаметр резьбы малого основания конуса ниппеля;

d4 — диаметр конусной выточки в плоскости упорного торца муфты;

d5 — внутренний диаметр резьбы в плоскости упорного торца муфты;

d6 — наружный диаметр упорной поверхности ниппелей и муфт;

dкм — диаметр цилиндрической поверхности муфты;

dкн — диаметр канавки ниппеля;

lн — длина конуса ниппеля;

lм — длина конуса муфты;

l1 — расстояние от упорного торца муфты до конца резьбы с полным профилем;

lр — длина плоскости торца до конца резьбы муфты;

 — длина от плоскости торца до разгрузочной канавки муфты;

 — предельное отклонение головки профиля резьбы ниппеля и муфты;

Dh1 — предельное отклонение высоты профиля резьбы ниппеля и муфты;

sв — предел прочности;

sт — предел текучести;

d5 — относительное удлинение;

НВ — твердость по Бринеллю;

KCV — ударная вязкость.

3.3 Определения терминов для резьбы, используемых в настоящем стандарте, — по ГОСТ 11708.

3.4 В условное обозначение резьбы входят: буква «З», диаметр большого основания конуса ниппеля в соответствии с таблицей 3 (указывается только целая часть размера в миллиметрах) и обозначение настоящего стандарта.

Например:

З-133 ГОСТ Р.50864-96

То же, с левой резьбой

З-133 LH ГОСТ Р.50864-96

Примечание. Исключение составляет обозначение резьбы З-117 и З-118, имеющие одинаковые размеры d1, но разные dср.

3.5 Соответствие обозначений резьбы по ГОСТ Р 50864-96 стандарту API 7 указано в приложении А.

4. Профиль, размеры, технические требования

4.1 Детали резьбовых соединений должны изготовляться в соответствии с требованиями настоящего стандарта и по конструкторской документации, утвержденной в установленном порядке.

4.2 Профиль резьбы ниппеля и муфты и размеры его элементов должны соответствовать указанным на рисунках 1 и 2 и в таблице 1.

Формы профиля I-V

* Размеры для справок

Рисунок 1

Форма профиля VI

* Размеры для справок

Рисунок 2

4.3 Предельные отклонения высоты профиля резьбы должны соответствовать указанным на рисунке 3 и в таблице 2.

Таблица 1- Размеры элементов резьбы профиля ниппеля и муфты, мм

Параметры и элементы резьбы
Форма профиля (pиc. l)
I
II
III
IV
V
Число шагов на длине 25,4 мм
5
4
Р
5,08
6,35
К (2tgj)
1:4
1:6
1:4
j
7°7¢30¢¢
4°45¢48¢¢
7°7¢30¢¢
Н
4,376
5,471
5,487
5,471
2,993
3,742
3,755
3,095
3,083
h*
2,626
3,283
3,293
2,633
2,625
b*
0,875
1,094
1,097
1,427
1,423
f*
0,508
0,635
0,965
а
1,016
1,270
1,651
r
0,508
0,635
0,965
r1
0,38

* Размеры приведены для проектирования резьбообразующего инструмента.

Примечания

1 Шаг резьбы Р измеряется параллельно оси резьбы.

2 При проектировании элементов бурильной колонны отдавать предпочтение IV форме профиля в связи с его надежностью и износостойкостью.

Формы профиля I-V                                                        Форма профиля VI

Ось резьбового соединения

Рисунок 3

Таблица 2

В миллиметрах

Шаг резьбы Р
Предельные отклонения высоты профиля резьбы
Dh1
4,233
-0,060
+0,040
5,080
-0,120
+0,080
6,350
-0,180
+0,120

Примечание — Предельные отклонения в таблице 2 являются исходными для проектирования резьбообразующего инструмента и факультативными для изделий.

4.4 Предельные отклонения от номинальных значений параметров резьбы не должны быть более:

— шага резьбы с полным профилем:

на длине 25,4 мм между любыми двумя витками, мм ……………………………………………..  ±0,04

на всей длине, мм …………………………………………………………………………………………………..  ±0,11

— угла наклона боковой стороны профиля 30° …………………………………………………………..  ±40

— конусности на длине конуса с полным профилем резьбы, отнесенная

к 100 мм:

наружного и среднего диаметра резьбы ниппеля, мм ……………………………………………..  +0,25

-0,5

внутреннего и среднего диаметра резьбы муфты, мм ………………………………………………. -0,25

— радиуса сопряжения вершин профиля резьбы r1, мм ……………………………………………..  +0,20

4.5 Размеры, параметры и предельные отклонения резьбовых соединений должны соответствовать указанным на рисунке 4 и в таблице 3.

