[发明专利]用于获得螺纹连接件的套件、用于上紧和卸开所述连接件的方法、以及所述连接件在立管中的使用

说明书

技术领域

本发明涉及用于获得用于钻探或操作油气井的螺纹连接件的套件。该套件包括均在一个端部处设有阳型螺纹区的第一管状部件和第二管状部件，还包括优选比第一管状部件和第二管状部件短的第三管状部件，第三管状部件在其每个端部处设有能够通过上紧而与所述阳螺纹区协作的阴型螺纹区。本发明涉及用于上紧该套件的方法和从所述套件的上紧得到的螺纹连接件。本发明还涉及卸开方法。

背景技术

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），或者在操作井时涉及的套管柱或油管柱。

术语“连接件”指的是管状部件之间的联接。举例来说，已知通过将一个大长度管的设有阳螺纹的端部上紧到另一大长度管的设有阴螺纹的端部中而将两个大长度管联接。还已知利用也称为联接件的短得多的管状部件，通过将联接件的每个阴端部与大长度管状部件的阳螺纹端部上紧来连接两个大长度管状部件。

按照已知的方式，用于钻探应用或操作油气井的部件利用高上紧扭矩彼此上紧。通常通过设置在每个部件上的抵接表面的紧固或者通过称为自锁螺纹的螺纹产生的协作而达到高上紧扭矩。然而，一些应用导致高应力，例如具有立管的应用。为此，为了避免部件的卸开而必须使用非常高的上紧扭矩。但是，上紧扭矩受塑化风险的限制。由此，必须固定联接件而防止不当卸开的风险。

可以利用阻止管状部件相对彼此旋转的零件来将上紧到一起的管状部件锁定而防止卸开。在文献EP-1664477中，第一管状部件与第二管状部件上紧，第一管状部件支承在具有较小外径的部分上。一旦它们已经上紧，两个环就分别锁定一个部件和另一部件。环还通过螺接到所述环的杆而固定到一起。在文献US-4406485中，第一管状部件与同样管状的第二部件上紧，然后利用零件锁定一个部件相对于另一个的相对旋转，该零件被壳体中的延伸到第一和第二部件的厚度中的螺杆阻挡。

然而，这些类型的解决方案都存在以下缺点：增加了连接件中存在的零件数量，依靠使用螺钉、螺栓等，由于设备设计必须尽可能简化以限制维护（取决于零件数量）和井的污染（例如丢失螺钉的风险），使用者并不赞赏。

发明内容

本发明涉及管状部件的套件，所述管状部件能够被容易地一个上紧到另一个内以获得连接件，当连接件在工作时所述套件不会不当地卸开。

更精确地说，用于获得在油气井中使用的螺纹连接件的套件包括：

第一管状部件，该第一管状部件的一端在其外周面上包括两个导程相同的螺纹区；

第二管状部件，该第二管状部件在其内周面上设有至少两个螺纹区；

第三管状部件，该第三管状部件的一端在其内周面上设有至少一个螺纹区并且在其外周面上设有至少一个螺纹区；

并且其中：

设置在第三部件的端部的内周面上的螺纹区能够与第一部件的端部的两个螺纹区中的一个通过上紧而协作；

设置在第三部件的端部的外周面上的螺纹区能够与第二部件的两个螺纹区中的一个通过上紧而协作，第二部件和第三部件还包括用于限定所述螺纹区的上紧结束的装置；

设置在第一部件的端部上的另一螺纹区能够与设置在第二部件上的另一螺纹区通过上紧而协作。

根据某些特性，设置在第三部件的端部的外周面上的螺纹区的导程比设置在第三部件的所述端部的内周面上的螺纹区的导程大至少10％，并且优选等于设置在第三部件的端部的内周面上的螺纹区的导程的两倍。

根据一个特性，设置在第三部件的端部的外周面上的螺纹区和设置在第三部件的端部的内周面上的螺纹区沿着相反的方向。

根据一个特性，用于限定设置在第三部件的端部的外周面上的螺纹区与第二部件的对应螺纹区之间的上紧结束的装置是分别设置在第三部件的端部的终端表面上和设置在由第二部件上的肩部形成的表面上的抵接表面。

根据一个特性，第一部件的端部在其终端表面上包括抵接表面，该抵接表面能够与设置在由第二部件上的肩部形成的表面上的对应抵接表面抵接协作。

根据一个特性，用于限定设置在第三部件的端部的外周面上的螺纹区与第二部件的对应螺纹区之间的上紧结束的装置包括：所述螺纹区是互相自锁的。

根据一个特性，第一部件的端部在其终端表面上包括密封表面，该密封表面能够与设置在由第二部件上的肩部形成的表面上的对应密封表面通过紧固而协作。

根据一个特性，管状部件的螺纹区位于锥形包线上，该锥形包线具有范围为0.5到4度的锥角。