Резьбовое соединение стальных труб

РЕЗЬБОВОЕ СОЕДИНЕНИЕ СТАЛЬНЫХ ТРУБ Предложено резьбовое соединение для стальных труб, содержащее ниппель (1) и муфту(2). Ниппель имеет внешнюю резьбу (11) и концевой участок (12), который содержит уплотнительную поверхность (13) и передний участок (16) с поверхностью заплечика. Муфта имеет внутреннюю резьбу (21), уплотнительную поверхность (23) и поверхность заплечика. Поверхность заплечика ниппеля содержит две явно различные смежные поверхности - основной заплечик (14) на внутренней стороне и дополнительный заплечик (15) на внешней стороне. Соответственно, поверхность заплечика муфты содержит две различные смежные поверхности основной заплечик (24) на внутренней стороне и дополнительный заплечик (25) на внешней стороне. Поверхности основных заплечиков ниппеля и муфты расположены таким образом,чтобы препятствовать радиальной деформации конца концевого участка внутрь, а поверхности дополнительных заплечиков ниппеля и муфты расположены таким образом, чтобы ограничивать радиальную деформацию конца концевого участка наружу. Основной заплечик ниппеля имеет больший радиальный размер, чем дополнительный заплечик ниппеля, и, по меньшей мере,поверхность основного заплечика ниппеля находится в осевом примыкании, по меньшей мере, с соответствующей поверхностью основного заплечика муфты.(71)(73) Заявитель и патентовладелец: СУМИТОМО МЕТАЛ ИНДАСТРИЗ,ЛТД. (JP); ВАЛЛУРЕК МАННЕСМАНН ОЙЛ ЭНД ГЭС ФРАНС (FR) 017155 Область техники Настоящее изобретение относится к резьбовым соединениям, используемым при соединении стальных труб, таких как трубы нефтяного сортамента, которые включают в себя трубы и обсадные трубы,применяемые, главным образом, в нефтяных скважинах и газовых скважинах на этапе поисковых работ и эксплуатации, трубы для подъема инструментов, трубы для линейных трубопроводов и им подобные. Более конкретно, настоящее изобретение относится к резьбовому соединению для стальных труб, такого типа, которое, в дополнение к резьбовому участку, имеет уплотняющую поверхность и поверхность заплечика и обладает превосходными герметизирующими свойствами при воздействии внутреннего и внешнего давления и превосходным сопротивлением давлению при многократных воздействиях комбинированных нагрузок. Уровень техники Технология, используемая для соединения стальных труб, применяемых в нефтедобывающей промышленности, таких как трубы нефтяного сортамента, трубы для подъема приборов и трубопроводные трубы, включает использование резьбовых соединений. Резьбовые соединения для стальных труб образованы ниппелем, имеющим внешний резьбой элемент, выполненный на конце первого трубчатого элемента, и муфтой с внутренним резьбовым элементом, выполненным на конце второго трубчатого элемента. Соединение стягивается сцеплением внешней резьбы и внутренней резьбы. Стандартные резьбовые соединения регламентированы стандартами Американского института нефти (АНИ), но в последнее время требования к сохранности окружающей среды при разведке и добыче сырой нефти и природного газа стали более жесткими. В результате, увеличивается использование специальных высококачественных соединений, называемых соединениями класса "премиум", которые стандартами АНИ не предусмотрены. В типичном соединении класса "премиум" в добавление к конической резьбе для прочного соединения стальных труб ниппель и муфта имеют уплотнительные поверхности, которые могут образовывать уплотнение "металл с металлом" для обеспечения герметизирующих характеристик, а также поверхности заплечиков затяжки, предназначенные для функционирования в качестве упоров при стягивании (фиксации) соединения. Раньше, поскольку доминирующими были вертикальные скважины, было достаточно, чтобы резьбовое соединение трубы нефтяного сортамента могло противостоять нагрузке на растяжение, обусловленной весом труб, а также исключало протечки проходящей по нему текучей среды высокого давления. Однако в последнее время скважины становятся более глубокими, увеличивается количество наклонных скважин и горизонтальных скважин, которые под землей изгибаются, увеличивается проходка скважин в трудных внешних условиях, таких как морские районы и приполярные области. Поэтому требования,предъявляемые к резьбовым соединениям, становятся все более разнообразными и более жесткими, примерами чего являются требования к прочности на сжатие, прочности на изгиб, герметизирующая способность при высоком внешнем давлении и легкость использования в условиях месторождений. В результате, квалификационные испытания резьбовых соединений становятся все более жесткими. При испытаниях серии А в соответствии с недавними стандартами ISO 13679 попеременное воздействие внутреннего давления и внешнего давления в комбинации с растяжением или сжатием (внутреннее давление+растяжение, внутреннее давление+сжатие, внешнее давление+растяжение и внешнее давление+сжатие) (далее это называется повторяющейся комбинированной нагрузкой) прилагалось три раза. Раньше такие жесткие условия испытания при разработке резьбовых соединений не использовались. Как показано на фиг. 2, типичное соединение класса "премиум" имеет конструкцию, в которой на конце резьбового участка, имеющего коническую внешнюю резьбу 11, нарезанную на ниппеле 1, который является внешним резьбовым элементом, есть участок 12, не имеющий резьбы, называемый концевым участком. На внешней окружной поверхности концевого участка имеется уплотнительная поверхность 13, предназначенная для формирования уплотнения "металл к металлу". На концевой поверхности концевого участка (и, соответственно, на концевой поверхности ниппеля) образована поверхность 14 заплечика затяжки. Соединение имеет муфту 2, которая является соответствующим внутренним резьбовым элементом с внутренней резьбой 21, уплотнительной поверхностью 23 и поверхностью 24 заплечика в задней части муфты, которое соответствует и сопрягается с внешней резьбой 11, с уплотнительной поверхностью 13 и с концевой поверхностью 14 заплечика соответственно ниппеля 1. В радиальном направлении между уплотнительными поверхностями ниппеля и муфты обеспечивается наложение, называемое далее перепадом. Этот тип резьбового соединения сконструирован таким образом, что при стягивании такого соединения до взаимного контента поверхностей заплечиков ниппеля и муфты, уплотнительные поверхности обоих элементов входят между собой в тесный контакт по всей окружности, и этим контактом "металл с металлом" обеспечивается герметизация соединения. Вышеописанная уплотнительная операция проявляется максимальным образом, когда стягивание производится с приложением соответствующего крутящего момента в промежутке от стыкового контента заплечиков до того момента, когда заплечики начинают подвергаться пластической деформации (тогда и наступает состояние нормального натяга).-1 017155 Поверхности заплечиков действуют не только как упоры при стягивании, но и предназначены для восприятия почти всей сжимающей нагрузки, действующей на это соединение. Поэтому, если поверхности заплечиков не толстые или если заплечики не крепкие, они не могут противостоять большой сжимающей нагрузке. Способ увеличения сопротивляемости внешнему давлению и сопротивления сжатию соединения типа "премиум" описан в публикации WO 2004/109173 (патентный документ 1). Это резьбовое соединение значительно увеличивает сопротивление внешнему давлению в результате ввода между поверхностью заплечика и уплотнительной поверхностью концевой поверхности ниппеля участка (далее называемого передним участком), который не вступает в контакт с муфтой. В то же время угол конусности переднего участка выполнен равным 0 (цилиндрическая поверхность) или меньше, чем угол конусности уплотнительной поверхности. Вследствие использования этого переднего участка предотвращено уменьшение толщины концевой поверхности заплечика, чем достигнуто увеличение сопротивления сжатию. Однако изобретателями было обнаружено, что в резьбовом соединении, описанном в патентном документе 1, при одновременном приложении сильной силы сжатия и внешнего давления и при последующем одновременном приложении усилия растяжения и внутреннего давления появляется вероятность возникновения протечек. Публикация WO 00/08367 (патентный документ 2) раскрывает конструкцию резьбового соединения, в котором плотная