專利名稱：包括至少一個(gè)具有端唇部的螺紋元件的改進(jìn)螺紋管連接的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種改進(jìn)(premium)的螺紋管連接件，其至少包括在凸元件和凹元件上形成螺紋連接的一組金屬-金屬密封面以及對(duì)頭接合(makeupabutments)，所述螺紋元件形成在很長(zhǎng)的管子或短(配合)類型的管狀元件的端部。
背景技術(shù)：
許多類型的螺紋管狀連接是已知的，它們主要用來(lái)構(gòu)成用于碳?xì)浠衔锘蛘哂糜诶鐪厝木奶坠苤蚬苤蜚@管柱(casing string or tubingstring or drillpipe string)。
公知的，螺紋管連接可用于將海底鉆井連接到海面生產(chǎn)平臺(tái)的提升管。
這種螺紋管連接經(jīng)受著各種整體應(yīng)力(軸向拉伸或壓縮，內(nèi)部或外部流體壓力，彎曲，扭曲)，所述整體應(yīng)力可以是組合應(yīng)力(例如，軸向拉伸+內(nèi)部壓力)，可能伴隨有波動(dòng)的強(qiáng)度。
改進(jìn)的螺紋管連接不僅要能夠抵抗破裂而且也必須保持緊密密封，特別是對(duì)天然氣來(lái)說(shuō)，此外，還要考慮到所經(jīng)受的應(yīng)力可能是組合應(yīng)力以及惡劣的現(xiàn)場(chǎng)操作條件。
當(dāng)管子深入到井中或在操作過程中，應(yīng)力可能發(fā)生本質(zhì)上的變化，例如，拉應(yīng)力可以暫時(shí)地轉(zhuǎn)換成壓應(yīng)力。
螺紋管連接必須經(jīng)受多次的接合和拆開而不降低其性能，特別是對(duì)于金屬磨擦(galling)。
拆開后，管狀元件能夠在不同工作條件下被重新用于其它井中。
法國(guó)專利FR 1489013和歐洲專利EP 0488912公開了這樣一種改進(jìn)管狀螺紋連接的例子，特別是一種通過螺紋耦接(threaded coupling)將兩個(gè)非常長(zhǎng)的管子連接在一起的螺紋連接和耦接。
美國(guó)專利US 5687999和美國(guó)專利US 4494777描述了另一種直接連接兩個(gè)非常長(zhǎng)的管子的整體式改進(jìn)螺紋管狀連接。
FR 1489013和EP 0488912以及US 4494777所述的螺紋管連接在至少其中一個(gè)螺紋元件的自由端處具有前軸向?qū)?abutment)表面，所述螺紋元件通常是凸元件，并且處于螺紋元件外周面上的一密封面緊鄰著相同螺紋元件的前表面。
在螺紋的第一螺紋和處于自由端的前軸向?qū)颖砻嬷g的部分螺紋元件通常被稱作唇部。
在許多改進(jìn)螺紋連接中，特別是在上述三種專利中，凸密封面位于唇部的端部，其長(zhǎng)度根據(jù)螺紋連接而變化。
當(dāng)一改進(jìn)螺紋連接被接合到接合位置時(shí)，軸向?qū)?axial abutments)處于接觸壓力下，從而產(chǎn)生和給定接合力矩Tm相等的反作用。
然后，相應(yīng)的凹凸密封面形成徑向干涉并產(chǎn)生接觸壓力，位于螺紋元件自由端相對(duì)一側(cè)上的螺紋上的、被稱為“負(fù)載側(cè)肋(loading flank)”的螺紋側(cè)肋(thread flank)在接觸壓力作用下產(chǎn)生接觸，唇部位于軸向壓力下。
如果干涉密封面有不合適的幾何形狀，它們?cè)诮雍线^程中可能會(huì)導(dǎo)致金屬摩擦的問題。如果在接觸壓力、特別是作用在密封面有效寬度上的整體接觸壓力不足的情況下，它們也可能冒著在工作中發(fā)生泄露的風(fēng)險(xiǎn)。
為了避免發(fā)生泄露的風(fēng)險(xiǎn)，整體接觸壓力必須保持在一定的數(shù)值以上，此數(shù)值以N/mm來(lái)表示；對(duì)于給定的幾何形狀來(lái)說(shuō)，這種整體接觸壓力是接合過程末端的元件位置和工作應(yīng)力(service stress)的函數(shù)。
得到一種如下的螺紋管連接是非常困難的，該螺紋管連接以和管子相同的方式抵抗工作中的不同壓力，其能夠保持在這種應(yīng)力下氣密，通過在工作中應(yīng)用外部壓力來(lái)改變所述應(yīng)力，例如軸向拉伸或壓縮、彎曲、內(nèi)部壓力或外部壓力。

發(fā)明內(nèi)容
我們已經(jīng)尋求開發(fā)一種具有軸向?qū)拥母倪M(jìn)螺紋管狀連接，該軸向?qū)游挥谥辽僖粋€(gè)螺紋元件的唇部的自由端，所述螺紋管狀連接在螺紋連接經(jīng)受高的內(nèi)部壓力或外部壓力時(shí)具有最大的防泄露能力，并且在螺紋連接經(jīng)受高的外部拉伸力時(shí)能夠保持這種防泄露能力，所述拉伸力趨于軸向地分開相應(yīng)的對(duì)接表面，并且特別是分開密封面。
所述拉伸力來(lái)自軸向或彎曲拉伸應(yīng)力。在本說(shuō)明書中其它部分所使用的“拉伸力”或“拉伸負(fù)載”是指一組外部應(yīng)力，所有或部分的螺紋管狀連接經(jīng)受這種應(yīng)力或負(fù)載。
這種螺紋管狀連接的特征在于，密封面之間整個(gè)表面寬度上的接觸壓力的整體(integral)的變化是拉伸負(fù)載的函數(shù)，表示為對(duì)應(yīng)管柱(string)中的管子屈服強(qiáng)度的負(fù)載的百分?jǐn)?shù)％。
我們也已經(jīng)找到一種接合螺紋管狀連接時(shí)將金屬摩擦的風(fēng)險(xiǎn)減至最小的方法。
我們也已經(jīng)實(shí)現(xiàn)提供一種發(fā)明，其可以有利地應(yīng)用于包括至少兩個(gè)軸向?qū)拥穆菁y連接上，其中一個(gè)是外部的，另一個(gè)是內(nèi)部的。
