DE4007408C1

DE4007408C1 - Gas-tight pipe connector for oil fields - in which symmetrical PTFE ring is formed between tapered plug and socket that screw together

Info

Publication number: DE4007408C1
Application number: DE4007408A
Authority: DE
Inventors: Gerhard Dr.-Ing. 4100 Duisburg De Krug
Original assignee: Mannesmann AG
Current assignee: Vodafone GmbH
Priority date: 1990-03-06
Filing date: 1990-03-06
Publication date: 1991-07-25
Anticipated expiration: 2010-03-07

Abstract

This is a gastight pipe-connector for use in oil field, esp. for drill pipes. It has a tapered plug and socket that screw together with, between them in a circular groove around the plug, and completely filling the groove, a symmetrical ring made from PTFE. The inner side of the ring is, in cross-section, trough-shaped. USE/ADVANTAGE - An improved connector for oil-field use is offered that remains gastight, at inside pressures up to 690 bars (10,000 psi), after screwing and unscrewings without changing the sealing ring.

Description

Die Erfindung betrifft eine gasdichte Ölfeldrohr-Verbindung, insbesondere für Bohrgestängerohre gemäß dem Gattungsbegriff des Hauptanspruchs.The invention relates to a gas-tight oilfield pipe connection, in particular for drill pipe according to the preamble of Main claim.

Mit dem Vorstoß in immer größere Tiefen bei der Erdöl- und Erdgasgewinnung steigen auch die zu beherrschenden Innendrücke im Bohrstrang immer weiter an. Für die Lagerstättentests während des Abteufens einer Gasbohrung müssen die Verbindungen gasdicht sein. Dies ist bei der herkömmlichen Verwendung des robusten Bohrgestänges ohne speziellem Dichtelement nicht gewährleistet. Deshalb wurden Rohre mit empfindlichen Gewinden und einem metallischen Dichtsitz eingesetzt, die jedoch nach jedem Einsatz zeitaufwendige und kostenträchtige Reparaturarbeiten zur Folge haben. Alternativ ist deshalb vorgeschlagen worden, zusätzlich zu einer stark belastbaren Gewindeverbindung einen Dichtring aus Polytetrafluoräthylen im Verbindungsbereich anzuordnen.With the advance into ever greater depths in the petroleum and Natural gas production also increases the internal pressures to be controlled in the Drill strand continues. For the reservoir tests during the After drilling a gas well, the connections must be gas tight. This is in the conventional use of the robust drill string without not guaranteed special sealing element. That's why pipes were used sensitive threads and a metal sealing seat used that but after each use time-consuming and costly Repair work result. Alternatively, it is therefore proposed been, in addition to a heavy-duty threaded connection one To arrange sealing ring made of polytetrafluoroethylene in the connection area.

Bei einer gattungsmäßigen Rohrverbindung dieser Art, beispielsweise nach der DE 32 03 857 A1 wird am Außenumfang des Zapfenteils eine Ringnut angebracht, in die ein erwärmter Dichtring aus Polytetrafluoräthylen eingelegt wird. Bei der Abkühlung schrumpft der Dichtring auf und erhält somit seinen Sitz in der Ringnut. Der Dichtring weist im Ausgangszustand eine zylindrische Außenkontur auf, die abgerundet in die wannenförmig ausgebildete Kontur der Innenseite übergeht. Der bekannte Dichtring hat aber die Tendenz, daß er, wie der Figur 1 der DE 32 03 857 A1 zu entnehmen ist, nach dem Aufschrumpfen nicht voll in der Ringnut anliegt, so daß damit die wirksame Dichtfläche verkleinert wird. Außerdem treten bei dieser Dichtringform bei Mehrfachverschraubungen Undichtigkeiten auf, da der Dichtring nach der Erstverschraubung nur noch im geringen Umfang oder überhaupt nicht mehr elastisch verpreßbar ist.In a generic pipe joint of this kind, for example after DE 32 03 857 A1 is an annular groove on the outer circumference of the pin member attached, in which a heated sealing ring made of polytetrafluoroethylene is inserted. During cooling, the sealing ring shrinks and receives thus its seat in the ring groove. The sealing ring points in the initial state a cylindrical outer contour, which is rounded in the trough-shaped trained contour of the inside goes over. The well-known sealing ring has but the tendency that he, as shown in Figure 1 DE 32 03 857 A1 is, after shrinking is not fully in the annular groove, so that so that the effective sealing surface is reduced. In addition, join This sealing ring form in Mehrfachverschraubungen leaks, since the sealing ring after Erstverschraubung only to a small extent or not at all elastically compressible.