контактная зона обеспечивается в двух местах концевого участка, а именно плотная контактная зона возле резьбового участка, которая определена как уплотнительная поверхность,и плотная контактная зона возле концевой поверхности (поверхность заплечика), которая определена как защитный участок. Защитный участок, который является второй контактной зоной, образован в месте,близком к концу концевого участка, и имеет своей целью обеспечение первого уплотнения для внутреннего давления (и таким образом защитить уплотнительную поверхность) и оптимизацию усилий и моментов, которым противостоит концевой участок. В резьбовом соединении, описанном в патентном документе 2, величина радиального перепада защитного участка является более высокой, чем величина радиального перепада уплотнительной поверхности (по меньшей мере в 1,15 раза, а максимально в 1,3 раза) для обеспечения достаточного контактного давления на защитном участке при умеренном контактном давлении на уплотнительной поверхности. Кроме того, патентный документ 2 рекомендует устанавливать достаточные расстояния от заплечика до защитного участка, от защитного участка до уплотнительной поверхности и от уплотнительной поверхности до резьбы, при этом концевой участок получается слишком длинным, так что достаточная толщина (радиальное измерение) поверхности заплечика получена быть не может. В результате, при приложении высокой сжимающей нагрузки соединение не может достаточно противостоять сжимающему усилию и его характеристики на сжатие могут быть неадекватными. Патент Германии 4446806 (патентный документ 3) раскрывает конструкцию резьбового соединения такого же типа, что и описанный в патентном документе 2. Патент США 4473245 (патентный документ 4) раскрывает конструкцию резьбового соединения, в котором обеспечивается уплотнение "металл с металлом" на внешней поверхности резьбы, а заплечик затяжки обеспечивает дополнительное уплотнение "металл с металлом". Однако в резьбовом соединении, раскрытом в патентном документе 4, толщина концевого участка получается слишком тонкой, так что при этом трудно обеспечить его сопротивление высокому внешнему давлению и сильному сжатию. Патент США 3489437 (патентный документ 5) раскрывает конструкцию резьбового соединения, в котором обеспечивается уплотнение "металл с металлом" и введен заплечик. Однако в данном резьбовом соединении толщина концевого участка спроектирована в соответствии с тем же правилом,что и использованное в показанном на фиг. 2 типичном соединении типа "премиум", так что не предполагается, что он сможет обеспечить сопротивление высокому внешнему давлению и сильному сжатию. Патент США 3870351 (патентный документ 6) раскрывает конструкцию резьбового соединения, отличающегося тем, что его поверхности заплечиков имеют специальный профиль. В данном резьбовом соединении поверхности заплечиков имеют скругленные профили (поверхность одного заплечика ниппеля или муфты является выпуклой, а поверхность другого заплечика является вогнутой), и они взаимодействуют таким образом, что образуют второе уплотнение. Эта конструкция предназначена для выравнивания контакта между уплотнительными поверхностями первого уплотнения подавлением неравномерности или изгиба участка языка в направлении оси трубы во время затяжки. Однако в резьбовом соединении, раскрытом в патентном документе 6, хотя и уделяется внимание выравниванию уплотнительного контакта или уплотнительного давления первого уплотнения, не рассматривается использование резьбового соединения в такой ситуации, когда на него одновременно воздействуют высокое усилие сжатия и высокое внешнее давление. Как показано на фиг. 7 данного патентного документа, между внешней стороной поверхности вогнутого заплечика муфты и внешним краем поверхности выпуклого заплечика ниппеля существует пространство. В ситуации, когда на соединение действует высокое усилие натяжения и высокое внутреннее давление, поверхности заплечиков нип-2 017155 пеля и муфты вследствие высокого растягивающего усилия могут легко разойтись, а конец концевого участка может быть легко деформирован или сдвинут в направлении внешней стороны, т.е. в том направлении, в котором диаметр расширяется. Поэтому в резьбовом соединении, раскрытом в патентном документе 6, необходимо контролировать и подавлять деформацию или перемещение конца ниппеля в направлении внешней стороны, как описано выше. Кроме того, если поверхность заплечика имеет выпуклый профиль, самая ближняя к краю поверхность заплечика муфты, которая является вогнутой, настолько тонка, что при приложении к соединению высокой сжимающей нагрузки поверхность заплечика муфты стремится подвергнуться пластической деформации. Описание изобретения Целью настоящего изобретения является создание резьбового соединения типа "премиум" для стальных труб, которое решает проблемы вышеописанных известных изобретений, обладает высочайшим сопротивлением сжатию и может значительно увеличить общие герметизирующие характеристики под воздействием периодических комбинированных нагрузок. Как показано в патентном документе 1, известно, что в резьбовом соединении типа "премиум" для стальных труб сопротивление внешнему давлению значительно увеличено использованием переднего участка, который не касается муфты между уплотнительной поверхностью концевого участка и концевой поверхностью поверхности заплечика ниппеля. Однако когда на резьбовое соединение, имеющее передний участок, действует высокий крутящий момент или высокое давление сжатия, соединение иногда может иметь протечки. После глубоких исследований изобретатели обнаружили, что причина появления протечек связана с длинным передним участком, который никак не поддерживается и может перемещаться в радиальном направлении (направление,перпендикулярное оси соединения); таким образом, поверхность заплечика на концевой поверхности переднего участка ниппеля неустойчиво деформируется в этом направлении, вследствие изгиба всего переднего участка развивается пластическая деформация, что может ухудшить герметизирующие характеристики, обусловленные контактом "металл к металлу" уплотнительных поверхностей, расположенных рядом с резьбами. Соответственно, для достижения высоких и стабильных герметизирующих характеристик резьбового соединения для стальных труб, имеющих передний участок, в условиях воздействия внутреннего и внешнего давления необходима конструкция, которая предотвращает неустойчивую деформацию поверхности заплечика концевого участка. Кроме того, для предотвращения неустойчивой деформации при сохранении сопротивления скручиванию и высоких герметизирующих характеристик при воздействии внутреннего и внешнего давления необходима конструкция, которая гарантирует длину концевого участка ниппеля и толщину поверхности заплечика. В соответствии с настоящим изобретением деформация концевой части поверхности заплечика концевого участка ниппеля в радиальном направлении может быть устранена выполнением основного участка поверхности заплечика (далее называемый поверхностью основного заплечика) такой формы,которая позволила бы противостоять деформации в направлении внутренней поверхности, а также использованию дополнительного заплечика как вспомогательного заплечика, который противостоял бы деформации в направлении внешней поверхности. Т.