[发明专利]用于金属管的包括至少一个带端部唇部的螺纹元件的螺纹连接件

说明书

技术领域

本发明涉及优质的管状螺纹连接件的领域，尤其涉及用于连接钢管——如钻杆管——的例如外部或内部的管状螺纹连接件的领域。这种类型的管用在勘探以及石油和天然气的生产中。在这种应用中，管必须具有很好的密封，同时也必须抵抗压缩和拉伸。

背景技术

管状螺纹连接件的类型是已知的，主要是用于生产油井或者类似的井尤其是地热井所需要的套管柱、油管柱或者钻杆柱。

管状螺纹连接件也已知在用于将开口到海底上的井连接到海上平台上的立管上。

美国石油协会(API)在其5CT和5B规范中定义了标准管状螺纹连接件，该管状螺纹连接件的密封从将复合油脂(或涂料)应用于阳螺纹和阴螺纹之间产生，并且其中螺纹管状密封件的密封性能因此受限于受压液体或低压气体。

某些制造商开发的超过API标准的优质的螺纹连接件一般包括一组金属-金属密封表面以及阳螺纹元件和阴螺纹元件上的接合邻接部(abutment)，阳螺纹元件和阴螺纹元件构成螺纹连接件。螺纹元件在一管状大长度型的管状组件的端部处或相反地在一联接型的短管的端部处形成。高压流体(液体或气体)密封由密封表面的相互的径向干扰产生。径向干扰配合的强度取决于阳螺纹元件和阴螺纹元件的相对径向配置，并因此由所述接合邻接部由这些元件的邻接部限定。

发明内容

本发明的目的在于改善管状螺纹连接件的密封，尤其是一种准备使用的(ready-to-use)管状螺纹连接件。

准备使用的管状螺纹连接件包括在第一管状组件的端部处的阴螺纹部分和在第二管状组件的端部处的阳螺纹部分。所述阴螺纹部分包括：阴螺纹，在所述阴螺纹的内周表面上的至少一个阴密封表面和至少一个阴轴向邻接表面。所述阳螺纹部分包括：阳螺纹，在所述阳螺纹的外周表面上的至少一个阳密封表面，至少一个阳轴向邻接表面和设置在所述阳螺纹和轴向邻接表面之间的唇部。所述轴向邻接表面位于所述阳螺纹部分的远离所述螺纹的自由端部处。所述阳密封表面位于唇部上且尤其靠近所述螺纹。所述阳螺纹与所述阴螺纹接合，使得所述阳轴向邻接表面和所述阴轴向邻接表面接触。所述阳密封表面与相应的所述阴轴向密封表面干扰接触。所述阳密封表面和所述阳轴向邻接表面之间的所述唇部的远端部分径向地远离另一螺纹部分的相应表面。至少一个渗漏(渗出)通道设置在所述阳螺纹部分或阴螺纹部分之一中，以使得在所述唇部的远端部分和另一螺纹部分的相应表面之间形成的腔室与所述连接件的内部连通。

因此，可以平衡螺纹连接件的内部压力和在所述腔室中的优势(prevailing)压力。施加在唇部上的向内的径向力因而减少。因此可以避免或至少大大地减少由此产生的变形。一方面密封表面保持接触，因为唇部不会变形很多。另一方面，腔室中的优势压力的减少使得能够减少螺纹连接件内的压力和所述腔室中的压力之间的压差，在腔室中的优势压力减少的情况下，伴有高内部压力的轴向拉伸阶段之后，零轴向拉伸(或轴向压缩阶段)伴着高内部压力出现，然后是低内部压力下的没有轴向拉伸的阶段。换言之，阳部分或阴部分中的渗漏(渗出)通道首先通过增加密封表面的接触压力和第二通过减少所述密封表面的两侧的压差而提供了连接件的渗漏(渗出)中的双重减少。因此，漏水大大地减少。

换言之，管状螺纹连接件包括一个用于平衡连接件的内部和大致环形的非零体积的空间之间的压力的装置，该空间在阳和阴密封表面与阳和阴轴向邻接部之间。以相对独立于由连接件所经受的轴向力的方式平衡压力。在相对高的拉伸力的情况下，阳轴向邻接部和阴轴向邻接部可以分开。在其他情况下，特别是在低张力、零轴向力或压缩力下，阳轴向邻接部和阴轴向邻接部接触。渗漏通道确保在管的内部与径向地位于轴向邻接部和密封表面之见的空间两者之间的压力是均等的。这由此提高了密封表面的有效性，同时保持了轴向邻接部的功能。在此之前，渗漏可能发生在以下阶段：张力和内部压力阶段，然后内部压力和低张力或低压缩力阶段，和不具有内部压力的低张力或低压缩力阶段。

附图说明

通过以非限制性实例的方式给出的且在附图中示例的几个实施方式的详细描述，将更好地理解本发明：

图1是管状螺纹连接件的轴向半剖面图；

图2是图1的详细视图；

图3是管状螺纹连接件的阴部分的透视图；

图4是管状螺纹连接件的轴向半剖面图；

图5是管状螺纹连接件的轴向半剖面图；

图6是管状螺纹连接件的轴向半剖面图；

图7至图9是粗糙部分的详细视图；

图10是孔隙的详细视图；

图11是径向凹槽的前视图。

具体实施方式