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用于钻探和操作油气井的螺纹连接部

阅读：1045发布：2020-10-19

IPRDB可以提供用于钻探和操作油气井的螺纹连接部专利检索，专利查询，专利分析的服务。并且本发明涉及用于制造螺纹连接部的套件，该套件包括具有回转轴线(10)的第一管状部件和第二管状部件，它们的端部(1，2)中的一个设有根据该螺纹端部是阳型还是阴型而形成在该部件的外周面或内周面上的螺纹区(3；4)，所述端部(1，2)结束于终端面(7，8)，所述螺纹区(3；4)在至少一部分上包括螺纹(32，42)，当在通过所述管状部件的回转轴线(10)的纵向截面中观看时，所述螺纹(32，42)包括螺纹牙顶(35，45)、螺纹牙底(36，46)、承载牙侧(30；40)以及插入牙侧(31；41)，各管状部件的所述螺纹牙顶(35，45)的宽度在所关注的所述管状部件的所述终端面(7；8)的方向上减小，而所述螺纹牙底(36，46)的宽度增大，当在通过所述管状部件的回转轴线(10)的纵向截面中观看时，所述阳螺纹区和所述阴螺纹区的所述承载牙侧和/或所述插入牙侧的轮廓均具有至少一个等同部分(E，E’)，使得当所述第一管状部件和所述第二管状部件相互装配到一起时，所述阳螺纹和所述阴螺纹能够在所述等同部分(E，E’)上相互配合，其特征在于，所述阳端部和所述阴端部(1，2)的等同部分(1，2)在径向上相对于彼此偏移。，下面是用于钻探和操作油气井的螺纹连接部专利的具体信息内容。

权利要求

1.一种用于制造螺纹连接部的套件，该套件包括具有回转轴线(10)的第一管状部件和第二管状部件，它们的端部(1，2)中的一个设有根据该螺纹端部是阳型还是阴型而形成在该部件的外周面或内周面上的螺纹区(3；4)，所述端部(1，2)结束于终端面(7，8)，所述螺纹区(3；4)在至少一部分上包括螺纹(32，42)，当在通过所述管状部件的回转轴线(10)的纵向截面中观看时，所述螺纹(32，42)包括螺纹牙顶(35，45)、螺纹牙底(36，46)、承载牙侧(30；40)以及插入牙侧(31；41)，各管状部件的所述螺纹牙顶(35，45)的宽度在所关注的所述管状部件的所述终端面(7；8)的方向上减小，而所述螺纹牙底(36，46)的宽度增大，当在通过所述管状部件的回转轴线(10)的纵向截面中观看时，所述阳螺纹区和所述阴螺纹区的所述承载牙侧和/或所述插入牙侧的轮廓均具有至少一个等同部分(E，E’)，使得当所述第一管状部件和所述第二管状部件相互装配到一起时，所述阳螺纹和所述阴螺纹能够在所述等同部分(E，E’)上相互配合，其特征在于，所述阳端部和所述阴端部(1，2)的等同部分(E，E’)在径向上相对于彼此偏移。

2.根据权利要求1所述的用于制造螺纹连接部的套件，其特征在于，所述阳螺纹区的所述承载牙侧和/或所述插入牙侧的所述部分(E)距所述回转轴线(10)的距离(d)小于所述阴螺纹区的对应牙侧的对应部分(E’)距所述回转轴线(10)的距离(d’)。

3.根据权利要求1所述的用于制造螺纹连接部的套件，其特征在于，所述阳螺纹区的所述承载牙侧和/或所述插入牙侧的所述部分(E)距所述回转轴线(10)的距离(d)大于所述阴螺纹区的对应牙侧的对应部分(E’)距所述回转轴线(10)的距离(d’)。

4.根据任一前述权利要求所述的用于制造螺纹连接部的套件，其特征在于，所述阳螺纹区的所述承载牙侧和/或所述插入牙侧的所述部分(E)距所述回转轴线(10)的距离与所述阴螺纹区的对应牙侧的部分(E’)距所述回转轴线(10)的距离相差的值(e)在0.01到0.05mm的范围内。

5.根据权利要求4所述的用于制造螺纹连接部的套件，其特征在于，所述阳螺纹区的所述承载牙侧和/或所述插入牙侧的所述部分距所述回转轴线(10)的距离与所述阴螺纹区的对应牙侧的部分距所述回转轴线(10)的距离相差的值(e)大致等于0.02mm。