Aufgabe der Erfindung ist es, eine einen aufgeschrumpften Dichtring aufweisende gasdichte Ölfeldrohr-Verbindung so zu verbessern, daß bei Innendrücken bis zu 690 bar (10 000 PSI) und nach Mehrfachverschraubungen ohne Wechseln des Dichtrings die Gasdichtheit gewährleistet ist.The object of the invention is a shrunken sealing ring having to improve gas-tight oilfield tube connection so that at Internal pressures up to 690 bar (10 000 PSI) and multiple screw connections without changing the sealing ring, the gas tightness is guaranteed.

Diese Aufgabe wird mit den im kennzeichnenden Teil des Hauptanspruchs angegebenen Merkmalen gelöst. Vorteilhafte Weiterbildungen sind Gegenstand von Unteransprüchen.This object is achieved with the in the characterizing part of the main claim solved characteristics. Advantageous developments are Subject of dependent claims.

Der erfindungsgemäße Dichtring aus Polytetrafluoräthylen weist gegenüber dem bereits bekannten Dichtring im Querschnitt auf der Außenseite eine konvex gekrümmte Kontur auf, die sich mit der bereits bekannten wannenförmigen Kontur der Innenseite schneidet. Die Abmessungen sowie die Kontur des Dichtrings und der Ringnut sind unter Berücksichtigung der herstellbedingten Toleranzen und der Änderung des spezifischen Volumens des Dichtrings beim Schrumpfvorgang und des Verschraubwegs so aufeinander abgestimmt, daß das Verhältnis von Dichtringvolumen zu Ringnutvolumen, der sogenannte Füllungsgrad, für neue Dichtringe vor dem Schrumpfen 100 bis 110% beträgt. Dieser Füllungsgrad und auch der verbleibende Füllungsgrad nach Mehrfachverschraubungen ist von wesentlicher Bedeutung für die angestrebte elastische Aufweitung des konischen Muffenteils. Die Dichtpressung muß so hoch sein, daß die Vorspannung nicht durch die später überlagerte Innendruckbeanspruchung aufgehoben wird. Andernfalls können die Dichtflächen bei Innendruckbelastung voneinander abheben, so daß die Dichtfunktion nicht mehr gewährleistet ist und die Gefahr besteht, daß Gas entweicht. Die Kontur der Außenseite des Dichtrings ist so gewählt, daß unter Berücksichtigung der Konizität der Andrückfläche des Muffenteils bei der Verschraubung der erste Kontakt im Bereich vor dem Scheitelpunkt der äußeren Umfangslinie annähernd tangential erfolgt. Diese Art des Erstkontakts führt dazu, daß ohne Beschädigung des Rings ein Teil des Dichtringvolumens quasi wie eine Bugwelle in Richtung der Außenstoßschultern geschoben wird. Im gleichen Maße steigt der Kraftbedarf an, um den Dichtring zu verpressen, so daß ab einem bestimmten Verschraubweg an die konische Andrückfläche des Muffenteils elastisch aufgeweitet wird. Die hohe Verpressung des Rings hat zur Folge, daß das Material infolge der Kriechbewegung versucht wegzufließen. Damit es diesbezüglich zu keiner Verquetschung in den Stoßschultern kommt, muß der Verschraubweg und die Verschraubzeit in bezug auf die Abmessung des Dichtrings so gewählt werden, daß die vollständige Einkammerung des Dichtrings durch den Schulterkontakt abgeschlossen ist, bevor das Dichtmaterial, das auf ein Vielfaches der werkstoffspezifisch 10% Fließgrenze belastet wird, austreten kann.The sealing ring of polytetrafluoroethylene according to the invention has opposite the already known sealing ring in cross-section on the outside of a convex curved contour, which is similar to the already known trough-shaped contour of the inside cuts. The dimensions as well the contour of the sealing ring and the annular groove are taken into account the manufacturing tolerances and the change of the specific Volume of the sealing ring during shrinking and Verschraubwegs so coordinated that the ratio of sealing ring volume to Ring groove volume, the so-called degree of filling, for new sealing rings before Shrinkage is 100 to 110%. This degree of filling and also the remaining filling level after multiple screw connections is from essential for the desired elastic expansion of the conical sleeve part. The sealing pressure must be so high that the Preload not by the later superimposed internal pressure stress will be annulled. Otherwise, the sealing surfaces at Internal pressure load stand out from each other, so that the sealing function is not is more ensured and there is a risk that gas escapes. The Contour of the outside of the sealing ring is chosen so that under Considering the conicity of the pressing surface of the sleeve part at the screwing the first contact in the area before the vertex of the outer circumferential line is approximately tangential. This kind of Erstkontakt leads to the fact that without damaging the ring part of the Sealing ring volume almost like a bow wave in the direction of Pushes outward shock shoulders. The same increases Power requirement to press the sealing ring, so that from a certain Verschraubweg to the conical pressure surface of the sleeve part is elastically expanded. The high compression of the ring has to Result that the material tries as a result of creeping flow away. So that in this regard, no squeezing in the Butt shoulders comes, the Verschraubweg and the Verschraubzeit in be selected with respect to the dimension of the sealing ring so that the complete Einkammerung of the sealing ring by the shoulder contact is completed before the sealing material, which is many times the material-specific 10% yield point is loaded, can escape.

