PL197968B1 - Gwintowany element rurowy i gwintowane połączenie rurowe - Google Patents

Abstract

1. Gwintowany element rurowy wewn etrzny lub ze- wn etrzny dla rurowego polaczenia gwintowanego, wy- konany na ko ncu rury, zawieraj acy gwint wewn etrzny na swojej powierzchni obwodowej zewn etrznej lub gwint zewn etrzny na swojej powierzchni obwodowej we- wn etrznej zale znie od tego czy element gwintowany jest typu wewn etrznego lub zewn etrznego i ten gwintowany element rurowy zawiera wyci ecie w kszta lcie tworz ace- go bry le obrotow a, obwodowego przew ezenia scianki elementu gwintowanego wykonane na wprost gwintu od powierzchni obwodowej gwintowanego elementu ruro- wego przeciwnej do powierzchni, na której jest wykona- ny gwint, bez wp lywu na geometri e zwojów gwintu, znamienny tym, ze grubo sc scianki mierzona od dna zwoju jest zmniejszona przez wyci ecie (30, 31) co naj- mniej na poziomie pierwszych zaz ebionych zwojów, przy czym pierwsze zaz ebione zwoje zawieraj a pierw- szy zaz ebiony zwój i nast epne zwoje, za s na poziomie wyci ecia (30, 31), grubo sc scianki mierzona od dna zwoju jest minimalna w poprzecznej p laszczy znie (40, 41) usy- tuowanej w przedziale pomi edzy pierwszym zaz ebionym zwojem (21, 22) i szóstym zaz ebionym zwojem (28, 29). PL PL PL PL

Description

Opis wynalazku

Przedmiotem wynalazku jest gwintowany element rurowy i gwintowane połączenie rurowe, zwłaszcza dostosowane do wytrzymywania obciążeń zarówno statycznych, jak i cyklicznych.

Gwintowane połączenia rurowe zawierają element gwintowany wewnętrzny na końcu pierwszej rury i element gwintowany zewnętrzny na końcu drugiej rury, którą może być bardzo długa rura lub króciec. Te połączenia gwintowane są stosowane zwłaszcza dla tworzenia kolumn instalacji rurowych szybów lub instalacji produkcyjnych, lub ciągów żerdzi wiertniczych dla szybów węglowodorów, lub dla podobnych odwiertów, takich jak, na przykład, odwierty geotermiczne.

American Petroleum Institute (API) określa w swoich warunkach technicznych API 5B połączenia gwintowane pomiędzy rurami instalacji rurowych lub pomiędzy rurami produkcyjnymi mającymi zwłaszcza gwinty stożkowe, gwinty trójkątne zaokrąglone lub trapezoidalne.

Znane są również inne typy złącz gwintowanych, w których są zastosowane gwinty cylindryczne lub stożkowe dwustopniowe, na przykład ujawnione w opisie patentowym US 4 521 042 i US 5 687 999.

Do niedawna, rury instalacji rurowych lub produkcyjne zasadniczo wytrzymywały różne kombinacje obciążeń statycznych (rozciąganie osiowe, ściskanie osiowe, zginanie, ciśnienie wewnętrzne lub zewnętrzne), pomimo ich ograniczonej grubości wynikającej z konieczności, przy eksploatacji głębokich szybów, wkładania w siebie różnych kolumn o różnych średnicach.

Żerdzie wiertnicze, które są używane tylko do drążenia szybów są poddawane znacznym obciążeniom cyklicznym (dynamicznym), ale nie podlegają wymaganiom wymiarowym, ponieważ w danym momencie jest opuszczany jeden ciąg żerdzi o danej, jednej średnicy.

Obciążenia cykliczne, jeżeli nie są ściśle kontrolowane, prowadzą w czasie pracy do pęknięć zmęczeniowych inicjowanych u nasady gwintów, ogólnie od strony boków nośnych, które są pod obciążeniem w czasie pracy, a zwłaszcza na poziomie ostatnich zazębionych zwojów każdego z elementów gwintowanych żerdzi wiertniczych.

W dalszym cią gu tego dokumentu, jako pierwsze zwoje oznaczono zwoje, które w przekroju wzdłużnym przechodzącym przez oś elementu gwintowanego, są umieszczone od strony wolnego końca elementu gwintowanego. Ostatnimi zwojami są w konsekwencji te umieszczone na drugim końcu uzwojenia.

Przez zazębione zwoje rozumie się w pierwszym rzędzie zwoje rurowego połączenia gwintowanego, które przenoszą obciążenie z jednego gwintowanego elementu rurowego na dołączony gwintowany element rurowy.

Gdy połączenie gwintowane jest poddane działaniu sił rozciągających, zazębionymi zwojami są te, których boki nośne stykają się i przenoszą obciążenie z elementu gwintowanego na dołączony element gwintowany.

Przez zazębione zwoje elementu gwintowanego rurowego rozumie się w tym dokumencie zwoje przeznaczone do przenoszenia obciążenia na odpowiednie zwoje dołączonego gwintowanego elementu rurowego, gdy te dwa gwintowane elementy rurowe będą połączone, aby utworzyć rurowe połączenie gwintowane.

Położenie zazębionych gwintów jednego gwintowanego elementu rurowego jest znane z projektu elementu gwintowanego. Jest to wartość teoretyczna określona przez wymiary nominalne elementów gwintowanych, przed połączeniem.

Położenie ostatnich lub pierwszych zazębionych zwojów może więc być dokładnie określone na gwintowanym elemencie rurowym przeznaczonym do połączenia gwintowanego.

Problem wytrzymałości na zmęczenie nie występuje jednak tylko w przypadku żerdzi wiertniczych, ale także dla kolumn rur eksploatacyjnych pewnych szybów dla węglowodorów.

Rurowe połączenia gwintowane umożliwiające wykonywanie takich kolumn powinny wytrzymywać jednocześnie zwiększone obciążenia statyczne i obciążenia cykliczne.

Takie wymagania wytrzymałości na obciążenia stawiane są dla kolumn podmorskich łączących dno morza z platformami wydobywającymi węglowodory z dna morza. Takie kolumny rur zwane przez fachowców po angielsku „risers” są rzeczywiście poddawane obciążeniom cyklicznym spowodowanym zwłaszcza przez prądy, które powodują wibracje kolumn, przez martwą falę, przez pływy i ewentualne przemieszczenia samych platform, tj. wszystkie obciążenia, które powodują zasadniczo cykliczne naprężenia zginające i/lub rozciągająco-ściskające.

Takie wymagania wytrzymałości na obciążenia stawiane są również dla szybów lądowych, zwłaszcza dla opuszczania obrotowego rur dla cementowania szybów, w bardzo częstym przypadku

PL 197 968 B1 szybów odchylonych od pionu mających zagięcia, gdzie opuszczanie obrotowe wywołuje zginanie obrotowe. Dlatego właśnie podejmuje się próby ulepszania rurowych złącz gwintowanych dla rur instalacji rurowych, produkcyjnych lub dla „risers” w taki sposób, aby zwiększyć ich wytrzymałość na zmęczenie.