6.根据任一前述权利要求所述的用于制造螺纹连接部的套件，其特征在于，所述阳螺纹区和所述阴螺纹区的所述承载牙侧和/或所述插入牙侧的所述部分(E，E’)包括经由第一曲率半径(R)相切地连接起来的两个线段(S)。

7.根据权利要求6所述的用于制造螺纹连接部的套件，其特征在于，经由曲率半径相切地连接起来的所述两个线段形成90度到120度范围内的角。

8.根据任一前述权利要求所述的用于制造螺纹连接部的套件，其特征在于，所述阳螺纹区和所述阴螺纹区的所述承载牙侧和/或所述插入牙侧的所述等同部分(E，E’)通过第二曲率半径(r)连接到所述螺纹牙顶(35，45)和/或所述螺纹牙底(36，46)。

9.根据权利要求1到5中的任一项所述的用于制造螺纹连接部的套件，其特征在于，所述阳螺纹区和所述阴螺纹区的所述承载牙侧和/或所述插入牙侧的至少一个配合部分是具有曲变点的连续曲线，所述曲线相切地连接到所述螺纹(32，42)的牙顶(35，45)和牙底(36，46)。

10.根据任一前述权利要求所述的用于制造螺纹连接部的套件，其特征在于，所述螺纹连接区(3，4)均具有与所述管状部件的所述回转轴线(10)形成角(β)的锥形母线(20)。

11.根据任一前述权利要求所述的用于制造螺纹连接部的套件，其特征在于，所述螺纹牙顶(35，45)和所述螺纹牙底(36，46)平行于所述管状部件的所述轴线(10)。

12.一种通过连接根据任一前述权利要求所述的套件而形成的螺纹连接部。

13.根据权利要求12所述的螺纹连接部，其特征在于，所述阳端部(1)和所述阴端部(2)各自分别包括密封表面(5；6)，当所述螺纹区(3，4)的所述部分在自锁装配之后相配合时，各密封表面能够紧密接触地相互配合。

14.根据权利要求12或权利要求13所述的螺纹连接部，其特征在于，所述螺纹连接部是钻探部件的螺纹连接部。

说明书全文

用于钻探和操作油气井的螺纹连接部

技术领域

[0001] 本发明涉及用于制造螺纹连接部的套件，该螺纹连接部用于钻探和操作油气井，该套件包括第一管状部件和第二管状部件，其中一个管状部件设有阳螺纹端部，而另一个管状部件设有阴螺纹端部，这两个端部能够通过自锁装配而配合。本发明还涉及通过装配连接两个管状部件而形成的螺纹连接部。

背景技术

[0002] 术语“用于钻探和操作油气井的部件”是指任何这样的元件，该元件具有大致管状形状以旨在连接到相同或不同类型的另一元件，从而在完成时构成用于钻探油气井的钻柱或用于维护的立管(如检查立管(work over riser))或用于操作的立管(如采油立管)，或者在操作井时涉及的套管柱或油管柱。本发明尤其适用于在钻柱中使用的部件，如钻杆、重钻杆、钻铤、以及连接钻杆和重钻杆的称为钻具接头的部件。

[0003] 已知的是，在钻柱中使用的各个部件通常包括设有阳螺纹区的端部和/或设有阴螺纹区的端部，每个端部用于通过装配而与另一部件的对应端部相连接，装配件限定了连接部。这样构成的钻柱在钻探时从井的表面被驱动而旋转；因此，这些部件必须以高扭矩装配到一起，以便能够传送足以允许无中断或者甚至无越扭矩地执行钻井的旋转扭矩。

[0004] 在常规的产品中，装配扭矩通常是因通过紧固在用于装配的各个部件上设置的抵接表面而产生的配合来实现的。然而，由于抵接表面的范围是管的厚度的一部分，所以当施加了过高的装配扭矩时，迅速到达抵接表面的临界塑化阈值。

[0005] 因此，研发了能够减轻抵接表面不能承受的载荷的至少一部分、或者甚至全部的螺纹。该目的是通过使用自锁螺纹(如在现有技术文献US Re 30647和US Re 34467中描述的自锁螺纹)来实现的。在这种类型的自锁螺纹中，阳端部螺纹(也称为牙)的牙侧和阴端部螺纹(也称为牙)的牙侧具有恒定的螺距，但是螺纹宽度可变。