Nach einem Merkmal des Anspruchs 2 ist die konvex gekrümmte äußere Kontur des Dichtrings vorzugsweise ein Kreisbogen, ebenso gut könnte die Kontur auch elliptisch sein oder einer anderen stetigen Funktion gehorchen. Die an dem Schnittpunkt dieses Kreisbogens mit dem Kreisbogen der wannenförmigen Kontur der Innenseite angelegten Tangenten schließen einen Winkel von mehr als 90 Grad ein. Der Mittelpunkt des Radius des Kreisbogens der äußeren Kontur liegt auf der Symmetrieachse des Dichtrings, wobei der Radius des Kreisbogens höchstens dem halben Durchmesser und wenigstens der in der Symmetrieachse liegenden Dicke des Dichtrings entsprechen soll. Die Verbindungslinie zwischen den beiden Schnittpunkten der Außen- mit der Innenseite des Dichtrings schneidet die Symmetrieachse in einem Punkt innerhalb der Querschnittsfläche, und zwar in einem Volumenverhältnis von 1 : 1,8 bis 1 : 2,2, vorzugsweise 1 : 2, wobei der größere Wert der Innenseite zugeordnet ist. Dieses Puffervolumen dient einerseits zum Abstützen des Dichtrings in der Zapfennut andererseits erfolgt die Materialverschiebung zu den Stoßschultern hin im Ringinnern, so daß die äußere Dichtringoberfläche unbeschädigt bleibt und die Kontur nach jeder Entschraubung bei Mehrfachverschraubungen in die ballige Dichtform zurückkehrt.According to a feature of claim 2 is the convex curved outer Contour of the sealing ring preferably a circular arc, could just as well the contour may also be elliptical or another continuous function to obey. The at the intersection of this arc with the arc close the trough-shaped contour of the inside tangents an angle of more than 90 degrees. The center of the radius of the Arc of the outer contour lies on the symmetry axis of the Sealing ring, wherein the radius of the circular arc at most half Diameter and at least the lying in the symmetry axis thickness of the Sealing ring should correspond. The connecting line between the two Intersection points of the outer with the inside of the sealing ring cuts the axis of symmetry at a point within the cross-sectional area, and although in a volume ratio of 1: 1.8 to 1: 2.2, preferably 1: 2, wherein the larger value is associated with the inside. This Buffer volume serves on the one hand to support the sealing ring in the On the other hand, the material displacement to the Shock shoulders in the ring inside, so that the outer seal surface undamaged remains and the contour after each Unschraubung at Multiple screwed connections return to the crowned sealing shape.