W stanie techniki połączeń gwintowanych rurowych lub nie rurowych (na przykład typu śrubanakrętka) proponuje się środki dla poprawy wytrzymałości na zmęczenie połączenia gwintowanego poddanego obciążeniu rozciągającemu osiowemu, które może się zmieniać cyklicznie.

Zgłoszenie patentowe WO 00/06936 opisuje element gwintowany zewnętrzny dla rurowego połączenia gwintowanego, którego powierzchnia obwodowa zewnętrzna jest stożkowa ze średnicą, która zmniejsza się w miarę jak zbliża się do wolnego końca zewnętrznego, tak żeby grubość materiału pod gwintem była zmniejszona na poziomie pierwszych zwojów. Powoduje to jednak także dużą wrażliwość na udary wolnego końca zewnętrznego, który jest bardzo cienki.

Liczne dokumenty, między innymi patent US 5 779 416 i zgłoszenia patentowe JP 04 157 280 i JP 04 157 283, ujawniają wycięcie w kształcie litery U za ostatnimi zazębionymi zwojami wewnę trznymi, w części nie gwintowanej przy rozciąganiu elementu gwintowanego wewnętrznego. Takie wycięcie ma zwłaszcza taką niedogodność, że zmniejsza przekrój krytyczny połączenia gwintowanego, którym jest przekrój ścianki najbardziej narażonej na rozciąganie osiowe, a więc zmniejsza wytrzymałość statyczną na rozciąganie połączenia gwintowanego.

Patent US 3 933 074 opisuje nakrętkę dla połączenia śrubowego, której gwint wewnętrzny jest przerwany na poziomie pierwszych zazębionych zwojów przez kilka wyciętych rowków osiowych umieszczonych regularnie na obwodzie gwintu w taki sposób, aby przesunąć obszar przenoszenia maksymalnego osiowego naprężenia rozciągającego pomiędzy śrubą i nakrętką od pierwszego zazębionego zwoju zewnętrznego do środka długości osiowej nakrętki.

Te rowki, których długość może osiągnąć połowę długości gwintu i których głębokość może dochodzić do 80% wysokości zwoju zwiększają elastyczność pierwszych zazębionych zwojów, ale zmniejszają o około 20% powierzchnię nośną gwintów w obszarze gdzie są one wykonane, co jest niedogodnością, gdy dąży się do uzyskania zwiększonej wytrzymałości na obciążenia statyczne i uzyskania szczelnego rurowego połączenia gwintowanego pomiędzy rurami wewnętrzną i zewnętrzną.

Ponadto, rozwiązania dla połączenia śrubowego, w którym nakrętki są oparte od strony pierwszych zwojów o głowicę śruby (od strony ostatnich zwojów śruby) nie są bezpośrednio stosowane w rurowych połączeniach gwintowanych.

Dokument patentowy FR 1 317 815 opisuje wycięcie pierścieniowe o profilu miseczki, stosunkowo płytkie, wykonane na powierzchni obwodowej zewnętrznej elementu gwintowanego zewnętrznego żerdzi wiertniczej. Według figur tego dokumentu patentowego, wycięcie jest umieszczone w środku gwintu i nie narusza ścianki na poziomie pierwszych lub ostatnich zwojów. Umożliwia ono ustalenie koncentracji naprężenia na zespole gwintu wewnętrznego, zwiększając naprężenia na poziomie zwojów umieszczonych pod rowkiem w stronę środka gwintu. Ten dokument patentowy nie określa jednakże, jakim obciążeniom odpowiadają pola naprężeń pokazane na tych figurach (skręcanie, rozciąganie, ściskanie, zginanie); wydaje się, że chodzi tu o naprężenia wynikające po prostu ze stanu nakręcenia elementów gwintowanych żerdzi wiertniczych.

Ponadto, według figur tego opisu patentowego, wycięcie ma dno płaskie równoległe do osi połączenia gwintowanego i boki strome, w przybliżeniu prostopadłe do dna rowka i do powierzchni obwodowej zewnętrznej.

Zgłoszenia patentowe JP 58-187684 i EP 0 032 265 opisują element gwintowany wewnętrzny wyposażony w wycięcie pierścieniowe o profilu miseczki wykonane na powierzchni obwodowej wewnętrznej elementu gwintowanego na poziomie krawędzi gwintowanej na wolnym końcu lub zasadniczo wykonany na poziomie tej krawędzi. Krawędź jest przewidziana w tych dwóch dokumentach dla poprawienia innych cech rurowego połączenia gwintowanego niż wytrzymałość na zmęczenie (odporność na zakleszczenie, na korozję przy naprężeniu, blokowania elementów gwintowanych w położeniu) i nic nie sugeruje w tych dwóch dokumentach, że wycięcie wykonane pod krawędzią wewnętrzną (i ewentualnie lekko wchodzące pod dwa pierwsze zwoje wewnętrzne, w przypadku dokumentu japońskiego) może poprawić wytrzymałość na zmęczenie rurowego połączenia gwintowanego.

Gwintowany element rurowy wewnętrzny lub zewnętrzny dla rurowego połączenia gwintowanego, wykonany na końcu rury, zawierający gwint wewnętrzny na swojej powierzchni obwodowej zewnętrznej lub gwint zewnętrzny na swojej powierzchni obwodowej wewnętrznej zależnie od tego czy element gwintowany jest typu wewnętrznego lub zewnętrznego i ten gwintowany element rurowy zawiera wycięcie w kształcie, tworzącego bryłę obrotową, obwodowego przewężenia ścianki elementu

PL 197 968 B1 gwintowanego wykonane na wprost gwintu od powierzchni obwodowej gwintowanego elementu rurowego przeciwnej do powierzchni, na której jest wykonany gwint, bez wpływu na geometrię zwojów gwintu, według wynalazku charakteryzuje się tym, że grubość ścianki mierzona od dna zwoju jest zmniejszona przez wycięcie co najmniej na poziomie pierwszych zazębionych zwojów, przy czym pierwsze zazębione zwoje zawierają pierwszy zazębiony zwój i następne zwoje, zaś na poziomie wycięcia, grubość ścianki mierzona od dna zwoju jest minimalna w poprzecznej płaszczyźnie usytuowanej w przedziale pomiędzy pierwszym zazębionym zwojem i szóstym zazębionym zwojem.

Poprzeczna płaszczyzna minimalnej grubości ścianki jest usytuowana w przedziale pomiędzy drugim zazębionym zwojem i szóstym zazębionym zwojem.

Wycięcie zaczyna się pod pierwszym zazębionym zwojem.

Wycięcie kończy się w przedziale osiowym zawartym pomiędzy przekrojem środkowym gwintu i przekrojem znajdującym się na poziomie ostatnich zazębionych zwojów.

