專利名稱：具有打開和關(guān)閉位置的用于管狀螺紋連接元件的陽端的保護裝置及相應(yīng)的方法和固定機器的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及例如在石油領(lǐng)域中使用的管狀螺紋連接元件，更準確 地說，本發(fā)明涉及某些這種元件的陽端的保護。
背景技術(shù)：
這里所使用的術(shù)語"元件"是指任何用于鉆井或開采的零件或附 件，并且用于通過螺紋連接到另一個元件上，以構(gòu)成一個管狀螺紋連 接。元件例如可以是長度比較大的管(尤其是約十幾米長)、數(shù)十厘米 長的套管、用于這些管的附件(懸掛裝置、更換件、安全閥、鉆桿接頭 等)。
這些元件一般裝配在一起，以下降到油氣井或類似的井中，并且 構(gòu)成一個鉆桿柱、 一個套管柱或一個生產(chǎn)套管(油管)柱(開采柱)。
美國石油學(xué)會(API)發(fā)布的規(guī)范API 5CT，等效于國際標準化組織 (ISO)的ISO標準11960:2004,規(guī)定了用作套管或油管的管，并且規(guī) 范API 5B定義了用于這些管的標準螺紋。
API規(guī)范7定義了用于旋轉(zhuǎn)鉆桿的具有凸肩的螺紋連接器。
管狀螺紋連接元件的制造商也已經(jīng)開發(fā)了高級螺紋連接，這些螺 紋連接具有特定的螺紋幾何形狀、和為它們在服務(wù)中提供更好性能的 特定裝置，特別是關(guān)于機械強度和密封。這樣的高級螺紋連接和所述 特定裝置的例子，例如已經(jīng)在專利文獻EP0488912、 US4494777及 EP0767335中描述。
所述元件包括一個螺紋陽端，該螺紋陽端用于旋入到另一個鉆井 或開采元件的螺紋陰端中。因而，至關(guān)重要的是，從它們離開它們的 生產(chǎn)線的時刻到使用時端盡可能少地被損害、污染或損壞?？梢岳斫?，不僅螺紋而且每個具 有特定和互補功能的任何承載表面或止擋，特別是為了保證在使用期 間的密封，應(yīng)該保護免受腐蝕、灰塵及沖擊(或撞擊)。
所述元件的端部在裝配之前一般涂有具有抗磨損性能的潤滑脂。
API RP5A3(以前的API Bul. 5A2)或ISO 13678:2000定義了所述潤滑 脂，并且可使用所述潤滑脂的方式在APIRP5C1中描述。
然而，在API RP 5A3中的潤滑脂具有多個缺點，這些缺點與它 們的有毒成分、特別是鉛的含量、與涂敷的過量潤滑脂及與剛好在將 元件下降到井中之前涂敷潤滑脂的需要有關(guān)。
因而，專利文獻US6933264、 US6869111及WO2003/102457提出 用 一個預(yù)定厚度的、在工廠涂敷的"半干"潤滑劑的薄層代替最后用刷 子涂敷到元件的端部上的該潤滑脂，該潤滑劑沒有重金屬。
而且，專利文獻US6027145、 EP1211451及FR0510503(未公布的 專利申請)提出用一個預(yù)定厚度的、在工廠涂敷的干燥潤滑劑的薄層代 替用刷子最后涂敷到元件的端部上的潤滑脂，該干燥潤滑劑基于固體 潤滑劑顆粒。
在工廠涂敷干燥或半干潤滑劑的情況下，同樣并且更加特別必要 的是盡可能地保護涂敷元件端部的潤滑劑產(chǎn)品層，使其免受對于潤滑 劑產(chǎn)品的效力有害的機械去除以及污染(沙子、碎屑)。
為了實現(xiàn)這種保護， 一般地，如由規(guī)范API 5CT要求的那樣(段 落12.2),將一個保護裝置安置在管狀螺紋連接元件的陽端和陰端上。 已經(jīng)提出該類型的多種裝置，特別是在專利文獻EP0148807、 US2006/0042709、 WO2005/075877及WO2005/024282中，最后三個 文件更針對于已經(jīng)預(yù)先在工廠涂有潤滑劑的連接件的保護器。
根據(jù)它們的實施例，這些已知保護裝置提供了相當滿意的抗沖擊 (或撞擊)保護，但在用于陽端的保護裝置的情況下，它們在螺紋的下 游(因而在一個其直徑通常是元件本體或常規(guī)部分的直徑的區(qū)域中)提 供密封，該密封隨元件尺寸的變化而變化。因而，滿足規(guī)范API5CT 的管的外徑對于直徑小于114.3毫米的管可以變化士0.79毫米，而對于直徑大于或等于114.3毫米的管，直徑的變化為-0.5%至+1%(即對于 直徑為177.8毫米的管，變化為從-0.89毫米至+1.78毫米)。
換句話說，這些用于陽端的保護裝置不能為元件的尺寸偏差提供 密封的適應(yīng)性(除非對元件進行外部的機加工，而這具有其缺陷)，并 且可能非常緊因而難以安裝。它們的安裝可能特別是導(dǎo)致對于保護裝 置的損害，并且/或者擦傷和去除涂敷陽端的潤滑劑層的全部或部分， 特別是當它被永久地安裝時。事實上，必須考慮如下事實保護器必 須能夠容易多次地安裝和卸下，而不去除潤滑劑，從而允許在元件的 存儲期間檢查陽端，或者保護從井中取出的元件的陽端。
已知的保護裝置均不能完全令人滿意，因此本發(fā)明的目的是改進 該狀況。

發(fā)明內(nèi)容
為此，本發(fā)明提供出一種裝置，該裝置一方面用于保護用于油氣 井的鉆井和開采的一個管狀螺紋連接元件的陽端，其在外部設(shè)有至少 一個外螺紋并且包括一個自由末端部分，并且該裝置另一方面包括
-一個保護體，以一個第一套筒的形式實現(xiàn)，并且用于至少部分 保護外螺紋和自由末端部分；
-一個密封零件，能夠至少在位于陽端的外螺紋下游的部分處與 元件接觸，另一方面與保護體相接觸，從而在外螺紋下游提供第一密 封。
這種裝置的特征在于
-還包括固定部件，該固定部件用于徑向地向元件移動密封零件 和/或保護體，形成裝置的"打開"和"關(guān)閉"位置，在這些位置，密封零 件和/或保護體分別與元件不接觸、及與其緊密接觸；并且
-在裝置的關(guān)閉位置得到第一密封。
本發(fā)明的保護裝置可以具有多種變型；至少某些特征可以組合， 特別是
-第一密封可以提供在位于陽端緊下游的元件的常規(guī)部分上；-可以包括用于在陽端的自由末端部分處提供第二密封的裝置； o例如可以提供在自由末端部分的端部處的橫向環(huán)形表面上保證
所述第二密封；
-其保護體可以覆蓋自由末端部分的環(huán)形橫向端面； -其密封零件可以由軟彈性材料形成；
-其固定部件可以是環(huán)形圓周夾持部件； -它可以布置成，在打開位置，它可自由套到陽端上； -其密封零件可以以第二套筒的形式實現(xiàn)；
-所述第二套筒例如可以由透明材料形成；
-所述第二套筒例如可以位于所述第一套筒的軸向延長線上。在 這種情況下，互補固定部件可以布置在保護體上和密封零件上，從而 將保護體和密封零件安裝在一起；
o密封零件例如可以形成環(huán)，該環(huán)包括用于接受固定部件并且由
邊緣延伸的部分，該邊緣具有旋轉(zhuǎn)的一般截頭錐體形式。在這種情況 下，保護體可以包括延伸到陽端的自由末端部分的末端部分，并且相 對所述末端部分，另一個末端部分包括第一子部分，該第一子部分具 有旋轉(zhuǎn)的一般截頭錐體形式，并且用于強迫配合到密封零件的錐形邊 緣上。第一子部分和錐形邊緣然后形成互補固定部件的部分；
o端部部分也可以包括設(shè)有內(nèi)螺紋的第二子部分，該內(nèi)螺紋用于 旋緊到陽端的外螺紋的選定部分上；
-在一種變型中，第二套筒例如可以插入在陽端與第一套筒之間
在第一套筒的軸向長度的至少一部分上；
。第二套筒然后可以延伸以覆蓋陽端的末端部分的橫向環(huán)形端
面；
o第二套筒例如可以包括i)一個第一部分，至少部分地位于陽端 的外螺紋上方；和ii)一個第二部分，延伸在與陽端的自由末端部分相 對的側(cè)上的第一部分，切割成舌片及能夠接受固定部件。在這種情況 下，固定部件可以包括環(huán)或螺母，該環(huán)或螺母用于在打開位置安置在 第二部分上，布置成與舌片配合以將舌片向陽端徑向移動，在固定部件的軸向移動之后，沿舌片向其自由端移動，及在關(guān)閉位置，使第二
套筒相對于元件在陽端的外螺紋的下游不動；
-第二部分可以選擇性包括錐形外螺紋。在這種情況下，固定部
件可以包括螺母，該螺母用于在打開位置安置在第二部分上，設(shè)有內(nèi) 螺紋及用于以逐漸徑向緊固的方式旋緊在第二部分的外螺紋上，從而 將環(huán)向元件徑向移動，并且在關(guān)閉位置，使環(huán)在陽端上在其外螺紋的 下游不動；
-第二套筒的第一部分可以選擇性包括第一子部分，該第一子部 分用于安置在陽端的外螺紋的下游在環(huán)形內(nèi)部凸起的位置處，它擁有 該環(huán)形內(nèi)部凸起，并且該環(huán)形內(nèi)部凸起布置成在關(guān)閉位置徑向壓靠元 件；
-第二套筒的第一部分可以選擇性設(shè)有外螺紋。在這種情況下， 一方面第一套筒可以包括內(nèi)螺紋，該內(nèi)螺紋用于旋緊在第二套筒的第 一部分的外螺紋上，并且另一方面，第二套筒的第一部分的外螺紋可 以位于第一子部分上，及第三，內(nèi)螺紋可以位于第一套筒的末端部分 上。
-密封零件可以選擇性地以包括主要部分的環(huán)的形式實現(xiàn)，該主 要部分用于至少部分地插入在i)第一套筒的第一部分，位于與陽端的 末端部分相對的側(cè)上、和ii)在陽端的外螺紋的下游的元件之間，在與 陽端的末端部分相對的側(cè)上由切割成舌片的第一邊緣延伸，及用于接 受固定部件。在這種情況下，固定部件可以包括一個圓周夾持部件， 該圓周夾持部件用于將環(huán)在其舌片的位置處向元件徑向移動，并且在 關(guān)閉位置使環(huán)相對于陽端在其外螺紋的下游不動；
-環(huán)的主要部分然后可以選擇性地包括環(huán)形內(nèi)部凸起，該環(huán)形內(nèi) 部凸起用于在關(guān)閉位置壓靠在陽端的外螺紋的下游的元件；
-第一套筒的第一部分可以選擇性包括第二內(nèi)螺紋，該第二內(nèi)螺 紋用于旋緊到在環(huán)的主要部分上布置的外螺紋上；
-保護體例如可以在裝置布置在陽端上之前，旋緊到第二套筒上；
-保護體例如可以布置成，在關(guān)閉位置套筒相對于元件在陽端的外螺紋的下游已經(jīng)不動之后，從第二套筒旋下或重新旋緊在其上；
-密封零件例如可以包括第一中間部分、和端部部分，該第一中 間部分安置在陽端的外螺紋的下游，該端部部分在與陽端的末端部分 相對的側(cè)上延伸中間部分，該端部部分切割成舌片，及該端部部分用 于接受固定部件。在這種情況下，固定部件可以包括圓周夾持部件， 該圓周夾持部件用于將第二套筒在其舌片處向元件徑向移動，并且在 關(guān)閉位置使第二套筒在其舌片處相對于陽端在其外螺紋下游不動； -第二套筒的第一中間部分然后可以選擇性地包括內(nèi)部環(huán)形凸
起，該內(nèi)部環(huán)形凸起用于在關(guān)閉位置壓靠在陽端的外螺紋下游的元件； -第二套筒的第 一 中間部分例如可以設(shè)有外螺紋。在這種情況下，
第一套筒可以包括末端部分，該末端部分包括內(nèi)螺紋，在將第二套筒 安置在陽端上之后，該內(nèi)螺紋用于在關(guān)閉位置旋緊到第二套筒的外螺 紋上；
-第二套筒例如可以設(shè)有內(nèi)螺紋，用于旋緊到陽端的外螺紋的選 定部分上；
-其固定部件可以包括圓周夾持部件，該圓周夾持部件繞保護體 布置，并且負責將密封零件向元件徑向移動并且移動成與元件相接觸， 及在關(guān)閉位置使保護體和密封零件相對于陽端不動；
—第二套筒然后可以選擇性地包括至少部分環(huán)形外部凸起，該環(huán)
形外部凸起與在第一套筒中的凹槽配合，并且布置成在關(guān)閉位置在第
一套筒與陽端之間^皮徑向壓縮；
-第一套筒可以選擇性地由兩個互補部分構(gòu)成，這兩個互補部分
布置成在關(guān)閉位置彼此固定；
-其密封零件可以具有旋轉(zhuǎn)的一般截頭錐體外部形式。在這種情
況下，第一套筒具有旋轉(zhuǎn)的內(nèi)部一般截頭錐體形式，其能以緊密方式
配合在密封零件上；
-其密封零件可以以環(huán)的形式實現(xiàn)。在這種情況下，第一套筒可
以包括i)第一部分和ii)第二部分，該第一部分包括第一子部分，該第 一子部分限定凹槽，該凹槽用于在將第一套筒安置在陽塢上之前接受環(huán)和用于將在陽端的外螺紋下游的環(huán)安置在關(guān)閉位置，該第二部分用 于接受固定部件，并且固定部件可以布置成將第一套筒的第二部分向 元件徑向移動，并且在關(guān)閉位置使第二部分相對于陽端在其外螺紋下
游不動；
。第一套筒的第二部分例如可以包括由兩個接片部分包圍的至少 一個軸向開口，這兩個接片定位成彼此面對，并且每個設(shè)有孔。在這 種情況下，固定部件可以包括至少一個螺栓，該螺栓用于引入到面對 接片的孔中并且旋緊，從而通過將第一套筒的第二部分向陽端徑向移 動而靠近開口的邊緣，并且在關(guān)閉位置使第二部分相對于元件在陽端 的外螺紋下游不動；
o在一種變型中，第一套筒的第二部分例如可以切割成舌片，并 且包括外螺紋。在這種情況下，固定部件可以包括螺母，該螺母用于 在將第一套筒安置在陽端上之前，不用旋緊地安置在第一套筒的第二 部分上，并且設(shè)有內(nèi)螺紋，該內(nèi)螺紋用于以徑向緊密方式旋緊在第一 套筒的第二部分的外螺紋上，以將在舌片處的第一套筒的第二部分向 陽端徑向移動，并且在關(guān)閉位置使第一套筒的第二部分相對于元件在 陽端的外螺紋下游不動；
o在關(guān)閉位置，固定部件可以被加栽，使得在陽端的外螺紋的下 游把該環(huán)形徑向壓縮在凹槽與元件之間；
-其密封零件可以以可變形環(huán)的形式實現(xiàn)，該可變形環(huán)包括在第 一和第二端部之間的中心部分，中心部分能夠在可變形環(huán)的端部上的 軸向壓縮力之后向元件彎曲，并且在關(guān)閉位置能夠壓靠在陽端的外螺 紋下游的元件；