Die Abmessungsverhältnisse für die Ringnutkammer und den Dichtring sind darauf abgestellt die Dichtwirkung des Rings zu optimieren, ohne daß er während der Verschraubung beschädigt noch am Ende des Verschraubwegs eingequetscht wird. Die bei der Verschraubung entstehende kleine Bugwelle des weggedrückten Dichtmaterials führt dazu, daß zum einen das Kammervolumen der Ringnut vollständig ausgefüllt und eine angestrebte elastische Muffenaufweitung am Ende des Verschraubwegs erreicht wird. Dabei sind die geometrischen Verhältnisse des Dichtrings in bezug auf den Verschraubweg so gewählt, daß die elastische Muffenaufweitung nach etwa 75% des Verschraubwegs einsetzt, gemessen von der Kontaktlinie der Dichtelemente.The dimensional ratios for the Ringnutkammer and the sealing ring are to optimize the sealing effect of the ring without him during the screwing damaged at the end of Verschraubwegs is squeezed. The resulting in the fitting small Bow wave of weggedruckten sealing material causes the one Chamber volume of the annular groove completely filled and a desired elastic sleeve expansion at the end of Verschraubwegs is achieved. In this case, the geometric relationships of the sealing ring with respect to the Verschraubweg chosen so that the elastic sleeve expansion after about 75% of the screwing distance, measured from the contact line the sealing elements.

Bei der Erstverschraubung wird, wie an sich bekannt, der Dichtring mechanisch belastet und eingeformt, so daß sich der Dichtring nach der Entschraubung und Entlastung nicht auf die Abmessungen der Ausgangsform zurückbilden kann. Es ist deshalb erfindungswesentlich, daß die Umformung des Dichtrings bei der Erstverschraubung nur in einem solchen Umfang stattfindet, daß sich nach dem Entschrauben die ballige Außenkontur des vorgeschlagenen Dichtrings zurückbildet. Hierbei ändert sich die Form von einer zylindersymmetrischen in eine konischsymmetrische Kontur, wobei gleichzeitig die Fertigungstoleranzen der Dichtelementkomponenten ausgeglichen werden. Auch nach der Entlastung bleibt das Verhältnis von Dichtringvolumen zu Ringnutvolumen größer 1 und die notwendige elastische Aufweitung des Muffenteils ist bei der Verschraubung weiterhin gewährleistet und damit kann die Dichtfunktion des Rings voll wirksam werden.When Erstverschraubung, as is well known, the sealing ring mechanically loaded and molded, so that the sealing ring after the Uncrewing and unloading not on the dimensions of the initial shape can regress. It is therefore essential to the invention that the Forming of the sealing ring in the first screw only in such a Scope takes place that after unscrewing the crowned Outer contour of the proposed sealing ring zurückbildet. in this connection The shape changes from a cylindrically symmetric one into a conically symmetrical contour, at the same time the manufacturing tolerances the sealing element components are balanced. Even after the Relief remains the ratio of sealing ring volume to annular groove volume greater than 1 and the necessary elastic expansion of the sleeve part is still guaranteed in the screwing and thus can the Sealing function of the ring are fully effective.