Na poziomie wycięcia, minimalna grubość ścianki mierzona od dna zwoju jest co najmniej równa wysokości zwoju.

Minimalna grubość ścianki mierzona od dna zwoju jest w przybliżeniu równa dwukrotnej wysokości zwoju.

Minimalna grubość ścianki mierzona od dna zwoju jest stała na długości osiowej większej od zera.

W obszarze minimalnej grubości ścianki, dno wycięcia na długości osiowej rzędu dwóch skoków zwoju ma nachylenie identyczne jak nachylenie gwintu.

Ze względu na wycięcie, grubość ścianki mierzona od dna zwoju jest zawarta pomiędzy 100 i 120% minimalnej grubości ścianki w obszarze zwanym obszarem o małej sztywności, umieszczonym wokół poprzecznej płaszczyzny minimalnej grubości ścianki, zaś ten obszar o małej sztywności ciągnie się na długości osiowej co najmniej równej trzem skokom gwintu.

Przekrój krytyczny elementu gwintowanego dla sił rozciągających jest usytuowany poza wycięciem.

Ze względu na wycięcie, grubość ścianki mierzona od dna zwoju na poziomie trzech ostatnich zazębionych zwojów jest zawarta pomiędzy 80% i 100% grubości ścianki mierzonej od dna zwoju poza wycięciem.

Wycięcie ma boki, których nachylenie w stosunku do osi gwintowanego elementu rurowego jest co najwyżej równe 45°.

Bok wycięcia usytuowany od strony wolnego końca gwintowanego elementu rurowego jest nachylony w stosunku do osi tego gwintowanego elementu.

Bok wycięcia usytuowany od strony wolnego końca gwintowanego elementu rurowego jest bardziej nachylony w stosunku do osi tego gwintowanego elementu niż bok wycięcia usytuowany od strony przeciwnej.

Profil wycięcia jest krzywą utworzoną przez serię łuków koła i odcinków prostoliniowych połączonych ze sobą stycznie.

Wycięcie jest połączone z częścią bieżącą, nie wyciętą powierzchni obwodowej, gdzie jest ono utworzone przez obszar połączenia stycznego, w kształcie toroidalnym.

Wycięcie jest co najmniej częściowo wypełnione przez materiał, którego moduł sprężystości jest mniejszy od modułu sprężystości gwintowanego elementu rurowego.

Gwint jest wykonany ze zwojów trapezoidalnych.

Gwintowane połączenie rurowe zawierające gwintowany element rurowy wewnętrzny na końcu pierwszej rury połączony przez skręcanie z gwintowanym elementem rurowym zewnętrznym znajdującym się na końcu drugiej rury za pomocą gwintu zewnętrznego na gwintowanym elemencie rurowym wewnętrznym i gwintu wewnętrznego na gwintowanym elemencie rurowym zewnętrznym, przy czym co najmniej jeden z dwóch elementów gwintowanych rurowych, wewnętrzny lub zewnętrzny zawiera wycięcie w kształcie, tworzącego bryłę obrotową, obwodowego przewężenia ścianki elementu gwintowanego wykonane na wprost gwintu od powierzchni obwodowej gwintowanego elementu rurowego przeciwnej do powierzchni, na której jest wykonany gwint, bez wpływu na geometrię zwojów gwintu, według wynalazku charakteryzuje się tym, że grubość ścianki mierzona od dna zwoju jest zmniejszona przez wycięcie co najmniej na poziomie pierwszych zazębionych zwojów, przy czym pierwsze zazębione zwoje zawierają pierwszy zazębiony zwój i następne zwoje, zaś na poziomie wycięcia, grubość ścianki mierzona od dna zwoju jest minimalna w poprzecznej płaszczyźnie usytuowanej w przedziale pomiędzy pierwszym zazębionym zwojem i szóstym zazębionym zwojem.

PL 197 968 B1

Poprzeczna płaszczyzna minimalnej grubości ścianki jest usytuowana w przedziale pomiędzy drugim zazębionym zwojem i szóstym zazębionym zwojem.

Dwa elementy gwintowane rurowe, wewnętrzny i zewnętrzny, mają wycięcie i grubość ścianki mierzona od dna zwoju jest zmniejszona przez wycięcie co najmniej na poziomie pierwszych zazębionych zwojów, przy czym pierwsze zazębione zwoje zawierają pierwszy zazębiony zwój i następne zwoje, zaś na poziomie wycięcia, grubość ścianki mierzona od dna zwoju jest minimalna w poprzecznej płaszczyźnie usytuowanej w przedziale pomiędzy pierwszym zazębionym zwojem i szóstym zazębionym zwojem.

Poprzeczna płaszczyzna minimalnej grubości ścianki jest usytuowana w przedziale pomiędzy drugim zazębionym zwojem i szóstym zazębionym zwojem.

Gwintowy element rurowy wewnętrzny lub zewnętrzny dla rurowego połączenia gwintowanego, według wynalazku jest wytrzymały jednocześnie na obciążenia statyczne, zwłaszcza rozciąganie osiowe, ściskanie osiowe, zginanie, skręcanie, ciśnienie wewnętrzne lub zewnętrzne, zerwanie podczas skręcania, proste lub złożone (na przykład rozciąganie + ciśnienie wewnętrzne) oraz na obciążenia cykliczne, zwłaszcza zginające i rozciągająco-ściskające.

Element gwintowany według wynalazku jest wytrzymały na zmęczenie.

Gwintowany element rurowy według wynalazku może być realizowany z wszystkimi rodzajami gwintów, stożkowych, cylindrycznych, kombinowanych cylindryczno-stożkowych, jedno- lub kilku stopniowych, ze zwojami trapezoidalnymi lub trójkątnymi, z interferencją lub bez interferencji; gwinty bez interferencji mogą na przykład być typu z jednoczesnym stykiem dwóch boków z bokami dołączonego zwoju (zwane także „rugged thread”), ze wzmocnieniem osiowym lub typu klinowego o zmiennej szerokoś ci.

Element gwintowany według wynalazku może być łatwo wykonany i łatwo sprawdzony.

Element gwintowany według wynalazku może być stosowany dla tworzenia złącz gwintowanych przeznaczonych do kolumn rur produkcyjnych węglowodorów, instalacji rurowych szybów lub wydobywania podmorskiego („risers”) lub przeznaczony do podobnego wykorzystania.

Wynalazek umożliwia wykonanie szczelnych rurowych złącz gwintowanych, zwłaszcza dla gazu, nawet przy obciążeniach cyklicznych.

Ponadto, element gwintowany według wynalazku umożliwia wykonywanie ciągów żerdzi wiertniczych.

Gwintowane połączenie rurowe według wynalazku może zawierać tylko jeden zmodyfikowany element gwintowany, aby wytrzymywać obciążenia cykliczne, który przyjmuje dołączony element gwintowany nie zmodyfikowany.

Gwintowane połączenie rurowe może także składać się z dwóch elementów gwintowanych zmodyfikowanych, aby wytrzymywać obciążenia cykliczne.