o可變形環(huán)例如具有一個軸向長度，該軸向長度在其徑向厚度的4 倍與40倍之間；
o可變形環(huán)的中心部分的直徑例如比其端部?。?br> o第一套筒例如可以一方面包括末端部分，該末端部分布置成接 受環(huán)的笫一端部以將它安置在陽端的外螺紋的下游，并且另一方面包 括第一中間部分，該第一中間部分設(shè)有外螺紋。在這種情況下，固定部件可以包括螺母，該螺母包括第一部分和第二部分，該第一部分布 置接受環(huán)的第二端部，該笫二部分設(shè)有內(nèi)螺紋，該內(nèi)螺紋用于安裝到 第一套筒的第一中間部分的外螺紋上，以允許螺母在第一套筒的外螺
紋上的軸向移動，所述軸向移動是這樣的，將指向環(huán)的中心部分的軸 向力施加在其第一和第二端部上，以在關(guān)閉位置使它彎曲和使它壓靠
在陽端的外螺紋下游的元件；
一第一套筒的第一中間部分的外螺紋例如可以布置成，通過旋緊
到第 一 套筒的外螺紋上允許螺母的軸向移動；
-第一套筒的第一中間部分的外螺紋例如可以布置成，通過卡緊 配合允許螺母相對于第 一套筒的外螺紋的軸向移動；
-第一套筒的第一中間部分的外螺紋和/或環(huán)的內(nèi)螺紋然后可以 具有鋸齒螺紋輪廓。作為例子，第一套筒的第一中間部分的外螺紋和/ 或環(huán)的內(nèi)螺紋然后可以具有兩種側(cè)翼，這兩種側(cè)翼相對于裝置的軸線 具有不同傾斜度，最小傾斜側(cè)翼的傾斜度小于或等于最大傾斜側(cè)翼的 傾斜角度的90度的余角的三倍；
-第一套筒可以選擇性地包括外部凸肩，該外部凸肩限定在裝置 的關(guān)閉位置用于螺母的軸向止擋；
o在一種變型中，第一套筒的末端部分例如可以包括限定軸向止 擋的第一外部凸肩。在這種情況下，首先，第一套筒可以包括設(shè)有第 二外部突起的第一中間部分，該第二外部突起限定軸向防后退止擋； 第二，裝置也可以包括固定元件，該固定元件包括內(nèi)部凹槽和外螺紋， 該內(nèi)部凹槽具有與第二軸向防后退突起的形式大體相同的形式，并且 在打開位置在將預(yù)組裝裝置安置在陽端上之前該固定元件適于初始安 置在第一外部凸肩與第二外部突起之間，及笫三，固定部件可以包括 螺母，該螺母包括第一部分和第二部分，該第一部分布置成接受環(huán)的 第二端部，該第二部分設(shè)有內(nèi)螺紋，該內(nèi)螺紋用于在打開位置將預(yù)組 裝裝置安置在陽端上以前，旋緊到固定元件的外螺紋上，及第四，螺 母適于通過驅(qū)動固定元件而被軸向移動，從而在關(guān)閉位置，第二外部 突起被鎖定在其凹槽中，因而禁止在固定元件的相反方向上的軸向移動，并且在關(guān)閉位置，通過使環(huán)彎曲使它壓靠在陽端的外螺紋的下游
的元件；
-第二外部突起可以具有非對稱輪廓，具有一個較小傾斜側(cè)和一 個陡側(cè)；
-螺母的內(nèi)螺紋和固定元件的外螺紋可以選擇性地允許通過它們 的配合旋下螺栓，因而允許裝置從關(guān)閉位置運動到打開位置，以便退 出第一套筒，并且如有必要則將螺母重新旋緊，因而允許裝置返回到 關(guān)閉位置；
o第一套筒的末端部分例如可以包括開口。在這種情況下，環(huán)的 第一部分可以包括徑向突起，這些徑向突起用于通過卡緊配合容納在 開口內(nèi)；
-第一套筒可以選擇性地設(shè)有內(nèi)螺紋，用于旋緊到陽端的外螺紋 的選定部分上；
-陽端的外螺紋可以包括至少一個完整螺紋區(qū)和至少一個不完整 螺紋區(qū)。在這種情況下，外螺紋的選定部分可以布置在完整螺紋的區(qū) 中；(S6、 S9至Sll);
-其保護體可以由從至少包括基于聚碳酸酯的混合物、聚曱醛或 聚縮醛(POM)、及高密度聚乙蜂(HDPE)或超高密度聚乙烯(UHDPE) 的組中選擇的熱塑性材料來實現(xiàn)；
o熱塑性材料例如可以至少部分為蜂窩狀；
-其密封零件可以由軟材料實現(xiàn)，該軟材料從至少熱固性橡膠和
熱塑性彈性體選擇；
o熱固性橡膠例如可以從至少NBR和CR中選擇； o熱塑性彈性體例如可以從至少TPE-E和TPE-U中選擇； -其陽端可以在(制造它的)工廠涂有潤滑劑薄層，目的在于在鉆
井現(xiàn)場被旋緊到另一個元件的對應(yīng)陰端上。
本發(fā)明還提出一種第一方法，用于將上述類型的至少一種保護裝
置安置在用于油氣井的鉆井和開采的管狀螺紋連接的元件的陽端上。 所述第一方法的特征在于將保護體、螺母及環(huán)預(yù)組裝到打開位置；然后旋緊裝置，直到保護體抵靠陽端的自由末端部分的橫向環(huán)形 端面，以便形成第二密封；并且旋緊螺母，以限定裝置的關(guān)閉位置和 第一密封。
本發(fā)明還提出用于實施上述第一方法的一個第一機器，該機器包 括保持裝置，用于保持陽端；第一旋緊裝置，用于將保護體旋緊到 陽端上；檢測裝置，用于檢測保護體與陽端的自由末端部分的橫向環(huán) 形端面的接觸，并且當檢測到接觸時，停止第一旋緊裝置；及第二旋 緊裝置，用于將螺母旋緊到一個選定位置，以確定裝置的關(guān)閉位置。
本發(fā)明還提出一種第二方法，用于將上述類型的至少一種保護裝 置安置在用于油氣井的鉆井和開采的管狀螺紋連接的元件的陽端上。
所述第二方法的特征在于將保護體、螺母、固定元件及環(huán)預(yù)組 裝到打開位置；然后旋緊裝置，直到保護體貼靠陽端的自由末端部分 的橫向環(huán)形端面，以形成第二密封；并將螺母軸向推進到一個選定位 置，從而使環(huán)彎曲，并由此限定裝置的關(guān)閉位置和第一密封(S10、S11)。
在所述第二方法中，并且在存在包括外部凸肩的第一套筒的情況 下，可以由螺母貼靠保護體的外部凸肩形成選定位置，該外部凸肩形 成螺母在裝置的關(guān)閉位置的軸向限位阻擋。
在第二方法一種變型中，該變型與裝置的其它實施例相對應(yīng)，選 定位置可以是其中保護體的第二外部突起被鎖定在固定元件的凹槽中 的位置。
本發(fā)明還提出用于實施上述第二方法的一個第二機器，該機器包 括保持裝置，用于保持陽端；旋緊裝置，用于將保護體旋緊到陽端 上；檢測裝置，用于檢測保護體抵靠陽端的自由末端部分的橫向環(huán)形 端面的接觸，并且當檢測到接觸時，停止第一旋緊裝置；及軸向推進 裝置，用于將螺母軸向推進到選定位置，從而確定裝置的關(guān)閉位置。
本發(fā)明還提出一種第三方法，用于油氣井的鉆井和開采的管狀螺 紋連接的元件的陽端的檢查，所述陽端設(shè)有上述類型的至少一種保護 裝置。
所述第三方法的特征在于從密封零件拆除保護體，然后從陽端去除保護體，將密封零件留在原位；然后檢查陽端，和將保護體重新 安置在陽端上；及然后重新將保護體連結(jié)到密封零件上。
另外，這種第三方法可以通過第二套筒的透明的第一部分檢查陽端。


本發(fā)明的其它特征和優(yōu)點通過下面的詳細描述和附圖將更加清 楚，在附圖中
圖1A和1B分別示意地示出本發(fā)明保護裝置的第 一 實施例的立體 示意圖及沿元件軸線XX的剖視示意圖，該保護裝置在關(guān)閉位置安置 在VAM FJL型的管狀螺紋連接的陽端上；
圖2A、 2B及2C分別示意地示出本發(fā)明保護裝置的第二實施例 的分解立體圖、不分解立體圖和沿元件軸線XX的剖視圖，該保護裝 置在關(guān)閉位置安置在VAM FJL型管狀螺紋連接的陽端上；
圖3A、 3B及3C分別示意地示出VAMFJL型管狀螺紋連接的陽 端上的本發(fā)明保護裝置的第三實施例的置位前的分解立體圖、置位后 (關(guān)閉位置)的不分解立體圖及置位后(關(guān)閉位置)沿元件軸線XX的剖視 圖4A、 4B及4C分別示意地示出VAMFJL型管狀螺紋連接的陽 端上的本發(fā)明保護裝置的第四實施例的在置位期間的分解立體圖、在 置位后(關(guān)閉位置)的不分解立體圖及在置位后(關(guān)閉位置)沿元件軸線 XX的剖視圖5A、 5B、 5C、 5D及5E分別示意地示出VAM TOP型管狀螺 紋連接的陽端上的本發(fā)明保護裝置的第五實施例的在置位前的分解立 體圖、在置位期間(打開位置)的不分解立體圖、在置位后(關(guān)閉位置) 的不分解立體圖及在置位后(關(guān)閉位置)沿元件軸線XX的剖視圖6A、 6B、 6C、 6D及6E分別示意地示出在VAM TOP型管狀 螺紋連接的陽端上的本發(fā)明保護裝置的第六實施例的在置位前的分解 立體圖、在置位開始時的不分解立體圖、在置位期間(打開位置)的分解立體圖、在置位后(關(guān)閉位置)的不分解立體圖、及在置位后(關(guān)閉位
置)沿元件軸線XX的剖視圖7A、7B及7C分別示意地示出VAMTOP型管狀螺紋連接的陽 端上的本發(fā)明保護裝置的第七實施例的在置位前的分解立體圖、在置 位后(關(guān)閉位置)的不分解立體圖及在置位后(關(guān)閉位置)沿元件軸線XX 的剖視圖8A、 8B、 8C、 8D及8E分別示意地示出VAM TOP型管狀螺 紋連接的陽端上的本發(fā)明保護裝置的第八實施例的在置位前的分解立 體圖、在置位開始時的不分解立體圖、在置位結(jié)束時(打開位置)的不 分解立體圖、在置位后(關(guān)閉位置)的不分解立體圖、及在置位后(關(guān)閉 位置)沿元件軸線X X的剖視圖9A、 9B、 9C、 9D、 9E及9F分別示意地示出VAM TOP型管 狀螺紋連接的陽端上的本發(fā)明保護裝置的第九實施例的在置位前的立 體圖、在置位開始時的分解立體圖、在置位結(jié)束時(打開位置)的不分 解立體圖、在置位后(關(guān)閉位置)的不分解立體圖、用于螺紋檢查(關(guān)閉 位置)的分解立體圖及在置位后(關(guān)閉位置)沿元件軸線XX的剖視圖IOA和IOB示意地示出用于VAM TOP型管狀螺紋連接的陽端 的本發(fā)明保護裝置的第十實施例的保護體在裝配之前的兩個不同角度 的立體圖11示意地示出本發(fā)明保護裝置的第十實施例的密封零件在裝 配之前的立體圖12A和12B示意地示出本發(fā)明保護裝置的第十實施例的螺母 (固定部件)在裝配前的兩個不同角度的立體圖13示意地示出本發(fā)明保護裝置的第十實施例的保護體和密封 零件的裝配立體圖14示意地示出本發(fā)明保護裝置的第十實施例的保護體、密封零 件及螺母的裝配完成的立體圖15示意地示出在保護裝置進入關(guān)閉位置時、本發(fā)明保護裝置的 第十實施例的密封零件所承受的應(yīng)力和變形沿元件軸線XX的橫剖視圖16示意地示出本發(fā)明保護裝置的第十實施例的保護體的外螺 紋的沿元件軸線xx的橫剖視圖17A、 17B及17C分別示意地示出本發(fā)明保護裝置的第十實施 例的在置位開始時、在置位后的打開位置及在置位后的關(guān)閉位置的不 分解立體圖18示意地示出本發(fā)明保護裝置的第十實施例的在置位后沿元 件軸線XX的橫剖視圖19示意地示出在置位后的打開位置的VAM TOP型管狀螺紋連 接的陽端的本發(fā)明保護裝置的第十一實施例的一部分的沿元件軸線 XX的局部橫剖視圖。
附圖不僅用于完成本發(fā)明，而且如需要也有助于其定義。
具體實施例方式
本發(fā)明的目的是從離開生產(chǎn)線的時刻到使用的時刻(保護裝置可 能有多次的安裝-拆卸)，以及在兩次連續(xù)的使用之間，對一個管狀螺 紋連接(用于油氣井或類似井的鉆井或開采)的一個管狀元件的一個螺 紋陽端進行保護，使其免遭機械損害、污染(化學(xué)和材料)及損壞(腐蝕)， 同時限制(甚至避免)擦傷和/或存儲(抗腐蝕)和/或旋緊用潤滑劑產(chǎn)品的 去除，特別是當所述潤滑劑以永久的方式(前述的半干或干燥型的潤滑 劑)施加時，而與管狀元件的尺寸(特別是其外徑)的變化無關(guān)。其目的 也在于，使得可以在工廠進行保護裝置在陽端上的快速、自動和可靠 的安裝，并且可以方便地在元件使用前或兩次連續(xù)使用之間對螺紋狀 態(tài)進行檢查。
下文中，所述元件用于油氣井的鉆井和開采，并且裝有一個 VAM(注冊商標)類的套管狀螺紋連接的一個陽端。然而，本發(fā)明不限 于該類型的元件，也不限于上述的陽端類型。本發(fā)明事實上涉及用于 鉆井和開采的任何類型的管狀螺紋連接元件和元件的任何類型的螺紋 陽端，并且特別是API類型和"高級，，類型，如VAM類型的管狀螺紋連接。
另外，這里所使用的術(shù)語"陽端，，是指設(shè)有外螺紋和一個自由末端 部分的元件(下文作為純粹說明性的例子稱為"管")的陽端。術(shù)語"P曰
端，，(EM)因而不僅指管(T)的自由端面，而且也包括管(T)的整個部分， 包括用于連接到另一個帶有陰端的管狀螺紋連接元件的連接裝置。
需要提醒的是， 一個管或元件(T)包括一個本體或常規(guī)部分(PC)， 其末端為一個陽端(EM)或一個陰端。
外螺紋可以是沿圓柱形或錐形表面的一個或多個不同的螺紋部分。
當螺紋部分是錐形時，它可以細分成一個具有完整螺紋的子部分、 和一個具有衰減或不完整螺紋的子部分，該完整螺紋的輪廓是恒定的 并且沒有不規(guī)則性或缺陷(例如毛刺)，該不完整螺紋的高度逐漸減小， 并且其輪廓可以具有不規(guī)則性或缺陷。
元件陽端的螺紋可以包括軸向和/或徑向彼此間隔開的至少兩個 不同的螺紋部分，這些部分的每一個可能包括完整的和衰減的螺紋。
元件陽端的自由端部分一般以具有大體橫向的環(huán)形表面結(jié)束。
陽端還可以包括 一個或多個對用于與相關(guān)的元件相連接的另一 元件的陰端(在自由端部處，在螺紋下游或在兩個螺紋部分之間)的軸 向阻擋面；和一個或多個金屬/金屬密封表面(在自由端部處，在螺紋 下游或在兩個螺紋部分之間)，具有相關(guān)的陰端。本發(fā)明的保護裝置優(yōu) 選地設(shè)計成，它也保護這些止擋面和/或所述密封表面免遭損害或腐 蝕。