[0006] 更确切地说，分别对于阳端部的螺纹、阴端部的螺纹，随着分别离开阳端部、离开阴端部的距离增大，螺纹牙顶(或牙)的宽度递进地增大。因此，在装配期间，阳螺纹和阴螺纹(或牙)在对应于锁紧点的位置处完成互锁。更确切地说，对于自锁螺纹，当阳螺纹(或牙)的牙侧锁到对应的阴螺纹(或牙)的牙侧上时，发生了锁紧。当到达锁紧位置时，彼此装配到一起的阳螺纹区和阴螺纹区具有对称面，沿着该对称面，位于阳螺纹区端部的阳牙和阴牙的公共中高度(common mid-height)处的宽度对应于位于阴螺纹区端部的阳牙和阴牙的公共中高度处的宽度。

[0007] 因此，装配扭矩由牙侧之间的所有接触表面(即，比现有技术的抵接表面构成的总表面区域大很多的总表面区域)承受。

[0008] 为了加强阳螺纹与阴螺纹的互锁，阳螺纹和阴螺纹(或牙)具有大致榫形轮廓，使得在装配后它们中的一个稳固地配合在另一个内。该榫形结构意味着避免了当螺纹区彼此装配时与阳螺纹与阴螺纹脱开相对应的跳出风险。更确切地说，相比于在API5B中限定的“梯形”螺纹(其中，轴向宽度从螺纹的基部起向螺纹牙顶减小)，并且相比于如在API7中限定的“三角”螺纹，榫形螺纹的几何形状增大了连接部的径向刚度。

[0009] 此外，由于针对流体密封性的一再增长的挑战，必须确保与两个管状部件之间的螺纹连接部处的高压对应的加强的紧密度。为此，除了保证紧密性的螺纹牙侧外，已知的是还要使螺纹牙顶和牙底紧密接触。因此，在螺纹本身处，在连接部的内部与连接部的外部之间提供了紧密性。

[0010] 然而，当在装配期间使螺纹牙顶和牙底紧密接触时，榫形结构存在几个缺点。螺纹牙侧与通过螺纹牙底的轴线形成负角(即，与在梯形螺纹结构的情况下使用的角度相反的角度)的事实增大了在装配或断开连接部期间阳螺纹与阴螺纹咬磨的风险。这意味着装配过程是困难的，并且减小了螺纹的疲劳强度。

[0011] 为了克服该问题，几篇文献(如US-6 254 146、US-4 600 024和WO-2008/039317)提出了一种牙侧结构，该牙侧结构使用小面以减小装配期间螺纹牙顶和螺纹牙底之间的接触压力。因此，螺纹具有总体上呈榫形的轮廓，同时减小了螺纹牙底和螺纹牙顶的表面面积。然而，该结构没有解决使螺纹牙顶和牙底之间充分接触的问题。

发明内容

[0012] 为此，本发明的目的是保证在装配期间螺纹牙顶与螺纹牙底之间的接触压力最小，以便解决咬磨的问题，并确保在装配结束时(即，在导致连接的紧固操作期间)，在螺纹牙顶与螺纹牙底之间有高接触压力。该高接触压力尤其使得能够增大连接的紧密性。

[0013] 更确切地说，本发明涉及一种用于制造螺纹连接部的套件，该套件包括均具有回转轴线的第一管状部件和第二管状部件，它们的端部中的一个设有根据该螺纹端部是阳型还是阴型而形成在该部件的外周面或内周面上的螺纹区，所述端部结束于终端面，所述螺纹区在至少一部分上包括螺纹，当在通过所述管状部件的回转轴线的纵向截面中观看时，所述螺纹包括螺纹牙顶、螺纹牙底、承载牙侧以及插入牙侧，各管状部件的所述螺纹牙顶的宽度在所关注的所述管状部件的所述终端面的方向上减小，而所述螺纹牙底的宽度增大，当在通过所述管状部件的回转轴线的纵向截面中观看时，所述阳螺纹区和所述阴螺纹区的所述承载牙侧和/或所述插入牙侧的轮廓各具有至少一个等同部分，使得当所述第一管状部件和所述第二管状部件相互装配到一起时，所述阳螺纹和所述阴螺纹能够在所述等同部分上相互配合，其特征在于，所述阳端部和所述阴端部的等同部分在径向上相对于彼此偏移。