Gwintowany element rurowy jest przeznaczony do połączenia przez skręcanie z komplementarnym gwintowanym elementem rurowym, aby utworzyć rurowe połączenie gwintowane dostosowane do wytrzymywania obciążeń zarówno statycznych, jak i cyklicznych.

Gwintowany element rurowy według wynalazku zwiększa elastyczność pierwszych zazębionych zwojów i powoduje zmniejszenie przenoszonego obciążenia pomiędzy pierwszymi zazębionymi zwojami gwintowanego elementu rurowego i ostatnimi zazębionymi zwojami dołączonego gwintowanego elementu rurowego, gdy te dwa elementy tworzące rurowe połączenie gwintowane są poddane siłom rozciągającym.

Ten element zawiera wycięcie w kształcie wybrania ścianki elementu gwintowanego od powierzchni obwodowej przeciwnej do powierzchni, na której jest wykonany gwint. Wycięcie nie wpływa na geometrię gwintów, będąc wykonane pomiędzy obwiednią zwojów i powierzchnią obwodową przeciwną do gwintu.

Funkcją tego wycięcia jest zmniejszenie sztywności ścianki pod gwintem, na poziomie pierwszych zazębionych zwojów, ponieważ sztywność ścianki zależy od grubości ścianki pod gwintem.

Takie zmniejszenie sztywności ścianki zmniejsza sztywność pierwszych zazębionych zwojów lub zwiększa ich elastyczność, zmniejsza się więc poziom przenoszenia obciążenia rozciągającego, co powoduje zmniejszenie maksymalnej wartości naprężenia na poziomie ostatnich zazębionych zwojów na elemencie gwintowanym dołączonym do danego elementu gwintowanego i nakręconym do położenia na nim, aby utworzyć rurowe połączenie gwintowane.

Przy identycznym rozmiarze wycięcia, wynalazca stwierdził, że układ wycięcia według wynalazku pozwala zoptymalizować i zapewnić najlepsze charakterystyki działania zarówno statyczne, jak

PL 197 968 B1 i dynamiczne (zmę czenie) danego elementu gwintowanego nakrę conego do poł o ż enia w elemencie gwintowanym dołączonym w rurowym złączu gwintowanym.

Wycięcie według wynalazku ma kształt bryły obrotowej w stosunku do osi gwintowanego elementu rurowego w tym samym przekroju poprzecznym. Zmniejsza więc ono sztywność w taki sam sposób obwodowy wokół gwintowanego elementu rurowego.

Wycięcie według wynalazku zmniejsza sztywność ścianki, na której są zwoje, w sposób zmienny, rosnący w kierunku osiowym gwintowanego elementu rurowego. Taki układ pozwala uniknąć lokalnej koncentracji naprężeń mogących skompensować korzystny efekt zmniejszenia sztywności struktury na przenoszenie obciążeń, a nawet zapoczątkować pęknięcie zmęczeniowe.

Na poziomie wycięcia według wynalazku, grubość ścianki pod gwintem jest minimalna w płaszczyźnie poprzecznej znajdującej się w przedziale pomiędzy pierwszymi i szóstymi zazębionymi zwojami.

Ta grubość minimalna ścianki pod gwintem jest większa lub równa wysokości zwoju, korzystnie jest w przybliżeniu równa dwukrotnej wysokości zwoju.

Pomysł tak głębokiego wycięcia jest sprzeczny z ogólną opinią, która zaleca wzmacnianie elementów gwintowanych mając na uwadze ich realizację w często trudnych warunkach na polu wiertniczym i obciążenia, które muszą wytrzymywać w czasie pracy pomimo ograniczonej grubości.

Grubość ścianki pod gwintem na poziomie wycięcia jest minimalna i stała na długości osiowej większej od zera. Grubość ścianki pod gwintem jest zawarta pomiędzy 100 i 120% grubości minimalnej ścianki pod gwintem w obszarze zwanym „obszarem o małej sztywności”. Ten obszar o małej sztywności znajduje się wokół płaszczyzny poprzecznej minimalnej grubości ścianki pod gwintem i rozciąga się na długości osiowej większej lub równej trzem skokom gwintu.

To pozwala na znaczne zmniejszenie maksymalnej sztywności w przedziale wystarczającym, aby zabezpieczyć się przed zmianami rzeczywistego położenia pierwszych zazębionych zwojów w stosunku do projektu, ze wzglę du na tolerancje produkcyjne gwintowanego elementu rurowego.

Przekrój krytyczny elementu gwintowanego dla sił osiowych, zwłaszcza rozciągania znajduje się poza wycięciem, zaś grubość ścianki pod gwintem na poziomie trzech ostatnich zazębionych zwojów jest zawarta pomiędzy 80% i 100% grubości w obszarze nie wyciętym. Całość obciążenia rozciągającego powinna rzeczywiście być absorbowana przez przekrój krytyczny ścianki na poziomie ostatniego zwoju gwintu.

Przedmiot wynalazku jest uwidoczniony w przykładach wykonania na rysunku, którego fig. 1 do 7 są pół przekrojami wzd ł u ż nymi przechodzą cymi przez oś gwintowanego elementu rurowego lub rurowego połączenia gwintowanego, fig. 1 przedstawia gwintowany element rurowy zewnętrzny według wynalazku, fig. 2 przedstawia gwintowany element rurowy wewnętrzny ze stanu techniki, fig. 3 przedstawia rurowe połączenie gwintowane według wynalazku uzyskane przez połączenie elementów gwintowanych z figur 1 i 2, fig. 4 przedstawia gwintowany element rurowy wewnętrzny według wynalazku, fig. 5 przedstawia inne rurowe połączenie gwintowane według wynalazku uzyskane przez połączenie elementów gwintowanych z figur 1 i 4, fig. 6 przedstawia połączenie gwintowane rurowe, ze złączką, zawierające dwa rurowe połączenia gwintowane według wynalazku typu z fig. 3, fig. 7 przedstawia odmianę gwintowanego elementu rurowego zewnętrznego według wynalazku z figury 1.

Figura 2 przedstawia gwintowany element rurowy wewnętrzny 1 ze stanu techniki. Ten gwintowany element wewnętrzny 1 jest wykonany na końcu rury 101.

Zawiera on wewnętrzny gwint 3 utworzony z części gwintowanej stożkowej o długości LFM wykonany na powierzchni obwodowej zewnętrznej 105 rury 101.

Zwoje 11 gwintu 3 mają kształt trapezoidalny. Mają one od strony przeciwnej do wolnego końca 7 elementu gwintowanego 1 bok nośny 13, który umożliwia przenoszenie obciążenia z elementu gwintowanego 3 na dołączony element gwintowany 4, gdy te dwa elementy gwintowane są połączone, aby utworzyć rurowe połączenie gwintowane i są poddane rozciąganiu osiowemu.