下面作為非限制例子給出的 一些實施例涉及VAM TOP(注冊商標) 型套管螺紋連接的陽端，其它的涉及VAMFJL型"平齊"的整體管狀 螺紋連接(尤其在專利文獻GB1587836中描述)的陽端。
VAM TOP型管狀螺紋連接的陽端包括
-錐形螺紋，具有在自由末端部分側(cè)上的完整螺紋的子部分、和 在元件的本體(或常規(guī)部分)側(cè)上的衰減螺紋的子部分；
-阻擋表面，由陽端的自由末端部分的橫向環(huán)形表面構(gòu)成；及-金屬/金屬密封表面，與在自由末端部分的外部周緣表面上的止 擋面相鄰。
VAM FJL型管狀螺紋連接的陽端包括
-錐形螺紋，具有在自由末端部分側(cè)上的完整螺紋的子部分、和 在元件的本體(或常規(guī)部分)側(cè)上的衰減螺紋的子部分；
-外部阻擋表面，在具有橫向環(huán)形止擋面的螺紋的下游；及 -兩個密封表面， 一個外部密封表面與外部止擋面相鄰，并且內(nèi)
首先參照圖1A和1B，詳細描述本發(fā)明第一實施例的實施。
本發(fā)明的保護裝置D —般包括保護體CP、密封零件EE及固定 部件MF，該保護體CP、密封零件EE及固定部件MF用于一旦安置 在管T的(螺紋)陽端EM上就結(jié)合在一起。
保護體CP以第一套筒(單塊或其它)的形式實現(xiàn)。用于保護陽端 EM的外螺紋FE1和自由末端部分Pl的至少一部分。它包括用于安 置在自由末端部分Pl處的末端部分P2，并且優(yōu)選地具有凸緣形式的 向內(nèi)徑向突起，該向內(nèi)徑向突起4艮厚，并且適于吸收沖擊和撞擊，并 且用于覆蓋在陽端EM的自由末端部分Pl處的橫向環(huán)形表面(止擋 面)，以保證在該裝置處在整個圓周上的(第二)連續(xù)局部密封。
這里所使用的術(shù)語"外部"是指沿表面布置的元件(或表面)，該元 件(或表面)在與陽端的軸線XX徑向相對的方向上定向。相反，這里 所使用的術(shù)語"內(nèi)部"是指向著陽端的軸線XX定向的元件(或表面)。
保護尤其是機械的，所以保護體CP在能夠至少部分吸收撞擊的 同時，必須具有一定剛性。為此，它可以例如通過將熱塑性材料注射 到適當模具中來實現(xiàn)。在可以使用的各類熱塑性材料中，尤其可以列
舉的是基于聚碳酸酯的混合物、如聚碳酸酯-聚酯(PC-PBT或 PC-PET),聚甲醛或聚縮醛(POM)及高密度或超高密度聚乙烯(HDPE、 UHDPE)。
2005版本的規(guī)范API 5CT的附錄I公布了對于螺紋保護裝置的要 求，特別是對于三個溫度(-46。C、 +21°C及+66。C)的抗軸向和傾斜(45。)沖擊的最小強度值。
作為例子，特別可以選擇由BASELL公司生產(chǎn)的名為LUPOLEN 4261 AG UV 6005的HDPE、由TICONA 7>司生產(chǎn)的名為GUR 5113 的UHDPE、由BAYER公司生產(chǎn)的名為MAKROBLEND S7916的 PC-PBT、或由DU PONT公司生產(chǎn)的名為DELRIN 127UV的POM。
可注意到，保護體CP可以(至少)部分地為蜂窩狀，特別是在其較 厚部分中，以更好地吸收撞擊。
密封零件EE用于一方面與元件T和第二與保護體CP相接觸， 至少在一部分中該元件T位于陽端EM的外螺紋FE1的下游(在裝置 D的關(guān)閉位置)，另一方面與保護體CP接觸。更準確地說，用于在外 螺紋FE1的下游保證第一密封。這里所使用的術(shù)語"下游"應(yīng)該相對于 陽端EM的自由末端部分Pl而言。
密封零件EE最好由一種軟材料形成，即可變形且彈性的材料， 該材料可基本重新獲得其初始形狀。為此，它可以例如通過一種耐腐 蝕和化學(xué)侵蝕的軟材料的注塑來實現(xiàn)。在可以使用的各類材料中，尤 其可以列舉的是熱固性橡膠、特別是NBR或CR類型，熱塑性彈性 體、特別是TPE-E或TPE-U類型。
保護體CP和密封零件EE最好一起配合，以保證陽端EM的外 螺紋FE1的密封。
固定部件MF更準確地負責將保護體CP和/或密封零件EE的一 部分徑向地向裝置D的軸線XX移動，并因而向元件T移動，限定裝 置D的稱為"打開"和"關(guān)閉"的位置，在這些位置，密封零件EE和/ 或保護體CP分別能夠大體不與在位于陽端EM的外螺紋FE1下游的 區(qū)中的陽端EM的外部壁相接觸，和與其緊密相接觸。
按照本發(fā)明，在裝置D的關(guān)閉位置通過在密封零件EE與外螺紋 FE1下游的元件T之間的緊密密封接觸得到第一密封。
由于位于外螺紋FE1下游的區(qū)可以是管T的本體(或常規(guī)部分)PC 的部分，所以它將具有逐管可顯著變化的直徑(例如，對于外徑大于或 等于114.3毫米的管，有1.5%的直徑變化)。本發(fā)明的目的是安置(安裝)裝置D,而其最內(nèi)部的部分不擦傷元件T在其常規(guī)部分PC上或在 其陽端EM上的表面(打開位置)，同時保證在關(guān)閉位置的良好緊密接 觸。
裝置D可以具有多個實施例。第一實施例示出在圖IA和IB中。 在這個第一實施例中，密封零件EE用于以第二套筒的形式實現(xiàn)，并 且固定部件MF用于將密封零件EE徑向地向元件T移動并且移動成 與元件T相接觸，以在關(guān)閉位置緊固在外螺紋FE1下游的元件T上 的密封零件EE并且使由保護體CP和密封零件EE構(gòu)成的組件相對于 陽端EM不動。
第一 CP和第二套筒EE例如呈大體回轉(zhuǎn)的圓柱形。 在這個例子中，第二套筒EE布置在第一套筒CP的軸向延伸部 中與其連續(xù)，以允許第一 CP和第二 EE套筒通過它們處于接觸中的 端部進行連結(jié)。這些接觸的端部可以有利地是向外突出的互相面對的 夾具或凸緣。
在打開位置，第一 CP和第二 EE套筒例如可以自由地配合在陽 端EM上，直到第二套筒EE至少部分地定位在陽端EM的外螺紋FE1 的下游。在圖IB中示出的例子中，第二套筒EE部分地安置在元件T 的本體(或常規(guī)部分)PC上，并且部分地安置在橫向環(huán)形外部止擋面 SAT、外部密封表面SXE及外螺紋FE1(在不完整螺紋區(qū)中)上。外部 密封表面SXE與螺紋側(cè)的外部止擋面SAT相鄰。
最好在安置到陽端EM上之前預(yù)組裝第一 CP和第二 EE套筒。 對于所述預(yù)組裝，第一 CP和第二 EE套筒被連結(jié)在一起，例如 借助于互補緊固裝置，如螺釘、夾片或鉤。在圖IA和IB中示出的例 子中，所述連結(jié)以非限制方式借助于螺栓BLS完成，這些螺栓BLS 穿過在第一 CP和第二 EE套筒的接觸中的端部的夾具或凸緣中的對 應(yīng)孔。
安置(或安裝)最好可以按如下進行。由保護體CP和密封零件EE 構(gòu)成的組件(不設(shè)有固定部件MF或設(shè)有松弛的固定部件MF)被自由 地配合(裝置D的打開位置)在陽端EM上(在限定管T的軸線的方向XX上)，直到第一套筒(保護體)CP的凸緣形式的末端部分P2與陽端 EM的末端部分P1的橫向環(huán)形端面相接觸。優(yōu)選地， 一旦被安置，第 二套筒EE就超越橫向環(huán)形外部止擋面延伸到管T的本體(或常規(guī)部 分)PC。其次，它被徑向緊固，并且通過緊固在第二套筒EE上的固定 部件MF使第二套筒EE相對于陽端EM不動，這限定裝置D的關(guān)閉 位置。為了這個目的，例如有可能使用圓周環(huán)形夾持部件MF，如卡 圈(或夾具或箍條)。
固定部件MF有利地布置在外螺紋FE1的下游(并且這里，在橫 向外部止擋面下游的管T的本體(或常規(guī)部分)PC的位置處)，從而在 裝置D的關(guān)閉位置在螺紋FE1下游的元件T上形成第二套筒EE的緊 配合(第一密封)。
可以理解，在關(guān)閉位置，螺栓BLS可以被去除，然后第一套筒 CP單獨地可從陽端EM去除，以便檢查外螺紋FE1，而不損害第二 套筒EE(保持在原位)或外螺紋表面FE1、及特別是在該表面上永久沉 積的潤滑劑層(如需要，可以重新裝配第一套筒CP)。相反，在關(guān)閉位 置，裝置D只能通過松開或釋放卡圏MF以將裝置D運動到打開位置， 從陽端EM整體地去除。
現(xiàn)在參照圖2A至2C描述本發(fā)明的裝置D的第二實施例。在這 個第二實施例中，第一套筒(保護體)CP由兩個互補部分CP1和CP2 構(gòu)成，這兩個互補部分CP1和CP2布置成通過互補固定部件，例如 螺釘、夾片或鉤(未示出)，彼此連結(jié)。
密封零件EE以第二套筒的形式實現(xiàn)，該第二套筒具有延伸到陽 端EM的末端部分Pl的主要部分PP。優(yōu)選地，并且如示出的那樣， 主要部分PP由向內(nèi)延伸凸緣形式的末端部分P3終止，該末端部分 P3用于緊密地壓靠陽端EM的自由末端部分P1的橫向環(huán)形端面，以 在該位置處在整個圓周上形成(第二)局部密封。
至少第二套筒EE的主要部分PP用于在其軸向長度的至少一部分 上插入在陽端EM與第一套筒CP之間，在打開位置和關(guān)閉位置相似。
在示出的例子中，第一套筒CP整體覆蓋第二套筒EE，并且其末端部分P2形成向內(nèi)延伸凸緣，該凸緣將壓擠(或按壓)第二套筒EE的 末端部分P3而抵靠陽端EM的自由末端部分Pl。
可注意到，在打開位置，裝置D可以自由套在陽端EM上。
第一 CP和第二 EE套筒例如是旋轉(zhuǎn)的一般圓柱形式。而且，第 一套筒CP可以選擇性地由兩個互補部分CP1和CP2構(gòu)成，這兩個互 補部分CP1和CP2每個一般在形式方面是半圓柱形的，并且用于在 關(guān)閉位置彼此連結(jié)。
固定部件MF例如可以處于繞保護體CP布置的環(huán)形圓周夾持部 件的形式，如卡圏(或夾具或箍條)，并且用于將密封零件EE徑向地向 陽端EM移動并且移動成與陽端EM緊密接觸，以在關(guān)閉位置使保護 體CP和密封零件EE相對于陽端EM不動。
如示出的那樣，第二套筒EE可以選擇性地包括外部凸起(或突 起)B1，該外部凸起(或突起)B1是至少部分環(huán)形的，用于當在關(guān)閉位 置第一套筒CP由固定部件MF使得不動時由第一套筒CP壓縮。在 這種情況下，優(yōu)選的是，第一套筒CP包括內(nèi)部凹槽Ll，該內(nèi)部凹槽 Ll比外部凸起B(yǎng)1的(徑向)厚度淺(徑向地)。所述內(nèi)部凹槽Ll用于部 分容納外部凸起B(yǎng)1，在關(guān)閉位置在第一套筒CP與陽端EM之間徑向 地壓縮外部凸起B(yǎng)l。
可注意到，第二套筒(密封零件)EE可以選擇性地由透明材料實 現(xiàn)，以允許當它保持配合在陽端EM的外螺紋FE1上時但當?shù)谝惶淄?CP已經(jīng)被去除時，檢查陽端EM的外螺紋FE1的狀態(tài)。
裝置D的置位按如下進行。首先，第二套筒(密封零件)EE在XX 方向上被自由地配合(裝置D的打開位置)，直到其末端部分P3與陽端 EM的末端部分PI的止擋面相接觸。其次，第一套筒(保護體)CP的 兩個部分CPl和CP2纟皮安置在第二套筒EE上。軸向壓力然后施加到 第一 CP和第二 EE套筒上，直到末端部分P3壓靠陽端EM的末端部 分PI的止擋面，并且所述兩個部分CPl和CP2借助于互補連結(jié)裝置 連結(jié)在一起。最后，在陽端EM的外螺紋FE1的下游，通過緊固在第 一套筒CP的兩個部分CP1和CP2上的固定部件MF，使第一CP和第二 EE套筒相對于陽端EM不動，該固定部件MF將第二套筒(或 環(huán))EE徑向地向元件T移動，并且限定裝置D的關(guān)閉位置。在這個關(guān) 閉位置，第二套筒EE在外螺紋FE1下游與元件T處于緊密密封接觸 (第一密封)中(部分在外部密封表面上，部分在橫向外部止擋面下游的 元件T的本體PC上)。
可以理解，在打開位置，第一套筒CP然后第二套筒EE可容易 地從陽端EM去除，而不損害第二套筒EE或外螺紋表面FE1、及特 別是在該表面上永久沉積的潤滑劑層(如前面那樣，如需要，可自由地 重新裝配第一套筒CP和第二套筒EE)。相反，在關(guān)閉位置，裝置D 在陽端EM上不動，并且只有通過釋放或松開卡圏MF以便將裝置D
運動到打開位置才能去除。
現(xiàn)在參照圖3A至3C,示出本發(fā)明的裝置D的第三實施例，是第 二實施例的一種變型。在這個第三實施例中，第一套筒(保護體)CP是 單塊。它例如處于旋轉(zhuǎn)的一般截頭錐體形式。
密封零件EE以第二套筒的形式實現(xiàn)，例如以外部旋轉(zhuǎn)的一般截 頭錐體形式，并且一旦定位在陽端EM上，就延伸到其末端部分Pl。 在這種情況下，第一套筒CP具有內(nèi)部旋轉(zhuǎn)的一般截頭錐體形式，并 且用于以緊密方式配合在第二套筒EE上。
優(yōu)選地，并且如示出的那樣，第二套筒(密封零件)EE由處于向內(nèi) 延伸凸緣的形式的末端部分P3終止，并且用于緊密地抵靠陽端EM 的自由末端部分PI的橫向環(huán)形端面(止擋面)配合，以在該位置處在整 個圓周上形成(第二)局部密封。而且，它用于在其軸向長度的至少一 部分上插入在陽端EM與第一套筒CP之間。
在示出的例子中，第一套筒CP整體覆蓋第二套筒EE,并且其末 端部分P2形成向內(nèi)延伸凸緣，該凸緣將壓擠(或按壓)第二套筒EE的 末端部分P3而抵靠陽端EM的自由末端部分Pl。
可注意到，在打開位置，裝置D可以自由套在陽端EM上。
固定部件MF例如可以處于環(huán)形圓周夾持部件的形式，如卡圏(或 夾具或箍條)，用于在關(guān)閉位置使第一套筒(保護體)CP和第二套筒(密封零件)EE相對于陽端EM在其外螺紋FE1的下游不動。
可注意到，第二套筒(密封零件)EE可以選擇性地由透明材料實 現(xiàn)，以允許在它保持配合在陽端EM的外螺紋FE1上但第一套筒CP 已經(jīng)被去除的同時，檢查陽端EM的外螺紋FE1的狀態(tài)。
