З'єднання корпусу повинні задовольняти декільком функціональним і експлуатаційним вимогам, які представлені в цій статті.
Функціональні аспекти
- для забезпечення опору витоку внутрішньому або зовнішньому тиску рідини
- мати достатню структурну жорсткість для передачі зовнішніх навантажень
- мати хорошу геометрію, щоб не збільшити зовнішній діаметр або зменшити суттєво внутрішній діаметр обсадної колони
Експлуатаційні аспекти
- легкий макіяж в польових умовах
- легко вирватися в поле
- багаторазового використання
Для виконання цих аспектів з’єднання майже у всіх випадках забезпечені з’єднувальною різьбою. З’єднання на основі техніки зварювання або склеювання та застібні з’єднувачі доступні для корпусу, але тут не розглядатимуться.
Протягом багатьох років різьбові з’єднання API, з пружним ущільнювальним кільцем або без нього, були стандартом у колонах обсадних труб. Ці стандартизовані з’єднання:
- кругле різьбове з'єднання API для застосування обсадної труби;
- контрфорсне різьбове з'єднання API для застосування обсадної труби;
- з'єднання API Extreme Line для застосування обсадної труби.
Однак протягом останніх десятиліть відбувся перехід від відносно простих і недорогих неглибоких свердловин до складного заканчування глибоких, часто корозійних свердловин з високим тиском/температурою. Ця тенденція призвела до потреби у з’єднаннях із кращими ущільненнями, ніж з’єднання API, і призвела до розробки так званих з’єднань Premium.
Усі з’єднання, які мають одну або декілька особливих характеристик, наприклад вищу міцність, кращі властивості герметизації, швидше свинчування, менший зовнішній діаметр з’єднання, внутрішню обтічність і відсутність виїмок тощо порівняно зі з’єднаннями API, разом називаються з’єднаннями Premium. .
Нині зазвичай виготовляють такі форми різьби:
- API круглого типу різьба конічна різьба з наколюванням і навантаженням бокових сторін 30 градусів і закругленими гребенями і коренями.
- Різьба упорного типу API — конічна різьба з боковими кутами різьблення та навантаження 10 градусів і 3 градуси відповідно, а також плоскими вершинами та коренями, паралельними конусу різьби.
- Різьба API Extremeline — конічна різьба з боковинами наколювання та навантаження 6 градусів, а також плоскими вершинами та коренями, паралельними осі труби.
Модифікована опорна різьба, яка використовується для з'єднань Premium. Було розроблено кілька форм різьби, які забезпечені однією з наступних модифікацій або їх комбінацій: профіль різьби має гребені та корені різьби, паралельні осі труби, а не паралельні конусу різьби; зазор на вершині різьблення штифта, щоб забезпечити кращий контроль тертя різьби під час свинчування; зміна кута флангу удару в діапазоні від +10 градусів до +45 градусів для того, щоб покращити ефективність удару з’єднання; зміна кута навантажувальної сторони в діапазоні від +3 градусів до -15 градусів для того, щоб збільшити міцність на розрив з'єднання; зміна кроку різьби (одиночна або подвійна зміна кроку) з метою забезпечення більш рівномірного розподілу напруги в різьбі з’єднання при навантаженні на розтяг або стиснення.
Двоступінчаста різьба має дві секції різного діаметру, кожна з яких забезпечена прямими або конічними різьбами, що вільно обертаються, не заважаючи. На малюнку показано конструкцію з трьома плечами, яка має перевагу у збільшеному крутному моменті. Навпаки, неперешкоджаючий потік має ризик ненавмисного розриву з’єднання.
Різьба клиноподібної форми заснована на профілі різьблення типу «ластівчин хвіст», що з’єднується між собою. Завантажувальна сторона оброблена з більшим кроком, ніж наколююча сторона, щоб отримати різьбу, яка клинить разом під час свинчування, усуваючи потребу в додатковому крутному плечі. Застосовувані моменти свинчування цих з’єднань, як правило, вищі, ніж у з’єднань із модифікованими профілями різьблення контрфорса та буртиком.