Pierwszy zwój 21 znajduje się od strony wolnego końca 7 elementu gwintowanego 1.

Zwój 23 jest ostatnim zwojem gwintu i jest zwojem cofniętym, to znaczy zwojem, którego wierzchołek jest ścięty przez powierzchnię obwodową zewnętrzną 105 rury 101.

Zwoje 21 i 23 są odpowiednio pierwszym i ostatnim zwojem, który może być zazębiony z odpowiednim zwojem gwintowanego elementu rurowego zewnętrznego tworząc połączenie gwintowane (patrz fig. 3).

Powierzchnia obwodowa wewnętrzna 103 elementu gwintowanego 1, która jest przeciwna do powierzchni 104 gdzie jest wykonany gwint biegnie równomiernie od korpusu rury 101 do wolnego końca 7 elementu gwintowanego.

PL 197 968 B1

Figura 2 ma także opcjonalnie krawędź nie gwintowaną umieszczoną pomiędzy pierwszym zwojem 21 i wolnym końcem 7. Ta krawędź ma na swojej powierzchni obwodowej zewnętrznej powierzchnię nośną 5.

Ścianka pod gwintem jest utworzona przez materiał ścianki pomiędzy dnem zwoju 19 i powierzchnią obwodową wewnętrzną 103.

Ta ścianka nie jest nieskończenie sztywna, ale ma sztywność, zwłaszcza sztywność osiową, która jest proporcjonalna do grubości ścianki pod gwintem.

Ta sztywność zmienia się bardzo powoli z jednego do drugiego końca gwintu, ze względu na zbieżność gwintu, ale ta zmiana jest ograniczona, bo zbieżność gwintu jest mała (6,25% w przypadku gwintów „Buttress” według specyfikacji API 5B).

Figura 1 przedstawia gwintowany element rurowy zewnętrzny według wynalazku. Element gwintowany zewnętrzny 2 jest wykonany na końcu rury 102.

Zawiera on gwint wewnętrzny 4 tworzący część gwintowaną stożkową o długości LFF wykonany na powierzchni obwodowej wewnętrznej rury 102.

Ten gwint wewnętrzny 4 jest komplementarny względem gwintu zewnętrznego 3 elementu gwintowanego wewnętrznego 1, to znaczy, że one mają taki sam skok gwintu, taką samą zbieżność, taką samą średnicę odniesienia koła podziałowego i taki sam kształt zwoju.

Zwoje 12 gwintu wewnętrznego 4 mają także kształt trapezoidalny. Zawierają one bok nośny 4 dołączony do boku nośnego 13 gwintu zewnętrznego 3.

Pierwszy zwój 22 znajduje się od strony wolnego końca 10 elementu gwintowanego 2, a ostatni zwój 24 znajduje się na drugim końcu uzwojenia. Są to także pierwsze i ostatnie zazębione zwoje, jak zostanie pokazane dalej.

Powierzchnia obwodowa zewnętrzna 104 jest przeciwna do powierzchni gdzie jest wykonany gwint 4.

Ta powierzchnia jest obniżona lub wycięta naprzeciw gwintu 4, przez wycięcie 30 o bokach bardzo mało nachylonych: bok 36 od strony wolnego końca jest nachylony o 15°, a bok 38 o 9° w stosunku do osi XX elementu gwintowanego 2; bok 36 jest więc ogólnie bardziej nachylony niż bok 38 w stosunku do tej osi.

Wycięcie 30 zmniejsza znacznie grubość materiału pod gwintem, a więc sztywność ścianki pod gwintem.

Redukcja grubości spowodowana przez wycięcie osiąga w tym przypadku ponad 80% grubości ścianki pod gwintem mierzonej w punkcie B, w obszarze nie wyciętym.

Wycięcie zaczyna się w A, na poziomie pierwszego zazębionego zwoju 22.

Ze względu na położenie wycięcia, sztywność ścianki gwintowanej na poziomie pierwszych zazębionych zwojów (zwój 22 i trzy na prawo od niego na fig. 1) jest zmniejszona, co zwiększa w konsekwencji elastyczność pierwszych zazębionych zwojów.

Wycięcie, które zaczynałoby się na zewnątrz gwintu od strony wolnego końca 10 nie byłoby skuteczne lub miałoby niewielką skuteczność, dla wytrzymałości na zmęczenie i zmniejszało by wytrzymałość wolnego końca 10.

Wycięcie, które zaczynałoby się dalej pod gwintem mogłoby okazać się krytyczne dla obciążeń statycznych na rozciąganie osiowe przekroju ścianki pod gwintem, na poziomie dna wycięcia D lub trochę poza nim, podczas gdy krytyczny przekrój poprzeczny jest pod ostatnim zwojem; powoduje to jednak pogorszenie parametrów statycznych połączenia gwintowanego, zwłaszcza na rozciąganie osiowe.

Wycięcie 30 ma kształt bryły obrotowej wokół osi gwintowanego elementu rurowego 12.

Profil wycięcia 30 w przekroju wzdłużnym jest utworzony z serii łuków koła lub segmentów prostych stycznych jeden do drugiego, tak aby sztywność struktury zmieniała się w sposób bardzo narastający w kierunku osiowym.

Profil dna wycięcia jest zwłaszcza utworzony z łuków o dużym promieniu, który może być nawet nieskończony, co odpowiada segmentom prostych, na przykład równoległych do zbieżności gwintu.

Grubość ścianki pod gwintem jest minimalna (emin) w punkcie D, który znajduje się pomiędzy czwartym i piątym zazębionym zwojem. W punkcie D w płaszczyźnie przekroju poprzecznego 40, sztywność ścianki pod gwintem jest z tego powodu minimalna.

Korzystnie, jak przedstawiono powyżej, dno wycięcia może odpowiadać na małej długości osiowej, rzędu dwóch skoków zwoju, prostej nachylonej identycznie jak zbieżność gwintu tak, aby grubość ścianki pod gwintem, więc i sztywność ścianki była minimalna i stała na tej długości osiowej.

PL 197 968 B1

Grubość emin2 mierzona prostopadle do zbieżności jest równa wysokości zwoju hf.

Sztywność ścianki pod gwintem jest w przybliżeniu minimalna w obszarze małej sztywności znajdującej się pomiędzy punktami E i F, gdzie grubość jest tylko niewiele większa od grubości emin2: grubość jest tu na przykład zawarta pomiędzy 100% i 120% grubości minimalnej; sztywność zmienia się tu w takich samych proporcjach w stosunku do wartości minimalnej sztywności.

Odległość osiowa pomiędzy punktami E i F jest zawarta pomiędzy trzema i czterema wartościami skoku gwintu, punkty E i F obejmują punkt D płaszczyzny 40, gdzie grubość i sztywność są minimalne.

Wycięcie 30 kończy się w 34 od strony przeciwnej do wolnego końca 10, na poziomie ostatnich zazębionych zwojów. W B, tuż za ostatnim zazębionym zwojem nie ma już wycięcia.