裝置D的置位可以如下進行。首先，第一CP和第二EE套筒通 過緊密配合被預(yù)組裝，直到第一套筒CP的末端部分P2與第二套筒 EE的末端部分P3相接觸。其次，由第一套筒(保護體)CP和第二套筒 (密封零件)EE構(gòu)成的組件(不設(shè)有固定部件MF或設(shè)有松弛的固定部 件MF)在方向XX上被自由地配合(裝置D的打開位置)在陽端EM上， 直到第一套筒CP的末端部分P2壓擠(或按壓)第二套筒EE的末端部 分P3而4氐靠陽端EM的自由末端部分Pl的 f黃向環(huán)形端面(陽端EM 的止擋面)，這限定裝置D的打開位置。最后，通過緊固在陽端EM的 外螺紋FE1下游在第一套筒CP上的固定部件MF使第一CP和第二 EE套筒相對于陽端EM不動，這種緊固能夠使位于裝置MF下面的 第二套筒EE的部分向元件T徑向移動，并且限定裝置D的關(guān)閉位置。 在這個關(guān)閉位置，第二套筒EE在外螺紋FE1的下游(并且更具體地在 橫向環(huán)形外部止擋面的下游)與元件T處于緊密密封接觸(第一密封) 中。
可注意到，在一種變型中，首先將第二套筒EE套到陽端EM上， 直到其末端部分P3與陽端EM的自由末端部分P1的橫向環(huán)形端面(陽 端的止擋面)相接觸。其次，第一套筒CP被強迫配合到第二套筒EE 上，直到其末端部分P2壓擠(或按壓)第二套筒EE的末端部分P3而 抵靠陽端EM的自由末端部分Pl的橫向環(huán)形端面，以限定裝置D的 打開位置。
可以理解，在打開位置，由第一 CP和第二 EE套筒構(gòu)成的組件 可自由地從陽端EM去除，而不損害第二套筒EE或外螺紋表面FE1、 及特別是在所述表面上永久沉積的潤滑劑層(如需要，可自由地重新裝 配該組件，可以分為兩步)。相反，在關(guān)閉位置，裝置D在陽端EM上 不動，并且只有卡圏MF被釋放以將裝置D運動到打開位置才能去除。
33現(xiàn)在參照圖4A至4C，描述本發(fā)明的裝置D的第四實施例。在這 個第四實施例中，第一套筒(保護體)CP是單塊。它具有旋轉(zhuǎn)的一般圓 柱形形式。
密封零件EE以環(huán)的形式實現(xiàn)-該環(huán)包括用于接受固定部件MF的 中心部分PC，，并且中心部分被整體形狀為旋轉(zhuǎn)截錐形邊緣B2延長。
這個環(huán)EE可以在裝置D的打開位置在陽端外螺紋FE1的下游自 由套在陽端EM上(并且即使在這里也部分在橫向環(huán)形外部止擋面的 下游的元件T的本體PC上)。
在這個例子中，環(huán)(第二套筒)EE —般布置在第一套筒CP的軸向 延伸部中。
笫一套筒(保護體)CP包括兩個相對末端部分P2和P4。其第一末 端部分P2處于向內(nèi)延伸凸緣的形式，并且用于壓靠陽端EM的末端 部分P1的橫向環(huán)形端面(止擋面)，在這個位置處在整個圓周上形成(第 二)局部密封。第二末端部分P4由第一 SP1和第二 SP2子部分構(gòu)成。
第一子部分SP1的整體形狀為旋轉(zhuǎn)截錐形。它用于用力套在環(huán) EE的錐體邊緣B2上，以連結(jié)第一套筒CP和環(huán)EE。第一子部分SP1 和錐體邊緣B2因而構(gòu)成互補固定部件。
第二子部分SP2在末端部分P2的方向上延伸第一子部分SP1。 它設(shè)有內(nèi)螺紋FI1,該內(nèi)螺紋FI1用于在關(guān)閉位置旋緊到陽端EM的 外螺紋FE1的選定部分上。所述選定部分在這種情況下是外螺紋FE1 的子部分，該子部分布置成與自由末端部分Pl相對，并且由不完整 螺紋形成?？蛇x擇地，它可以布置在完整螺紋的子部分上(位于自由末 端部分Pl的側(cè)面上)。
固定部件MF例如可以處于環(huán)形圓周夾持部件的形式，如卡圏(或 夾具或箍條)，以在關(guān)閉位置，使第二套筒(密封零件)EE相對于陽端 EM在其外螺紋FE1的下游不動。
裝置D的第一套筒CP和環(huán)EE優(yōu)選地通過在被安置在陽端EM 上之前緊固配合它們的互補固定部件(SP1、 B2)被預(yù)組裝。所述安置可 以按如下進行。由保護體CP和環(huán)(密封零件)EE構(gòu)成的組件(不設(shè)有固定部件MF或設(shè)有固定松弛裝置MF)被自由地配合(裝置D的打開位 置)在陽端EM上(在限定管T的軸線的方向XX上)，直到第一套筒 CP的內(nèi)螺紋FI1嚙合陽端EM的外螺紋FE1,然后內(nèi)螺紋FI1被旋 緊到外螺紋FE1的選定部分上，從而環(huán)EE大體定位在外螺紋FE1的 下游。有利地，旋緊被進行，直到由第一末端部分P2形成的凸緣壓 靠陽端EM的自由末端部分PI的橫向環(huán)形端面，在該位置處在整個 圓周上形成(第二)局部密封。其次，通過緊固在環(huán)EE上的固定部件 MF使環(huán)EE相對于陽端EM不動，這種緊固使環(huán)EE向元件T徑向 移動，并且限定裝置D的關(guān)閉位置。在這個位置，環(huán)(第二套筒EE) 在外螺紋FE1的下游(在這種情況下在橫向環(huán)形外部止擋面的下游)與 元件T處于緊密密封接觸(第一密封)中。
可以理解，在關(guān)閉位置，通過簡單地旋下第一套筒CP，保護體(第 一套筒)CP可從陽端EM去除，環(huán)EE留在原位，而不損害環(huán)EE或 外螺紋表面FE1及特別是在該表面上沉積的永久潤滑劑層(如需要， 可隨后放回第一套筒CP)。這使得特別是能夠檢查陽端EM的外螺紋 FE1的狀態(tài)。相反，在關(guān)閉位置，裝置D在陽端EM上不動，并且只 有卡圏MF被去除以便將裝置D運動到打開位置、然后旋下保護體 CP,才能被完全去除。
現(xiàn)在參照圖5A至5E描述本發(fā)明的裝置D的第五實施例。在這 個第五實施例中，第一套筒(保護體)CP是單塊。它具有旋轉(zhuǎn)的一般截 頭錐體形式。例如，它包括兩個相對末端部分P2和P5。其第一末端 部分P2延伸到陽端EM的末端部分P1，并且優(yōu)選地形成向內(nèi)延伸凸 緣，該向內(nèi)延伸凸緣用于壓靠陽端EM的末端部分PI的橫向環(huán)形端 面(止擋面)。第二末端部分P5用于安置在密封零件EE的至少一部分 的上方，例如陽端EM的外螺紋FE1的下游。第一套筒CP也包括i殳 有第一內(nèi)螺紋FI2的中間部分P6，該第一內(nèi)螺紋FI2用于在關(guān)閉位置 旋緊到陽端EM的外螺紋FE1的選定部分上。
這個選定部分優(yōu)選地位于完整螺紋區(qū)的開始處(位于陽端EM的 自由末端部分Pl側(cè)上的螺紋的子部分)。不完整螺紋常常在截頭牙頂與側(cè)翼之間具有尖邊緣或毛刺，這些尖邊緣或毛刺可能損害第一套筒
CP的螺紋，釋放可能毀壞與陰端的以后旋合的碎屑。
密封零件EE以環(huán)的形式實現(xiàn)，包括用于至少部分地插入在第一 套筒CP的第二末端部分P5(在第二末端部分P5的軸向長度的至少一 部分上)與在陽端EM的外螺紋FE1的下游的元件T之間。而且，主 要部分由切割成舌片LA的第一邊緣B3延伸(在與第一套筒CP的末 端部分P2相對的側(cè)上)，并且用于接受固定部件MF。
環(huán)EE能夠在裝置D的打開位置自由套到陽端EM上，以便位于 陽端外螺紋FE1的下游。
例如固定部件MF可以處于繞保護體CP布置的環(huán)形圓周夾持部 件的形式，如卡圏(或夾具或箍條)，并且用于將密封零件EE，在其舌 片LA的位置處，徑向地向陽端EM移動并且移動成與陽端EM相接 觸，并且在關(guān)閉位置使環(huán)EE相對于陽端EM在其外螺紋FE1的下游 不動。在這個關(guān)閉位置，環(huán)EE在外螺紋FE1的下游與元件T處于緊 密密封接觸(第一密封)中。
環(huán)EE在用于安置在第一套筒CP下面的部分中包括外螺紋FE2， 并且第一套筒CP的第二末端部分P5包括第二內(nèi)螺紋FI3，該第二內(nèi) 螺紋FI3用于旋緊到環(huán)EE的外螺紋FE2上。
另外，如圖5E中所示，環(huán)EE的主要部分可以選擇性地包括內(nèi)部 凸起(或突起)B4，該內(nèi)部凸起(或突起)B4是至少部分環(huán)形的，并且用 于在陽端EM的外螺紋FE1的下游，借助于下面將討論的裝置MF， 壓靠元件T。
可注意到，第一套筒(保護體)CP最好在裝置D被布置在陽端EM 上(預(yù)組裝)之前旋緊到環(huán)EE上。
一旦保護體CP被旋緊到環(huán)EE上(不設(shè)有固定部件MF或設(shè)有松 弛的固定部件MF)，在打開位置的裝置D就在方向XX上被自由地配 合在陽端EM上，直到第一套筒CP的內(nèi)螺紋FI2嚙合在陽端EM的 外螺紋FE1上。其次，第一套筒CP被轉(zhuǎn)動以將其內(nèi)螺紋FI2旋緊到 外螺紋FE1的選定部分上，從而環(huán)EE大體被安置在陽端EM的外螺紋FE1的下游。有利地，旋緊被繼續(xù)，直到第一套筒CP的第一末端 部分P2壓靠陽端EM的末端部分P1的橫向環(huán)形端面(止擋面)，在這 個位置處在整個圓周上形成(第二)局部密封。其次，從裝置D的該打 開位置開始，通過緊固在環(huán)EE上的固定部件MF使環(huán)EE相對于陽 端EM不動，這種緊固使環(huán)EE向元件T徑向移動，并且限定裝置D 的關(guān)閉位置。在這個位置，第二套筒EE在外螺紋FE1的下游，在內(nèi) 部凸起B(yǎng)4處與元件T處于緊密密封接觸(第一密封)中。
可以理解，在關(guān)閉位置，保護體(第一套筒)CP通過如圖5d所示 的簡單轉(zhuǎn)動、然后平移，可以從陽端EM去除，而不損害第二套筒EE 或外螺紋FE1的表面、及特別是在所述表面上沉積的永久潤滑劑層(如 需要，可隨后放回保護體CP)。這允許檢查陽端EM的外螺紋FE1的 狀態(tài)。相反，在關(guān)閉位置，裝置D在陽端EM上不動，并且只有卡圈 MF被去除以將裝置D運動到打開位置、然后旋下保護體CP,才能 被去除。
現(xiàn)在參照圖6A至6E描述本發(fā)明的裝置D的第六實施例，是第 五實施例的一種變型。在這個第六實施例中，第一套筒(保護體)CP是 單塊。作為例子，它具有旋轉(zhuǎn)的一般圓柱形形式。
密封零件EE以第二套筒的形式實現(xiàn)，其整體形狀為圓柱形。一 旦置位，它就延伸到陽端EM的末端部分P1。最好，并且如示出的那 樣，它由處于向內(nèi)延伸凸緣形式的末端部分P3終止，并且用于覆蓋 和緊密地壓靠陽端EM的自由末端部分P1的橫向環(huán)形端面(止擋面)， 以在該位置處在整個圓周上形成(第二)局部密封。它也用于在其軸向 長度的至少一部分上插入在陽端EM與第一套筒CP之間。
在示出的例子中，第一套筒CP完全覆蓋第二套筒EE，并且其處 于向內(nèi)延伸凸緣形式的末端部分P2在關(guān)閉位置，壓擠(或按壓)在第二 套筒EE的末端部分P3處的凸緣而^J氐靠陽端EM的自由末端部分Pl 的橫向環(huán)形表面。
第二套筒EE包括第一中間部分P7，用于安置在陽端EM的外 螺紋FE1的下游，并且設(shè)有外螺紋FE3;和端部部分P8，它延伸中間部分P7(在與第一套筒CP的末端部分P2相對的側(cè)上)，切割成舌片 LA，及用于接受固定部件MF。
可注意到，第二套筒(密封零件)EE可以選擇性地由透明材料形 成，以在它保持在陽端EM上不動(裝置D在關(guān)閉位置)但第一套筒CP 已經(jīng)被去除的同時，允許檢查陽端EM的外螺紋FE1的狀態(tài)。
第一套筒CP包括兩個相對末端部分P2和P5。其第一末端部分 P2延伸到陽端EM的自由末端部分Pl，并且這里處于向內(nèi)延伸凸緣 的形式和用于壓靠末端部分P3，也處于第二套筒EE的向內(nèi)延伸凸緣 的形式，以便使它壓靠陽端EM的末端部分Pl的止擋面，在該裝置 處在整個圓周上形成(第二)局部密封。第二末端部分P5用于在陽端 EM的外螺紋FE1的下游安置在密封零件EE上方。第二末端部分P5 包括內(nèi)螺紋FI4，在將第二套筒EE安置在陽端EM上之后，該內(nèi)螺 紋FI4用于旋緊到第二套筒EE的外螺紋FE3上。
固定部件MF例如可以處于圓周環(huán)形夾持部件MF的形式，如卡 圏(或夾具或箍條)，以便將第二套筒EE(在其舌片LA處)向陽端EM 徑向移動，并且以便在關(guān)閉位置使它相對于陽端EM在其外螺紋FE1 的下游不動。
第二套筒EE包括設(shè)有內(nèi)螺紋FI5的第二中間部分P9，該內(nèi)螺紋 FI5用于在關(guān)閉位置旋緊到陽端EM的外螺紋FE1的選定部分上。這 個選定部分因為以上在討論第五實施例時提到的原因，優(yōu)選地位于完 整螺紋區(qū)的開始處。
而且，如在圖6E中示出的那樣，第二套筒的第一中間部分可以 選擇性地包括內(nèi)部環(huán)形凸起(或突起)B4，該內(nèi)部環(huán)形凸起(或突起)B4 用于在關(guān)閉位置經(jīng)固定部件MF在陽端EM的外螺紋FE1的下游壓靠 陽端EM,以構(gòu)成第一密封。
裝置D的置位按如下進行。首先，第二套筒EE(不設(shè)有固定部件 MF或設(shè)有松弛的固定部件MF),在方向XX上被自由地配合在陽端 EM上，直到其中間部分P6的內(nèi)螺紋FI5嚙合在陽端EM的外螺紋 FE1上，然后所述內(nèi)螺紋FI5被旋緊到外螺紋FE1上，直到在第二套筒EE的末端部分P3處的凸緣壓靠陽端EM的末端部分P1的止擋面。 其次，從裝置D的這個(打開)位置開始，通過緊固在第二套筒EE的 部分P8的舌片LA上的固定部件MF使第二套筒EE相對于陽端EM 不動(裝置D的關(guān)閉位置)。在這個關(guān)閉位置，第二套筒EE在凸起B(yǎng)4 處在外螺紋FE1的下游與元件T處于緊密密封接觸(第一密封)中。其 次，第一套筒(保護體)CP在方向XX上被配合在第二套筒EE上，直 到第二末端部分P5的內(nèi)螺紋FI4嚙合在第二套筒EE的外螺紋FE3 上。其次，第一套筒CP被轉(zhuǎn)動以便將其內(nèi)螺紋FI4旋緊到外螺紋FE3 上，直到其第一末端部分P2的凸緣按壓(或壓擠)第二套筒EE的末端 部分P3。如果內(nèi)螺紋FI4和外螺紋FE3軸向干涉，則它們可以增大 內(nèi)部凸起B(yǎng)4對于元件T的壓擠，并因而改進第一密封。有利地，內(nèi) FI4和外FE3螺紋被定位在內(nèi)部凸起B(yǎng)4上。
