[发明专利]通用管螺纹保护器

说明书

关于联邦政府资助的研究或研发的声明

不适用。

背景技术

本发明总体上涉及用于保护管和管状物的端部的装置。更为具体地，本发明涉及用于保护管的端部上的螺纹的装置。

背景技术

管，例如用于石油和天然气钻探和生产的管，常常成段地生产并轴向地首尾相连。通常，该连接涉及对位于一个管节段的一个端部处的凸形、外螺纹部的使用，该凸形、外螺纹部能够与位于轴向相邻的管节段的端部处的配合的凹形、内螺纹部进行螺纹接合。管的凸形、外螺纹端部常常指的是阳螺纹端，而管的凹形、内螺纹端部常常指的是阴螺纹端。

管的包括螺纹的端部在未实际使用时受到例如来自腐蚀、与其他物体的撞击的损害、或在运输或储存期间因掉落而造成的损害。这种损害可能使管出现故障或无法使用，从而造成延迟、困难和费用的增加。称为螺纹保护器的装置常用于保护管的端部，并且特别地，用于保护管的端部上的内螺纹和外螺纹免受这种损害。阳螺纹端螺纹保护器连接至并保护管的阳螺纹端和相关联的外螺纹，并且阴螺纹端螺纹保护器连接至并保护管的阴螺纹端和相关联的内螺纹。螺纹保护器设计成在管撞击其他物体、地面或以别的方式受到外部撞击时防止对相应的管端部造成的损害。另外，螺纹保护器设计成对管的端部进行密封以减小管和/或螺纹过早被腐蚀的可能性。

用于石油和天然气钻探和生产的管的标称直径可以从两英寸变化至超过三十英寸。此外，许多管制造公司以及勘探和生产(E&P)公司已研发出要求螺纹几何形状(例如，方螺纹、梯形螺纹)、螺纹尺寸(例如，螺纹高度)以及螺距(例如，每英寸的螺纹数)的专利权的螺纹样式。另外，美国石油学会(API)具有若干个螺纹样式标准。结果，存在管直径和螺纹样式(即，螺纹几何形状和螺距)的超过3000种的不同组合。

为了既保护管节段的阳螺纹端又保护管节段的阴螺纹端，传统的螺纹保护器通常有两种类型——绕着管的阳螺纹端设置并且包括与阳螺纹端上的外螺纹相接合的内螺纹的阳螺纹端螺纹保护器，以及定位在管的阴螺纹端中并且包括与阴螺纹端上的内螺纹相接合的外螺纹的阴螺纹端螺纹保护器。阳螺纹端螺纹保护器被定尺寸、被构造和被设计成使得它的内螺纹与阳螺纹端的外螺纹配合；并且阴螺纹端螺纹保护器被定尺寸、被构造和被设计成使得它的外螺纹与阴螺纹端的内螺纹配合。换句话说，阳螺纹端保护器的内螺纹随着阳螺纹端保护器旋拧到阳螺纹端上而装配在阳螺纹端的外螺纹之间，而阴螺纹端保护器的外螺纹随着阴螺纹端保护器旋拧到阴螺纹端上而装配在阴螺纹端的内螺纹之间。例如，图1A示出绕着管节段50的阳螺纹端20设置的传统的阳螺纹端螺纹保护器10。阳螺纹端螺纹保护器10包括与管节段50的阳螺纹端20上的外螺纹21相配合并接合的内螺纹11。具体地，内螺纹11设计成具有与外螺纹21相同的螺距、尺寸和几何形状以便允许内螺纹11装配在阳螺纹端20的外螺纹21之间并与外螺纹21相配合。如图1A中所示，内螺纹11通常接合外螺纹21的螺尾或L4长度，或接合外螺纹21的至少L2长度。如本领域已知的，螺尾或L4长度是螺纹的测量至螺纹的消失点的平面的全轴向长度，而L2长度是螺纹的测量至最后的全的、完整螺纹的平面(即，有效螺纹长度的平面)的轴向长度。

在图1B中，传统的阴螺纹端螺纹保护器30被示出为绕着管节段50的阴螺纹端40而设置。阴螺纹端螺纹保护器30包括与阴螺纹端30上的内螺纹41相配合并接合的外螺纹31。具体地，外螺纹31设计成具有与内螺纹41相同的螺距、尺寸和几何形状以允许外螺纹31装配在阴螺纹端40的内螺纹41之间并与内螺纹41相配合。如图1B中所示，螺纹保护器的外螺纹(例如，外螺纹31)通常接合内螺纹(例如，内螺纹41)的L4长度，或接合内螺纹的至少L2长度。

如前文所述，存在管直径和螺纹样式的超过3000种的不同组合。因此，存在数百种不同的螺纹保护器，每一种螺纹保护器被定尺寸、被构造和被设计成与管直径和管螺纹样式的特定的组合相配合。这种大量的不同螺纹保护器的制造以及这种大量的不同螺纹保护器的存放关联着巨大的时间和费用。

因此，本领域中需要一种能够保护具有不同螺纹样式的管端部的螺纹保护器。如果这种螺纹保护器提供了减小制造成本和库存成本的潜能并构造为用于多次重复使用，则这种螺纹保护器将特别受欢迎。

发明内容