我們也已經(jīng)實(shí)現(xiàn)提供一種螺紋連接，其可以容易地在現(xiàn)場(chǎng)被接合。
我們也已經(jīng)實(shí)現(xiàn)提供用于螺紋連接的理論密封性能，此性能不會(huì)因?yàn)槔щy的現(xiàn)場(chǎng)操作條件而顯著減少。
本發(fā)明的螺紋連接在已知的模式中首先包括處于第一管狀元件端部的凸螺紋元件以及處于第二管狀元件端部的凹螺紋元件。
凸螺紋元件包括凸螺紋、至少一個(gè)位于外周面上的凸密封面以及至少一個(gè)凸軸向?qū)颖砻妗?br> 凹螺紋元件相應(yīng)地包括凹螺紋、至少一個(gè)位于內(nèi)部圓周表面上的凹密封面以及至少一個(gè)凹軸向?qū)颖砻妗?br> 此凸螺紋被接合到凹螺紋中，直至至少一個(gè)凸軸向?qū)颖砻娴挚康嘏浜舷鄳?yīng)凹軸向?qū)颖砻?，從而和相?yīng)凹軸向?qū)颖砻嬉黄甬a(chǎn)生接合力矩的反作用，然后每個(gè)凸密封面與相應(yīng)凹密封面發(fā)生干涉。
在至少一個(gè)螺紋元件上，在對(duì)接表面之間的對(duì)接反作用中的對(duì)接表面產(chǎn)生在螺紋元件的自由端的前表面上，并且稱作遠(yuǎn)軸向?qū)颖砻妗?br> 唇部將遠(yuǎn)軸向?qū)颖砻鎻穆菁y元件上的螺紋分開，一個(gè)被稱作“唇部密封面”的密封面設(shè)置在該唇部上，并距離螺紋端部給定的軸向距離。
因此，所述唇部經(jīng)受來(lái)自遠(yuǎn)軸向?qū)用娴妮S向壓縮負(fù)載，該遠(yuǎn)軸向?qū)用婧拖鄳?yīng)的軸向?qū)用姘l(fā)生抵靠對(duì)接作用。
根據(jù)本發(fā)明的特征，此唇部包括位于唇部密封面和位于唇部自由端處的遠(yuǎn)軸向?qū)颖砻嬷g的、被稱為“附件(appendix)”的部分。
這個(gè)附件可以形成唇部，該唇部具有高的徑向剛度以及低的軸向剛度。
美國(guó)專利US 4624488和US 4795200公開了在螺紋元件的密封面和自由端的前表面之間具有附件的螺紋連接。
但是，這兩個(gè)專利都沒有公開自由端的前表面作為接合扭矩的反作用對(duì)接中的對(duì)接面，并且附件沒有執(zhí)行相同的一組功能。
Ferguson(US 4624488)中的附件提供了對(duì)在現(xiàn)場(chǎng)操作過程中由碰撞所導(dǎo)致的損傷的保護(hù)，并且增加了軸向拉伸下螺紋連接的極限拉伸強(qiáng)度。
另外，Tung(US 4795200)中的附件可以在沒有遠(yuǎn)軸向?qū)颖砻娴穆菁y連接上增加唇部的徑向剛度，因此，在這個(gè)螺紋連接上的密封面處增加了接觸壓力。
首先，發(fā)明人已經(jīng)注意到，本發(fā)明的附件也增加了在具有遠(yuǎn)軸向?qū)颖砻娴穆菁y管狀連接上的唇部的徑向剛度，并且這種在剛度上的增加形成了改進(jìn)的螺紋管狀連接，其體現(xiàn)在唇部上密封面的有效軸向接觸寬度的增加，以及在這個(gè)遠(yuǎn)軸向?qū)訉挾壬系恼w接觸壓力的增加。
和Tung專利的教導(dǎo)相比，上述增加并不顯然，因?yàn)榇讲康妮S向壓縮通常趨向于將唇部變成“香蕉”形或彎曲，并且會(huì)減少密封面的有效接觸寬度以及整體接觸壓力。
發(fā)明人還注意到，非顯然的，對(duì)于本發(fā)明的改進(jìn)螺紋管狀連接來(lái)說(shuō)，由于附件所引起的徑向剛度的增加還會(huì)導(dǎo)致遠(yuǎn)軸向?qū)颖砻娴挠行较蚪佑|寬度的增加以及在這個(gè)遠(yuǎn)軸向?qū)颖砻娴膹较驅(qū)挾壬系恼w接觸壓力的增加。
從Tung的專利中不能得知或推斷出上述效果，Tung專利沒有考慮這樣的遠(yuǎn)軸向?qū)颖砻妗?br> 發(fā)明人還注意到本發(fā)明的螺紋管狀連接上的附件的另一個(gè)非顯然效果。
該附件減少唇部的軸向剛度，從而在恒定軸向壓縮應(yīng)力下增大唇部的彈性變形。
當(dāng)在螺紋連接上施加拉伸負(fù)載時(shí)，這種增加的彈性變形可能會(huì)將對(duì)接的分開、尤其是唇部密封面寬度上的整體接觸壓力的臨界值向著相對(duì)較高高的拉伸負(fù)載轉(zhuǎn)移。
此外，這種效果不可能從Tung專利中用明顯的方式發(fā)現(xiàn)或推導(dǎo)出來(lái)，Tung專利沒有考慮設(shè)置有遠(yuǎn)對(duì)接密封面的螺紋管狀連接，并且沒有考慮在拉伸應(yīng)力下的泄露風(fēng)險(xiǎn)。
本發(fā)明的改進(jìn)螺紋管狀連接上的附件的其他有利效果和優(yōu)勢(shì)可以從本發(fā)明的具體實(shí)施例推導(dǎo)，這些將會(huì)在下面進(jìn)行討論。
在唇部密封面一側(cè)，附件可以具有任何外周面，但是基本上圓柱形外周面是優(yōu)選的，用來(lái)將遠(yuǎn)軸向?qū)颖砻娴膹较蚝穸茸畲蠡?br> 優(yōu)選地，附件的軸向長(zhǎng)度為唇部總體長(zhǎng)度的8％到75％，更具體地，介于20％到60％之間。
優(yōu)選地，附件軸向長(zhǎng)度和遠(yuǎn)軸向?qū)颖砻鎻较蚝穸鹊谋戎狄∮?。
優(yōu)選地，每個(gè)唇部密封面是從由圓錐面、圓環(huán)面或復(fù)雜表面組成的組中選取的，所述復(fù)雜表面包括圓錐面、圓柱面和/或一個(gè)或多個(gè)圓環(huán)面的組合。