可以理解，在關(guān)閉位置，保護體(第一套筒)CP通過簡單地旋下內(nèi) 螺紋FI4和外螺紋FE3可從陽端EM去除，而不損害第二套筒EE或 外螺紋FE1的表面、及特別是在所述表面上永久沉積的潤滑劑層(如 需要，可隨后放回保護體CP)。這可允許特別是檢查陽端EM的外螺 紋FE1的狀態(tài)。相反，在關(guān)閉位置，第二套筒EE在陽端EM上不動， 并且通過至少部分地旋下保護體CP、然后去除卡圏MF以將裝置D 運動到打開位置，才能被去除。
現(xiàn)在參照圖7A至7C描述本發(fā)明的裝置D的第七實施例。在這 個第七實施例中，第一套筒(保護體)CP是單塊。它包括兩個相對末端 部分P2和P5。其第一末端部分P2延伸到陽端EM的自由末端部分 Pl，并且優(yōu)選地形成向內(nèi)延伸凸緣，該向內(nèi)延伸凸緣用于壓靠陽端EM 的末端部分Pl的橫向環(huán)形端面(止擋面)。第二末端部分P5例如一般 具有旋轉(zhuǎn)的圓柱形形式。在裝置D的打開位置，它用于自由地配合在 陽端EM上在其外螺紋FE1的下游，并且接受固定部件MF。
第一套筒CP還包括中間部分PIO，該中間部分P10例如具有旋 轉(zhuǎn)的一般截頭錐體形式。這包括第一P11和第二P12遠離子部分。第 一子部分Pll限定凹槽LO，該凹槽LO用于在第一套筒CP被安置在陽端EM上(預(yù)組裝)之前接受密封零件EE，并且將它安置在陽端EM 的外螺紋FE1的下游。
密封零件EE以環(huán)的形式實現(xiàn)，該環(huán)用于在由第一套筒CP的中 間部分P10的第一子部分P11限定的凹槽LO內(nèi)，例如通過卡緊配合 連結(jié)到第一套筒CP上，從而至少部分地在外螺紋FE1的下游插入在 第一套筒CP與元件T之間。
固定部件MF例如可以處于環(huán)形圓周夾持部件的形式，該環(huán)形圓 周夾持部件在這種情況下是螺栓BL(或等效裝置)，該螺栓BL適于與 末端部分P5配合。螺栓BL用于向陽端EM徑向移動第一套筒CP的 第二末端部分P5,并且在關(guān)閉位置使它相對于陽端EM在其外螺紋 FE1的下游不動。
第一套筒CP的第二末端部分P5可以包括由兩個接片部分包圍的 至少一個軸向開口 OA，這兩個接片安置成彼此面對，并且每個設(shè)有 孔。兩個或更多個軸向開口 OA可以設(shè)想成繞末端部分P5的周緣和 相同數(shù)量的螺栓BL分布。用于引入到接片的面對孔中的(或每個)螺栓 BL,可以使用其螺母EC被旋緊，以便閉合對應(yīng)軸向開口 OA的邊緣， 向元件T徑向移動第一套筒CP的第二末端部分P5，并且在關(guān)閉位置 4吏它相對于陽端EM在其外螺紋FE1的下游不動。可注意到，在這個 關(guān)閉位置，固定部件MF在元件T的外螺紋FE1的下游徑向壓縮在凹 槽LO與元件T之間的第二套筒EE。
第 一套筒CP的中間部分P10的第二子部分P12設(shè)有內(nèi)螺紋FI6， 該內(nèi)螺紋FI6用于在關(guān)閉位置旋緊到陽端EM的外螺紋FE1的選定部 分上。這個選定部分因為以上關(guān)于第五和第六實施例給出的原因，優(yōu) 選地位于完整螺紋區(qū)的開始處。
裝置D的第一套筒CP和環(huán)EE最好在被安置在陽端EM上之前 預(yù)組裝(卡緊配合在凹槽LO中的環(huán)EE)。置位可以按如下進行。由保 護體(第一套筒)CP(不設(shè)有固定部件MF或設(shè)有松弛的固定部件MF) 和環(huán)(密封零件)EE構(gòu)成的組件被配合(平移)(裝置D的打開位置)在陽 端EM上(在限定管T的軸線的方向XX上)，直到第一套筒CP的中
40間部分P10的內(nèi)螺紋FI6嚙合在陽端EM的外螺紋FE1上。其次，保 護體CP被轉(zhuǎn)動，以便將其內(nèi)螺紋FI6旋緊到外螺紋FE1上(其第二末 端部分P5然后配合在陽端EM上)，直到其第一末端部分P2的凸緣 壓靠陽端EM的自由末端部分P1的橫向環(huán)形端面(止擋面)。其次，保 護體CP的末端部分P5向陽端EM被徑向移動，緊固固定部件 MF(BL、 EC)，該固定部件MF向元件T徑向移動凹槽LO,并且限 定裝置D的關(guān)閉位置。在關(guān)閉位置，固定部件MF在外螺紋FE1的下 游徑向壓縮在凹槽LO與元件T之間的環(huán)EE，這形成第一密封。
可以理解，在打開位置，保護體(第一套筒)CP和密封零件EE通 過旋下保護體CP可從陽端EM去除，而不損害環(huán)EE或外螺紋FE1 的表面、及特別是在該表面上的永久沉積潤滑劑層(如需要，可隨后放 回由保護體CP和環(huán)EE構(gòu)成的組件)。這允許檢查陽端EM的外螺紋 FE1的狀態(tài)。相反，在關(guān)閉位置，裝置D在陽端EM上不動，并且只 有固定部件MF被釋放以將裝置D運動到打開位置、然后旋下保護體 CP，才能被去除。
現(xiàn)在參照圖8A至8E描述本發(fā)明的裝置D的第八實施例，是第 七實施例的一種變型。在這個第八實施例與第七之間的差別， 一方面 在于保護體CP的第二末端部分P5的形式，并且另一方面在于固定部 件MF的動作類型和模式。第二末端部分P5在這種情況下軸向切割 成舌片LA，如在本發(fā)明的第五和第六實施例中那樣。固定部件MF 在這種情況下處于螺母MF的形式，該螺母MF用于被定位成，在將 第一套筒CP安置在陽端EM上之前不被旋緊到第一套筒CP的第二 末端部分P5上。所述螺母MF包括內(nèi)螺紋，該內(nèi)螺紋用于以徑向過 盈配合方式旋緊到在第一套筒CP的第二末端部分P5上限定的外螺紋 FE4上，以便在舌片LA的位置處向元件T徑向移動所述第二末端部 分P5,并且在關(guān)閉位置使由保護體CP和環(huán)EE構(gòu)成的組件相對于陽 端EM在其外螺紋FE1的下游不動。作為例子，外螺紋FE4可以是 錐形的，使最大直徑布置在第二末端部分P5的自由端側(cè)上，并且其 直徑在外螺紋FE4的軸向長度的至少一部分上可以大于螺母MF的螺紋。
因此裝置D在被安置在管T的陽端EM上之前被完全預(yù)組裝在打 開位置，如圖8A至8D中所示。裝置D的打開位置由在對于第一末 端部分P2側(cè)布置的外螺紋FE4的端部處螺母MF的軸向位置限定(外 螺紋FE4的小直徑；螺母MF在外螺紋FE4上沒有徑向過盈配合)， 如圖8B中所示。
裝置D的置位可以如下進行。首先，預(yù)組裝的裝置D沿方向XX 裝配(平移)，直到保護體CP的中間部分P10的內(nèi)螺紋FI6嚙合在陽 端EM的外螺紋FE1上。其次，保護體CP被轉(zhuǎn)動，以便將其內(nèi)螺紋 FI6旋緊到外螺紋FE1上，從而環(huán)EE大體安置在陽端EM的外螺紋 FE1的下游。有利地，旋緊被繼續(xù)，直到第一末端部分P2的凸緣壓 靠陽端EM的末端部分P1的橫向環(huán)形端面(止擋面)(見圖8C和8E)。 其次，通過將螺釘(固定部件)MF旋緊到保護體CP的第二末端部分 P5的外螺紋FE4上使由保護體CP(在其第二末端部分P5處)和環(huán)EE 構(gòu)成的組件相對于陽端EM不動，以便向第二末端部分P5的自由端 移動螺母MF，這向元件T徑向移動凹槽LO，并且限定裝置D的關(guān) 閉位置(示出在圖8D中)。環(huán)EE然后在外螺紋FE1的下游在凹槽LO 與元件T之間被壓縮，形成第一密封。
可以理解，在打開位置，裝置D通過旋下它可從陽端EM去除， 而不損害環(huán)EE或外螺紋FE1的表面、及特別是在該表面上永久沉積 的潤滑劑層(如需要，可隨后放回裝置D)。相反，在關(guān)閉位置，裝置D 在陽端EM上不動，并且通過旋下螺母MF、在外螺紋FE4上使它向 第一末端部分P2移動以便將裝置D運動到打開位置、然后從陽端EM 旋下整個裝置D,才能被去除。
現(xiàn)在參照圖9A至9F描述本發(fā)明的裝置D的第九實施例，該第九 實施例是第六實施例的一種變型。第九實施例與第六實施例的不同之 處在于密封零件EE與固定部件MF配合的形式和模式。這里，密封 零件EE有利地為一個透明的第二套筒的形式。
所述第二套筒EE包括兩個部分P13和P14。第一部分P13具有例如旋轉(zhuǎn)的一般截頭錐體形式。它用于， 一旦安置在陽端EM上，就 延伸到陽端EM的末端部分P1，終止在末端部分P3中。優(yōu)選地，并 且如示出的那樣，末端部分P3處于向內(nèi)延伸凸緣的形式，并且用于 緊密地壓靠陽端EM的自由末端部分P1的橫向環(huán)形端面(止擋面)，在 該位置在整個圓周上形成(第二)局部密封。它也用于插入在陽端EM 與第一套筒CP之間。第一部分P13包括設(shè)有外螺紋FE5的子部分 P15，并且優(yōu)選地，它用于安置在陽端EM的外螺紋FE1的下游。
第二部分pi4在與末端部分P3相反的方向上延伸第一部分P13。 它具有旋轉(zhuǎn)的一般稍微錐形的外部形式(大直徑在其自由端側(cè)上)，并 且用于接受固定部件MF。它優(yōu)選地切割成舌片(LA)，如在第五、第 六及第八實施例中那樣。
固定部件MF例如可以處于環(huán)形圓周夾持部件MF的形式，如環(huán) 或螺母，并且用于在打開位置安置在第二套筒EE的第二部分P14上。 所述固定部件MF布置成在沿舌片LA向其自由端軸向移動并且與所 述舌片LA配合的情況下，將它們向陽端EM徑向移動，并且在關(guān)閉 位置使第二套筒EE相對于陽端EM在其外螺紋FE1的下游不動。
在圖9A至9F中示出的變型中，固定部件MF處于螺母的形式。 第二套筒EE的第二部分P14然后包括錐形外螺紋FE6(大直徑在第二 部分P14的自由端側(cè)上)，在打開位置螺母MF可以安置在該錐形外螺 紋FE6上，然后螺母MF的內(nèi)螺紋可以以逐漸徑向緊固方式旋緊到該 錐形外螺紋FE6上(向外螺紋FE6的大直徑軸向移動螺母MF),以便 向元件T徑向移動第二套筒EE，并且在關(guān)閉位置使它在陽端EM上 在其外螺紋FE1的下游不動。
保護體CP處于第一套筒的形式，例如整體形狀為截錐形。它包 括兩個相對末端部分P2和P16。其第一末端部分P2延伸到陽端EM 的自由末端部分P1，并且優(yōu)選地形成向內(nèi)延伸凸緣，該向內(nèi)延伸凸緣 用于壓靠第二套筒EE的末端部分P3，以便使它擠靠陽端EM的末端 部分Pl的橫向環(huán)形端面(止擋面)。第二末端部分P16用于定位在密封 零件EE的子部分P15上。它包括內(nèi)螺紋FI7，該內(nèi)螺紋FI7用于旋在第二套筒EE的子部分P15的外螺紋FE5上。
如在圖9F所示，第二套筒EE在其第一部分P13(在P3與P14之 間的中間部分)處，包括設(shè)有內(nèi)螺紋FI8的子部分P17，該內(nèi)螺紋FI8 用于在關(guān)閉位置旋緊到陽端EM的外螺紋FE1的選定部分上。這個選 定部分因為以上關(guān)于第五至第八實施例提到的原因，優(yōu)選地布置在完 整螺紋區(qū)的開始處。
而且，如圖9F所示，第二套筒EE的子部分P15可以選擇性地包 括內(nèi)部凸起(或突起)B5，該內(nèi)部凸起(或突起)B5是至少部分環(huán)形的， 并且用于在關(guān)閉位置徑向壓靠陽端EM。
可注意到，在裝置D布置在陽端EM上之前，保護體CP優(yōu)選地 旋緊到第二套筒EE上，例如旋緊到凸緣P2與凸緣P3相接觸的點。 螺母MF被定位在外螺紋FE6上在小直徑螺紋側(cè)(在第 一部分P13側(cè))， 并因而限定裝置D的打開位置。
一旦保護體CP已經(jīng)被旋緊到第二套筒EE上并且螺母MF已經(jīng) 被安置(但未緊固)，裝置D就在這個打開位置在方向XX上配合在陽 端EM上，直到第二套筒EE的內(nèi)螺紋FI8嚙合在陽端EM的外螺紋 FE1上。其次，保護體CP被轉(zhuǎn)動以便將內(nèi)螺紋FI8旋緊到外螺紋FE1 上(第二套筒EE的第二部分P14因而配合在陽端EM上)，從而第二 套筒EE的第二部分P14和子部分P15被大體安置在陽端EM的外螺 紋FE1的下游。有利地，第二套筒EE被旋緊，直到其第一末端部分 P3壓靠陽端EM的末端部分PI的橫向環(huán)形端面(止擋面)。其次，通 過將螺釘(固定部件)MF向著外螺紋FE6的增大直徑旋緊到第二套筒 EE的第二部分P14的外螺紋FE6上，使第二套筒EE相對于陽端EM 不動，這限定裝置D的關(guān)閉位置(示出在圖9D和9E中)。在這個位置， 第二套筒EE在外螺紋FE1的下游至少在內(nèi)部凸起B(yǎng)5處與元件T處 于緊密密封接觸(第一密封)中。
有利的是，第二套筒EE的第二部分P14的自由端具有形成軸向 阻擋的外部膨脹，以限制螺母向所述自由端的軸向進程，并且當在關(guān) 閉位置時防止它離開外螺紋FE6?？梢岳斫?，在關(guān)閉位置，陽端EM的保護體CP通過旋下而^:去 除，而不損害第二套筒EE或外螺紋FE1的表面、及特別是在該表面 上永久沉積的潤滑劑層(如需要，可隨后放回保護體CP)。相反，在關(guān) 閉位置，裝置D在陽端EM上不動，并且通過旋下螺母MF(向第一部 分P13)以將裝置D運動到打開位置、然后旋下陽端EM的由保護體 CP和第二套筒EE構(gòu)成的組件，才能被去除。