4.6 Допуск перпендикулярности упорного уступа ниппеля и упорного торца муфты к оси резьбы не должен быть более 0,10 мм, а допуск плоскостности на ширине упорного уступа ниппеля и упорного торца муфты — 0,07 мм.

4.7 Допуск соосности осей конической выточки (d4, рисунок 4) и резьбы муфт 0,2 мм.

Таблица 3 — Размеры, параметры и предельные отклонения резьбовых соединений, мм

Обозначение резьбы
Форма профиля
Конусность К
dcp
Ниппель
Муфта
d1
d2
+0,4
d3
lн
-3
d4
d5
lм
+9,5
l1
min
Номин.
Пред. откл.
З-30
VI
1:8
27,000
30,226
25,476
38
30,582
±0,13
27,742
54
41
З-35
32,131
35,357
29,857
44
35,712
32,873
60
47
З-38
35,331
38,557
33,057
44
38,913
36,073
60
47
З-44
40,869
44,094
38,594
44
44,475
41,611
60
47
З-65
IV
1:6
59,817
65,100
61,900
52,433
76
66,674
+0,8
-0,4
59,832
92
79
З-66
I
1:4
60,080
66,675
63,881
47,675
76
68,261
61,422
92
79
З-73
IV
1:6
67,767
73,050
69,850
60,383
76
74,611
67,779
92
79
З-76
I
1:4
69,605
76,200
73,406
53,950
89
77,786
70,948
105
92
З-86
IV
1:6
80,848
86,131
82,956
71,298
89
87,708
80,860
105
92
З-88
I
1:4
82,293
88,900
86,106
65,150
95
90,486
83,635
111
98
З-94
IV
1:6
89,687
94,971
92,075
79,138
95
96,836
89,702
111
98
З-101
I
1:4
94,844
101,445
98,651
77,695
95
102,788
96,186
111
98
З-102
IV
1:6
96,723
102,006
98,831
85,006
102
103,582
96,735
118
105
З-108
IV
1:6
103,429
108,712
105,562
89,712
114
110,329
103,441
130
117
З-117
I
1:4
110,868
117,475
114,681
90,475
108
119,060
112,211
124
111
З-118
IV
1:6
112,192
117,475
114,275
98,475
114
119,060
112,207
130
117
З-121
I
1:4
115,113
121,717
118,923
96,217
102
123,822
116,457
118
105
З-122
IV
1:6
117,500
122,784
119,609
103,784
114
124,616
+0,8
-0,4
117,515
130
117
З-133
IV
1:6
128,059
133,350
130,429
114,350
114
134,935
128,074
130
117
З-140
II
1:4
132,944
140,208
137,414
110,208
120
141,681
133,629
136
123
З-147
III
1:6
142,011
147,955
145,161
126,738
127
150,016
141,363
143
130
З-149
V
1:4
142,646
149,250
144,856
117,500
127
150,809
143,990
143
130
З-152
III
1:6
146,248
152,197
149,403
131,030
127
153,984
145,601
143
130
З-161
III
1:6
155,981
161,920
159,126
140,753
127
163,934
155,334
143
130
З-163
V
1:4
156,921
163,525
159,156
128,525
140
165,097
158,265
156
143
З-171
III
1:6
165,598
171,526
168,732
150,359
127
173,828
164,950
143
130
З-177
II
1:4
170,549
177,800
175,006
144,550
133
180,177
171,225
149
136
З-185
V
1:4
179,146
185,750
181,381
147,750
152
187,321
180,490
168
155
З-189
III
1:6
183,488
189,430
186,636
168,263
127
191,764
182,841
143
130
З-201
II
1:4
194,731
201,981
199,136
167,981
136
204,386
195,417
152
139
З-203
V
1:4
196,621
203,200
198,831
161,950
165
204,783
197,965
181
168

Примечание — Замки с резьбой З-30; З-35; З-38 и З-44 предназначены для бурильных труб диаметрами 26,7; 33,4; 42,2 и 48,3 мм.

* Размеры для справок

Рисунок 4

Примечания

1 Размеры D и d6 приведены в приложении Б.

2 Проточка d2 с закруглением R 1,6 ± 0,4 мм выполняется для УБТ и переводников. Другие элементы бурильной колонны устанавливаются в зависимости от функционального назначения.

3 Заходные нитки резьбы ниппелей и муфт допускается притупить до основания профиля.