Sztywność ścianki pod gwintem na poziomie trzech ostatnich zazębionych zwojów niemal nie zmniejsza się w stosunku do sztywności ścianki nie wyciętej, bo grubość ścianki pod gwintem na poziomie ostatnich zazębionych zwojów jest zawarta pomiędzy 80% i 100% grubości ścianki pod gwintem w obszarze nie wyciętym (na przykład w B). Powoduje to jednak, że przekrojem krytycznym elementu gwintowanego 2 dla obciążenia na rozciąganie osiowe jest przekrój w B, który nie zmniejsza się w stosunku do przekroju podobnego elementu gwintowanego ale bez wycięcia.

Wycięcie 30 łączy się w 32 z powierzchnią obwodową zewnętrzną 104 nie wyciętej rury 102 przez powierzchnię toroidalną, której profil w przekroju wzdłużnym jest łukiem koła.

Wycięcie łączy się także w 34 od strony wolnego końca przez powierzchnię toroidalną z powierzchnią cylindryczną 106 o średnicy mniejszej od średnicy powierzchni 104, tak aby grubość ścianki w A była zmniejszona w stosunku do grubości ścianki w B.

Zauważa się opcjonalną obecność powierzchni poprzecznej 8 ogranicznika i powierzchni nośnej 6, poza gwintem 4 w kierunku korpusu rury.

Figura 3 przedstawia połączenie elementów gwintowanych z figur 1 i 2 dla utworzenia rurowego połączenia gwintowanego 100. W tym złączu gwintowanym 100, gwinty wewnętrzny i zewnętrzny 3, 4 elementów gwintowanych 1 i 2 zostały skręcone na przykład aż do opcjonalnych powierzchni poprzecznych 7 i 8 elementów gwintowanych 1 i 2 i opierają się o siebie.

Opcjonalne powierzchnie nośne 5 i 6 stykają się pod ciśnieniem i tworzą parę szczelnych powierzchni nośnych metal-metal.

Połączenie gwintowane rurowe 100 jest poddane siłom rozciągającym osiowym spowodowanych na przykład ciężarem rur montowanych pionowo w kolumnie w szybie.

Połączenie gwintowane 100 jest ponadto, w przypadku pokazanym na fig. 3, poddane działaniu sił rozciągających osiowych przez oddziaływanie powierzchni poprzecznych 7, 8 opierających się przy momencie zwiększonym do kilku KNm, który powoduje rozciąganie boków nośnych 13, 14.

Przekrój krytyczny elementu gwintowanego 2 dla obciążeń rozciągających osiowych nie zmniejsza się w stosunku do podobnych elementów gwintowanych, ale bez wycięcia, parametry statyczne połączenia gwintowanego 100 dla obciążeń rozciągających osiowych są niezmienione w stosunku do parametrów połączenia gwintowanego ze stanu techniki.

Te siły statyczne mogą się nakładać na siły cykliczne.

Każdy zwój gwintu powinien przenosić na odpowiedni zwój gwintu dołączonego część obciążenia rozciągającego.

Ta część nie jest stała dla każdego zwoju tego samego gwintu, a zadaniem wycięcia 30 na elemencie gwintowanym zewnętrznym jest wyrównywanie przenoszenia obciążenia pomiędzy różnymi zwojami, co najmniej od strony pierwszych zewnętrznych zazębionych zwojów i ostatnich wewnętrznych zazębionych zwojów w przypadku z fig. 3.

Bez tego wycięcia, przenoszone obciążenie byłoby znacznie większe na poziomie tych zwojów. Ostatnie zwoje wewnętrzne byłyby poddane dużym naprężeniom wzmocnionym jeszcze przez geometryczny efekt koncentracji naprężeń na podstawie zwojów w obszarze połączenia pomiędzy bokiem nośnym i dnem zwoju. Obszary połączenia byłyby więc, przez połączenie przenoszenia nadmiernego obciążenia i koncentracji naprężeń, miejscem, gdzie są inicjowane pęknięcia zmęczeniowe w połączeniach gwintowanych poddanych obciążeniom cyklicznym, podczas gdy taki przyrost naprężeń w przypadku obciążeń statycznych nie może prowadzić do pęknięcia.

Równoważenie przenoszonych obciążeń uzyskane według wynalazku przez zmniejszenie sztywności ścianki pod pierwszymi zwojami zewnętrznymi, jak również wybór dużych obszarów połączenia pomiędzy bokami nośnymi 13, 14 i dnami zwoju 19, 18 umożliwiają wystarczające zmniejszenie naprężeń w obszarach krytycznych dla uniknięcia ryzyka pęknięcia zmęczeniowego w czasie praPL 197 968 B1 cy, na poziomie ostatnich zazębionych zwojów zewnętrznych odpowiadającym pierwszym zazębionym zwojom wewnętrznym.

Zauważa się, że przy braku wycięcia na elemencie gwintowanym wewnętrznym, przenoszenie obciążeń pozostaje niezrównoważone na poziomie pierwszych zazębionych zwojów wewnętrznych i ostatnich zazębionych zwojów zewnętrznych, ale rzadziej spotyka się pęknięcia zmęczeniowe zainicjowane w tych obszarach na połączeniach gwintowanych ze stanu techniki.

Zauważa się na koniec, że wybór zwojów trapezoidalnych jest korzystny dla uniknięcia ryzyka promieniowego pęcznienia elementu obejmującego na poziomie obszaru EF o małej sztywności na końcu skręcania; takie pęcznienie może spowodować zerwanie elementów gwintowanych 1, 2 i wpadnięcie kolumny do szybu.

Figura 5 przedstawia odmianę gwintowanego połączenia rurowego 200 według wynalazku, w którym każdy z dwóch elementów gwintowanych, wewnę trzny i zewnę trzny jest wyposażony w wycię cie.

Zewnętrzny gwintowany element 2 jest więc identyczny jak element z fig. 1.

Wewnętrzny gwintowany element 51 jest przedstawiony na fig. 4.

Wewnętrzny gwintowany element 51 z tej figury jest pochodnym od wewnętrznego gwintowanego elementu 1 z fig. 2, w którym wykonano wycięcie 31 w powierzchni obwodowej wewnętrznej 103 tego gwintowanego elementu, przy czym ta powierzchnia obwodowa 103 jest powierzchnią przeciwną do powierzchni, gdzie jest wykonany gwint wewnętrzny 3.

Wycięcie 31 zaczyna się pod pierwszym zwojem 21, który jest pierwszym zazębionym zwojem (patrz fig. 5) i kończy się przy środku gwintu.

Zmniejsza ono sztywność ścianki pod gwintem na poziomie pierwszych zwojów wewnętrznych.

To zmniejszenie jest maksymalne w G, znajdującym się pomiędzy drugim i trzecim zazębionym zwojem wewnętrznym, w płaszczyźnie 41, gdzie grubość ścianki pod gwintem jest minimalna. Ta grubość minimalna emin2 jest równa w przybliżeniu dwukrotnej wysokości zwoju.