在未示出的變型中，螺母MF可以由內(nèi)部光滑環(huán)代替，并且第二 套筒EE的第二部分P14可以是錐形的并且沒有螺紋。代之以旋緊或 旋下螺母MF，光滑錐形環(huán)應(yīng)該被軸向地從第二部分P14的一端推到 另一端，從而環(huán)將緊固或松弛第二部分P14的舌片LA。使用光滑錐 形環(huán)的這樣一種變型也可以用于代替在本發(fā)明第八實施例中的螺母 MF。
現(xiàn)在參照圖10至18描述本發(fā)明的裝置D的第十實施例。第十與 第九實施例之間的差別在于密封零件EE的形式和固定部件MF與密 封零件EE的配合模式。密封零件EE處于環(huán)的形式，該環(huán)例如通過 卡緊配合連結(jié)到保護體(第一套筒)CP上。
這個環(huán)EE是可變形的，并且包括位于第一 P19和第二 P23端部 之間的 一 個中心部分P40 。
為了允許通過翹曲的徑向變形，可變形環(huán)EE的軸向長度最好在 其徑向厚度的4倍與40倍之間。作為例子，環(huán)EE可以具有約1.5毫 米至5毫米的徑向厚度和約20毫米至60毫米的軸向長度。軸向長度 太短和/或徑向厚度太大不利于大的徑向變形。徑向厚度太小和/或軸 向長度太長不利于環(huán)EE在元件T上的充分緊固。
可變形環(huán)EE的中心部分P40最好還具有比其端部P19和P23小 的直徑，以確定其徑向變形的方向(見圖15和18)。
第一套筒CP具有例如旋轉(zhuǎn)的一般圓柱形形式。它包括相對的第 一 P2和第二 P18末端部分。其第一末端部分P2延伸到陽端EM的自 由末端部分P1，并且優(yōu)選地形成向內(nèi)延伸凸緣，及用于壓靠第二套筒 EE的末端部分P1，以4吏它擠靠陽端EM的才黃向環(huán)形端面。
45第二末端部分pi8用于接受環(huán)EE的第一端部P19，以便將它安 置在陽端EM的外螺紋FE1的下游。在第二末端部分P18的延伸部中 也有第 一 中間部分P20 ，該第 一 中間部分P20設(shè)有外螺紋FE7 。
固定部件MF處于螺母的形式，該螺母包括第一 P21和第二 P22 部分。第一部分P21用于接受環(huán)EE的第二端部P23。第二部分P22 設(shè)有內(nèi)螺紋FI9，該內(nèi)螺紋FI9用于固定到第一套筒CP的第一中間 部分P20的外螺紋FE7上，以便允許螺母MF在第一套筒CP的外螺 紋FE7上的軸向移動。所述軸向移動用于將軸向壓縮力施加在環(huán)EE 的第一 P19和第二 P23端部上指向其中心部分P40，從而使環(huán)EE翹 曲并使其中心部分P40彎曲，使它在關(guān)閉位置在元件T的外螺紋FE1 的下游壓靠元件T。第一 P21和第二 P22部分的構(gòu)造的例子可在圖18 中看到。更準確地說， 一旦裝置D已經(jīng)被預(yù)組裝，第二部分P22就限 定例如圓形凹槽GC,環(huán)EE的第二端部P23被安置在該圓形凹槽GC 中。
如圖ll所示，環(huán)EE的第一端部P19包括例如徑向突起SR，該 徑向突起SR用于引入到在第一套筒CP的第二末端部分18中形成的 開口 OV中。環(huán)EE然后可以通過卡緊配合連結(jié)到第一套筒CP的第 二末端部分18上，如圖13中所示。
然后，螺母MF通過將其內(nèi)螺紋FI9的至少一個螺紋嚙合在第一 套筒CP的外螺紋FE7中可連結(jié)到第一套筒CP上。這可以通過旋緊 或通過卡緊配合進行。為了提供這樣的卡緊配合，例如，可以使用具 有在圖16中示出的鋸齒輪廓的外螺紋FE7和/或內(nèi)螺紋FI9。在這個 非限制例子中，螺紋輪廓具有兩種側(cè)翼，這兩種側(cè)翼相對于裝置D的 軸線XX具有不同的傾斜度。最小傾斜側(cè)翼的傾斜度小于或等于最大 傾斜側(cè)翼的傾斜角度的90度的余角的三倍(即一個緩的第一斜面(由角 度B定義)和一個陡的第二斜面(由角度A定義))。作為例子，B = 2.5A。
由圖15和18將看到，當螺母MF在末端部分P2的方向上(箭頭 Fl)被旋緊到保護體CP上時，軸向應(yīng)力(壓縮力)施加到環(huán)EE的第二 端部P23上，并因而其中心部分P40凈皮約束成在元件T的外部壁的方
46向上(箭頭F2)向內(nèi)彎曲，并因而在關(guān)閉位置在外螺紋FE1的下游通過 抵靠元件T的外壁彎曲而被徑向按壓。
保護體CP還包括第二中間部分P24，該第二中間部分P24包括 內(nèi)螺紋FIIO，該內(nèi)螺紋FI10用于旋緊到陽端EM的外螺紋FE1的選 定部分上，優(yōu)選地在具有完整螺紋的外螺紋FE1的子部分上(因為以 上關(guān)于第五至第九實施例提到的原因)。
將注意到，如圖18所示，第一套筒CP可以選擇性地包括限定用 于螺母MF的軸向止擋的外部凸肩(或突起)B6。
首先，裝置D預(yù)組裝到打開位置環(huán)EE被卡緊配合到保護體CP 的末端部分P18上，并且嚙合在螺母MF的凹槽GC中，該螺母MF 的內(nèi)螺紋FI9嚙合在保護體CP的在其末端部分P18側(cè)上的外螺紋FE7 的端部上。
裝置D可以按如下置位。首先，在打開位置的預(yù)組裝的裝置D沿 方向XX被裝配(平移)(圖17A)，直到保護體CP的中間部分P24的內(nèi) 螺紋FI10嚙合在陽端EM的外螺紋FE1上。其次，保護體CP #皮轉(zhuǎn) 動，以便將其內(nèi)螺紋FI10旋緊到外螺紋FE1上，從而環(huán)EE大體定 位在陽端EM的外螺紋FE1的下游。有利地，保護體CP被旋緊，直 到其第一末端部分P2的凸緣壓靠陽端EM的末端部分Pl的橫向環(huán)形 端面(止擋面)，如圖17B中所示。然后，通過將螺母(固定部件)MF旋 緊到保護體CP的第一中間部分P20的外螺紋FE7上在末端部分P2 的方向上到選定部分，使保護體CP相對于陽端EM不動，以限定裝 置D的關(guān)閉位置(示出在圖17C中)。
可以理解，在打開位置，裝置D通過旋下它可從陽端EM去除， 而不損害環(huán)EE或外螺紋FE1的表面、及特別是在該表面上永久沉積 的潤滑劑層(如需要，可隨后放回裝置D)。相反，在關(guān)閉位置，裝置D 在陽端EM上不動，并且通過完全旋下螺母MF、以將裝置D運動到 打開位置、然后從陽端EM旋下保護體CP，才能被去除。
在這個第十實施例中的裝置D的這種布置允許環(huán)EE的中心部分 P40的大的徑向移動(約為一至幾毫米)，允許容納對于元件T和其陽端EM容許的尺寸變化，而在打開位置裝置D的定位或去除期間不會 損害環(huán)EE或外螺紋FE1的表面，同時保證在關(guān)閉位置裝置D的優(yōu)良 固定和優(yōu)良第一密封。
現(xiàn)在參照圖19描述本發(fā)明的裝置D的第十一實施例，是第十實 施例的一種變型。這個第十一實施例與第十的不同之處，在于將固定 部件MF連結(jié)到保護體CP上的模式。連結(jié)經(jīng)固定元件EF進行。
更準確地說，第一套筒CP(它例如具有旋轉(zhuǎn)的一般圓柱形形式) 包括第二末端部分P25，該第二末端部分P25與第一套筒CP的第一 末端部分P2相對，用于接受環(huán)EE的第一端部P19以將它安置在陽端 EM的外螺紋FE1的下游，及包括第一外部凸肩(或突起)B7，該第一 外部凸肩(或突起)B7限定軸向止擋。
第一套筒CP還包括第一中間部分P26,該第一中間部分P26包 括第二外部突起B(yǎng)8，該第二外部突起B(yǎng)8限定用于固定元件EF的選 中形式的軸向防后退止擋，并且位于離第一外部止擋B7的選中距離 處，該選中距離作為固定元件EF的軸向延伸的函數(shù)。如示出的那樣， 它可以選擇性地包括第三止擋B9，該第三止擋B9在離第二外部突起 B8的選中距離處，并且具有比第二外部突起B(yǎng)8徑向延伸顯著大的徑 向延伸，以便強迫軟元件EF將第二外部突起B(yǎng)8捕獲在相應(yīng)凹槽LR 中。
可注意到，第二外部突起B(yǎng)8可以選擇性地具有非對稱輪廓，該 非對稱輪廓具有比較小傾斜側(cè)和突變側(cè)。
固定元件EF具有例如旋轉(zhuǎn)的一般圓柱形形式。它包括內(nèi)部凹槽 LR、以及外螺紋FE8，該內(nèi)部凹槽LR的形式與第二外部突起B(yǎng)8的 形式相應(yīng)。它用于在裝置D在打開位置被安置在陽端EM上以前，被 初始安置在第一外部凸肩B7與第二外部突起B(yǎng)8之間。
而且，螺母(固定部件)MF始終包括部分P21，其中限定用于接 受環(huán)EE的第二端部P23的圓形凹槽GC;以及第二部分P22，設(shè)有內(nèi) 螺紋Fill，該內(nèi)螺紋Fill用于在裝置D在打開位置^皮安置在陽端EM 上以前，旋緊到固定元件EF的外螺紋FE8上。螺母MF可以通過在其自由端前正面上推動向第三止擋B9軸向 移動，將固定元件EF驅(qū)動成，在關(guān)閉位置，第二外部突起B(yǎng)8(保護體 CP的)被鎖定在其凹槽LR內(nèi)，因而禁止在相反方向上固定元件EF 的軸向移動，并且使環(huán)EE彎曲以使它在外螺紋FE1的下游壓靠元件 T。保護體CP然后在關(guān)閉位置相對于陽端EM不動，并且環(huán)EE以密 封緊密接觸(第一密封)在外螺紋FE1的下游擠靠元件T的外壁。
螺母MF的內(nèi)螺紋Fill和固定元件EF的外螺紋EF8也可以配合 在一起，以便允許螺母MF被旋下。這允許裝置D為了其從陽端EM 去除而從關(guān)閉位置運動到打開位置，并且一旦裝置D已經(jīng)安置在陽端 上，如果要求，則重新旋緊螺母MF,從而裝置D可返回關(guān)閉位置。
如前面指出的，在多個實施例中，裝置D可以借助適于該目的的 一個第一機器安置在陽端EM上。
本發(fā)明還包括用于自動地將保護裝置D的至少第九或第十實施例 定位在管狀螺紋連接元件T的陽端EM上的一種第一方法。
這種第一方法在于將保護體CP、螺母MF及環(huán)EE預(yù)組裝到打 開位置；然后旋緊如此構(gòu)成的裝置D，直到保護體CP抵靠陽端EM 的自由末端部分Pl的橫向環(huán)形端面被施加，以形成第二密封；及最 后旋緊螺母MF，以限定裝置D的關(guān)閉位置和第一密封。
所述第一方法可以使用一個第一機器Ml實施。所述第一機器 Ml包括保持裝置MM，用于保持陽端EM;第一螺旋裝置MVl, 用于將保護體CP旋在陽端EM上；檢測裝置MD，用于檢測保護體 CP抵靠陽端EM的自由末端部分P1的橫向環(huán)形端面的接觸，并且當 檢測到接觸時，停止第一螺旋裝置MVl;及第二螺旋裝置MV2，用 于將螺母MF旋緊到選定位置，以限定裝置D的關(guān)閉位置。
螺旋裝置MV1、 MV2例如可以是聯(lián)接到電動或液壓馬達上的夾 爪套具。檢測裝置MD例如可以是行程結(jié)束觸點，或者如優(yōu)選的那樣， 是用于測量螺旋裝置MVl的扭矩的裝置。選定位置例如可以由行程 結(jié)束觸點確定，或者由在用于測量第二螺旋裝置MV2的扭矩的裝置 上的閾值確定。本發(fā)明也可以包括用于自動地將保護裝置D的至少第十或第十一 實施例定位在管狀螺紋連接元件的陽端EM上的一種第二方法。
所述第二方法包括將保護體CP、螺母MF、選擇性地固定元件 EF及環(huán)EE預(yù)組裝到打開位置；然后旋緊裝置D，直到保護體CP抵 靠陽端EM的自由末端部分Pl的橫向環(huán)形端面被施加，以形成第二 密封；及最后將螺母MF軸向推進到選定位置，以使環(huán)EE彎曲并因 而限定裝置D的關(guān)閉位置和第一密封。
在這種第二方法中，選定位置可以由螺母MF承載抵靠保護體CP 的外部凸肩B6而生成。
在這種第二方法中，當裝置D包括固定元件EF時，選定位置可 以例如是其中保護體CP的第二外部突起被鎖定在固定元件EF的凹 槽LR中的位置。
所述第二方法可以使用一個第一機器M2實施。所述笫二機器 M2包括保持裝置MM，，用于保持陽端EM;旋緊裝置MV,用于 將保護體CP旋緊到陽端EM上；檢測裝置MD，，用于檢測保護體 CP抵靠陽端EM的自由末端部分Pl的橫向環(huán)形端面的接觸，并且當 檢測到接觸時，停止旋緊裝置MV;及軸向推進裝置MPA，用于將螺 母MF軸向推進到選定位置，以限定裝置D的關(guān)閉位置。
螺旋裝置MV例如可以是聯(lián)接到電動或液壓馬達上的夾爪套具。 軸向推進裝置例如可以是螺旋夾爪。檢測裝置MD例如可以是行程結(jié) 束觸點，或者如優(yōu)選的那樣，是用于測量螺旋裝置MV的扭矩的裝置。
選定位置例如可以由行程結(jié)束觸點確定，或者由在用于測量軸向 推進力的裝置上的閾值確定。
本發(fā)明也可以包括當管狀螺紋連接元件的陽端EM設(shè)有以上描述 的保護裝置D的實施例的至少一個(特別是第一、第三至第六及第九) 時用于檢查該端的第三方法。
這種第三方法包括從密封零件EE拆除保護體CP，然后從陽端 EM去除保護體CP，將密封零件EE留在原位；然后檢查陽端EM; 然后將保護體CP重新安置在陽端EM上；及重新將保護體CP連結(jié)到密封零件EE上。
本發(fā)明不限于以上描述的保護裝置的實施例，這些實施例僅作為 例子給出，并且它包括本領(lǐng)域技術(shù)人員可想到的所有變化，如在權(quán)利 要求中限定的那樣。
因而，本發(fā)明也涉及上面描述之外的其它類型的陽端。作為例子， 第一至第四實施例可以應(yīng)用于套筒螺紋管狀連接(VAM TOP類型)的 陽端，并且第五至第十一實施例可以應(yīng)用于"平齊的，，管狀螺紋連接 (VAMFJL類型)的陽端。本發(fā)明也涉及稱為"半平齊"的管狀螺紋連接 的陽端，該連接在陽端與陰端之間具有小的直徑差，如VAMSLIJII 連接(在EP0767335中描述)，其包括兩個錐形螺紋部分，這兩個錐形 螺紋部分布置在兩個不同的層上，且由一個中央止擋分開，每個螺紋 部分包括 一個子部分，在兩個衰減螺紋的子部分之間具有完整的螺 紋；和兩個金屬/金屬密封表面， 一個在螺紋部分的上游，另一個在下 游。