更優(yōu)選地，一個(gè)或至少一個(gè)唇部密封面是包括兩個(gè)彼此相切的表面部分的復(fù)雜表面，即，位于遠(yuǎn)軸向?qū)颖砻嫔系膱A錐形部分和位于螺紋一側(cè)上的具有較大半徑的圓環(huán)面，所述較大直徑例如大于20mm，另一螺紋元件上的相應(yīng)密封面是圓錐面，其與唇部密封面的圓錐部分具有基本上相同的錐度，并且其軸向?qū)挾扰c唇部密封面的總體軸向?qū)挾认噙m應(yīng)。
獨(dú)立于附件，這種復(fù)雜表面配置可以增加唇部密封面上的整體接觸壓力。
更優(yōu)選地，各唇部密封面相對(duì)于螺紋連接軸線的平均傾斜角度至少是10度。
更優(yōu)選地，唇部密封面的軸向?qū)挾仁?0mm或更小，優(yōu)選5mm或更小。
優(yōu)選地，遠(yuǎn)軸向?qū)颖砻媸谴怪庇诼菁y連接軸線的水平平面或者是圓錐形面，該圓錐面與螺紋連接同軸且具有70度到90度范圍內(nèi)的頂點(diǎn)半角，在后一種情況中，該遠(yuǎn)軸向?qū)颖砻孚呄蛴诖龠M(jìn)此密封面和相應(yīng)的密封面之間的接觸。


附圖示出將在隨后詳細(xì)描述的本發(fā)明具體實(shí)施例，附圖中圖1示出現(xiàn)有技術(shù)的螺紋連接和耦接管狀連接的半剖軸向視圖；圖2示出本發(fā)明的螺紋連接和耦接管狀連接的半剖軸向視圖；圖3示出根據(jù)本發(fā)明的用于提升裝置的整體螺紋管狀連接的半剖軸向視圖；圖4示出根據(jù)本發(fā)明的整體螺紋管狀連接的半剖軸向視圖，稱為“平頭(flush)”連接，即，螺紋管狀連接的外徑和內(nèi)徑?jīng)]有改變；
圖5示出圖2的凸螺紋元件的自由端的放大視圖；圖6示出與相應(yīng)的凹螺紋部分接合之后圖5的自由端；圖7示出圖3的凸螺紋元件自由端的放大視圖；圖8概略示出圖1(現(xiàn)有技術(shù))所示的凸螺紋元件的自由端；圖9至圖11概略示出圖8所示的現(xiàn)有技術(shù)的自由端的三種變化；圖12示出接觸寬度以及在遠(yuǎn)軸向?qū)颖砻婧痛讲棵芊饷嫣幍乃鼋佑|寬度上的整體接觸壓力的圖形，所述壓力作為施加在圖1中(現(xiàn)有技術(shù))的螺紋管狀連接上的軸向拉伸負(fù)載的函數(shù)；圖13示出圖2的本發(fā)明螺紋管狀連接的相同圖形；圖14概略示出與圖2的螺紋管狀連接上的個(gè)別凹螺紋配合的個(gè)別凸螺紋；圖15、16和17概略示出在徑向(圖15、16)或角向(圖17)未對(duì)準(zhǔn)的情況下，在尚未接合之前，螺紋元件嚙合過程中的設(shè)置。
具體實(shí)施例方式
圖1示出了位于兩個(gè)管子101、101′之間的、通過耦接件202而螺紋連接和耦接的管狀連接200，所述兩個(gè)管子是很長(zhǎng)的管子，所述耦接件是長(zhǎng)度較短的管狀元件。
所稱的“管子”或“很長(zhǎng)的管狀元件”意指有幾米長(zhǎng)的管子，例如大約10米長(zhǎng)。
連接200通常被用來(lái)制成用于碳?xì)浠衔锞?、提升器的套管柱、管柱或用于所述井鉆管柱。
此管可以根據(jù)例如機(jī)械壓力的程度、流入或流出管道的流體的腐蝕特性的工作條件，由任何類型的非合金、輕質(zhì)合金或重合金鋼，或者甚至經(jīng)過熱處理或冷處理的含鐵或不合鐵的合金制成。
也可以使用帶有涂層的低抗腐蝕能力的鋼管，例如涂層可以是合成材料，以防止在鋼和腐蝕流體之間的任何接觸。
管子101、101′的端部設(shè)置有相同的凸元件1、1′，并且所述端部通過耦接件202耦接在一起，該耦接件的兩端設(shè)置有凹螺紋元件2、2’。
凸螺紋元件1、1’通過分別接合到凹螺紋元件2、2’中而互相連接，同時(shí)形成了兩個(gè)對(duì)稱的螺紋連接100、100’，所述兩個(gè)螺紋連接通過幾厘米長(zhǎng)的凸耳10相連。
耦接件的凸耳10的內(nèi)徑基本上與管道101、101’端部的直徑相同，從而使內(nèi)部流體的流動(dòng)不會(huì)被干擾。
螺紋管狀連接100、100’是對(duì)稱的，所以只需要對(duì)其中一個(gè)連接的功能進(jìn)行介紹，例如螺紋管狀連接100。
凸螺紋元件1包括凸螺紋3，該凸螺紋具有API(美國(guó)石油協(xié)會(huì))標(biāo)準(zhǔn)5B中所定義的已知類型的“鋸齒形”螺紋的梯形螺紋；這種凸螺紋3具有錐度，并設(shè)置在凸元件的外側(cè)，并且通過沒有螺紋的唇部11與所述元件的自由端7分開。此自由端7形成環(huán)形的表面，該環(huán)形面具有基本上橫向設(shè)置的、稱為遠(yuǎn)軸向?qū)颖砻娴妮S向?qū)印?br> 在唇部11的外表面上緊靠著自由端7的是形成凸唇部密封面的圓錐面5，其錐度大于凸螺紋3的錐度。
凹元件2包括與那些凸元件1的相應(yīng)裝置匹配的裝置，即，通過將所述裝置分別設(shè)置在所述凹螺紋元件和凸螺紋元件上，它們通過形狀匹配并且布置成互相配合。
凹元件2包括內(nèi)錐形凹螺紋4以及位于螺紋和凸耳10之間的非螺紋部分。
該非螺紋部分包括基本橫向定向的環(huán)形軸向?qū)颖砻?，此面在凸耳的端部形成肩臺(tái)；以及，圓錐形表面6，該面緊靠著所述肩臺(tái)在螺紋側(cè)4上形成凹密封面。
在將凸螺紋完全接合到凹螺紋中之后，對(duì)接面7和8彼此擠壓，同時(shí)支承面5、6徑向干涉并因此處于金屬對(duì)金屬的接觸壓力下。然后，表面5、6組成金屬對(duì)金屬的密封面，這樣做的目的在于，螺紋連接即使經(jīng)受高的內(nèi)或外流體壓力、氣體流、各種簡(jiǎn)單或組合以及靜態(tài)或波動(dòng)的應(yīng)力(軸向拉伸、軸向壓縮、彎曲、扭曲等)，也能夠保持密封。
這種螺紋連接的性能相比例如API標(biāo)準(zhǔn)5CT所定義的那些標(biāo)準(zhǔn)螺紋管狀連接來(lái)說(shuō)有所提高，因此它們被稱為改進(jìn)的連接。