е. поверхность заплечика фиксируется неподвижной, так чтобы деформация не возникала ни в направлении внутренней поверхности, ни в направлении внешней поверхности. Для сохранения высокого сопротивления сжатию большая часть толщины заплечика ниппеля занята основным заплечиком, имеющим малый наклон с перпендикулярной поверхностью осевого направления соединения. Дополнительный заплечик не получает, по существу, никакой нагрузки сжатия, для него достаточно остановить деформацию во внешнем радиальном направлении конца ниппеля. Поэтому толщина дополнительного заплечика предпочтительно как можно более мала. Только когда на резьбовое соединение между ниппелем и муфтой воздействует высокая сжимающая нагрузка, поверхность заплечика ниппеля надежно поддерживается поверхностью заплечика муфты взаимным упором и основных заплечиков и дополнительных заплечиков, и неравномерная деформация в радиальном направлении конца концевого участка предотвращается, тем самым обеспечивая высокое сопротивление сжатию. Настоящее изобретение представляет собой резьбовое соединение для стальных труб, содержащее ниппель и муфту, при этом ниппель имеет внешнюю резьбу и концевой участок, содержащий уплотнительную поверхность и передний участок с поверхностью заплечика, муфта имеет внутреннюю резьбу,уплотнительную поверхность и поверхность заплечика, причем внешняя резьба сцеплена с внутренней резьбой, уплотнительная поверхность ниппеля находится в уплотнительном контакте с соответствующей уплотнительной поверхностью муфты, на концевой поверхности ниппеля выполнена поверхность заплечика ниппеля, уплотнительная поверхность ниппеля расположена на концевой стороне трубы рядом с внешней резьбой, между уплотнительной поверхностью и поверхностью заплечика расположен передний участок, который не контактирует с участком муфты, обращенным в сторону переднего участка ниппеля, отличающееся тем, что поверхность заплечика ниппеля содержит две различные смежные поверхности - основной заплечик на внутренней стороне и дополнительный заплечик на внешней стороне,соответствующая поверхность заплечика муфты, обращенная в сторону поверхности заплечика, содержит две различные смежные поверхности - основной заплечик на внутренней стороне и дополнительный-3 017155 заплечик на внешней стороне, поверхности основных заплечиков ниппеля и муфты расположены таким образом, чтобы препятствовать деформации конца концевого участка радиально внутрь, поверхности дополнительных заплечиков ниппеля и муфты расположены таким образом, чтобы ограничить деформацию конца концевого участка радиально наружу, основной заплечик ниппеля имеет больший радиальный размер, чем дополнительный заплечик ниппеля, по меньшей мере, поверхность основного заплечика ниппеля находится в осевом примыкании, по меньшей мере, с соответствующей поверхностью основного заплечика муфты. Признаки "поверхность заплечика ниппеля содержит две различные смежные поверхности" означают, что углы поверхности основного заплечика и поверхности дополнительного заплечика относительно плоскости, перпендикулярной оси резьбового соединения, различны. В предпочтительных вариантах исполнения настоящего изобретения поверхность основного заплечика ниппеля является обратной поверхностью заплечика, имеющая отрицательный угол по отношению к плоскости, перпендикулярной оси соединения."Поверхность основного заплечика ниппеля является обратной поверхностью заплечика, имеющей отрицательный угол по отношению к плоскости, перпендикулярной оси соединения" означает, что поверхность заплечика имеет угол наклона такой, что самый внутренний участок основного заплечика расположен в задней части самого внешнего участка (участок, смежный с поверхностью дополнительного заплечика) в направлении подачи ниппеля при стягивании резьбового соединения. Подобным же образом, "поверхность дополнительного заплечика ниппеля имеет положительный угол" означает, что поверхность дополнительного заплечика имеет угол наклона такой, что самый внешний участок поверхности дополнительного заплечика расположен в задней части самого внутреннего участка (участок, смежный с поверхностью основного заплечика) в направлении подачи ниппеля при стягивании резьбового соединения. Эти углы наклона, таким образом, находятся в диапазоне между -90 и +90. В предпочтительном варианте исполнения настоящего изобретения только поверхность основного заплечика ниппеля находится в осевом примыкании к соответствующей поверхности основного заплечика муфты. В этом случае между дополнительными заплечиками ниппеля и муфты нет существенно плотного контакта и более предпочтительно нет никакого контакта вообще. Герметизирующие функции между уплотнительными поверхностями ниппеля и муфты выполняются более эффективно. В другом варианте исполнения по меньшей мере часть переднего участка ниппеля имеет внешнюю окружную поверхность, которая не находится на продолжении уплотнительной поверхности ниппеля."По крайней мере часть переднего участка ниппеля имеет внешнюю окружную поверхность, которая не находится на продолжении уплотнительной поверхности" означает, что форма внешней поверхности части или всего переднего участка, по существу, отличается от формы уплотнительной поверхности. Упомянутая часть переднего участка, имеющая, по существу, отличную форму от уплотнительной поверхности, предпочтительно является областью, проходящей, по меньшей мере, на половину длины переднего участка в осевом направлении, и, таким образом, называется основной частью переднего участка. Например, упомянутая основная часть переднего участка может быть цилиндрической поверхностью, которая не наклонена относительно осевого направления, или же она может быть конической поверхностью с малым углом наклона. Область, которая является оставшейся частью переднего участка,предпочтительно является областью, более короткой, чем половина осевой длины, и она может иметь ту же самую форму, что и уплотнительная поверхность, т.е. она может быть продолжением уплотнительной поверхности. В других предпочтительных вариантах исполнения абсолютная величина угла поверхностей основных заплечиков ниппеля и муфты составляет от 5 до 25 по отношению к плоскости, перпендикулярной оси соединения (т.е. угол поверхности основного заплечика находится в диапазоне от -5 до -25), угол наклона поверхностей их дополнительных заплечиков составляет от 5 до 30 относительно оси соединения (от +60 до +85 по отношению к плоскости, перпендикулярной оси соединения), а угол наклона уплотнительных поверхностей ниппеля и муфты находится в диапазоне от 5 до 25 относительно оси соединения. Угол наклона поверхностей дополнительных заплечиков относительно оси соединения предпочтительно превышает угол наклона уплотнительных поверхностей. В результате, даже если поверхность заплечика деформируется, ухудшение уплотнительных характеристик вследствие деформации уплотнительной поверхности предотвращено. Для увеличения сопротивления сжатию предпочтительно, чтобы толщина (радиальное измерение) поверхности заплечика у конца ниппеля была сделана как можно большей, и поперечное сечение участков, более близких к концу уплотнительной поверхности (т.е. переднего участка), было как можно более широким. С этой целью в своей основной части, в том виде, как она определена выше, передний участок предпочтительно имеет меньший наклон, чем наклон уплотнительной поверхности и поверхности дополнительного заплечика относительно оси соединения. Конкретно, форма внешней поверхности основной части переднего участка ниппеля может быть выполнена в виде цилиндрической поверхности (с наклоном по отношению к оси соединения в 0) или в виде усеченной конической поверхности, имеющей наклон по отношению к оси соединения, меньший, чем наклон уплотнительной поверхности или поверх-4 017155 ности дополнительного заплечика по отношению к той же самой оси. Если внешняя поверхность переднего участка по окончании стягивания касается внутренней поверхности муфты, появляется вероятность нарушения герметизирующих свойств соединения. Поэтому,чтобы заведомо избежать этого контакта, между этими поверхностями в вышеописанной основной части переднего участка предпочтительно выполнен зазор (радиальное расстояние между неконтактирующими плоскостями) величиной по меньшей мере 0,1 мм. Внутренняя поверхность муфты в этой области предпочтительно имеет форму, подобную форме переднего участка ниппеля, а зазор между двумя поверхностями в основной области выполнен предпочтительно равномерным. Как ранее упоминалось в объяснении термина "по меньшей мере часть переднего участка имеет внешнюю окружную поверхность, которая не находится на продолжении уплотнительной поверхности",частичная поверхность переднего участка ниппеля, смежная уплотнительной поверхности, может иметь тот же самый наклон, что и уплотнительная поверхность. Переход между поверхностью дополнительного заплечика и поверхностью основного заплечика образует скругленную вершину, имеющую радиус максимально в 1,5 мм. Обе уплотнительные поверхности ниппеля и муфты могут быть усеченными коническими, но выполнение одной из уплотнительных поверхностей усеченной конической поверхностью, а другой уплотнительной поверхности в виде поверхности вращения кривой (тороидальная поверхность), имеющей радиус кривизны по меньшей мере 20 мм, или в виде