在陽端在螺紋部分的下游具有元素(止擋面、密封表面)的情況下， 第一密封最好在任何螺紋陽端元素之外的元件的一個常規(guī)部分(或本 體)上實現(xiàn)。
在陽端的末端部分沒有止擋的管狀螺紋連接的情況下，特別是如 果自由末端不具有寬度足夠的橫向環(huán)形表面，作為變型，第二密封可 以在螺紋的上游實現(xiàn)，并且如果需要，可以在金屬/金屬密封表面的上 游。
5權(quán)利要求
1.一種用于油氣井的鉆井和開采的管狀螺紋連接的元件(T)的陽端(EM)的保護裝置(D)，該陽端(EM)的外部設(shè)有至少一個外螺紋(FE1)，并且包括一個自由末端部分(P1)，所述裝置(D)包括i)以第一套筒的形式實現(xiàn)的一個保護體(CP)，并設(shè)置為至少部分地保護所述外螺紋(FE1)和所述自由末端部分(P1)；和ii)一個密封零件(EE)，適于一方面至少在位于陽端(EM)的所述外螺紋(FE1)下游的一個部分與所述元件(T)接觸，另一方面與所述保護器體(CP)接觸，從而保證所述外螺紋(FE1)下游的一個第一密封；其特征在于，該裝置包括固定部件(MF)，用于使所述密封零件(EE)和/或所述保護體(CP)向所述元件(T)徑向移動，以限定裝置(D)的“打開”和“關(guān)閉”位置，在這些位置，密封零件(EE)和/或保護體(CP)分別與所述元件(T)不接觸及緊密接觸；并且在所述裝置(D)的關(guān)閉位置得到第一密封。
2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的保護裝置(D)，其特征在于在所述元件 (T)直接位于陽端(EM)下游的常規(guī)部分(PC)處保證第 一 密封。
3. 根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的保護裝置(D)，其特征在于該裝置 包括能夠在陽端(EM)的自由末端部分(P1)處保證第二密封的部件。
4. 根據(jù)權(quán)利要求3所述的保護裝置(D),其特征在于在自由末端 部分(P1)端部的橫向環(huán)形面上保證第二密封。
5. 根據(jù)上述權(quán)利要求之一所述的保護裝置(D)，其特征在于保護 體(CP)覆蓋自由末端部分(P1)的橫向環(huán)形端面。
6. 根據(jù)上述權(quán)利要求之一所述的保護裝置(D)，其特征在于所述 密封零件(EE)由軟彈性材料形成。
7. 根據(jù)上述權(quán)利要求之一所述的保護裝置(D)，其特征在于所述 固定部件(MF)是環(huán)形圓周夾持部件。
8. 根據(jù)權(quán)利要求1至7之一所述的保護裝置(D)，其特征在于所 述保護裝置(D)在打開位置自由套在陽端(EM)上。
9. 根據(jù)上述權(quán)利要求之一所述的保護裝置(D),其特征在于所述密封零件(EE)以第二套筒的形式實現(xiàn)。
10. 根據(jù)權(quán)利要求9所述的保護裝置(D)，其特征在于所述第二 套筒(EE)由透明材料形成。
11. 根據(jù)權(quán)利要求9或IO所述的保護裝置(D)，其特征在于所述 第二套筒(EE)整體位于第一套筒(CP)的軸向延長線中，并且互補固定 部件(BL、 SP1、 SP2)位于保護體和密封零件(EE)上，以便將所述保護 體(CP)和所述密封零件(EE)互相連結(jié)在一起。
12. 根據(jù)權(quán)利要求9或IO所述的保護裝置(D)，其特征在于所述 第二套筒(EE)能夠在所述第一套筒(CP)軸向長度的至少一部分上插在 所述陽端(EM)與所述第 一套筒(CP)之間。
13. 根據(jù)權(quán)利要求12所述的保護裝置(D)，其特征在于所述第二 套筒(EE)延伸，直至覆蓋陽端(EM)末端部分(P1)的沖黃向環(huán)形端面。
14. 根據(jù)權(quán)利要求12或13所述的保護裝置(D),其特征在于所 述固定部件(MF)包括位于保護體(CP)周圍的圓周夾持部件，用于使所 述密封零件(EE)向所述元件(T)徑向移動，并與所述元件(T)相接觸， 并使所述保護體(CP)和所述密封零件(EE)在關(guān)閉位置相對于所述陽端 (EM)固定不動。
15. 根據(jù)權(quán)利要求14所述的保護裝置(D),其特征在于所述第二 套筒(EE)包括是至少部分環(huán)形的外部凸起(B1)，該環(huán)形外部凸起(B1) 與所述第一套筒(CP)中的凹槽(L1)配合，并且在關(guān)閉位置位置徑向壓 縮在所述第一套筒(CP)與所述陽端(EM)之間。
16. 根據(jù)權(quán)利要求14或15所述的保護裝置(D),其特征在于所 述笫一套筒(CP)由兩個互補部分(CP1、 CP2)構(gòu)成，這兩個互補部分 (CP1、 CP2)在關(guān)閉位置彼此固定。
17. 根據(jù)權(quán)利要求9至14之一所述的保護裝置(D)，其特征在于 所述密封零件(EE)的外形為旋轉(zhuǎn)截錐形，并且所述第一套筒(CP)的內(nèi) 部整體形狀為旋轉(zhuǎn)的截錐形，因此能緊密地套在所述密封零件(EE)上。
18. 根據(jù)權(quán)利要求11所述的保護裝置(D)，其特征在于所迷密封 零件(EE)形成環(huán)，該環(huán)包括能夠接受所述固定部件(MF)的部分，并且被整體形狀為旋轉(zhuǎn)截錐形的邊緣(B2)延長；并且保護體(CP)包括延伸 到陽端(EM)自由末端部分(P1)的末端部分(P2)，和與末端部分(P2)相 對的另一末端部分(P4)，末端部分(P4)包括第一子部分(SP1),該第一 子部分(SP1)的整體形狀為旋轉(zhuǎn)截錐形，并且能夠用力套在密封零件 (EE)的截錐形邊緣(B2)上，所述第一子部分(SP1)和所述截錐形邊緣 (B2)形成所述互補固定部件(SP1、 B2)的一部分。
19. 根據(jù)權(quán)利要求18所述的保護裝置(D),其特征在于所述末端 部分(P4)包括設(shè)有內(nèi)螺紋(FI1)的第二子部分(SP2)，該內(nèi)螺紋(FI1)用于 旋緊到陽端(EM)的所述外螺紋(FE 1)的選定部分上。
20. 根據(jù)權(quán)利要求9所述的保護裝置(D)，其特征在于所述密封 零件(EE)的形狀為包括一主要部分的環(huán)，該主要部分能夠至少部分地 插入在i)第一套筒(CP)位于與陽端(EM)的末端部分(Pl)相對一側(cè)的第 一部分(P5)，和ii)在所迷陽端(EM)的外螺紋(FEl)下游的所述元件(T) 之間，該主要部分在與陽端(EM)的末端部分(P 1 )相對 一 側(cè)被切割成舌 片(LA)的第一邊緣(B3)延長，并能夠接受所述固定部件(MF);并且所 述固定部件(MF)包括至少一個圓周夾持部件，該圓周夾持部件用于使 所述環(huán)(EE)在其舌片(LA)處向所述元件(T)徑向移動，并且在關(guān)閉位置 使所述環(huán)(EE)在陽端的所述外螺紋(FE1)的下游相對于所述陽端(EM) 固定不動。
21. 根據(jù)權(quán)利要求20所述的保護裝置(D)，其特征在于環(huán)(EE)的 所述主要部分包括環(huán)形內(nèi)凸起(B4)，該環(huán)形內(nèi)部凸起(B4)用于在關(guān)閉 位置在所述陽端(EM)的所述外螺紋(FE1)下游壓靠所述元件(T)。
22. 根據(jù)權(quán)利要求20或21所述的保護裝置(D)，其特征在于第 一套筒(CP)的所述第 一部分(P5)包括第二內(nèi)螺紋(FI3)，該第二內(nèi)螺紋 (FI3)用于旋緊到位于所述環(huán)(EE)主要部分上的外螺紋(FE2)上。
23. 根據(jù)權(quán)利要求12或13所述的裝置，其特征在于所述密封零 件(EE)包括位于陽端(EM)的外螺紋下游的第 一 中間部分(P7)、和使所 述中間部分(P7)從陽端(EM)的所述端部部分(P1 )相對的 一側(cè)延長的端 部(P8)，該端部(P8)切割成舌片(LA)，并且能夠接受所述固定部件(MF);并且所述固定部件(MF)包括圓周夾持部件，用于使所述第二套 筒(EE)在其舌片(LA)處向所述元件(T)徑向移動，并且在關(guān)閉位置使所 述第二套筒(EE)在其舌片(LA)處在陽端外螺紋(FE1)下游相對陽端 (EM)固定不動。
24. 根據(jù)權(quán)利要求23所述的裝置，其特征在于第二套筒(EE)的 所述第 一 中間部分(P7)包括內(nèi)部環(huán)形凸起(B4)，該內(nèi)部環(huán)形凸起(B4) 用于在關(guān)閉位置在所述陽端(EM)的所述外螺紋(FE1)下游貼靠元件 (T)。
25. 根據(jù)權(quán)利要求23或24所述的裝置，其特征在于第二套筒(EE) 的所述第一中間部分(P7)設(shè)有外螺紋(FE3);并且所述第一套筒(CP)包 括末端部分(P5),該末端部分(P5)包括內(nèi)螺紋(FI4)，該內(nèi)螺紋(FI4)用 于在所述第二套筒(EE)在陽端(EM)就位之后，在關(guān)閉位置旋緊到所述 第二套筒(EE)的所述外螺紋(FE3)上。
26. 根據(jù)權(quán)利要求1至7之一所述的裝置，其特征在于所述密封 零件(EE)形成一個環(huán)；所述第一套筒(CP)包括i)笫一部分(P10)和ii) 第二部分(P5),該第一部分(P10)包括第一子部分(P11)，該第一子部分 (Pll)形成凹槽(LO)，該凹槽(LO)能夠在所述第一套筒(CP)安置在所述 陽端(EM)上之前接受所述環(huán)(EE)，并在關(guān)閉位置使所述環(huán)(EE)位于陽 端(EM)外螺紋(FE1)的下游，該第二部分(P5)用于接受所述固定部件 (MF);并且所述固定部件(MF)用于使第一套筒(CP)的所述第二部分 (P5)向所述元件(T)徑向移動，并且在關(guān)閉位置使所述第二部分(P5)在 陽端外螺紋(FE1)的下游相對于所述陽端(EM)固定不動。
27. 根據(jù)權(quán)利要求26所述的裝置，其特征在于第一套筒(CP)的 所述第二部分(P5)包括至少一個^L兩個彼此相對的爪部分包圍的軸向 開口(OA)，并且每個爪設(shè)有孔眼；并且所述固定部件(MF)包括至少一 個螺栓(BL)，該螺栓(BL)用于進入到相對爪的所述孔中并且旋緊，從 而通過使第一套筒(CP)的所述第二部分(P5)向所述陽端(EM)徑向移動 而關(guān)閉開口 (OA)的邊緣，并且在關(guān)閉位置使所述第二部分(P5)在所述 陽端(EM)的外螺紋(FE1)的下游相對于所述元件(T)固定不動。
28. 根據(jù)權(quán)利要求26所述的裝置，其特征在于第一套筒的所述 第二部分(P5)切割成舌片，并且包括外螺紋；并且所述固定部件(MF) 包括螺母，該螺母能夠在第一套筒(CP)在陽端(EM)上就位之前，不用 旋緊地位于第 一套筒(CP)的所述第二部分(P5)上，并且設(shè)有內(nèi)螺紋， 用于以徑向鎖緊方式旋在第一套筒(CP)的所述笫二部分(P5)的所述外 螺紋上，使第 一套筒(CP)的所述第二部分(P5)在舌片(LA)處向所述陽 端(EM)徑向移動，并且在關(guān)閉位置第一套筒(CP)的所述第二部分(P5) 在所述陽端(EM)的外螺紋(FE1)的下游相對于所述元件(T)固定不動。
29. 根據(jù)權(quán)利要求27或28所述的裝置，其特征在于在關(guān)閉位置， 所述固定部件(MF)能夠陽端(EM)的外螺紋(FE 1)的下游將環(huán)(EE)徑向 壓縮在凹槽(LO)與元件(T)之間。
30. 根據(jù)權(quán)利要求12或13所述的裝置，其特征在于所述第二套 筒包括i)第一部分(P13)和ii)第二部分(P14),該第一部分(P13)至少 部分位于陽端的外螺紋(FE1)上方，該第二部分(P14)在與陽端自由末 端部分(P1)相對一側(cè)延長所述第一部分(P13),并切割成舌片(LA)，能 夠接受所述固定部件(MF);并且所述固定部件(MF)包括環(huán)或螺母，該 環(huán)或螺母在打開位置可以位于所述第二部分(P14)上，布置成與所述舌 片(LA)配合，以使所述舌片(LA)在固定部件(MF)沿舌片(LA)向陽端的 自由端軸向移動之后向所述陽端(EM)徑向移動，并且在關(guān)閉位置，使 所述第二套筒(EE)在所述陽端(EM)的外螺紋(FE1)的下游相對所述元 件(T)固定不動。
31. 根據(jù)權(quán)利要求30所述的裝置，其特征在于所述第二部分(P14) 包括錐形外螺紋(FE6);并且所述固定部件(MF)包括螺母，該螺母能 夠在打開位置位于所述第二部分(P14)上，該螺母設(shè)有內(nèi)螺紋，用于以 逐漸徑向鎖緊方式旋緊到所述第二部分(P14)的所述外螺紋(FE6)上， 使環(huán)(EE)向所述元件(T)徑向移動，并且在關(guān)閉位置使環(huán)(EE)在外螺紋 (FE1)的下游在陽端(EM)上不動。
32. 根據(jù)權(quán)利要求30或31所述的裝置，其特征在于第二套筒(EE) 的所述第一部分(P13)包括子部分(P15)，該子部分(P15)可以位于陽端(EM)的外螺紋(FE1)下游它所包括的環(huán)形內(nèi)部凸起(B5)處，并且該環(huán)形 內(nèi)部凸起(B5)用于在關(guān)閉位置徑向壓靠所述元件(T)。