但是，如圖1所示的螺紋管狀連接100一定具有互相抵觸的幾何要求(geometric imperatives)，所述幾何要求通過圖8至圖10進(jìn)行解釋。
唇部密封面處的唇部的長(zhǎng)度和厚度必須足以使唇部具有給定的徑向剛度，該唇部像彈簧一樣發(fā)揮作用(見圖8)；用于給定徑向干涉的接觸壓力隨著唇部11的徑向剛度而變化。
但是，當(dāng)螺紋連接經(jīng)受內(nèi)或外部流體壓力時(shí)，唇部彎曲，從而引發(fā)密封面5和6角度不匹配，并且因此出現(xiàn)了有效接觸寬度和整體接觸壓力的減少。當(dāng)處于螺紋3起始處和唇部密封面5之間的部分唇部35變長(zhǎng)時(shí)，因流體壓力所產(chǎn)生的唇部彎曲會(huì)變得更大。
出于以下將要給出的原因，如果長(zhǎng)度lt1通過增加對(duì)接長(zhǎng)度(ls3＞ls1)而增加到長(zhǎng)度lt2(圖10)，就可以避免增加唇部11的部分35的長(zhǎng)度，遠(yuǎn)軸向?qū)颖砻?的徑向厚度e2變得不足以確保有足夠的接合力矩值來(lái)防止螺紋管狀連接所不期望的斷裂。
為了克服這種不足，可以在加工對(duì)接部分5之前將唇部的端部變成錐形，從而使內(nèi)部外周表面具有朝向它未端的小直徑(圖11)；但是，如此形成錐形需要進(jìn)一步的加工操作。
為了克服圖10所示的不足，唇部密封面5的錐度(角度B＜角度A，見圖9)可以被減少，但是這種設(shè)置導(dǎo)致了支承面5、6在接合的末端從它們發(fā)生干涉的時(shí)刻具有較大的摩擦；這樣導(dǎo)致很高的金屬摩擦，特別是對(duì)某種類型的材料來(lái)說(shuō)(高鉻鋼、鎳合金等)。
圖2示出直接源于圖1的本發(fā)明螺紋管狀連接，具體地，其修改了唇部11的結(jié)構(gòu)，該結(jié)構(gòu)包括附件13，通過使凹軸向?qū)颖砻婵拷B接件202的中心而對(duì)凹螺紋元件的結(jié)構(gòu)進(jìn)行修改；圖2所示凸耳10的軸向長(zhǎng)度小于圖1所示凸耳的長(zhǎng)度。
圖5示出圖2中螺紋連接的凸唇部11的細(xì)節(jié)。
在圖5中，總體長(zhǎng)度為lt的凸唇部11包括總體軸向?qū)挾葹閘s的唇部密封面5，該表面通過軸向長(zhǎng)度為la的附件13與遠(yuǎn)軸向?qū)颖砻?分開。
遠(yuǎn)軸向?qū)颖砻?是凹陷錐形面，與螺紋連接同軸并且具有75度的頂點(diǎn)半角(相對(duì)于軸線的法線成15度)。只是一種已知的用以增加圖1所示類型的螺紋連接的密封面5、6之間的接觸壓力的設(shè)置。
附件13具有外部圓柱形外周面19，該面通過具有低半徑R4的圓環(huán)形面和遠(yuǎn)軸向?qū)颖砻?相連。
圖5所示附件的軸向長(zhǎng)度la大約是唇部總體軸向長(zhǎng)度lt的25％，這個(gè)長(zhǎng)度是從表面7和表面19的交點(diǎn)算起的。
附件的軸向長(zhǎng)度la和遠(yuǎn)軸向?qū)颖砻娴膹较蚝穸萫b的比值大約是0.9。如果比值大于3，可能會(huì)導(dǎo)致出現(xiàn)附件扭曲(buckling)的風(fēng)險(xiǎn)。
唇部密封面5是復(fù)雜表面，其相對(duì)于軸線傾斜(平均傾斜是15度)，并且通過低曲率半徑為R3的圓環(huán)面和附件13連接以及通過另一低曲率半徑為R2的圓環(huán)面和螺紋側(cè)上的唇部相連。
例如，R3、R4處于0.5mm至1mm的等級(jí)；R2處于5mm的等級(jí)。
唇部密封面5包括a)在自由端7一側(cè)，例如，錐度為50％(相對(duì)軸線傾斜14度)、寬度lc為1.5mm等級(jí)的圓錐形部分33，以及b)在螺紋一側(cè)，大曲率半徑為R1(例如60mm)、寬度lr為(例如1.5mm)的圓環(huán)形部分31，該部分和圓錐形部分33相切。
這樣可獲得如下唇部密封面，其長(zhǎng)度較短(寬度ls接近3mm)并且相對(duì)軸線它比螺紋有更大的傾斜(錐度為6.25％，例如，相對(duì)于軸線傾斜1.8度)，并且可以在接合過程中將密封面發(fā)生金屬摩擦的風(fēng)險(xiǎn)最小化。在接合過程中，密封面之間第一次接觸的時(shí)刻被延遲，并且從該第一次接觸起的螺旋磨擦長(zhǎng)度減少。
在螺紋一側(cè)，由于圓錐+大曲率半徑圓環(huán)面的幾何設(shè)置，考慮到密封面5、6之間的寬度，可以得到穩(wěn)定的接觸，同時(shí)，密封面5、6和/或錐形螺紋3、4之間的徑向干涉以及內(nèi)部流體的作用趨使唇部11呈香蕉狀彎曲，并且通過一定程度的磨擦輕微地改變凸密封面的傾斜。這種傾斜上的變化趨向明顯地減小錐形密封面處的有效接觸寬度以及對(duì)接寬度上的整體接觸壓力。
在螺紋一側(cè)存在具有大曲率半徑R1(R1優(yōu)選位于30mm至120mm之間，在本實(shí)施例中是60mm)的圓環(huán)部分使得可以在工作狀態(tài)下保持圓錐形支承面的優(yōu)點(diǎn)(這種對(duì)接的功能穩(wěn)定性)。
圖6示出設(shè)置在凸唇部11和相應(yīng)凹部分上的裝置在接合位置的互相合作。
凹螺紋元件包括凹軸向?qū)用?，該面是凹陷的圓錐形，其頂點(diǎn)半角等于或基本等于遠(yuǎn)端面7的角度，并且形成肩臺(tái)。
在該肩臺(tái)的底部具有圓錐形凹密封面6，該面離凹軸向?qū)用嬉欢ㄝS向距離并且對(duì)著凸密封面5，其錐度等于凸唇部密封面5的圓錐形部分33的錐度。
凹密封面6的軸向?qū)挾冉咏讲棵芊饷?的總體軸向?qū)挾萳s，并且在工作狀態(tài)下適于使這些密封面操作穩(wěn)定。