комбинации упомянутой поверхности вращения кривой и усеченной конической поверхности увеличивает характеристики герметизации соединения. Обе поверхности дополнительных заплечиков ниппеля и муфты предпочтительно являются усеченными коническими поверхностями. Обе поверхности основных заплечиков ниппеля и муфты предпочтительно являются усеченными коническими поверхностями, но возможно также, чтобы одна из них была проектирующей криволинейной поверхностью (выпуклая тороидальная поверхность), а другая - вогнутой криволинейной поверхностью (вогнутая тороидальная поверхность) или комбинацией таких криволинейных поверхностей с плоскими поверхностями, как показано в публикации WO 2007/017082. В качестве альтернативного варианта, поверхности основных заплечиков могут иметь ступенчатую форму,как показано в патенте США 4611838. Толщина (радиальный размер) поверхности основного заплечика предпочтительно по меньшей мере в 1,5 раза больше, чем толщина дополнительного заплечика. В резьбовом соединении типа "премиум" для стальных труб в соответствии с настоящим изобретением на конце концевого участка ниппеля выполнен передний участок, который не входит в контакт с муфтой, а форма поверхностей заплечиков поверхностей их концевых поверхностей имеет двухуровневую конструкцию, содержащую поверхность основного заплечика и поверхность дополнительного заплечика, чем достигнуты высокие характеристики на сжатие. В результате, характеристики по уплотнению при многократном приложении комбинированной нагрузки значительно увеличились, и при испытаниях серии А в соответствии со стандартом ISO 13679 никакие протечки не возникают. Краткое описание чертежей Фиг. 1 представляет схематичное поперечное сечение близлежащей части концевого участка резьбового соединения стальных труб в соответствии с настоящим изобретением, в котором основная часть переднего участка является усеченной конической поверхностью. Фиг. 2 А и 2 В представляют схематичное поперечное сечение типичного высококачественного соединения трубы нефтяного сортамента для сочленения обычного типа, фиг. 2 А - местный вид, показывающий только одну сторону резьбы, фиг. 2 В - вид общего соединения. Фиг. 3 представляет схематичное поперечное сечение резьбового соединения стальных труб в соответствии с настоящим изобретением. Фиг. 4 представляет схематичное поперечное сечение близлежащей части концевого участка резьбового соединения стальных труб в соответствии с настоящим изобретением, в котором основная часть переднего участка является цилиндрической поверхностью. Фиг. 5 представляет схематичное поперечное сечение, показывающее форму резьбы. Фиг. 6 А-6D представляют собой условные схемы, показывающие пазы, образованные на поверхности заплечика ниппеля. Фиг. 6 А - частичный вид в перспективе, фиг. 6 В, 6 С - виды со стороны торца,фиг. 6D показывает осевой профиль ниппеля и муфты в районе конца ниппеля. Фиг. 7 и 8 показывают пазы, образованные на поверхности заплечика ниппеля. Наиболее предпочтительный вариант исполнения изобретения Ниже со ссылками на чертежи будет описано резьбовое соединение для стальных труб в соответствии с настоящим изобретением. Фиг. 1, 3 и 4 представляют собой схематичные поперечные сечения резьбового соединения для стальных труб в соответствии с настоящим изобретением. Это резьбовое соединение представляет собой один тип высококачественного резьбового соединения, содержащего ниппель 1 и муфту 2. Соответственно, ниппель 1 содержит резьбовой участок, имеющий внешнюю резьбу 11 и концевой участок 12,расположенный со стороны переднего конца резьбового участка и имеющий уплотнительную поверхность 13. На концевой поверхности вершины концевого участка 12 находится поверхность заплечика.-5 017155 Как показано на этих иллюстрациях, уплотнительная поверхность 13 ниппеля 1 обычно расположена смежно или в примыкающей зоне к резьбовому участку концевого участка 12. Муфта 2 содержит резьбовой участок, имеющий внутреннюю резьбу 21, которая сцепляется с внешней резьбой 11 ниппеля 1, уплотнительную поверхность 23, которая может входить в уплотнительный контакт с уплотнительной поверхностью 13 ниппеля (с достижением контактного уплотнения металл-металл), и поверхность заплечика, которая контактирует с поверхностью заплечика ниппеля в осевом направлении соединения. Как показано на фиг. 5, обе резьбы - внешняя резьба 11 ниппеля 1 и внутренняя резьба 21 муфты 2 являются конической резьбой с диаметром вершин и диаметром впадин, уменьшающимся в направлении конца ниппеля. Аналогично, уплотнительные поверхности 13 и 23 ниппеля 1 и муфты 2 являются коническими поверхностями, которые уменьшаются в диаметре в направлении конца ниппеля. Участок внешней резьбы, более близкий к концу резьбового участка ниппеля 1 (сторона, смежная с концевым участком 12), может быть незацепляющейся резьбой, которая не сцепляется с внутренней резьбой 21 муфты 2. В этом случае, как показано на фиг. 3, на участке муфты 2, противолежащем незацепляющейся резьбе ниппеля, предпочтительно выполняется окружной паз 32. Таким образом, увеличивается жесткость концевого участка, а также сопротивление соединения сжатию. С той же самой целью обжимкой трубы или осадкой толщина стенки ниппеля и муфты в направлении к поверхности заплечика может быть увеличена (внутренний диаметр уменьшается). Концевой участок 12 ниппеля 1 имеет передний участок 16 между уплотнительной поверхностью 13 и поверхностью заплечика на конце, который является неконтактной областью, т.е. не касается противоположного участка муфты. Поэтому длина концевого участка увеличена по сравнению с обычным высококачественным соединением, показанным на фиг. 2, который не имеет неконтактной области в направлении уплотнительной поверхности ниппеля. В настоящем изобретении концевая поверхность заплечика ниппеля 1 имеет двухуровневую конструкцию, содержащую поверхность 14 основного заплечика со стороны внутренней поверхности соединения и поверхность 15 дополнительного заплечика с внешней стороны поверхности соединения. Толщина 46 (толщина, спроецированная на плоскость, перпендикулярную оси соединения) поверхности 14 основного заплечика больше толщины 46 поверхности 15 дополнительного заплечика. Поверхность 14 основного заплечика ниппеля 1 представляет собой поверхность "обратного" заплечика, при этом угол 42 относительно плоскости, перпендикулярной оси соединения, является отрицательным углом. С другой стороны, угол поверхности 15 дополнительного заплечика относительно плоскости, перпендикулярной оси соединения, является положительным. Конечно, поверхность заплечика муфты 2, которая контактирует с поверхностями 14 и 15 заплечика ниппеля 1, соответственно содержит поверхность 24 основного заплечика на внутренней стороне поверхности соединения и поверхность 25 дополнительного заплечика с внешней стороны поверхности соединения. В обычном высококачественном соединении требуется, чтобы сопротивление на сжатие составляло примерно от 40 до 60% от предела текучести тела трубы, а для некоторых нефтяных скважин необходимо, чтобы сопротивление на сжатие превышало 80% этой величины. Конечно, нагрузка сжатия приходится не только на заплечики, но и на резьбовые участки, и если резьбовые участки имеют хорошую способность выдерживать нагрузку сжатия, то нагрузка на заплечики может быть в соответствующей степени увеличена. Однако толщина 41 концевого участка (толщина стенки ниппеля в середине уплотнительной поверхности 13) составляет по меньшей мере 25%, а предпочтительно по меньшей мере 50% от толщины стенки трубы, так чтобы участок концевого участка имел требуемое сопротивление сжатия. Чем больше толщина уплотнительной поверхности и переднего участка концевого участка, тем больше их герметизирующая способность уплотняться под внешним давлением, так что, когда на внутренней поверхности на конце концевого участка образована фаска 17 для предотвращения возникновения турбулентности за счет увеличения округлости этой части, угол фаски 17 относительно оси соединения предпочтительно является довольно небольшим, в диапазоне от 9 до 30. Хотя на фиг. 1, 3 и 4 это не так, фаска с малым углом подобным же образом может быть выполнена на внутренней поверхности муфты 2, соединяющейся с ниппелем 1. Форма уплотнительных поверхностей 13 и 23 ниппеля 1 и муфты 2 может быть выполнена в виде прямой линии, которая наклонена относительно оси соединения, или в виде кривой линии, такой как дуга окружности (первая будет называться усеченной конической поверхностью, а последняя - криволинейной поверхностью вращения), кроме того, это может быть поверхность вращения, образованная вращением вокруг оси соединения отрезка линии, которая представляет собой комбинацию обеих этих линий (а именно - комбинация усеченной конической поверхности и криволинейной поверхности вращения). Предпочтительно, чтобы уплотнительная поверхность одного из элементов, т.