33. 根據(jù)權(quán)利要求30至32之一所迷的裝置，其特征在于第二套 筒(EE)的所述第 一部分(P13)設(shè)有外螺紋(FE5);所述第 一 套筒(CP)包 括內(nèi)螺紋(FI7)，用于旋緊在第二套筒(EE)的所述第一部分(P13)的所述 外螺紋(FE5)上；第二套筒(EE)的所述第 一 部分(P 13)的所述外螺紋 (FE5)位于所述子部分(P15)處；并且所述內(nèi)螺紋(FI7)位于所述第一套 筒(CP)的末端部分(P16)上。
34. 根據(jù)權(quán)利要求22或33所述的裝置，其特征在于所述保護體 (CP)在所述裝置布置在所述陽端(EM)上之前旋緊到所述第二套筒(EE) 上。
35. 根據(jù)權(quán)利要求22、 33和34之一所述的裝置，其特征在于所 述保護體(CP)所述第二套筒(EE)已經(jīng)在關(guān)閉位置在所述陽端(EM)的 所述外螺紋(FE1)的下游相對所述元件(T)固定不動之后從所述第二套 筒(EE)上旋下或再次旋在第二套筒(EE)上。
36. 根據(jù)權(quán)利要求23至25和30至33之一所述的保護裝置(D)， 其特征在于所述第二套筒(EE)設(shè)有內(nèi)螺紋(FI5)，該內(nèi)螺紋(FI5)能夠 旋緊到陽端(EM)的所述外螺紋(FE1)的選定部分上。
37. 根據(jù)權(quán)利要求1至6之一所述的裝置，其特征在于所述密封 零件(EE)為可變形的環(huán)，包括在第一端(P19)和第二端(P23)之間的中心 部分(P40)，所述中心部分(P40)能夠在所述可變形環(huán)(EE)的端部(P19、 P23)上的軸向壓縮力(Fl)之后向所述元件(T)彎曲(F2),并且在關(guān)閉位 置在陽端(EM)的外螺紋(FE1)下游壓靠所述元件(T)。
38. 根據(jù)權(quán)利要求37所述的裝置，其特征在于所述可變形環(huán)(EE) 的軸向長度在其徑向厚度的4倍到40倍之間。
39. 根據(jù)權(quán)利要求37或38所述的裝置，其特征在于可變形環(huán)(EE) 的中心部分(P40)的直徑小于其端部(Pl9 、 P23)。
40. 根據(jù)權(quán)利要求37至39之一所述的裝置，其特征在于所述第 一套筒(CP)包括i)末端部分(P18)和ii)設(shè)有外螺紋(FE7)的第一中間部分(P20)，末端部分(P18)能夠接受所述環(huán)(EE)的第一端部(P19)，使其 位于陽端(EM)的外螺紋(FE1)的下游；所述固定部件(MF)包括螺母， 該螺母包括笫一部分(P21)和第二部分(P22)，該第一部分(P21)能夠接 受所述環(huán)(EE)的第二端部(P23)，該第二部分(P22)設(shè)有內(nèi)螺紋(FI9)， 用于與第 一套筒(cp)的第 一 中間部分(P20)的所述外螺紋(FE7)連在一 起，使螺母(MF)可以在所述第一套筒(CP)的外螺紋(FE7)上的軸向移 動，所述軸向移動能夠在所述環(huán)(EE)的第一和第二端(P19、 P23)施加 指向環(huán)(EE)中心部分的軸向力(F1)，以便在關(guān)閉位置使環(huán)(EE)彎曲， 并使其在所述陽端(EM)的外螺紋(FE 1)下游壓靠所述元件(T)。
41. 根據(jù)權(quán)利要求40所述的裝置，其特征在于所述第一套筒(CP) 的第 一 中間部分(P20)的所述外螺紋(FE7)設(shè)置為允許螺母(MF)通過旋 緊到所述第 一 套筒(CP)的外螺紋(FE7)上而軸向移動。
42. 根據(jù)權(quán)利要求40或41所述的裝置，其特征在于所述第一套 筒(CP)的第一中間部分(P20)的所述外螺紋(FE7)設(shè)置為，使螺母(MF) 能夠通過卡緊配合相對于所述第一套筒(CP)的所述外螺紋(FE7)的軸 向移動。
43. 根據(jù)權(quán)利要求42所述的裝置，其特征在于所述第一套筒(CP) 的第 一 中間部分(P20)的所述外螺紋(FE7)和/或所述環(huán)(EE)的所述內(nèi)螺 紋(FI9)的螺紋剖面為鋸齒形。
44. 根據(jù)權(quán)利要求43所述的裝置，其特征在于所述第一套筒(CP) 的第 一 中間部分(P20)的所述外螺紋(FE7)和/或所述環(huán)(EE)的所述內(nèi)螺 紋(FI9)具有兩個相對裝置(D)的軸線具有不同傾斜度側(cè)翼，最小傾斜 側(cè)翼的傾斜度(A)小于或等于最大傾斜側(cè)翼的傾斜角度的90度余角(B) 的三倍。
45. 根據(jù)權(quán)利要求40至44之一所述的裝置，其特征在于所述第 一套筒(CP)包括外部凸肩(B6)，該外部凸肩(B6)形成所述螺母(MF)在 裝置(D)的關(guān)閉位置的軸向限位阻擋。
46. 根據(jù)權(quán)利要求37至39之一所述的裝置，其特征在于所述第 一套筒(CP)的所述末端部分(P25)包括形成軸向限位阻擋的第一外部凸肩(B7);所述第 一套筒(CP)包括設(shè)有笫二外部突起(B8)的第 一 中間 部分(P26)，該第二外部突起(B8)形成防止軸向后退的限位阻擋；所述 裝置(D)另外包括固定元件(EF)，該固定元件(EF)包括形狀與所述笫二 防止軸向后退的第二突起(B8)基本相同內(nèi)部凹槽(LR)和外螺紋(FE8), 并且該固定元件(EF)能夠?qū)⑺鲱A(yù)組裝裝置(D)安置在所述陽端(EM) 上的打開位置之前初始位于所述第一外部凸肩(B7)與所述第二外部突 起(B8)之間；所述固定部件(MF)包括螺母，該螺母包括接受所述環(huán)(EE) 的第二端部(P23)的第 一部分(P21)和設(shè)有內(nèi)螺紋(FI11)的第二部分 (P22)，該內(nèi)螺紋(FI11)用于在所述預(yù)組裝裝置(D)位于所述陽端(EM) 上的打開位置以前旋在固定元件(EF)的所述外螺紋(FE8)上；并且所述 螺母(MF)能夠軸向移動，帶動所述固定元件(EF)，從而在關(guān)閉位置， 所述第二外部突起(B8)被鎖定在其凹槽(LR)內(nèi)，引此防止所述固定元 件(EF)向相反方向軸向移動，并且在關(guān)閉位置使所述環(huán)(EE)彎曲，使 其在所述陽端(EM)的外螺紋(FE 1)的下游壓靠所述元件(T)。
47. 根據(jù)權(quán)利要求46所述的裝置，其特征在于所述第二外部突 起(B8)具有傾斜度較小的側(cè)翼和陡側(cè)翼的非對稱剖面。
48. 根據(jù)權(quán)利要求46或47所述的裝置，其特征在于所述螺母(MF) 的所述內(nèi)螺紋(FI11)和固定元件(EF)的所述外螺紋(FE8)可以通過它們 的配合松開所述螺母(MF)，由此裝置(D)可以從關(guān)閉位置過渡到打開 位置，以便取下所述第一套筒(CP)，并且如需要，將所述螺母(MF)再 次旋緊，因此裝置(D)可以返回到關(guān)閉位置。
49. 根據(jù)權(quán)利要求38至48之一所述的裝置，其特征在于第一套 筒(CP)的所述末端部分(P18; P25)包括開口(OV);并且環(huán)(EE)的所述 第 一部分(P19)包括徑向突起，用于通過卡緊配合位于所述開口 (OV) 中。
50. 根據(jù)權(quán)利要求49所述的裝置，其特征在于所述第一套筒(CP) 設(shè)有內(nèi)螺紋(FIIO)，用于旋緊到陽端(EM)的所述外螺紋(FE1)的選定部 分上。
51. 根據(jù)權(quán)利要求36或50所述的保護裝置(D)，其特征在于陽端(EM)的所述外螺紋(FE1)包括至少一個完整螺紋區(qū)和至少一個不完 整螺紋區(qū)；并且所述外螺紋(FE1)的選定部分位于完整螺紋區(qū)。
52. 根據(jù)上述權(quán)利要求之一所述的裝置，其特征在于所述保護體 (CP)由從至少包括基于聚碳酸酯的混合物、聚甲醛或聚縮酪(POM)、 及高密度聚乙烯(HDPE)或超高密度聚乙烯(UHDPE)的一組中選擇的 熱塑性材料形成。
53. 根據(jù)權(quán)利要求52所述的裝置，其特征在于所述熱塑性材料 至少部分為蜂窩狀。
54. 根據(jù)上述權(quán)利要求之一所述的裝置，其特征在于所述密封零 件(EE)由從至少包括熱固性橡膠和熱塑性彈性體的一組中選擇的軟材 料形成。
55. 根據(jù)權(quán)利要求54所述的裝置，其特征在于所述熱固性橡膠 從至少包括NBR和CR的一組中選擇。
56. 根據(jù)權(quán)利要求54所述的裝置，其特征在于所述熱塑性彈性 體從至少包括TPE-E和TPE-U的一組中選擇。
57. 根據(jù)以上權(quán)利要求之一所述的裝置，其特征在于所述陽端 (E M)在制造它的工廠涂上 一 個潤滑劑薄層，以便在鉆井現(xiàn)場旋緊到另 一個元件的對應(yīng)陰端上。
58. 使根據(jù)權(quán)利要求5與權(quán)利要求31、 40及41之一和與權(quán)利要求 50或51相結(jié)合的保護裝置(D)置位于用于油氣井的鉆井和開采的一個 管狀螺紋連接的元件(T)的陽端(EM)上的方法，其特征在于將保護 體(CP)、螺母(MF)及環(huán)(EE)預(yù)組裝到打開位置；然后將裝置(D)旋緊， 直到使保護體(CP)抵靠陽端(EM)自由末端部分(P1)的橫向環(huán)形端，以 形成第二密封；并且旋緊螺母(MF),以限定裝置(D)的關(guān)閉位置和第 一密封。
59. 使根據(jù)權(quán)利要求5與(i)權(quán)利要求42-48之一和(ii)權(quán)利要求50 或51相結(jié)合的保護裝置(D)置位于用于油氣井的鉆井和開采的一個管 狀螺紋連接的元件(T)的陽端(EM)上的方法，其特征在于將保護體 (CP)、螺母(MF)、固定元件(EF)及環(huán)(EE)預(yù)組裝到打開位置；然后旋緊裝置(D)，直到保護體(CP)抵靠陽端(EM)的自由末端部分(P1)的橫向 環(huán)形端面，從而形成第二密封；并且將螺母(MF)軸向推進到一選定位 置，從而使環(huán)(EE)彎曲，并限定裝置的關(guān)閉位置和第一密封。
60. 根據(jù)權(quán)利要求59所述的使保護裝置(D)置位的方法，其特征在 于在存在包括外部凸肩(B6)的笫一套筒(CP)的情況下，所述選定位 置由螺母(MF)抵靠保護體的所述外部凸肩(B6)形成，該外部凸肩(B6) 形成所述螺母(MF)在裝置(D)的關(guān)閉位置的限位阻擋。
61. 根據(jù)權(quán)利要求59所述的使保護裝置(D)置位的方法，其特征在 于裝置(D)按照權(quán)利要求46至48之一形成；并且所述選定位置是保 護體(CP)的第二外部突起(B8)被鎖定在固定元件(EF)的凹槽(LR)中的 位置。
62. 用于實施權(quán)利要求58所述方法的機器，其特征在于，它包括 用于保持陽端(EM)的保持部件；用于將保護體(CP)旋緊到陽端(EM) 第一旋緊部件；用于檢測保護體(CP)與陽端(EM)的自由末端部分(P1) 的橫向環(huán)形端面接觸的檢測部件，并且在檢測到接觸的情況下停止第 一旋緊部件；及第二螺旋裝置，用于將螺母(MF)旋緊到選定位置，以 確定裝置(D)的關(guān)閉位置。
63. 用于實施權(quán)利要求59至61之一所述方法的機器，其特征在于， 它包括用于保持陽端(EM)的保持部件；用于將保護體(CP)旋緊到陽 端(EM)上的旋緊部件；用于檢測保護體(CP)與陽端(EM)的自由末端部 分(P1)的橫向環(huán)形端面接觸的檢測部件，并且在檢測到接觸的情況下 停止第一旋緊部件；和軸向推動部件，用于將螺母(MF)軸向推進到選 定位置，以確定裝置(D)的關(guān)閉位置。
64. 用于檢查用于油氣井的鉆井和開采的一個管狀螺紋連接的元 件(T)的陽端(EM)的方法，所述陽端(EM)帶有在關(guān)閉位置的如權(quán)利要 求ll、 17至25及30至36之一所述的一個保護裝置(D)，所述方法包 括拆除保護體(CP)和密封零件(EE)，然后從陽端(EM)取下保護體 (CP)，將密封零件(EE)留在原位；然后檢查陽端(EM)，并將保護體(CP) 重新安置在陽端(EM)上；并重新連結(jié)保護體(CP)和密封零件(EE)。
65.根據(jù)權(quán)利要求64所述的檢查方法，其特征在于裝置(D)為如 權(quán)利要求10與權(quán)利要求30至33之一相結(jié)合的裝置，以便可以通過第 二套筒(EE)的透明的第 一部分(P13)檢查陽端(EM)。
全文摘要
一種用于油氣井的鉆井和開采的管狀螺紋連接元件(T)的陽端(EM)的保護裝置(D)，陽端(EM)的外部設(shè)有至少一個外螺紋(FE1)，并且包括自由末端部分(P1)。該裝置(D)包括i)保護體(CP)，以第一套筒的形式實現(xiàn)，用于至少部分地保護外螺紋(FE1)和自由末端部分(P1)；ii)密封零件(EE)，適于一方面至少在位于陽端(EM)的外螺紋(FE1)下游的一部分與元件(T)接觸，另一方面與所述保護體(CP)接觸，以在外螺紋(FE1)的下游保證第一密封；以及iii)固定部件(MF)，用于使密封零件(EE)和/或保護體(CP)向元件(T)徑向移動，確定裝置(D)的“打開”和“關(guān)閉”位置，在這些位置，密封零件(EE)和/或保護體(CP)分別與元件(T)不接觸及緊密接觸。另外，在裝置(D)的關(guān)閉位置得到第一密封。
文檔編號B65D59/06GK101563275SQ200780047234
公開日2009年10月21日 申請日期2007年12月14日 優(yōu)先權(quán)日2006年12月19日
發(fā)明者E·卡迪烏, R·維拉斯克斯, S·庫爾圖瓦, S·莫雷爾 申請人:瓦盧萊克曼內(nèi)斯曼油氣法國公司;Vam墨西哥可變資本股份公司