凹螺紋元件在凹密封面6和凹軸向?qū)用嬷g的內(nèi)周面可以是任何形狀的，這是因?yàn)槠洳粫?huì)與面對(duì)附件13的外周面19發(fā)生徑向干擾。
設(shè)置一個(gè)短半徑，將這個(gè)凹外周面和凹軸向?qū)颖砻?相連。
首先，應(yīng)該注意到，當(dāng)螺紋連接經(jīng)受流體的內(nèi)部或外部壓力時(shí)，遠(yuǎn)離唇部自由端的密封面5的位置限制唇部的彎曲，并進(jìn)一步限制有效接觸寬度的減少以及螺紋連接的密封面5、6之間的整體接觸壓力由于受到這種內(nèi)或外部壓力、尤其是內(nèi)部壓力的作用而減小。
與圖1(圖12)所示的類似現(xiàn)有技術(shù)的螺紋連接相比，圖12和圖13中的圖形示出圖2(圖13)所示本發(fā)明類型的螺紋連接的獨(dú)特優(yōu)勢(shì)。
所研究的現(xiàn)有技術(shù)螺紋連接對(duì)應(yīng)于在Vallourec Oil&Gas于1994年7月編輯的VAMn°940中示出的用于管子的VAM TOP改進(jìn)螺紋管狀連接，其具有244.48mm的外徑和13.84mm的厚度(95/8”×53.5lbft)，等級(jí)為L(zhǎng)80(最小屈服強(qiáng)度551Mpa)。
本發(fā)明的螺紋連接通過增加具有3mm(la＝25％lt)軸向長(zhǎng)度的附件進(jìn)行了簡(jiǎn)單地修改，如圖5所示。
使用有限元件分析方法(FEA)，我們計(jì)算了有效接觸寬度的變化以及對(duì)接表面7、8和螺紋連接接合的支承面5、6在這個(gè)寬度上的整體接觸壓力相對(duì)于公稱接合力矩(nominal makeup torque)的變化，此公稱接合力矩是螺紋連接所經(jīng)受的軸向拉伸負(fù)載的函數(shù)，并被表達(dá)為對(duì)應(yīng)于管體屈服強(qiáng)度(PBYS)的負(fù)載的百分比。
考慮到對(duì)接表面7、8，我們可以看到最初是3.8mm的有效接觸寬度(曲線A)迅速減小并且當(dāng)負(fù)載對(duì)應(yīng)于42％的PBYS時(shí)下降到0。在高于這個(gè)負(fù)載時(shí)，對(duì)接表面不再接觸。對(duì)接表面之間的整體接觸壓力(曲線B)具有相同的輪廓(初始值770N/mm)。
和密封面之間的接觸寬度變化相關(guān)的曲線C示出，當(dāng)軸向拉伸負(fù)載從0變化到100％時(shí)，有效接觸寬度從1.5mm減少到1.1mm。
有效接觸寬度上的這種小變化足夠?qū)е录山佑|壓力對(duì)于在軸向拉伸負(fù)載中相同的變化(曲線D)從700N/mm下降到了300N/mm。
當(dāng)對(duì)最終元件所計(jì)算的整體接觸壓力少于437N/mm(線S)時(shí)，使用者有時(shí)會(huì)考慮到操作中所存在的泄露風(fēng)險(xiǎn)。
當(dāng)拉伸負(fù)載高于對(duì)應(yīng)于56％PBYS的負(fù)載時(shí)，對(duì)于現(xiàn)有技術(shù)的螺紋連接來(lái)說(shuō)，已經(jīng)超過了這種閾值；因此，所采用的標(biāo)準(zhǔn)是很嚴(yán)格的。
應(yīng)該注意到，根據(jù)測(cè)試幾何特征的密封面對(duì)應(yīng)于圖5和圖6中附圖標(biāo)記5和6(圓錐形凸密封面，50％錐度+60mm半徑的圓環(huán)面)，它們被認(rèn)為通過簡(jiǎn)單的錐形密封面在負(fù)載下改善接觸穩(wěn)定性。
對(duì)于本發(fā)明修改的螺紋管狀連接執(zhí)行相同的計(jì)算，所述螺紋連接通過用于現(xiàn)有技術(shù)螺紋連接的公稱接合力矩接合。
圖13中的曲線A、B、C、D以及S(本發(fā)明的螺紋連接)與圖12中的曲線(現(xiàn)有技術(shù)的螺紋連接)具有相同的意義。
圖13中的曲線A、B以及C與圖12中相似。
至于對(duì)接表面上的整體接觸壓力(曲線B)，注意到，對(duì)于本發(fā)明的螺紋連接，整體接觸壓力稍高于30N/mm，以及軸向?qū)颖砻娴纳晕⒀舆t的分離(48％PBYS，相比于42％)。
主要的區(qū)別涉及到在密封面之間的整體接觸壓力的發(fā)展(曲線D)，其在本發(fā)明螺紋連接上的減少得更緩慢，從而僅僅對(duì)應(yīng)于89％PBYS的負(fù)載時(shí)才超過437N/mm(線S)的閾值。
整體接觸壓力的標(biāo)準(zhǔn)是一個(gè)的嚴(yán)格標(biāo)準(zhǔn)，該標(biāo)準(zhǔn)被近來(lái)高度關(guān)心確保螺紋上的密封的使用者所引入，對(duì)于本發(fā)明的螺紋連接來(lái)說(shuō)，對(duì)于較寬范圍的工作條件都是可以滿足。
當(dāng)考慮到拉伸下的密封時(shí)，由于附件13的存在使唇部11的軸向剛度較小，這樣使本發(fā)明的螺紋連接有更好的性能。
首先，所述小軸向剛度增加了徑向剛度，從而有利于螺紋連接的密封性能。
所述小軸向剛度還可以使唇部在接合過程的末端在軸向變形中存儲(chǔ)一個(gè)較大的壓縮應(yīng)力，當(dāng)螺紋連接經(jīng)受軸向拉伸負(fù)載時(shí)，這種變形可以被有利地恢復(fù)。
如果附件(la＜8％lt)太短，則在拉伸負(fù)載下不會(huì)使密封特性有足夠的增加。
如果附件(la＜75％lt)太長(zhǎng)，則會(huì)出現(xiàn)導(dǎo)致唇部翹曲(buckle)的風(fēng)險(xiǎn)并且降低密封性能。
通過機(jī)加工，可以相對(duì)容易地生產(chǎn)唇部和相關(guān)裝置(5、7、13)。