[0014] 下面描述本发明的可选补充特征或替换特征。

[0015] 所述阳螺纹区的所述承载牙侧和/或所述插入牙侧的轮廓的所述等同部分距所述回转轴线的距离小于所述阴螺纹区的所述承载牙侧和/或所述插入牙侧的对应轮廓的所述等同部分距所述回转轴线的距离。

[0016] 所述阳螺纹区的所述承载牙侧和/或所述插入牙侧的轮廓的所述等同部分距所述回转轴线的距离大于所述阴螺纹区的所述承载牙侧和/或所述插入牙侧的对应轮廓的所述等同部分距所述回转轴线的距离。

[0017] 所述阳螺纹区的所述承载牙侧和/或所述插入牙侧的所述部分距所述回转轴线的距离与所述阴螺纹区的所述承载牙侧和/或所述插入牙侧的对应配合部分距所述回转轴线的距离相差的值在0.01到0.05mm的范围内。

[0018] 所述阳螺纹区的所述承载牙侧和/或所述插入牙侧的所述部分距所述回转轴线的距离与所述阴螺纹区的所述承载牙侧和/或所述插入牙侧的对应部分距所述回转轴线的距离相差的值大致等于0.02mm。

[0019] 所述阳螺纹区和所述阴螺纹区的所述承载牙侧和/或所述插入牙侧的所述部分包括经由第一曲率半径相切地连接起来的两个线段。

[0020] 经由曲率半径相切地连接起来的所述两个线段形成90度到120度范围内的角。

[0021] 所述阳螺纹区和所述阴螺纹区的所述承载牙侧和/或所述插入牙侧的所述部分通过第二曲率半径连接到所述螺纹牙顶和/或所述螺纹牙底。

[0022] 所述阳螺纹区和所述阴螺纹区的所述承载牙侧和/或所述插入牙侧的所述部分是具有曲变点的连续曲线，所述曲线相切地连接到所述螺纹牙顶和牙底。

[0023] 所述螺纹区均具有与所述管状部件的所述回转轴线形成角β的锥形母线。

[0024] 所述螺纹牙顶和所述螺纹牙底平行于所述管状部件的所述轴线。

[0025] 本发明还涉及通过装配连接根据本发明的套件而形成的螺纹连接部。

[0026] 根据特定特征，所述连接部的阳端部和阴端部各自分别包括密封表面，当所述螺纹区的所述部分在自锁装配之后相配合时，所述密封表面能够紧密接触地相互配合。

[0027] 根据其它特征，所述螺纹连接部是钻探部件的螺纹连接部。

附图说明

[0028] 在下面的描述中，将参照附图更详细地阐释本发明的特征和优点。

[0029] 图1A是根据本发明一个实施方式通过自锁装配来连接两个管状部件而生成的连接部的纵向截面的示意图。

[0030] 图1B是根据本发明一个实施方式的阳管状部件的纵向截面的示意图。

[0031] 图1C是根据本发明一个实施方式的阴管状部件的纵向截面的示意图。

[0032] 图2是图1中的连接部的螺纹区的纵向截面的详细示意图。

[0033] 图3a、3b、3c、3d、3e以及3f分别是根据本发明特定实施方式的阳螺纹和阴螺纹的详细纵向截面图。

[0034] 图4是图3a中所示的特定实施方式的详细图。

[0035] 图6a示出与现有技术连接部的装配对应的装配曲线。

[0036] 图6b示出与根据本发明一个实施方式的连接部的装配对应的装配曲线。

具体实施方式

[0037] 图1A所示的具有回转轴线10的螺纹连接部按照已知的方式包括具有相同回转轴线10且设有阳端部1的第一管状部件和具有相同回转轴线10且设有阴端部2的第二管状部件。

[0038] 图1B和1C分别示出的管状部件按照已知的方式各自包括端部1和2。所述端部各自结束于相对于螺纹连接部的轴线10沿径向取向的终端面7、8，并且分别设置有通过装配而配合到一起以将两个部件相互连接的螺纹区3、4。螺纹区3、4是已知类型的，被称为“自锁”(也可以说螺纹的轴向宽度和/或螺纹之间的间隔具有递进的变化)，从而在装配期间，在到达最终的锁紧位置之前，会出现递进的轴向紧固。