In der Zeichnung wird die Wirkungsweise des erfindungsgemäßen Dichtrings näher erläutert. Es zeigtIn the drawing, the operation of the invention Explained sealing ring. It shows

Fig. 1 einen hälftigen Querschnitt des erfindungsgemäßen Dichtrings, Fig. 1 is a hälftigen cross section of the sealing ring according to the invention,

Fig. 2 einen Teilquerschnitt des Verbindungsbereichs mit der Ringnutkammer, Fig. 2 is a partial cross-section of the connecting portion with the hand annular groove,

Fig. 3 eine Abfolge der Erstverschraubung mit dem erfindungsgemäßen Dichtring, Fig. 3 shows a sequence of Erstverschraubung with the inventive seal,

Fig. 4 eine grafische Darstellung der Muffenaufweitung in Abhängigkeit vom Verschraubweg. Fig. 4 is a graphical representation of the socket widening in dependence on Verschraubweg.

In Fig. 1 ist ein hälftiger Querschnitt des erfindungsgemäßen Dichtrings 1 dargestellt. Auf der Innenseite weist der Dichtring 1 die bereits bekannte wannenförmige Kontur 2 auf, die sich mit der erfindungsgemäßen balligen Kontur 3 der Außenseite schneidet. Vorzugsweise ist die ballige Kontur 3 der Außenseite ein Kreisbogen mit einem bestimmten Radius 4, dessen Mittelpunkt 5 auf der Symmetrieachse 6 des Dichtrings 1 liegt. Der Radius 4 des Kreisbogens kann je nach gewünschter Krümmung der balligen Kontur 3 verschieden groß sein, wobei er als Höchstwert der Hälfte des Durchmessers 7 des Dichtrings 1 entsprechen soll. In diesem Falle würde der Mittelpunkt 5 des Radius 4 auf dem Schnittpunkt 8 zwischen der Symmetrieachse 6 und der Drehachse 9 des Dichtrings 1 liegen. Der kleinste Wert für den Radius 4 des Kreisbogens soll der Dicke 10 des Dichtrings 1 entsprechen, wobei die Dicke 10 in der Symmetrieachse 6 gemessen wird. Vorzugsweise wird der Radius 4 so gewählt, daß das Verhältnis der Breite 11 des Dichtrings 1 zum Radius 4 etwa eins ist. Dabei wird durch die Verbindungslinie 12 der Schnittpunkte 13, 14 zwischen der balligen Außenkontur 3 und der wannenförmigen Innenkontur 2 der in der Symmetrieachse 6 liegende Querschnitt des Dichtrings 1 im Volumenverhältnis im Bereich 1 : 1,8 bis 1 : 2,2 geteilt, wobei der größere Wert der Innenseite zugewandt ist. Die an den Schnittpunkten 13, 14 anliegenden Tangenten 15, 16 schließen bei diesem Ausführungsbeispiel einen Winkel von größer 90 Grad ein.In Fig. 1, a half-section of the sealing ring 1 according to the invention is shown. On the inside, the sealing ring 1, the already known trough-shaped contour 2 , which intersects with the inventive convex contour 3 of the outside. Preferably, the convex contour 3 of the outside is a circular arc with a specific radius 4 , whose center 5 lies on the axis of symmetry 6 of the sealing ring 1 . The radius 4 of the arc can be different depending on the desired curvature of the convex contour 3 , where it should correspond to the maximum value of half of the diameter 7 of the sealing ring 1 . In this case, the center 5 of the radius 4 would lie on the intersection 8 between the axis of symmetry 6 and the axis of rotation 9 of the sealing ring 1 . The smallest value for the radius 4 of the circular arc should correspond to the thickness 10 of the sealing ring 1 , the thickness 10 being measured in the axis of symmetry 6 . Preferably, the radius 4 is chosen so that the ratio of the width 11 of the sealing ring 1 to the radius 4 is about one. It is divided by the connecting line 12 of the intersections 13, 14 between the spherical outer contour 3 and the trough-shaped inner contour 2 of the lying in the axis of symmetry 6 cross-section of the sealing ring 1 in the volume ratio in the range 1: 1.8 to 1: 2.2, wherein the greater value facing the inside. The adjacent to the intersections 13, 14 tangents 15, 16 include in this embodiment an angle of greater than 90 degrees.