螺紋連接的唇部的低軸向剛度還可以產(chǎn)生本發(fā)明的其它優(yōu)勢(shì)。
第一個(gè)額外的優(yōu)勢(shì)涉及實(shí)際接合力矩的精度。
螺紋連接通常使用名為“動(dòng)力鉗”的機(jī)械或液壓式機(jī)器接合到位，所述機(jī)器必須接合螺紋連接并且超越軸向?qū)颖砻娴慕佑|，所以這種機(jī)器產(chǎn)生較大的力矩。
當(dāng)已經(jīng)到達(dá)給定接合力矩(公稱力矩)時(shí)，這些鉗會(huì)停止。
但是，因?yàn)殂Q的慣性，實(shí)際得到的力矩可能與所希望的公稱力矩不同。
這種區(qū)別有賴于多種因素，并且可以通過減少接合的速率而減少，但是這樣會(huì)影響接合效率。
本發(fā)明的螺紋連接中，通過減小唇部的軸向剛度可以得到一個(gè)力矩上升曲線，該曲線在接觸和最終接合位置之間更淺，這樣，可以減小公稱力矩和實(shí)際接合力矩之間的差別或使接合更加快速地進(jìn)行。
另一個(gè)額外的優(yōu)勢(shì)涉及到螺紋管狀連接在軸向壓縮負(fù)載作用下的性能。
圖14分別示出，在通過錐形螺紋接合到位的螺紋連接中，凸梯形螺紋21和凹梯形螺紋22的外觀。
凸螺紋21具有螺紋牙29、螺紋根27，兩者相對(duì)于軸線傾斜角度C(例如1.8度)，負(fù)載齒腹(load flank)23和入扣齒腹(stabbing flank)25。
凹螺紋22也具有螺紋牙28、螺紋根30、負(fù)載齒腹24以及入扣齒腹26。
由于對(duì)接表面7、8的反作用，凸負(fù)載齒腹23和凹負(fù)載齒腹24接觸，而入扣齒腹25和26之間具有間隙d1。
因?yàn)槁菁y的錐度(傾斜的角度C)，凹螺紋牙28與凸螺紋根27徑向干涉，而凸螺紋牙29和凹螺紋根30之間具有d2。
當(dāng)螺紋連接經(jīng)受著軸向壓縮負(fù)載時(shí)，最初接觸的負(fù)載齒腹23、24最初隨后分開，包括接合產(chǎn)生的壓縮應(yīng)力，所有的壓縮負(fù)載由軸向?qū)颖砻?、8所支撐。如果等同的Von Mises應(yīng)力此時(shí)超過了屈服強(qiáng)度，發(fā)生塑性變形，并且在拆開和進(jìn)一步的接合之后會(huì)有泄露和/或金屬磨損的風(fēng)險(xiǎn)。
小的軸向唇部剛度使得入扣齒腹25、26可以發(fā)生接觸，然后，所述齒腹在對(duì)接時(shí)的等同應(yīng)力超過屈服強(qiáng)度之前承受軸向壓縮負(fù)載。
因此本發(fā)明的螺紋連接在軸向壓縮方面有著優(yōu)秀的機(jī)械強(qiáng)度。
圖3示出本發(fā)明的另一種類型的螺紋管狀連接，用于檢驗(yàn)維修升降裝置(work-over riser)。
螺紋連接300整體型的，通過對(duì)管子進(jìn)行機(jī)加工，凸螺紋元件1形成在第一管101的端部，凹螺紋元件2形成在第二管102的端部。
或者，螺紋元件1和2可以通過鐓鍛加厚管子端部而形成(在外徑上的增加和/或在內(nèi)徑上的減少)。
或者，凸元件和凹元件可以通過例如焊接連接到管子上。
這種類型的螺紋連接包括兩對(duì)軸向?qū)颖砻妫恳粚?duì)包括遠(yuǎn)軸向?qū)颖砻妗?br> 第一對(duì)表面，即“內(nèi)部對(duì)接”表面對(duì)，和以前一樣通過凸螺紋元件1的自由端的遠(yuǎn)端面17和在凹螺紋元件2上形成肩臺(tái)的環(huán)形表面8構(gòu)成。
另一對(duì)表面，即“外部對(duì)接”表面對(duì)，對(duì)稱地由凹螺紋元件2的自由端的遠(yuǎn)端面18和在凸螺紋元件1上形成肩臺(tái)的環(huán)形表面17構(gòu)成。
所有的四個(gè)軸向?qū)颖砻媸瞧矫娌⑶掖怪庇诼菁y連接300的軸線。
唇部11、12從螺紋分開每個(gè)對(duì)接。
凹唇部12沒有密封面。
凸唇部11(見圖7)包括唇部密封面5，該密封面通過附件13與遠(yuǎn)軸向?qū)颖砻?軸向地分開。
密封面5是復(fù)雜表面，通過以50％傾斜的圓錐形部分33形成在自由端上，并且通過相切于圓錐形部分33的半徑為R1(40mm)的圓環(huán)形部分31形成在螺紋一側(cè)3上，凹密封面6是錐度為50％的簡(jiǎn)單圓錐形，并且其軸向?qū)挾扰c凸密封面5的總體寬度相適應(yīng)。
附件13具有外周面19，該外周面是圓柱形的，并且具有5mm的軸向長(zhǎng)度la，這一長(zhǎng)度大約是唇部總體軸向長(zhǎng)度lt的9％。
附件軸向長(zhǎng)度和遠(yuǎn)軸向?qū)颖砻鎻较蚝穸鹊谋戎荡蠹s是0.75。
位于唇部密封面5和螺紋3之間的部分唇部在其外周面35上包括兩個(gè)圓柱形表面37和39，表面39開始于螺紋根3，其直徑D2小于密封面一側(cè)上的表面37(直徑D1)，其中(D2-D1)是大約1mm。
上述步驟增加了唇部密封面5的徑向剛度，并因此增加了密封面5、6之間的接觸壓力。當(dāng)螺紋連接300經(jīng)受內(nèi)部流體壓力時(shí)，也減少了唇部的“香蕉”變形。上述步驟和附件13一起保護(hù)密封面5，使其在螺紋元件未對(duì)準(zhǔn)嚙合的情況下不會(huì)發(fā)生損壞。
下面的表1比較用于檢修提升裝置的兩種螺紋連接的整體接觸壓力，所述螺紋連接用于連接兩個(gè)管子，管子的外徑是219.08mm(8 5/8”)、厚度是17.8mm、等級(jí)P110(最小屈服強(qiáng)度785Mpa)，兩個(gè)管子分別沒有附件13(現(xiàn)有技術(shù))和具有附件13(根據(jù)本發(fā)明)。
在接合的末端，外部對(duì)接面17、18首先接觸(主對(duì)接)，接合過程持續(xù)到內(nèi)部對(duì)接面7、8受到接觸壓力的作用(次對(duì)接)。