[0039] 按照已知的方式，并且从图2中可见，术语“自锁螺纹区”是指包括以下详细描述的特征的螺纹区。和阴螺纹(或牙)42的牙侧类似，阳螺纹(或牙)32的牙侧具有恒定的导程，而螺纹的宽度在相应的终端面7、8的方向上减小，使得在装配期间，阳螺纹(或牙)32和阴螺纹(或牙)42通过在预定位置相互锁紧而结束。更确切地说，和阴螺纹区的插入牙侧41之间的导程SFPb一样，阴螺纹区4的承载牙侧40之间的导程LFPb是恒定的，其中，具体地说，承载牙侧40之间的导程大于插入牙侧41之间的导程。

[0040] 类似地，和阳承载牙侧30之间的导程LFPp一样，阳插入牙侧31之间的导程SFPp也是恒定的。此外，阳插入牙侧31和阴插入牙侧41之间的相应导程SFPp和SFPb彼此相等，并且小于阳承载牙侧30和阴承载牙侧40之间的相应导程LFPp和LFPb(它们也彼此相等)。

[0041] 从图2可见，并且在现有技术中已知的是，当在通过螺纹连接部的轴线10的纵向截面中观看时，阳、阴螺纹(或牙)具有这样的轮廓，该轮廓具有榫形总体外观，使得阳、阴螺纹在装配后稳固地相互配合到一起。这种附加的保证意味着避免了当连接部经受大的弯曲或拉伸载荷时与阳、阴螺纹脱开对应的称为“跳出”的风险。更确切地说，与轴向宽度从螺纹的基部到牙顶减小的通常称为“梯形”的螺纹相比，榫形螺纹的几何结构增大了连接部的径向刚度。

[0042] 有利且可从图2中看出的是，管状部件的螺纹3和4沿锥形母线20取向，以便于装配的进行。通常，该锥形母线与轴线10形成了包括在1度到5度的范围内的角度。在该情况下，锥形母线被限定为通过承载牙侧的中间。

[0043] 有利且从图2可见的是，阳、阴螺纹区的牙顶和牙底平行于螺纹连接部的轴线10。这有利于加工。

[0044] 图3a、3b、3c、3d、3e、3f、4以及5分别示出了均属于管状部件的阳螺纹32和阴螺纹42的纵向截面图。这些管状部件构成了根据本发明的套件。各个图示出了在通过管状部件的回转轴线10的纵向截面中观看时的阳插入牙侧31和阴插入牙侧41的轮廓。该轴线也是连接部的回转轴线。根据本发明，阳插入牙侧31的轮廓和阴插入牙侧41的轮廓分别具有等同部分E、E’。更确切地说，这些部分是等同的，使得从图来看，它们可以相互叠置到一起。

[0045] 此外，当将这些管状部件相互装配到一起时，阳螺纹和阴螺纹可以在这些等同部分E、E’上相互配合到一起。术语“配合”意味着这些等同部分具有特定的凸起和/或特定的凹入，使得这些等同部分是互补的，并且可以相互配合到一起。这意味着，当对应的阳螺纹和阴螺纹(也称为牙)的牙侧(承载或插入牙侧)相互配合到一起时，所述螺纹不再能相对于彼此沿着与回转轴线10垂直的轴线平移。

[0046] 而且，根据本发明，阳螺纹区的插入牙侧的轮廓的部分E距回转轴线10的距离d不同于阴螺纹区的插入牙侧的轮廓的部分E’距回转轴线10的距离d’。因此，部分E和E’在径向上(即，相对于回转轴线10)相对于彼此偏移。表述“部分E距回转轴线10的距离d”意味着所述部分与回转轴线10的间隔。换句话说，部分E和E’可以相互配合到一起，但彼此不面对。为了将它们相互配合到一起，只是执行从回转轴线10的平移是不够的。另外，还必须执行沿垂直于回转轴线10的轴线的平移。

[0047] 根据图3a、3b、3c、3d、3e、3f以及4所示的实施方式，阳螺纹区的插入牙侧的轮廓的部分E距回转轴线10的距离d小于阴螺纹区的插入牙侧的轮廓的部分E’距回转轴线10的距离d’。