4.8 Для повышения работоспособности резьбового соединения при знакопеременных изгибающих нагрузках для УБТ рекомендуется применение обкатки впадины резьбы роликами.

Контроль натяга резьбы калибрами производится до обкатки.

4.9 Варианты формы и размеры разгрузочных канавок УБТ ниппелей и муфт приводятся в приложении В (рисунки В.1, В.2, В.3 и таблица В.1).

4.10 Параметр шероховатости Ra по ГОСТ 2789 должен быть не более:

для резьбы — 3,2 мкм;

для разгрузочной канавки — 1,6 мкм.

4.11 Натяг резьбы ниппеля должен соответствовать указанному на рисунке 5.

1 — контрольная плоскость; 2 — основная плоскость; 3 — упорный уступ
Рисунок 5

Примечание — Предельные отклонения натяга ниппелей долот должны соответствовать мм.

4.12 Натяг резьбы муфты должен соответствовать указанному на рисунке 6.

4.13 Механические свойства металла после термической обработки деталей резьбового соединения (ниппеля и муфты) приведены в приложении Г.

1 — контрольная плоскость; 2 — основная плоскость; 3 — упорный торец
Рисунок 6

4.14 Резьба, упорные поверхности ниппелей и муфт должны быть гладкими, без забоин, выкрошенных ниток, заусенцев, рванин и других дефектов, нарушающих непрерывность, герметичность и прочность.

4.15 Для предохранения резьбового соединения от коррозии и заедания резьба и упорные поверхности должны быть фосфатированы (марганцовисто-железистое фосфатирование), толщина покрытия 0,015-0,020 мм. Допускаются другие способы защиты поверхности, например, поликомпозиционные покрытия на основе меди.

4.16 Перед свинчиванием на резьбу и упорные поверхности должна наноситься резьбовая смазка с цинковым (или другим металлическим) наполнителем (например, Резьбол Б по ТУ 38-301-100).

5. Правила приемки

5.1 Для проверки соответствия резьбовых соединений требованиям настоящего стандарта проводят приемочный контроль и периодические испытания.

5.2 Приемочному контролю подвергают:

— каждые ниппель и муфту — на соответствие требованиям 4.10- 4.12, 4.14-4.16.

Периодически должны быть проверены ниппели и муфты на соответствие требованиям 4.2-4.7 в объемах, сроках и по методике, согласованных с изготовителем и потребителем.

5.3 Периодические испытания резьбового соединения, прошедшего приемочный контроль, проводят не реже одного раза в два года по программе и методике испытаний на определение ресурса при многократном свинчивании-развинчивании и предела выносливости при знакопеременном изгибе.

5.4 При получении неудовлетворительных результатов приемочного контроля, хотя бы по одному из показателей, проводят повторный приемочный контроль на удвоенной выборке этого типа продукции.

Результаты повторного приемочного контроля распространяются на партию данной продукции.

6. Методы контроля

6.1 Проверка геометрических размеров и параметров резьбовых соединений должна осуществляться с помощью универсальных измерительных средств в соответствии с технической документацией, утвержденной в установленном порядке.

6.2 Натяг резьбы ниппелей и муфт контролируется рабочими резьбовыми калибрами.

6.3 Перед проверкой натяга поверхность резьбы должна быть тщательно очищена и на поверхность резьбы должен быть нанесен топкий слой жидкого масла. Калибр навинчивается на резьбу усилием одного человека с применением рычага 150 мм.

6.4 Рекомендуется контролировать резьбу гладкими калибрами с натягами, соответствующими резьбовым калибрам.

6.5 Шероховатость поверхности резьбы, упорных уступов и торцев проверяют сравнением с рабочими образцами шероховатости по ГОСТ 9378.

6.6 Качество фосфатного покрытия на резьбе проверяется в трех равномерно расположенных точках по окружности витка резьбы капельным или другим способом по ГОСТ 9.302.

6.7 Испытания на износ резьбового соединения при многократном свинчивании проводятся на стенде по согласованной методике.

6.8 Испытания на сопротивление усталости при знакопеременном изгибе резьбового соединения проводятся на стендовых установках при плоском или круговом изгибе по согласованной методике.

7. Транспортирование и хранение

7.1 Резьбы и упорные поверхности ниппелей и муфт должны быть надежно защищены от повреждений металлическими предохранительными деталями (пробка, кольцо). Допускается применение предохранительных деталей из других материалов (полиэтилен плюс металлическая арматура), обеспечивающих надежную защиту резьбы.