Zmniejszenie sztywności jest w przybliżeniu maksymalne w obszarze małej sztywności pomiędzy H i I, zaś odległość osiowa pomiędzy tymi dwoma punktami jest trochę większa od trzech skoków zwoju.

Boki 37, 39 wycięcia 31 są bardzo mało nachylone; łączą się one z powierzchnią obwodową wewnętrzną 103 wewnętrznego elementu gwintowanego 51 poprzez powierzchnie toroidalne 33, 35.

Wycięcie 31 ma profil utworzony z serii kilku łuków koła, stycznych jeden do drugiego. Promienie tych łuków zwiększają się przy dnie wycięcia.

Uwzględniając profil i układ wycięcia 31, przekrój krytyczny gwintowanego elementu 51 dla osiowych obciążeń rozciągających jest na poziomie ostatniego zazębionego zwoju 23 i ten przekrój krytyczny nie jest zmniejszony w stosunku do przekroju podobnego elementu gwintowanego, ale bez wycięcia.

Gwintowane połączenie 200 z fig. 5 po wkręceniu do odpowiedniego położenia wewnętrznego gwintowanego elementu 51 w zewnętrznym gwintowanym elemencie 2 zapewnia jeszcze lepszą wytrzymałość na zmęczenie niż połączenie 100 z fig. 3, ponieważ wycięcie zostało wykonane na każdym z elementów, a przenoszenie obciążenia zostało wyrównane na obu końcach każ dego elementu.

Parametry statyczne dla obciążeń rozciągających osiowych są niezmienione w stosunku do parametrów połączenia gwintowanego ze stanu techniki, przekrój krytyczny gwintowanych elementów 2 i 51 nie jest zmniejszony w stosunku do przekroju podobnego elementu gwintowanego, ale bez wycięcia.

Figura 6 przedstawia gwintowane połączenie ze złączką utworzone przez dwa rurowe gwintowane połączenia 100, 100'. Wewnętrzne gwintowane elementy 1, 1' są wykonane na końcu długich rur.

Zewnętrzne gwintowane elementy 2, 2' są wykonane w odwrotnym kierunku na złączce rurowej 202, która może być traktowana jako rura bardzo krótka.

Każde gwintowane połączenie 100, 100 jest identyczne jak połączenie z fig. 3. Ten znany typ połączenia nie wymaga dalszych komentarzy.

Funkcja wycięć 30, 30' na złączce 202 jest identyczna jak wycięcia 30 zewnętrznego gwintowanego elementu 2 z figur 1 i 3.

Próbowano oszacować wartość naprężenia maksymalnego w obszarze połączenia pomiędzy bokiem nośnym 13 i dnem zwoju 19 najbardziej obciążonych ostatnich wewnętrznych zazębionych zwojów gwintowanego połączenia rurowego typu z fig. 3 w porównaniu z takimi samymi zwojami połączenia gwintowanego ze stanu techniki, bez wycięcia.

PL 197 968 B1

Uwzględniając rezultaty wytrzymałości na zmęczenie, szacuje się że zwiększenie naprężenia σ^ w wyniku wycięcia jest na tych zwojach rzędu 20%, co daje bardzo istotne zwiększenie czasu życia w warunkach zmęczenia.

Wynalazek obejmuje również przykłady wykonania umożliwiające zmniejszenie sztywności ścianki pod gwintem na poziomie pierwszych zazębionych zwojów w sposób równoważny, w stosunku do wycięcia opisanego szczegółowo.

Wynalazek obejmuje również przykłady wykonania, w których element zmniejszający sztywność ścianki pod gwintem na poziomie pierwszych zazębionych zwojów nie jest jedynie utworzony przez wycięcie.

Wycięcie 30 może na przykład, jak pokazano na fig. 7, być częściowo lub całkowicie wypełnione przez materiał 50, którego moduł sprężystości jest mniejszy od modułu gwintowanego elementu rurowego 62. Ten materiał 50 może zwłaszcza być przylegającym do powierzchni wycięcia i być na przykład materiałem syntetycznym.

Wynalazek obejmuje również przykłady wykonania elementu gwintowanego, w którym gwint zawiera kilka odrębnych części gwintowanych.

W tym przypadku zastrzeżenia wynalazku powinny być interpretowane w takim sensie, że wycięcie jest wykonane co najmniej pod częścią gwintowaną, gdzie elastyczność pierwszych zwojów byłaby bardziej zmniejszona przy braku wycięcia, co prowadziłoby do ryzyka inicjowania pęknięć zmęczeniowych. W odmianie, w tym przypadku, wycięcie może być wykonane pod każdą częścią gwintowaną w taki sposób, aby zwiększyć elastyczność pierwszych zazębionych zwojów każdej części gwintowanej.

Claims (22)

1. Zastrzeżenia patentowe

   1. Gwintowany element rurowy wewnętrzny lub zewnętrzny dla rurowego połączenia gwintowanego, wykonany na końcu rury, zawierający gwint wewnętrzny na swojej powierzchni obwodowej zewnętrznej lub gwint zewnętrzny na swojej powierzchni obwodowej wewnętrznej zależnie od tego czy element gwintowany jest typu wewnętrznego lub zewnętrznego i ten gwintowany element rurowy zawiera wycięcie w kształcie tworzącego bryłę obrotową, obwodowego przewężenia ścianki elementu gwintowanego wykonane na wprost gwintu od powierzchni obwodowej gwintowanego elementu rurowego przeciwnej do powierzchni, na której jest wykonany gwint, bez wpływu na geometrię zwojów gwintu, znamienny tym, że grubość ścianki mierzona od dna zwoju jest zmniejszona przez wycięcie (30, 31) co najmniej na poziomie pierwszych zazębionych zwojów, przy czym pierwsze zazębione zwoje zawierają pierwszy zazębiony zwój i następne zwoje, zaś na poziomie wycięcia (30, 31), grubość ścianki mierzona od dna zwoju jest minimalna w poprzecznej płaszczyźnie (40, 41) usytuowanej w przedziale pomiędzy pierwszym zazębionym zwojem (21, 22) i szóstym zazębionym zwojem (28, 29).
2. 2. Gwintowany element rurowy według zastrz. 1, znamienny tym, że poprzeczna płaszczyzna (40, 41) minimalnej grubości ścianki jest usytuowana w przedziale pomiędzy drugim zazębionym zwojem i szóstym zazębionym zwojem (28, 29).
3. 3. Gwintowany element rurowy według zastrz. 1 albo 2, znamienny tym, że wycięcie (30, 31) zaczyna się pod pierwszym zazębionym zwojem (21, 22).
4. 4. Gwintowany element rurowy według zastrz. 1 albo 2, znamienny tym, że wycięcie (30, 31) kończy się w przedziale osiowym zawartym pomiędzy przekrojem środkowym gwintu i przekrojem znajdującym się na poziomie ostatnich zazębionych zwojów.
5. 5. Gwintowany element rurowy według zastrz. 1 albo 2, znamienny tym, że na poziomie wycięcia (30, 31), minimalna grubość (emin1, emin2) ścianki mierzona od dna zwoju jest co najmniej równa wysokości zwoju (hf).
6. 6. Gwintowany element rurowy według zastrz. 1 albo 2, znamienny tym, że minimalna grubość (emin1, emin2) ścianki mierzona od dna zwoju jest w przybliżeniu równa dwukrotnej wysokości zwoju (hf).
7. 7. Gwintowany element rurowy według zastrz. 1 albo 2, znamienny tym, że minimalna grubość (emin1, emin2) ścianki mierzona od dna zwoju jest stała na długości osiowej większej od zera.
8. 8. Gwintowany element rurowy według zastrz. 7, znamienny tym, że w obszarze minimalnej grubości (emin1, emin2) ścianki, dno wycięcia na długości osiowej rzędu dwóch skoków zwoju ma nachylenie identyczne jak nachylenie gwintu.