表1示出在密封面的接觸寬度上的整體接觸壓力的數(shù)值，該數(shù)值在接合的末端并且在軸向張力作用下通過數(shù)值計(jì)算獲得。

表1密封面之間的整體接觸壓力整體接觸壓力較大，并且相對(duì)于本發(fā)明螺紋連接的這種外對(duì)接面之間首先發(fā)生接觸的配置增加得稍微慢一些。具有非常有限的長(zhǎng)度(9％的唇部總長(zhǎng))的附件、和唇部11徑向剛度很大(在階梯37處是10mm厚)，因此與現(xiàn)有技術(shù)的螺紋連接的區(qū)別要低于前面的例子(VAM TOP)。
對(duì)圖3的螺紋連接300來(lái)說(shuō)，圖15、16和圖17示出在存在附件13的條件下用于螺紋元件配合的限制條件。
圖15示出當(dāng)螺紋元件1和2開始嚙合時(shí)最大可能的徑向?qū)Σ粶?zhǔn)d3，凸唇部密封面5和凹自由端18接觸；對(duì)于具有上述尺寸的螺紋連接300來(lái)說(shuō)，d3可能超過10mm。
圖16示出當(dāng)凸唇部密封面5與第一個(gè)凹螺紋接觸時(shí)之后不久，最大可能的徑向?qū)Σ粶?zhǔn)d4；對(duì)于所慮及的螺紋連接，d4大約是8mm。
圖17示出最大可能的角度對(duì)不準(zhǔn)E，凸唇部密封面5與凹螺紋接觸并且凸和凹螺紋尚未嚙合；E大約是4度。
數(shù)值d3、d4和E要大于沒有附件13時(shí)的數(shù)值。因此本發(fā)明的螺紋連接可更好地容受螺紋元件的不準(zhǔn)確嚙合的條件。
當(dāng)然，附件13在現(xiàn)場(chǎng)操作過程中可以保護(hù)唇部密封面5免受軸端沖擊。
應(yīng)該注意到，在圖17所示的情況下，附件也為唇部密封面的圓錐形部分33提供了保護(hù)或徑向屏蔽。
如圖5所示，如果附件13的軸向長(zhǎng)度1a使得唇部密封面5被相對(duì)于直線D1定位在螺紋元件一側(cè)上，那么，整個(gè)密封面都可以得到保護(hù)；所述直線D1穿過第一凸螺紋的齒部并且和螺紋元件的自由端相切。例如，該直線D1構(gòu)成圖17中的凹螺紋齒部的母線。
圖4示出了一種作為平頭連接(flush connection)的整體螺紋連接400，其具有恒定的內(nèi)部和外徑，具有內(nèi)部對(duì)接表面(7，8)以及外部對(duì)接表面(17，18)，以及具有兩對(duì)密封面內(nèi)部對(duì)(5，6)和外部對(duì)(15，16)。
螺紋連接400通過外部成對(duì)的密封面相對(duì)外部壓力密封，以及通過內(nèi)部成對(duì)的密封面相對(duì)內(nèi)部壓力密封。
內(nèi)部對(duì)的凸密封面5和外部對(duì)的凹密封面16是唇部密封面。
凸密封面5和凹密封面16相對(duì)螺紋元件上的遠(yuǎn)軸向?qū)颖砻?、18分開，凸密封面5和凹密封面16通過附件13、14形成在螺紋元件上。
這些附件13、14可以減少唇部11，12的軸向剛度并且將這些唇部的徑向剛度最大化。
這樣，即使在相對(duì)高的軸向張力作用下，也可以使螺紋連接的密封性能相對(duì)外部流體和內(nèi)部流體最大化。
還可以改進(jìn)處于壓縮作用下的機(jī)械性能。
唇部11、12的軸向剛度較小，這樣，在內(nèi)部或外部對(duì)接表面對(duì)的一對(duì)、優(yōu)選是內(nèi)部對(duì)接表面對(duì)首先接觸后，接合可以得到充分的繼續(xù)，直至第二對(duì)對(duì)接表面的軸向?qū)咏佑|。
在具有波動(dòng)的拉伸作用或彎曲負(fù)載的情況下，軸向張力作用下的對(duì)接表面分開的延時(shí)也可以在一定程度上防止或某些情況下限制這些表面的振動(dòng)(jarring)，例如，振動(dòng)會(huì)成為疲勞裂縫的原因，此現(xiàn)象稱為“磨損腐蝕(frettingcorrosion)”。
本發(fā)明并不受限于所描述的螺紋管狀連接。
本發(fā)明適用于任何類型的螺紋管狀連接，特別是具有圓錐形或圓柱形的螺紋，具有一個(gè)或多個(gè)可能有階梯或沒有階梯的螺紋部分，具有梯形或三角形的螺紋，或具有變化節(jié)距(pitch)或?qū)挾鹊男ㄐ温菁y。
權(quán)利要求
1.一種螺紋管狀連接(100，300，400)，包括位于第一管狀元件(101)端部的凸螺紋元件(1)和位于第二管狀元件(102，202)端部的凹螺紋元件(2)，所述凸螺紋元件包括凸螺紋(3)、位于其外周面上的至少一個(gè)凸密封面(5，15)和至少一個(gè)凸軸向?qū)颖砻?7，17)，相應(yīng)地，所述凹螺紋元件(2)包括凹螺紋(4)、位于其內(nèi)部圓周表面上的至少一個(gè)凹密封面(6，16)和至少一個(gè)凹軸向?qū)颖砻?8，18)，所述凸螺紋被接合到所述凹螺紋中，直至至少一個(gè)凸軸向?qū)颖砻?7，17)與相應(yīng)的凹軸向?qū)颖砻?8，18)相互配合，從而產(chǎn)生對(duì)抗接合力矩的對(duì)接反作用，然后，每個(gè)凸密封面(5，15)與相應(yīng)的凹密封面(6，16)徑向地干涉，在產(chǎn)生對(duì)接反作用的一個(gè)或多個(gè)對(duì)接表面之中，至少一個(gè)螺紋元件具有被稱作“遠(yuǎn)軸向?qū)颖砻妗?7，18)的表面，該表面形成在螺紋元件自由端的前表面上，唇部(11，12)將遠(yuǎn)軸向?qū)颖砻婧吐菁y元件(7，18)上的螺紋(3，4)分開，被稱為“唇部密封面”(5，16)的一個(gè)密封面設(shè)置在唇部(11，12)上并距離螺紋端部給定距離，其特征在于，所述唇部包括一個(gè)被稱為“附件”(13，14)的部分，該部分位于唇部自由端和唇部密封面(5，16)之間，從而使此唇部具有高的徑向剛度和低的軸向剛度。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的螺紋管狀連接，其特征在于，在唇部密封面上，所述附件的周邊基本是圓柱形的外周面(19)。