е. ниппеля 1 или муфты 2, была выполнена в виде усеченной конической поверхности, а уплотнительная поверхность другого элемента представляла собой комбинацию усеченной конической поверхности и криволинейной поверхности вращения. В результате этого герметизирующие характеристики соединения увеличиваются, и истиранию возникнуть становится просто трудно. Если угол 44 наклона уплотнительных поверхностей 13 и 23 относительно оси соединения слишком велик, это приводит к уменьшению контактного давления в уплотнении при растягивающей нагрузке, а-6 017155 если этот наклон слишком мал, то вследствие увеличения величины сдвига истирание проявляется скорее. Угол 44 наклона уплотнительных поверхностей находится в диапазоне от 5 до 25, предпочтительно в диапазоне от 10 до 20. При использовании конических резьб угол 44 наклона уплотнительных поверхностей больше, чем угол наклона резьб 11, 21. Например, угол наклона резьб находится в диапазоне между 1 и 5, предпочтительно он составляет около 1,6. Если обратный угол хоть в малейшей степени передается на поверхности 14 и 24 основных заплечиков ниппеля 1 и муфты 2, то деформация концевого участка при возникновении нагрузки сжатия становится неравномерной, распространяющейся в радиальном направлении наружу, и герметизирующие характеристики соединения увеличиваются. Однако если обратный угол будет сделан слишком большим, то в поверхности 24 основного заплечика муфты может возникнуть избыточная пластическая деформация, ухудшающая эффект стабилизации деформации и ухудшающая герметизирующие характеристики соединения. Поэтому обратный угол 42 поверхностей 14 и 24 основных заплечиков является таким, чтобы абсолютная величина угла наклона поверхности 14 основных заплечиков ниппеля 1 относительно плоскости, перпендикулярной оси соединения (который фактически является отрицательным углом), составляла от 5 до 25, предпочтительно от 10 до 20. Поверхности 15 и 25 дополнительных заплечиков ниппеля 1 и муфты 2 действуют как упоры, которые подавляют избыточную деформацию наружу конца концевого участка 12 ниппеля 1. Поэтому поверхности 15 и 25 дополнительных заплечиков в состоянии нормального натяга не касаются друг друга. Когда на соединение воздействует высокая сжимающая нагрузка или избыточное напрягающее кручение, они касаются друг друга и подавляют избыточную наружную деформацию концевого участка. Геометрический диаметральный перепад (разница в диаметре, измеренная в опорной плоскости до стягивания ниппеля и муфты) поверхностей дополнительных заплечиков составляет максимально 1,1 от аналогичного параметра уплотнительных поверхностей и предпочтительно, по существу, равен диаметральному геометрическому перепаду уплотнительных поверхностей. Выражение "по существу, равный" предполагает наличие отклонения вплоть до 5%. Проектированием поверхностей 15 и 25 дополнительных заплечиков ниппеля и муфты таким, что они имеют почти такой же перепад, что и перепад между уплотнительными поверхностями 13 и 23 в состоянии нормального натяга, вследствие взаимодействия уплотнительных поверхностей ниппеля и муфты весь концевой участок ниппеля будет загибаться внутрь (уменьшение в диаметре), а поверхность дополнительных заплечиков ниппеля будет загибаться внутрь, по меньшей мере, на ту же величину, что и перепад уплотнительных поверхностей, так что между поверхностями дополнительных заплечиков ниппеля и муфты контакта происходить не будет. Однако поверхности 15 и 25 дополнительных заплечиков могут касаться друг друга в состоянии нормального натяга. В этом случае сделано так, чтобы контактное сжатие поверхностей дополнительных заплечиков составляло максимально 50% от контактного сжатия уплотнительных поверхностей для предотвращения отрицательного воздействия на герметизирующие характеристики. Состояние нормального натяга означает, что ниппель и муфта резьбового соединения стянуты таким образом, чтобы достичь должного стягивающего момента кручения, предписанного производителем соединения в соответствии с формой и материалом этого соединения. В состоянии нормального натяга поверхности заплечиков (основные поверхности заплечиков в случае резьбового соединения в соответствии с настоящим изобретением) ниппеля и муфты касаются друг друга при определенной величине перепада без общего проявления или возникновения избыточной пластичной деформации. Угол 43 наклона поверхностей 15 и 25 дополнительных заплечиков относительно оси соединения составляет по меньшей мере 5, а максимально 30 (т.е. угол наклона относительно направления, перпендикулярного оси соединения, составляет по меньшей мере +60, а максимально +85) и предпочтительно больше, чем угол 44 наклона уплотнения, с точки зрения гарантирования достаточной толщины основных поверхностей 14 и 24 заплечиков и подавления деформации поверхностей заплечиков в направлении, перпендикулярном оси соединения (в радиальном направлении). Уплотнительная поверхность ниппеля, внешняя поверхность переднего участка ниппеля и поверхность дополнительного заплечика ниппеля предпочтительно не выровнены относительно друг друга, и аналогично, не выровнены относительно друг друга уплотнительная поверхность муфты, внутренняя поверхность участка муфты, обращенного в сторону внешней поверхности переднего участка ниппеля, и поверхность дополнительного заплечика муфты. С точки зрения сохранения сопротивления сжатию и сопротивления кручению толщина поверхности 15 дополнительного заплечика ниппеля 1 (толщина, спроецированная на плоскость, перпендикулярную оси соединения) сделана меньшей, чем толщина поверхности 14 основного заплечика. Предпочтительно толщина поверхности 14 основного заплечика ниппеля 1 превышает по меньшей мере в 1,5 раза толщину поверхности 15 дополнительного заплечика, более предпочтительно по меньшей мере в 2,5 раза, а максимально в 6 раз больше, а еще более предпочтительно она выполнена по меньшей мере в 3 раза, а максимально в 5 раз. Длина 45 переднего участка 16 ниппеля 1 (а именно длина в осевом направлении всего переднего-7 017155 участка, говоря по-иному, длина неконтактной области ниппеля и муфты, включая область поверхности дополнительного заплечика, которая может касаться муфты) изменяется с изменением размера резьбового соединения, но если она слишком мала, то эффект увеличения уплотнительных характеристик при внешнем давлении пропадает, в то время как, если она слишком велика, эффект увеличения уплотнительных характеристик "насыщается". В диапазоне размеров труб, используемых в нефтедобывающей промышленности (внешний диаметр приблизительно от 50 до 550 мм), она предпочтительно составляет примерно от 4 до 20 мм. Для увеличения сопротивления на сжатие предпочтительно, чтобы толщина поверхности заплечика конца ниппеля 1 была как можно более большой и чтобы объем того участка концевого участка 12, который ближе к концу, чем уплотнительная поверхность 13 (т.е. переднего участка 16 и поверхностями 14,15 заплечика) также был как можно большим. С этой целью внешняя поверхность переднего участка предпочтительно представляет собой цилиндрическую поверхность (имеющую угол наклона по отношению к оси соединения в 0 градусов) или усеченную коническую поверхность, имеющую наклон по отношению к оси соединения, который меньше, чем наклон уплотнительной поверхности, а поверхность дополнительного заплечика над областью его участка в осевом направлении и предпочтительно над основной областью имеет длину по меньшей мере в половину длины в осевом направлении. В этом случае внутренняя поверхность части муфты 2, противолежащей переднему участку 16, предпочтительно выполнена с цилиндрической поверхностью или с усеченной конической поверхностью (например, с тем же самым наклоном или с по существу подобным наклоном), как и форма переднего участка, по меньшей мере, над половиной длины в осевом направлении, так чтобы при этом образовался равномерный зазор относительно внешней поверхности переднего участка. В варианте исполнения, в котором внешняя поверхность основной части переднего участка 16 выполнена с усеченной конической поверхностью (т.