[0048] 根据图5所示的实施方式，阳螺纹区的插入牙侧的轮廓的部分E距回转轴线10的距离d大于阴螺纹区的插入牙侧的轮廓的部分E’距回转轴线10的距离d’。

[0049] 根据图3a、3b、3c、3d、3e、3f以及4所示的实施方式，等同部分E、E’沿着垂直于回转轴线10的轴线相对于彼此在径向上偏移。因此，在装配期间，螺纹牙顶不会干扰螺纹牙底。它们还可以呈现出特定的间隙。与之对照，当阳牙侧和阴牙侧在装配结束时相互锁紧时，因等同部分的偏移而产生的间隙在最终装配力的作用下趋于减小以至抵消。这意味着，初始偏移的等同部分E和E’被设置为面对面，并通过相互压紧而结束。同时，阳螺纹和阴螺纹的牙顶和牙底也在弹性变形的作用下相互压紧。根据螺纹牙底和螺纹牙顶之间出现的初始间隙的大小，在装配结束时，螺纹牙底和牙顶可以在可能较大或较小的压力下接触。因此，由于阳螺纹和阴螺纹在承载牙侧、插入牙侧处以及在螺纹牙顶和牙底处紧密接触，所以确保了螺纹的紧密性。

[0050] 在图5所示的实施方式中，螺纹牙顶与螺纹牙底以接触压力相接触，该接触压力被选择为避免咬磨。与之对照，当初始偏移的等同部分E和E’被设置为相互面对，以通过相互压紧而结束时，阳螺纹和阴螺纹的牙底和牙顶保持为在恒定(conserved)接触压力下相互压紧。

[0051] 在所有情况下，并且与本发明的实施方式无关，都会发生阳牙侧轮廓和/或阴牙侧轮廓的弹性变形，使得阳牙侧的轮廓和阴牙侧的轮廓在装配之前彼此不同，而在装配之后相互匹配。由于在装配结束时，阳螺纹和阴螺纹在承载牙侧、插入牙侧处以及在螺纹牙顶和牙底处紧密接触，所以确保了螺纹的紧密性。

[0052] 图6A示出了常规的自锁径向密封螺纹的装配曲线。看起来在装配期间在螺纹牙底和牙顶处施加的扭矩的变化几乎为0(参见曲线D)，而在装配期间在承载牙侧和插入牙侧处施加的扭矩的变化(参见曲线C和B)增大了。清楚的是，在装配期间在作为整体的螺纹区处施加的扭矩的变化也增大了(参见曲线A)，后者常规上由插入牙侧、更特别地由承载牙侧承受。

[0053] 与之对照，在根据本发明一个实施方式的自锁径向密封螺纹的情况下，看起来在装配期间在螺纹牙顶和牙底处施加的扭矩的变化具有峰值(参见曲线D，图6B)，该峰值对应于用于将等同部分E和E’相互配合到一起的力。在装配结束时，该扭矩恢复到几乎为0，使得总扭矩由插入牙侧、更特别地由承载牙侧承受。

[0054] 有利的是，阳螺纹区的插入牙侧的轮廓的部分E距回转轴线10的距离d与阴螺纹区的插入牙侧的轮廓的部分E’距回转轴线10的距离d’相差的值e在0.01到0.05mm的范围内。因此，可以完成阳牙侧和阴牙侧的配合的最终装配力在最大可施加力的15％到30％的范围内。

[0055] 再次优选的是，阳螺纹区的插入牙侧的轮廓的部分E距回转轴线10的距离d与阴螺纹区的插入牙侧的轮廓的部分E’距回转轴线10的距离d’相差的值e大致等于0.02mm。这意味着，可以在未到达材料的塑化极限的情况下，使螺纹牙顶/牙底接触最优。

[0056] 根据图3a中所示出以及图4中所详细示出的有利实施方式，阳螺纹区和阴螺纹区的插入牙侧的轮廓的部分E、E’由通过曲率半径R相切地连接起来的两个线段S构成。这意味着，可以相互配合到一起的牙侧的这些部分是用作斜坡的倾斜平面，以便于将牙侧相互配合到一起。通过曲率半径R的相切连接意味着可以避免作为应力集中部位的尖锐角。

[0057] 有利的是，通过曲率半径相切连接的两个线段形成90度到120度范围内的角。这个值范围意味着可通过阳牙侧或阴牙侧的相应凸起或凹入获得的轮廓是受控制的。这使得能够最优化经受弯曲和拉伸/压缩应力的连接部的疲劳强度。这意味着便于进行阳元件和阴元件的接合和分离。