In Fig. 2 sind in Ergänzung zu Fig. 1 in einem Teilquerschnitt die geometrischen Verhältnisse der Ringnutkammer im Verbindungsbereich dargestellt. Diese Darstellung zeigt einen Teilbereich der miteinander zu verschraubenden Elemente in Form eines Muffen- 20 und eines Zapfenelements 21. Der Dichtbereich ist durch aneinanderstoßende äußere Stoßschultern 22, 23 und durch eine den Dichtring 1 (Fig. 1) aufnehmende Ringnutkammer gekennzeichnet. Diese wird gebildet durch eine gewindefreie konisch verlaufende Andrückfläche 24 des Muffenteils 20 und durch eine nutenähnliche gewindefreie Ausnehmung 25 im Zapfenteil 21, wobei diese Ausnehmung 25 eine größere axiale Länge 26 aufweist, als die 27 der konischen Andrückfläche 24. Zur besseren Abstützung und Einkammerung geht die Ausnehmung 25 abgerundet, hier gekennzeichnet durch einen Radius 28 in die senkrecht verlaufende äußere Stoßschulter 22 des Zapfenteils 21 über. Abgerundet ist auch der Übergang der Ausnehmung 25 in den angrenzenden Gewindeabschnitt 29. Der Nutengrund der Ausnehmung 25 verläuft parallel zur Achse 30 des Zapfenteils 21.In Fig. 2, in addition to Fig. 1 in a partial cross section, the geometric relationships of the Ringnutkammer shown in the connection area. This illustration shows a portion of the elements to be screwed together in the form of a sleeve 20 and a pin member 21st The sealing area is characterized by abutting outer impact shoulders 22, 23 and by an annular groove chamber receiving the sealing ring 1 ( FIG. 1). This is formed by a thread-free conically extending pressure surface 24 of the sleeve part 20 and by a groove-like thread-free recess 25 in the pin member 21 , said recess 25 has a greater axial length 26 , as the 27 of the conical pressure surface 24th For better support and Einkammerung the recess 25 is rounded, characterized by a radius 28 in the vertically extending outer butt shoulder 22 of the pin member 21 via. Also rounded is the transition of the recess 25 in the adjacent threaded portion 29th The groove bottom of the recess 25 extends parallel to the axis 30 of the pin member 21st