е. конусообразная поверхность, показанная на фиг. 1 и фиг. 3), внутренняя поверхность муфты, имеющая усеченную коническую форму, которая противолежит основной части переднего участка, функционирует как направляющая, так что становится возможным выполнение стягивания соединения при центрировании концевого участка ниппеля, в силу чего уплотнительные поверхности 13 и 23 ниппеля 1 и муфты 2 образуют устойчивый контакт, их герметизирующая способность увеличивается, а истирание может быть исключено. В том случае, когда внешняя окружная поверхность переднего участка ниппеля и внутренняя поверхность участка муфты, противолежащего переднему участку ниппеля, имеет участок, имеющий усеченную коническую форму, их угол конусности предпочтительно меньше чем 10. С другой стороны, в варианте исполнения, в котором передний участок имеет цилиндрическую поверхность (фиг. 4), толщина (46+47) поверхности заплечика и толщина 41 уплотнительной поверхности 13 в пределах ограниченной толщины стенки трубы может быть как можно большей, так что сопротивление сжатию может быть увеличено. Даже в таком варианте исполнения, в котором внешняя поверхность переднего участка является усеченной конической, толщина поверхности заплечика может быть сохранена близкой к толщине поверхности заплечика варианта исполнения с цилиндрической поверхностью, если при стягивании допустить контакт по поверхности дополнительного заплечика. Если по окончании стягивания внешняя поверхность переднего участка касается внутренней поверхности противолежащей поверхности муфты, появляется вероятность нарушения герметизирующих свойств соединения. Во избежание этого контакта величина зазора (радиальное расстояние) между внешней поверхностью основной части переднего участка ниппеля и внутренней поверхностью противолежащего участка муфты в состоянии нормального натяжения резьбового соединения предпочтительно составляет по меньшей мере 0,1 мм. Максимальная величина этого зазора предпочтительно составляет 1,0 мм, поскольку слишком большой зазор может привести к потере внутренней поверхности муфты своей способности направлять передний участок ниппеля во время стягивания. Однако, как показано на фиг. 4, частичная область переднего участка 16, смежная с уплотнительной поверхностью 13 ниппеля 1, может иметь такой же наклон, что и уплотнительная поверхность 13 (т.е. она может стать продолжением уплотнительной поверхности и иметь заметно иную форму, чем основная часть переднего участка 16 (на показанном примере - цилиндрическая поверхность и/или частичная область, примыкающая к поверхности 25 дополнительного заплечика на участке муфты 2, противолежащем переднему участку, может иметь такой же наклон, что и поверхности 25 дополнительного заплечика(она может стать продолжением поверхности дополнительного заплечика и иметь заметно иную форму,чем внутренняя поверхность участка муфты, направленная в сторону основной части переднего участка ниппеля). В результате улучшается не только передний участок, но и достигается хорошее качество стягивания при центрировании концевого участка ниппеля. Кроме того, в этом случае основная часть переднего участка имеет форму, отличную от формы уплотнительной поверхности 13 и поверхности 15 дополнительного заплечика по обеим ее сторонам. Переход между поверхностью 14 основного заплечика и поверхностью 15 дополнительного заплечика ниппеля 1 образует закругленную вершину 49 с радиусом максимально в 1,5 мм. В результате зона контакта поверхности основного заплечика и поверхности дополнительного заплечика может быть максимизирована, и при этом может быть достигнуто увеличение сопротивления сжатию, а также подавле-8 017155 ние деформации в радиальном направлении поверхности заплечика. Как обсуждалось выше, резьбовое соединение в соответствии с настоящим изобретением может иметь высокие характеристики под давлением, благодаря своему переднему участку, который образован около конца концевого участка ниппеля таким образом, чтобы не входить в контакт с противолежащей поверхностью муфты, а также благодаря двухступенчатой конструкции заплечика, поверхность которого на конце ниппеля имеет поверхность основного заплечика и поверхность дополнительного заплечика. Однако маслянистый смазывающий материал, которым является текучая среда, используемая во время формирования резьбового соединения, может оставаться в пространстве 50 между ниппелем и муфтой, образованном в области переднего участка (далее по тексту это пространство будет называться передним пространством). По завершении формирования резьбового соединения давление в переднем пространстве 50 увеличивается под воздействием заключенного в этом пространстве смазывающего материала, а повышенное давление может вызвать контактное давление между уплотнительными поверхностями 13 ниппеля и муфты и уменьшить и, таким образом, ухудшить герметизирующую способность соединения. В предпочтительном варианте исполнения настоящего изобретения поверхность заплечика, по меньшей мере одного из элементов - ниппеля или муфты, имеет по меньшей мере один паз или дренажное углубление, проходящее от переднего пространства во внутреннюю поверхность резьбового соединения. Таким образом, паз проходит по обеим поверхностям, т.е. по поверхности основного заплечика и по поверхности дополнительного заплечика ниппеля и/или муфты. Можно локализовать участок паза на поверхности заплечика ниппеля, а также остающийся его участок на поверхности заплечика муфты. Таким образом, переднее пространство 50 сообщается с внутренним пространством резьбового соединения через паз. Поэтому, когда давление текучей субстанции, заключенной в переднем пространстве, увеличивается, она может выходить во внутреннее пространство резьбового соединения через паз. Можно было бы допустить, чтобы текучая субстанция из переднего пространства выходила через сквозное отверстие, проходящее внутри участка заплечика, но формирование такого сквозного отверстия является довольно трудным. В предпочтительном варианте исполнения, как показано на фиг. 6 А-6D, на поверхности заплечика ниппеля выполнен по меньшей мере один паз. В случае, показанном на фиг. 6 А, поверхность заплечика ниппеля, которая является концевой поверхностью концевого участка, имеет паз, содержащий два участка паза, т.е. первый или внешний участок 51 А паза и второй или внутренний участок 51 В паза. Внешний участок 51 А паза продолжается наклонно через поверхность 15 дополнительного заплечика, а внутренний участок 51 В паза продолжается наклонно через поверхность 14 основного заплечика. Фиг. 6 В показывает вид со стороны торца концевого участка, имеющего три паза, каждый из которых имеет два участка 51 А и 51 В паза, расположенные вдоль окружности конца концевого участка. На фиг. 7 показана фотографическая иллюстрация конца ниппеля, имеющий паз с такими двумя пошаговыми пазами на поверхности заплечика. Для достижения вышеописанного функционирования участки 51 А и 51 В паза должны сообщаться друг с другом. С этой целью, как показано на фиг. 6D, вдоль самого внутреннего окружного участка заплечика муфты, который противостоит вершине 49 заплечика ниппеля (переход или поверхность раздела между поверхностью основного заплечика и поверхностью дополнительного заплечика ниппеля), в качестве канала может быть выполнена вогнутость 52 таким образом, что она продолжается от точки, противостоящей внутреннему концу внешнего участка 51 А паза, до точки, противостоящей внешнему концу внутреннего участка 51 В паза, в соответствии с чем участки 51 А и 51 В паза в заплечике ниппеля сообщаются друг с другом через вогнутость 52, проходящую вдоль окружной вершины 49 заплечика муфты. Альтернативно, этот соединительный канал между участками 51 А и 51 В паза может быть получен образованием камеры или полости на поверхности ниппеля вдоль окружной вершины 49, так чтобы она продолжалась от внутреннего конца внешнего участка 51 А паза до внешнего конца внутреннего участка 51 В паза. Более предпочтительно такая соединительная полость или канал может быть образован на обеих поверхностях - на поверхности заплечика ниппеля и на поверхности заплечика муфты. Как показано на фиг. 6 С, внешний участок 51 А паза и внутренний участок 51 В паза могут сообщаться напрямую (т.