7.2 При транспортировании резьба и упорные поверхности соединения должны быть покрыты противокоррозионными смазками или рабочими маслами в соответствии с требованиями ГОСТ 9.014.

7.3 Транспортирование может осуществляться без предохранительных колец и пробок в случае использования специальной тары, предохраняющей от ударов и проникновения влаги и пыли.

7.4 Рекомендуется замена антикоррозийной смазки через каждые 6 мес. хранения.

8. Указания по эксплуатации

Требования по эксплуатации, расчету и ремонту резьбового соединения должны быть установлены в нормативно-технической документации в зависимости от их функционального назначения.

Приложение А (справочное).

Соответствие обозначений резьбы по ГОСТ Р 50864-96 стандарту API 7 (США)

Обозначение резьбы по ГОСТ Р 50864-96
Зарубежный аналог резьбы по стандарту API 7
Форма профили по ГОСТ Р 50864-96
Форма профиля по стандарту API 7
З-30
NC 10
VI
V — 0,05
З-35
NC 12
VI
V — 0,05
З-38
NC 13
VI
V — 0,05
З-44
NC 16
VI
V — 0,05
З-65
NC 23
IV
V — 0,038R
З-66
2 3/8 Reg
I
V — 0,040
З-73
NC 26
IV
V — 0,038R
З-76
2 7/8 Reg
I
V — 0,040
З-86
NC 31
IV
V — 0,038R
З-88
3 1/2 Reg
I
V — 0,040
З-94
NC 35
IV
V — 0,038R
З-101
3 1/2 FH
I
V — 0,040
З-102
NC 38
IV
V — 0,038R
З-108
NC 40
IV
V — 0,038R
З-117
4 1/2 Reg
I
V — 0,040
З-118
NC 44
IV
V — 0,038R
З-121
4 1/2 FH
I
V — 0,040
З-122
NC 46
IV
V — 0,038R
З-133
NC 50
IV
V — 0,038R
З-140
5 1/2 Reg
II
V — 0,050
З-147
5 1/2 FH
III
V — 0,050
З-149
NC 56
V
V — 0,038R
З-152
6 5/8 Reg
III
V — 0,050
З-161
III
V — 0,050
З-163
NC 61
V
V — 0,038R
З-171
6 5/8 FH
III
V — 0,050
З-177
7 5/8 Reg
II
V — 0,050
З-185
NC 70
V
V — 0,038R
З-189
III
V — 0,050
З-201
8 5/8 Reg
II
V — 0,050
З-203
NC 77
V
V — 0,038R

Приложение Б (рекомендуемое).

Размеры наружных диаметров и упорной поверхности элементов бурильной колонны, мм

Таблица Б.1

Обозначение резьбы
D*
±0,8
d6*
D**
d6**
±0,4
номин.
пред. откл
З-30
35
34,0
З-35
41
40,0
З-38
46
44,5
З-44
54
52,5
З-65
79
+1,2
76,0
З-66
80
76,5
З-73
86
83,0
89
+1,2
83,0
З-76
95
91,0
З-86
105
100,5
105
+1,6
100,5
З-88
108
103,5
З-94
121
+2,0
115,0
З-101
118
114,0
З-102
121
116,0
127
+2,0
121,0
127
З-108
133
127,5
140
З-117
140
134,5
З-118
152
+3,2
144,5
159
149,0
З-121
152
145,0
З-122
152
145,0
159
+3,2
150,0
165
155,0
159
172
+4,0
160,0
З-133
159
154,0
178
+4,0
165,0
162
165
184
169,5
168
З-140
172
165,4
З-147
178
170,5
З-149
197
+4,0
185,5
203
190,0
З-152
197
186
210
196,0
З-161
203
190,0
З-163
229
+5,0
213,0
З-171
203
196
З-177
226
214
241
+5,0
224,0
З-185
248
+6,5
232,5
254
237,0
З-189
248
232,5
З-201
254
242
З-203
279
+6,5
266,5

* Размеры D и d6, соответствуют замкам.

** Размеры D и d6, соответствуют УБТ, а также соединениям с элементами бурильной колонны.

Примечание — Предельные отклонения размера d6 (замки) должны соответствовать указанным ниже:

для резьб З-30; З-35; З-38 и З-44 … ±0,25 мм.

для остальных резьб … ±0,40 мм.

Приложение В (рекомендуемое).