[0058] 有利的是，阳螺纹区和阴螺纹区的插入牙侧的轮廓的等同部分E、E’通过曲率半径r连接到螺纹牙顶35、45和螺纹牙底36、46，这同样是为了避免尖锐角。

[0059] 根据图3b中所具体示出的另一实施方式，阳螺纹区和阴螺纹区的插入牙侧的等同部分E、E’也是通过曲率半径相切地连接到一起的两个线段，这两个线段的长度基本相等。

[0060] 根据图3c和3d中所具体示出的两个其它类似的实施方式，阳螺纹区和阴螺纹区的插入牙侧的等同部分E、E’包括一个或更多个凸起，这使得可以根据凸起的尺寸对轮廓进行可调节的配合。

[0061] 根据图3e中所具体示出的另一个实施方式，阳螺纹区和阴螺纹区的插入牙侧的等同部分E、E’是连续曲线，该连续曲线没有奇异点且设有曲变点。优选的是，如上所述，所述曲线通过曲率半径相切地连接到螺纹牙顶和牙底。

[0062] 图3f所示的实施方式是与图3a中所示的实施方式类似的实施例。在该实施例中，加强了线段S的斜坡功能。

[0063] 有利且从图1可见的是，可以通过靠近阳元件的终端面7设置的两个密封区5、6加强针对管状连接部的内部和外部介质两者的流体密封。

[0064] 必须在两个部件之间的连接部处确保与高压力对应的更高程度的紧密性。为此，在诸如申请人在类目n°940中描述的VAM TOP连接部的其它类型的连接部中，已知在连接部的阳端部上超出螺纹区设置了用于与设置在连接部的阴端部上的密封表面配合以进行径向密封的密封表面。

[0065] 密封区5可以具有径向上朝外弯的穹形表面，该穹形表面的直径朝向终端面7而减小。该穹形表面的半径优选地在30到100mm的范围内。穹形表面的半径太大(＞150mm)，将导致与锥-锥接触等同的缺点。该穹形表面的半径太小(＜30mm)，将导致不充分的接触宽度。

[0066] 面对该穹形表面，阴端部2具有径向朝内弯的锥形表面，该锥形表面的直径在阳元件的终端面7的方向上也减小。锥形表面的峰值半角的正切在0.025到0.075的范围内，即锥度在5％到15％的范围内。锥形表面的锥度太小(＜5％)，将导致装配时的咬磨风险，锥度太大(＞15％)，则必需非常严格的加工公差。

[0067] 发明人已经发现，与两个锥形母线之间的接触区(在接触区的端部具有两个窄的有效接触区)相比，这种锥形母线与穹形表面之间的接触区可以产生高效的轴向接触宽度和接触压力沿有效接触区的基本半椭圆分布。

[0068] 应当指出，阳端部和阴端部的密封区5和6可以被设置为靠近阴端部的终端面8。

[0069] 应当指出，本发明不只可以应用于插入牙侧，还可以应用于承载牙侧。类似地，本发明可以应用于插入牙侧的仅一部分，或者应用于承载牙侧的仅一部分。这具有减小最终装配力的优点，但也具有减小连接的紧密性的缺点。根据本发明，在装配结束时，存在于阳牙侧与阴牙侧之间以及对应的螺纹牙底与牙顶之间的间隙将完全消失。此时，连接部被密封。

[0070] 本发明还具有提供对用来便于装配的润滑剂的流动的最优管理的进一步的优点。在螺纹牙侧处保持间隙直到装配快结束为止，意味着润滑剂可以在螺纹区上更一致地移动。这也避免了润滑剂截留在螺纹区中。

标题	发布/更新时间	阅读量
螺纹连接件-专利编号CN110552633A	2020-05-11	482
螺纹连接件-专利编号CN107002471A	2020-05-13	1049
螺纹连接件的快速接合和脱开装置-专利编号CN1205057A	2020-05-11	846
螺纹管连接-专利编号CN101627248A	2020-05-13	466
螺纹连接-专利编号CN1321226A	2020-05-11	648
螺纹管连接-专利编号CN107850242A	2020-05-12	153
螺纹连接件-专利编号CN102639911B	2020-05-12	159
螺纹连接件-专利编号CN102639912B	2020-05-13	472
螺纹管连接-专利编号CN101627248B	2020-05-12	699
螺纹连接-专利编号CN1922407A	2020-05-11	697

用于钻探和操作油气井的螺纹连接部

用于钻探和操作油气井的螺纹连接部

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