Fig. 3 zeigt eine grob gestufte Abfolge der Erstverschraubung mit dem erfindungsgemäßen Dichtring 1, um die Wirkungsweise der Dichtfunktion besser erläutern zu können. Teilbild a zeigt nach dem Einlegen des vorher erwärmten Dichtrings 1 und nach dem Schrumpfen die erste Kontaktaufnahme zwischen Muffenteil 20 und Dichtring 1. Dabei ist erfindungswesentlich, daß die Konizität der Andrückfläche 24 (Fig. 2) und die ballige Außenkontur 3 des Dichtrings 1 so aufeinander abgestimmt sind, daß die Andrückfläche 24 in etwa tangential mit der äußeren Oberfläche vor dem Scheitelpunkt des Dichtrings 1 in Berührung kommt. Teilbild b zeigt den Zustand nach weiterer Verschraubung, bei dem durch das Muffenteil 20 der Dichtring 1 stark verformt wird und ein Teil des Volumens quasi wie eine Bugwelle 31 weggedrückt wird. Bei Erreichen dieses Verschraubwegs setzt auch die elastische Aufweitung des Muffenteils 20 ein. Durch diese Aufweitung wird in den Muffendichtteil eine Vorspannung eingebracht, die bei der späteren Beanspruchung durch Gasinnendruck eine ausreichende Dichtpressung gewährleistet. Teilbild c zeigt die Schlußphase der Verschraubung kurz vor der Einkammerung des Dichtrings 1 und Teilbild d den Endzustand, bei dem die Stoßflächen 22, 23 kraftschlüssig anliegen und der Dichtring 1 ohne Verquetschung vollständig eingekammert ist. Die in den Teilbildern b, c und d gestrichelt eingetragene Linie ist die ballige Außenkontur 3 des Dichtrings 1 im Ausgangszustand. Fig. 3 shows a roughly stepped sequence of Erstverschraubung with the sealing ring 1 according to the invention in order to better explain the operation of the sealing function can. Partial image a shows after inserting the previously heated sealing ring 1 and after shrinking the first contact between the sleeve part 20 and sealing ring. 1 It is essential to the invention that the taper of the pressing surface 24 ( Fig. 2) and the spherical outer contour 3 of the sealing ring 1 are coordinated so that the pressing surface 24 comes into contact with the outer surface in front of the apex of the sealing ring 1 approximately tangentially. Partial image b shows the state after further screwing, in which the sealing ring 1 is strongly deformed by the sleeve part 20 and a part of the volume is virtually pushed away like a bow wave 31 . Upon reaching this Verschraubwegs also sets the elastic expansion of the sleeve part 20 a. By this expansion, a bias voltage is introduced into the sleeve sealing part, which ensures a sufficient sealing pressure in the subsequent stress by internal gas pressure. Partial c shows the final phase of the screw just before Einkammerung of the sealing ring 1 and part d the final state in which the abutment surfaces 22, 23 bear frictionally and the sealing ring 1 is completely encased without squeezing. The dashed lines in the sub-images b, c and d entered line is the spherical outer contour 3 of the sealing ring 1 in the initial state.

Fig. 4 zeigt in einer grafischen Darstellung drei Umformparameter in Abhängigkeit vom Verschraubweg 33, der als Abszisse in dieser Figur eingetragen ist. Die dünn ausgezogene Linie 34 ist der in erster Näherung lineare Anstieg des umgeformten totalen Dichtringvolumens in Abhängigkeit vom Verschraubweg 33. Die strichpunktierte Linie 35 ist eine Relativgröße, bei der das umgeformte Dichtringvolumen ins Verhältnis gesetzt wurde zur Überdeckungslänge der Muffendichtfläche. Die rasch ansteigende elastische Muffenaufweitung nach Überschreiten eines bestimmten Verschraubwegs, hier gekennzeichnet durch die senkrecht eingetragene Bezugslinie 37, ist in der dick ausgezogenen Linie 36 dargestellt. Ab diesem Punkt nimmt die Muffenaufweitung 36 rasch zu und erreicht bei der Anlage der beiden Stoßschultern 22, 23 (Fig. 2, 3) ihren Maximalwert. FIG. 4 shows in a graphic representation three deformation parameters as a function of the screwing path 33 , which is entered as abscissa in this figure. The thin line 34 is the first approximate linear increase of the reshaped total sealing ring volume as a function of Verschraubweg 33rd The dot-dash line 35 is a relative size in which the reshaped sealing ring volume has been set in relation to the covering length of the sleeve sealing surface. The rapidly increasing elastic sleeve expansion after exceeding a certain Verschraubwegs, here characterized by the vertically registered reference line 37 , is shown in the solid line 36 . From this point, the socket widening 36 increases rapidly and reaches its maximum value when the two impact shoulders 22, 23 ( FIGS. 2, 3) rest.

Für das Beispiel einer 5′′-19-lb/ft-Verbindung ergeben sich für den in Fig. 1 dargestellten Dichtring 1 und für die in Fig. 2 dargestellte Ringnutkammer folgende Werte, wobei die Werte für den Dichtring 1 sich auf einen neuwertigen Ring vor dem Erwärmen und vor dem Schrumpfen beziehen.Resulting 19-lb / ft connection for the shown in Figure 1 sealing ring 1 and for the embodiment illustrated in Figure 2 hand annular groove following values, where the values for the sealing ring 1 on a newly-Ring - For the example of a 5 ''.. before heating and before shrinking.