Размеры разгрузочных канавок для утяжеленных бурильных труб (УБТ)

В.1 Для снижения концентрации напряжений резьбового соединения наиболее оптимальным вариантом являются разгрузочные канавки, указанные на рисунках В.1 и В.2

Рисунок B.1 — Разгрузочная канавка ниппеля

Рисунок В.2 — Разгрузочная канавка муфты

В.2 Зарезьбовая разгрузочная канавка муфт (рисунок В.3) выполняется для выхода инструмента при обработке. Однако при изготовлении образуются витки со срезанными вершинами. Применение этих канавок нецелесообразно при больших крутящих моментах свинчивания соединения в небольшом числе рабочих витков резьбы.

1 — длина резьбы с полным профилем; 2 — длина резьбы со срезанными вершинами

Рисунок В.3 — Разгрузочная канавка муфты

В.3 Могут применяться другие формы разгрузочных канавок, способствующих повышению сопротивления усталости резьбовых соединений.

Таблица B.1 — Размеры разгрузочных канавок, мм

Обозначение резьбы
lp
±1,6
dкм
+0,4
К1*
dкн
-0,8
-3,2
З-94
82,6
82,2
1:6
82,2
85,7
З-101
81,9
80,1
1:4
86,5
85,1
З-102
88,9
88,1
1:6
89,3
92,1
З-108
101,6
92,9
1:6
96,0
104,8
З-117
94,9
96,1
1:4
102,1
98,1
З-118
101,6
101,6
1:6
106,4
104,8
З-121
88,9
100,4
1:4
106,8
92,1
З-122
101,6
106,8
1:6
109,9
104,8
З-133
101,6
117,5
1:6
120,6
104,8
З-140
108,0
114,3
1:4
123,4
111,1
З-147
114,3
129,9
1:6
133,5
117,5
З-149
114,3
121,8
1:4
134,5
117,5
З-152
114,3
134,1
1:6
137,7
117,5
З-161
114,3
143,8
1:6
147,4
117,5
З-163
127,0
133,0
1:4
148,8
130,2
З-171
114,3
153,5
1:6
157,0
117,5
З-177
120,6
148,8
1:4
162,7
123,8
З-185
139,7
152,0
1:4
171,0
142,9
З-189
114,3
171,3
1:6
174,9
117,5
З-201
123,8
173,0
1:4
182,9
127,0
З-203
152,4
166,3
1:4
188,5
155,6

* Предельные отклонения конусности гладкой поверхности не должны превышать ±2,1 мм на длине 100 мм

Примечание — Резьбы З-65, З-73 и З-86 не имеют разгрузочных канавок из-за недостаточной толщины стенки трубы.

Приложение Г (рекомендуемое).

Механические свойства металла элементов бурильной колонны после термической обработки

Таблица Г.1

Номинальный диаметр D, мм
Наименование параметров
sв, МПа, не менее
sт, МПа, не менее
d5, %, не менее
НВ, не менее
KCV, кДж/м2, не менее
замки
УБТ, переводники
Замки
УБТ, переводники
Замки, УБТ и переводники
До 175
965,2
965,2
827,3
758,4
13
285
800
От 178
930,7
689,5

Г.1 При назначении механических свойств металла других элементов бурильной колонны следует руководствоваться необходимыми эксплуатационными характеристиками.

Г.2 Для проверки механических свойств металла после термообработки (4.13) отбирают по две детали (ниппель и муфта), взятые от каждой плавки.

Г.3 Проведение механических испытаний

Г.3.1 Образцы ниппелей замков вырезаются в продольном направлении, как указано на рисунке Г.1.

Г.3.2 Образцы УБТ и переводников вырезаются в продольном направлении в пределах 0,9 м от торца детали и на расстоянии 25 мм от наружного диаметра образца или на середине толщины стенки в случае, если утонение стенки не соответствует указанной величине.

1 — место расположения испытаний твердости на середине стенки, измеренной от впадины резьбы
Рисунок Г.1

Г.4 Допускается применять метод неразрушающего контроля механических свойств металла резьбовых соединений.

Г.5 Испытание на растяжение — по ГОСТ 10006.

Г.6 Контроль твердости по Бринеллю — по ГОСТ 9012.

Добавить комментарий

Ваш e-mail не будет опубликован. Обязательные поля помечены *

Авторизация
*
*
Регистрация
*
*
Номер телефона без знака «+», например «79876543210». На указанный номер будет выслан код подтверждения.

*
Нажимая кнопку "Зарегистрироваться" Вы даете согласие на обработку персональных данных в соответствии с "Пользовательским соглашением".
Генерация пароля