   PL 197 968 B1
9. 9. Gwintowany element rurowy według zastrz. 1 albo 2, znamienny tym, ż e ze względu na wycięcie, grubość ścianki mierzona od dna zwoju jest zawarta pomiędzy 100 i 120% minimalnej grubości (emin1, emin2) ścianki w obszarze (EF, HI) zwanym obszarem o małej sztywności, umieszczonym wokół poprzecznej płaszczyzny (40, 41) minimalnej grubości ścianki, zaś ten obszar o małej sztywności ciągnie się na długości osiowej co najmniej równej trzem skokom gwintu.
10. 10. Gwintowany element rurowy według zastrz. 1 albo 2, znamienny tym, że przekrój krytyczny elementu gwintowanego dla sił rozciągających jest usytuowany poza wycięciem.
11. 11. Gwintowany element rurowy według zastrz. 1 albo 2, znamienny tym, że ze względu na wycięcie, grubość ścianki mierzona od dna zwoju na poziomie trzech ostatnich zazębionych zwojów jest zawarta pomiędzy 80% i 100% grubości ścianki (eT1, eT2) mierzonej od dna zwoju poza wycięciem.
12. 12. Gwintowany element rurowy według zastrz. 1 albo 2, znamienny tym, że wycięcie ma boki (36, 37, 38, 39), których nachylenie w stosunku do osi gwintowanego elementu rurowego jest co najwyżej równe 45°.
13. 13. Gwintowany element rurowy według zastrz. 12, znamienny tym, że bok (36, 37) wycięcia usytuowany od strony wolnego końca gwintowanego elementu rurowego jest nachylony w stosunku do osi tego gwintowanego elementu.
14. 14. Gwintowany element rurowy według zastrz. 12 albo 13, znamienny tym, że bok (36, 37) wycięcia usytuowany od strony wolnego końca gwintowanego elementu rurowego jest bardziej nachylony w stosunku do osi tego gwintowanego elementu niż bok (38, 39) wycięcia usytuowany od strony przeciwnej.
15. 15. Gwintowany element rurowy według zastrz. 1 albo 2, znamienny tym, że profil wycięcia (30, 31) jest krzywą utworzoną przez serię łuków koła i odcinków prostoliniowych połączonych ze sobą stycznie.
16. 16. Gwintowany element rurowy według zastrz. 1 albo 2, znamienny tym, że wycięcie (30, 31) jest połączone z częścią bieżącą, nie wyciętą powierzchni obwodowej, gdzie jest ono utworzone przez obszar połączenia stycznego (32, 33, 35), w kształcie toroidalnym.
17. 17. Gwintowany element rurowy według zastrz. 1 albo 2, znamienny tym, że wycięcie (30, 31) jest co najmniej częściowo wypełnione przez materiał (50), którego moduł sprężystości jest mniejszy od modułu sprężystości gwintowanego elementu rurowego.
18. 18. Gwintowany element rurowy według zastrz. 1 albo 2, znamienny tym, że gwint jest wykonany ze zwojów trapezoidalnych (11, 12).
19. 19. Gwintowane połączenie rurowe zawierające gwintowany element rurowy wewnętrzny na końcu pierwszej rury połączony przez skręcanie z gwintowanym elementem rurowym zewnętrznym znajdującym się na końcu drugiej rury za pomocą gwintu zewnętrznego na gwintowanym elemencie rurowym wewnętrznym i gwintu wewnętrznego na gwintowanym elemencie rurowym zewnętrznym, przy czym co najmniej jeden z dwóch elementów gwintowanych rurowych, wewnętrzny lub zewnętrzny zawiera wycięcie w kształcie, tworzącego bryłę obrotową obwodowego przewężenia ścianki elementu gwintowanego wykonane na wprost gwintu od powierzchni obwodowej gwintowanego elementu rurowego przeciwnej do powierzchni, na której jest wykonany gwint, bez wpływu na geometrię zwojów gwintu, znamienne tym, że grubość ścianki mierzona od dna zwoju jest zmniejszona przez wycięcie (30, 31) co najmniej na poziomie pierwszych zazębionych zwojów, przy czym pierwsze zazębione zwoje zawierają pierwszy zazębiony zwój i następne zwoje, zaś na poziomie wycięcia (30, 31), grubość ścianki mierzona od dna zwoju jest minimalna w poprzecznej płaszczyźnie (40, 41) usytuowanej w przedziale pomiędzy pierwszym zazębionym zwojem (21, 22) i szóstym zazębionym zwojem (28, 29).
20. 20. Gwintowane połączenie rurowe według zastrz. 19, znamienne tym, że poprzeczna płaszczyzna (40, 41) minimalnej grubości ścianki jest usytuowana w przedziale pomiędzy drugim zazębionym zwojem i szóstym zazębionym zwojem (28, 29).
21. 21. Gwintowane połączenie rurowe według zastrz. 19, znamienne tym, że dwa elementy gwintowane rurowe, wewnętrzny i zewnętrzny mają wycięcie i grubość ścianki mierzona od dna zwoju jest zmniejszona przez wycięcie (30, 31) co najmniej na poziomie pierwszych zazębionych zwojów, przy czym pierwsze zazębione zwoje zawierają pierwszy zazębiony zwój i następne zwoje, zaś na poziomie wycięcia (30, 31), grubość ścianki mierzona od dna zwoju jest minimalna w poprzecznej płaszczyźnie (40, 41) usytuowanej w przedziale pomiędzy pierwszym zazębionym zwojem (21, 22) i szóstym zazębionym zwojem (28, 29).

    PL 197 968 B1
22. 22. Gwintowane połączenie rurowe według zastrz. 21, znamienne tym, że poprzeczna płaszczyzna (40, 41) minimalnej grubości ścianki jest usytuowana w przedziale pomiędzy drugim zazębionym zwojem i szóstym zazębionym zwojem (28, 29).