е. внутренний конец внешнего участка 51 А паза соединен с внешним концом внутреннего участка 51 В паза). На фиг. 8 показана фотографическая иллюстрация участка заплечика конца ниппеля, на котором внешний и внутренний участки паза непосредственно соединены друг с другом. Эта конфигурация создается без формирования соединительного канала, как это описано выше, хотя формирование паза несколько облегчается, если внешний и внутренний участок паза расположены в одном и том же окружном положении, как показано на фиг. 6 А. В любом случае выполнение паза или дренажных полостей может быть выполнено с использованием систем обработки с цифровым управлением. В другом варианте исполнения внешний участок 51 А паза на поверхности дополнительного заплечика может проходить в радиальном направлении, а не в косом направлении, как показано на фиг. 6 А 6 С, предпочтительно таким образом, чтобы два эти проходящие в радиальном направлении участка паза непосредственно соединялись друг с другом. В этом случае длина каждого участка паза минимизирована, так что текучая среда может легко выходить, при этом пазы могут быть нанесены без систем обработки с цифровым управлением. Однако нужны специальные станки для выполнения пазов.-9 017155 В вариантах исполнения, показанных на фиг. 6 В и 6 С, на равных расстояниях вдоль окружности поверхности заплечика на конце ниппеля выполнены три паза, каждый их которых содержит внешний и внутренний участок паза для создания соединительного канала между передним пространством и внутренним пространством резьбового соединения. Вообще может быть выполнен по меньшей мере один такой паз и не существует верхнего предела на количество пазов, хотя восемь - достаточно. Заплечик ниппеля и/или муфты предпочтительно имеет от двух до четырех таких пазов. Поперечное сечение пазов не ограничивается, но они должны иметь поперечное сечение, достаточное для прохождения текучей среды через них. Глубина пазов предпочтительно должна быть по меньшей мере 0,1 мм, более предпочтительно по меньшей мере 0,2 мм. Для предотвращения значительного ухудшения характеристик резьбового соединения под давлением из-за уменьшения площади контакта основной поверхности заплечика вследствие формирования пазов, окружная длина каждого из внутренних и внешних участков паза предпочтительно является такой, чтобы каждый паз проходит максимально, на 180 вдоль окружности поверхности заплечика. Таким образом, если на каждом из заплечиков - основном заплечике и дополнительном заплечике - выполнены три паза, как показано на фиг. 6 В или 6 С, то каждый паз предпочтительно проходит вдоль дуги с углом в 180 или менее, более предпочтительно с углом в 120 или менее. Эти пазы могут быть выполнены на поверхности заплечика муфты, а не ниппеля. Когда в окружном направлении выполнено множество пазов, некоторые из пазов могут быть выполнены на ниппеле, а оставшийся паз или пазы - на муфте. Когда паз содержит внешний и внутренний участок паза, как показано на фиг. 6 А-6 С, то можно также выполнять внешний участок паза на ниппеле, а внутренний участок паза на муфте или наоборот. Форма резьбового соединения для стальных труб, отличных от вышеописанных, может быть такой же, что и форма обычного резьбового соединения для стальных труб с соединением типа "премиум". Например, внешняя резьба 11 и внутренняя резьба 21 ниппеля 1 и муфты 2 резьбового соединения для стальных труб в соответствии с настоящим изобретением могут быть коническими резьбами, подобными резьбе типичного обычного резьбового соединения для стальных труб (такими как опорная трапецеидальная резьба, нормированная Американским институтом нефти, или как резьба, имеющая трапецеидальную форму, на основе трапецеидальной опорной резьбы, нормированная Американским институтом нефти). Было много предложений, касающихся формы конической резьбы для резьбового соединения для стальных труб (например, углов наклона боковой стороны резьбы и стороны нагрузки, величина фаски по вершине, зазор между боковыми сторонами, расстояние между участками гребней и впадин, радиус кривизны скругленных участков), и любые из них могут быть использованы. Например, хотя на фиг. 5 не показано, на заводной стороне (боковая поверхность резьбы, на фиг. 5 - с правой стороны) одной или обоих из резьб - внешней или внутренней - может быть выполнена фаска (изменение уровня,производимое соответствующей операцией). На конической резьбе внешней резьбы 11 и внутренней резьбы 21 поверхность гребней и участок впадины каждого гребня могут быть выполнены параллельными конусу конической резьбы, но предпочтительно они выполняются параллельными осевому направлению соединения. Тем самым могут быть уменьшены проблемы, связанные с отклонениями угла стыковки при выполнении соединительных операций на месторождении. Как хорошо известно, резьбовые соединения для стальных труб бывают соединительного типа и"интегрального" типа. В типичном соединении соединительного типа ниппель сформирован на внешней поверхности обоих концов соединяемых стальных труб, а муфта сформирована на внутренней поверхности обеих сторон соединительной муфты, которая представляет собой отдельный элемент. В интегральном типе ниппель сформирован на внешней поверхности одного конца стальной трубы, а муфта сформирована на внутренней поверхности другого конца, трубы соединяются без использования муфты. Настоящее изобретение может быть применено к обоим этим типам резьбовых соединений для стальных труб. Примеры Для иллюстрации результатов настоящего изобретения на пяти испытуемых трубах были проведены испытания серии А в соответствии со стандартом ISO 13679, результаты которых представлены в таблице. Показанные в таблице испытуемые трубы с 1 по 5 имеют основную форму резьбового соединения типа соединительного типа, показанного на фиг. 2, для труб нефтяного сортамента. Они были трех размеров обсадной колонны 9-5/8 дюйма, 53,5 (внешний диаметр 244,48 мм, толщина стенки 13,84 мм), 103/4 дюйма, 60,7 (внешний диаметр 273,05 мм, толщина стенки 13,84 мм) и 10-3/4 дюйма, 65,7 (внешний диаметр 273,05 мм, толщина стенки 15,11 мм). Материалом труб использовалась углеродистая сталь L80 по стандартам Американского института нефти. Длина в осевом направлении переднего участка 45 ниппеля и длина в осевом направлении основной неконтактной области 48 переднего участка показана в таблице. Внешняя поверхность основной части переднего участка и противостоящая внутренняя поверхность муфты для испытуемых образцов с 1 по- 10017155 4 имели усеченную коническую форму, как показано на фиг. 1, или цилиндрическую форму - для испытуемого образца 5, как показано на фиг. 4. Зазор между ниппелем и муфтой в основной части переднего участка для испытуемых образцов с 1 по 4 был 0,2 мм, а для испытуемого образца 5 - 0,9 мм. Угол фасочного участка 17 составляет 15 для всех испытуемых образцов. Результаты испытаний серии А в соответствии со стандартом ISO 13679 также представлены в таблице. Как показано в таблице, даже если размер или материал соединения в соответствии с настоящим изобретением изменялся, никаких протечек вообще не было и было заметное отличие в характеристиках по сравнению с соединениями, не соответствующими объему настоящего изобретения, в которых протечки имели место. Настоящее изобретение выше было описано по отношению к конкретному варианту исполнения, но это описание - не более чем пример, и настоящее изобретение им не ограничено. В частности, специалистам в данной области техники ясно, что в настоящем изобретении может симметрично использоваться ниппель и муфта с уплотнительной поверхностью муфты на концевом участке, проходящем по свободному концу муфты, и с заплечиком муфты, расположенном на свободном конце муфты, с использованием всех ранее описанных признаков от ниппеля на муфту и наоборот. ФОРМУЛА ИЗОБРЕТЕНИЯ 1. Резьбовое соединение для стальных труб, содержащее ниппель и муфту, при этом ниппель имеет внешнюю резьбу и концевой участок, содержащий уплотнительную поверхность