Bezugnahme auf die Kennzeichen in Fig. 1Reference to the license plate in Fig. 1 Innendurchmesser 17|= 115 mmInner diameter 17 | = 115 mm Dicke 10 Thickness 10 = 7,95 mm= 7.95 mm Außendurchmesser 7 Outer diameter 7 = 130,9 mm= 130.9 mm Durchmesser 18 der Verbindungslinie 12 Diameter 18 of the connecting line 12 = 124,9 mm= 124.9 mm Radius 4 der Außenkontur 3 Radius 4 of the outer contour 3 = 25,5 mm= 25.5 mm Breite 11 Width 11 = 24 mm= 24 mm Radius 19 der Abrundung der Innenseite 2 Radius 19 of the rounding of the inside 2 = 6,4 mm= 6.4 mm

Bezugnahme auf die Kennzeichen in Fig. 2Reference to the license plate in Fig. 2 Durchmesser 40 des Nutgrunds 25|= 120,6 mmDiameter 40 of the groove bottom 25 | = 120.6 mm Durchmesser 41 des Auslaufs der konischen Andrückfläche 24 Diameter 41 of the outlet of the conical pressure surface 24th = 134,9 mm= 134.9 mm Länge 27 der nutenähnlichen Ausnehmung 25 Length 27 of the groove-like recess 25th = 25,4 mm= 25.4 mm Länge 27 der konischen Andrückfläche 24 Length 27 of the conical pressing surface 24 = 22 mm= 22 mm Konizität der AndrückflächeConicity of the pressure surface = 1 : 6= 1: 6

Claims

1. Gas-tight oilfield pipe connection, in particular for drill pipe, with a conical journal and a sleeve adapted thereto, which are screwed together and between which in a arranged on the outer circumference of the pin member annular groove a completely filling this symmetrical ring is provided from polytetrafluoroethylene whose Inner side in cross-section trough-shaped and against which a conical pressing surface of the sleeve part is radially pressed and the annular groove is located at that end of the conical pin member having the largest outer diameter and a radial shoulder, which is associated with a radial shoulder of the sleeve part, characterized in that the sealing ring in cross-section on the outside has a convexly curved contour which intersects with the trough-shaped contour of the inside and the dimensions and the contour of the sealing ring and the annular groove, taking into account the manufacturer Tolerances and the Verschraubwegs are coordinated so that the ratio of sealing ring volume to Ringnutvolumen in the range between 1.0 to 1.1 relative to the new sealing ring before shrinking and when screwing the sealing ring when contacting the butting shoulders of the pin and Cuff part is completely encased and the taper of the pressure surface of the sleeve part and the outer contour of the sealing ring are coordinated so that in the screwing the first contact of the pressure surface with the sealing ring in the region before the apex of the circumferential line of the sealing ring is approximately tangential.

2. Gas-tight oilfield pipe connection according to claim 1, characterized, that the convex curved contour of the outside is a circular arc and at the intersection with the circular arc of the trough-shaped Contour of the inside tangents applied an angle of more include as 90 degrees and the ratio of the width of the Sealing ring to the radius of the arc of the outside at about one lies.

3. Gas-tight oilfield pipe connection according to claim 2, characterized, that the center of the radius of the arc of the outside on the symmetry axis of the sealing ring and the largest value the radius of half the diameter and the smallest value of the thickness of the sealing ring and the connecting line between the two intersections of the outside with the inside the Symmetry line within the cross-sectional area of the sealing ring in a ratio of 1: 1.8 to 1: 2.2 cuts, with the larger Value is assigned to the inside.

4. Gas-tight oilfield pipe connection according to claim 1, characterized, that the elastic expansion of the sleeve part after about 75% of Verschraubwegs sets, measured from the contact line of the Sealing elements.