3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的螺紋管狀連接，其特征在于，所述附件的軸向長(zhǎng)度(la)是唇部總軸向長(zhǎng)度(lt)的8％至75％，優(yōu)選地是唇部總軸向長(zhǎng)度的20％至60％。
4.根據(jù)權(quán)利要求1至3中任何一項(xiàng)所述的螺紋管狀連接，其特征在于，所述附件具有軸向長(zhǎng)度(la)，所述遠(yuǎn)軸向?qū)颖砻婢哂袕较蚝穸?eb)，并使附件軸向長(zhǎng)度與遠(yuǎn)軸向?qū)颖砻婧穸鹊谋戎凳?或更小。
5.根據(jù)權(quán)利要求1至4中任何一項(xiàng)所述的螺紋管狀連接，其特征在于，所述螺紋元件的附件的軸向長(zhǎng)度(la)使唇部密封面(5)相對(duì)于直線(D1)被定位在螺紋元件(1)的一側(cè)上，該直線穿過螺紋(3)的第一螺紋的齒部并且和螺紋元件的自由端相切，這樣，可以在螺紋元件的操作過程中保護(hù)唇部密封面(5)不被損傷。
6.根據(jù)權(quán)利要求1至5中任何一項(xiàng)所述的螺紋管狀連接，其特征在于，每個(gè)唇部密封面(5，16)是以下組中選擇的，該組由圓錐形、圓環(huán)形或復(fù)雜表面構(gòu)成，所述復(fù)雜表面包括圓錐形表面、圓柱形表面以及圓環(huán)形表面的組合。
7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的螺紋管狀連接，其特征在于，一個(gè)或至少一個(gè)唇部密封面(5)是復(fù)雜表面，該表面包括彼此相切的兩部分，也就是，位于遠(yuǎn)軸向?qū)颖砻?7)一側(cè)上的圓錐形部分(33)，和位于螺紋一側(cè)(3)上、具有大于20mm的半徑R1的圓環(huán)形部分(31)，并且，在另一螺紋元件上的相應(yīng)密封面是具有錐度的圓錐形表面，該表面的錐度基本上與唇部密封面的圓錐形部分(33)的錐度相同，并且具有與唇部密封面的總軸向?qū)挾?ls)相適合的軸向?qū)挾取?br> 8.根據(jù)權(quán)利要求6或7所述的螺紋管狀連接，其特征在于，每個(gè)唇部密封面(5，16)相對(duì)于螺紋管狀連接軸線的平均傾斜至少為10度。
9.根據(jù)權(quán)利要求6至8中任何一項(xiàng)所述的螺紋管狀連接，其特征在于，每個(gè)唇部密封面的軸向?qū)挾?ls)小于10mm，優(yōu)選是5mm或更少。
10.根據(jù)權(quán)利要求1至9中任何一項(xiàng)所述的螺紋管狀連接，其特征在于，所述或至少一個(gè)遠(yuǎn)軸向?qū)颖砻媸瞧矫娌⒋怪庇诼菁y連接的軸線。
11.根據(jù)權(quán)利要求1至9中任何一項(xiàng)所述的螺紋管狀連接，其特征在于，所述或至少一個(gè)遠(yuǎn)軸向?qū)颖砻媸菆A錐形，其與螺紋連接同軸，并且其半頂角處于70度至90度范圍內(nèi)，從而有助于唇部密封面與相應(yīng)密封面的接觸。
12.根據(jù)權(quán)利要求1至11中任何一項(xiàng)所述的螺紋管狀連接，其特征在于，位于唇部密封面(5)和螺紋(3)之間的唇部外周面(35)包括兩個(gè)直徑稍微不同的、大致圓柱形的表面，具有最小直徑的、大致圓柱形的表面(39)被連接到螺紋的根部，并且具有最大直徑的大致圓柱形的表面(37)被連接到唇部密封面(5)。
13.根據(jù)權(quán)利要求1至12中任何一項(xiàng)所述的螺紋管狀連接(100)，其特征在于，單個(gè)的螺紋元件(1)具有帶有唇部密封面(5)的唇部(11)、附件13和遠(yuǎn)軸向?qū)颖砻?7)，另一螺紋元件不具有所有這些裝置。
14.根據(jù)權(quán)利要求13所述的螺紋管狀連接(300)，其特征在于，螺紋管狀連接的另一螺紋元件(2)也具有遠(yuǎn)軸向?qū)颖砻?18)，可是沒有唇部密封面。
15.根據(jù)權(quán)利要求1至12中任何一項(xiàng)所述的螺紋管狀連接(400)，其特征在于，螺紋管狀連接的兩個(gè)螺紋元件(1，2)的每一個(gè)都具有帶有唇部密封面(5，16)的唇部(11，12)、附件(13，14)以及遠(yuǎn)軸向?qū)颖砻?7，18)。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種改進(jìn)的螺紋管狀連接，其包括至少一個(gè)螺紋元件，位于螺紋元件的自由端的遠(yuǎn)軸向?qū)颖砻?7)以及距離螺紋給定距離的唇部密封面(5)。該唇部包括朝向唇部自由端延伸超過唇部密封面(5)的附件(13)，從而使此唇部具有高的徑向剛度和低的軸向剛度。這樣，使螺紋連接在壓力和/或張力下有改進(jìn)的密封性能，也使螺紋連接具有其他的優(yōu)點(diǎn)(實(shí)際對(duì)接力矩的精度，軸向壓縮的機(jī)械強(qiáng)度，沖擊屏蔽效果，嚙合螺紋元件時(shí)的容受度)。
文檔編號(hào)F16L15/00GK1639496SQ02824417
公開日2005年7月13日 申請(qǐng)日期2002年12月3日 優(yōu)先權(quán)日2001年12月7日
發(fā)明者皮埃爾·達(dá)蒂萊厄爾, 加布里爾·魯西, 埃里克·弗格 申請(qǐng)人:法國(guó)瓦羅里克·曼尼斯曼油汽公司, 住友金屬工業(yè)株式會(huì)社