и передний участок с поверхностью заплечика, муфта имеет внутреннюю резьбу, уплотнительную поверхность и поверхность заплечика, причем внешняя резьба сцеплена с внутренней резьбой, уплотнительная поверхность ниппеля находится в уплотнительном контакте с соответствующей уплотнительной поверхностью муфты, поверхность заплечика ниппеля выполнена на концевой поверхности ниппеля, уплотнительная поверхность ниппеля расположена на концевой стороне трубы рядом с внешней резьбой, передний участок расположен между уплотнительной поверхностью и поверхностью заплечика и не контактирует с участком муфты, обращенным в сторону переднего участка ниппеля, отличающееся тем, что поверхность заплечика ниппеля содержит две различные смежные поверхности - поверхность основного заплечика на внутренней стороне и поверхность дополнительного заплечика на внешней стороне, соответствующая поверхность заплечика муфты, обращенная в сторону поверхности заплечика, содержит две различные смежные поверхности - поверхность основного заплечика на внутренней стороне и поверхность дополнительного заплечика на внешней стороне, поверхности основных заплечиков ниппеля и муфты расположены таким образом, чтобы препятствовать деформации конца концевого участка радиально внутрь, поверхности дополнительных заплечиков ниппеля и муфты расположены таким образом, чтобы ограничить деформацию конца концевого участка радиально наружу, основной заплечик ниппеля имеет больший радиальный размер, чем дополнительный заплечик ниппеля, по меньшей мере, поверхность основного заплечика ниппеля находится в осевом примыкании, по меньшей мере, с соответствующей поверхностью основного заплечика муфты, по меньшей мере часть переднего участка ниппеля имеет внешнюю периферическую поверхность, которая не находится на продолжении уплотнительной поверхности ниппеля,и уплотнительная поверхность ниппеля, внешняя поверхность переднего участка ниппеля и поверхность дополнительного заплечика ниппеля не выровнены относительно друг друга, и уплотнительная поверх- 11017155 ность муфты, внутренняя поверхность участка муфты, обращенного в сторону внешней поверхности переднего участка ниппеля, и поверхность дополнительного заплечика муфты не выровнены относительно друг друга. 2. Резьбовое соединение по п.1, отличающееся тем, что поверхность основного заплечика ниппеля является поверхностью обратного заплечика, имеющей отрицательный угол по отношению к плоскости,перпендикулярной оси соединения. 3. Резьбовое соединение по п.1 или 2, отличающееся тем, что поверхность дополнительного заплечика ниппеля имеет положительный угол по отношению к плоскости, перпендикулярной оси соединения. 4. Резьбовое соединение по любому из пп.1-3, отличающееся тем, что только поверхность основного заплечика из поверхностей заплечика на конце ниппеля находится в осевом примыкании к соответствующей поверхности основного заплечика муфты. 5. Резьбовое соединение по любому из пп.1-4, отличающееся тем, что поверхность дополнительного заплечика ниппеля способна взаимодействовать с поверхностью дополнительного заплечика муфты,причем геометрический диаметральный перепад между поверхностями дополнительных заплечиков ниппеля и муфты составляет 1,1 или меньше от геометрического диаметрального перепада между уплотнительными участками ниппеля и муфты. 6. Резьбовое соединение по п.5, отличающееся тем, что геометрический диаметральный перепад между поверхностями дополнительных заплечиков ниппеля и муфты, по существу, равен геометрическому диаметральному перепаду между уплотнительными участками ниппеля и муфты. 7. Резьбовое соединение по любому из пп.2-6, отличающееся тем, что угол обратного заплечика по отношению к плоскости, перпендикулярной оси соединения, находится между 5 и 25. 8. Резьбовое соединение по любому из пп.1-7, отличающееся тем, что поверхности заплечиков являются, по существу, усеченно-коническими. 9. Резьбовое соединение по любому из пп.1-8, отличающееся тем, что поверхность основного заплечика и поверхность дополнительного заплечика ниппеля при воздействии на них сжимающей нагрузки способны поддерживаться соответствующей поверхностью основного заплечика и поверхностью дополнительного заплечика муфты. 10. Резьбовое соединение по любому из пп.1-9, отличающееся тем, что уплотнительные поверхности ниппеля и муфты наклонены относительно оси резьбового соединения на угол, составляющей от 5 до 25. 11. Резьбовое соединение по любому из пп.1-10, отличающееся тем, что поверхности дополнительных заплечиков ниппеля и муфты наклонены относительно оси резьбового соединения на угол, составляющий от 5 до 30. 12. Резьбовое соединение по любому из пп.1-11, отличающееся тем, что наклон поверхностей дополнительных заплечиков превышает наклон уплотнительных поверхностей. 13. Резьбовое соединение по любому из пп.1-12, отличающееся тем, что основная часть переднего участка ниппеля расположена с зазором в обращенном к ней участке муфты, при этом минимальная величина зазора составляет по диаметру 0,1 мм. 14. Резьбовое соединение по любому из пп.1-13, отличающееся тем, что наклон уплотнительной поверхности муфты, внутренней поверхности участка муфты, обращенного в сторону внешней поверхности переднего участка ниппеля, и поверхности дополнительного заплечика муфты является одинаковым. 15. Резьбовое соединение по любому из пп.1-14, отличающееся тем, что ниппель содержит закругленную вершину между поверхностью дополнительного заплечика и поверхностью основного заплечика с радиусом менее чем 1,5 мм. 16. Резьбовое соединение по любому из пп.1-15, отличающееся тем, что одна из уплотнительной поверхности ниппеля или муфты является усеченной конической поверхностью, а другая уплотнительная поверхность содержит тороидальную поверхность, имеющую радиус кривизны, превышающий 20 мм, или комбинацию тороидальной поверхности и усеченной конической поверхности. 17. Резьбовое соединение по любому из пп.1-16, отличающееся тем, что обе поверхности дополнительных заплечиков ниппеля и муфты являются усеченными коническими поверхностями. 18. Резьбовое соединение по любому из пп.1-17, отличающееся тем, что радиальный размер основного заплечика по меньшей мере в 1,5 раза превышает радиальный размер дополнительного заплечика. 19. Резьбовое соединение по любому из пп.1-18, отличающееся тем, что внешняя окружная поверхность переднего участка ниппеля и внутренняя поверхность участка муфты, обращенная в сторону переднего участка ниппеля, имеют, по существу, цилиндрическую форму. 20. Резьбовое соединение по любому из пп.1-19, отличающееся тем, что внешняя окружная поверхность переднего участка ниппеля и внутренняя поверхность участка муфты, обращенная в сторону переднего участка ниппеля, имеют, по существу, усеченную коническую форму, при этом угол конусности составляет менее 10.- 12017155 21. Резьбовое соединение по любому из пп.1-20, отличающееся тем, что поверхность заплечика по меньшей мере одного элемента - ниппеля или муфты - имеет по меньшей мере один паз, проходящий от пространства между передним участком ниппеля и участком муфты, противолежащим переднему участку, во внутреннее пространство резьбового соединения. 22. Резьбовое соединение по п.21, отличающееся тем, что паз содержит первый участок паза, образованный на дополнительном заплечике, и второй участок паза, образованный на основном заплечике и сообщенный с первым участком паза по поверхности раздела между основным заплечиком и дополнительным заплечиком. 23. Резьбовое соединение по п.21, отличающееся тем, что паз содержит первый участок паза, образованный на дополнительном заплечике, и второй участок паза, образованный на основном заплечике, не сообщенный непосредственно с первым участком паза по поверхности раздела между основным заплечиком и дополнительным заплечиком, при этом второй участок паза сообщен с первым участком паза через соединительный канал. 24. Резьбовое соединение по п.23, отличающееся тем, что соединительный канал является вогнутостью, выполненной в поверхности заплечика муфты. 25. Резьбовое соединение по п.23, отличающееся тем, что соединительный канал является вогнутостью, выполненной в поверхности заплечика ниппеля. 26. Резьбовое соединение по п.24 или 25, отличающееся тем, что вогнутость выполнена операцией снятия фаски или прорезанием пазов.