[发明专利]用于生产用于钻探和运行油气井的螺纹连接件的组件以及所得到的螺纹连接件

说明书

技术领域

本发明涉及一种用于钻探和/或运行油气井的螺纹连接件，以及更准确地涉及当连接件在压缩/拉伸情况下工作时优化连接件在效率和密封方面的整体性能。

背景技术

术语"螺纹连接件"意思为通过一些部件所构造的任一组件，这些部件是大致地管状形状的、金属的且能够通过以特定的目的装配以构造用于钻探油气井的杆、或者用于维护的竖管(也称之为修井竖管)、或者用于运行这样的井的竖管(例如在运行井中所使用的竖管、套管柱或者油管柱)而连接在一起。

每个管状部件包括具有阳螺纹区域或者阴螺纹区域并用于与类似部件的相应的端部部分装配的端部部分。当被组装时，所述部件装配成所谓的连接件。

连接件的该管状螺纹元件在预设的载荷下被组装以响应由使用情况所强加的过盈配合和密封的要求。此外，应当注意的是管状螺纹元件特别在使用时可能必须经历几个装配-脱开循环。

该管状螺纹元件所使用的情况引起作用在例如螺纹区域、抵靠区域或者密封表面的那些元件的易损坏部分上的大量的机械载荷。

为此，连接件设计规范很复杂，要求同时考虑许多参数。因此，建议维持连接件的效率以及承载密封表面的管状元件的区域的厚度，以及应当最小化当连接件在压缩/拉伸情况下运行时密封接触点移位的风险。

通过文献WO 2008/110494中所描述的连接件而已经开发出一种解决方案。该连接件的特征在于阳端部和/或阴端部包括具有在密封表面的正前方在螺纹排出部所布置的凹槽的唇缘。凹槽可用于减小所述端部的厚度，且同时按以下方式减小径向的刚度，使得在凹槽附近的区域易于通过施加在其上的压力径向变形。这就意味着在密封表面之间的接触可被保持。

然而，测试已经表明这种类型的凹槽的轴向长度太长，这意味着在凹槽附近的区域的径向变形经常地超出弹性区。该区域的塑化经常发生，因而导致唇缘弯曲并因此在密封表面处引起接触损失。

发明内容

为此，本发明的目的是在连接件在弯曲情况下运行时或者在管状元件的端部受到径向压力时防止在端部附近的弯曲的风险。更特别地，本发明适用于在连接件具有径向过盈配合的螺纹和具有燕尾形螺纹轮廓的情况下限制凹槽的最大轴向长度。

更准确地，本发明涉及一种用于生产螺纹连接件的组件，该组件包括具有回转轴线的第一和第二管状元件，且每个管状元件分别地在它们端部的一个处依赖于螺纹端部是阳型还是阴型而在元件的外部或者内部圆周表面上具有遵循第一螺旋线的至少一个第一连续螺纹区域，上述管状元件在装配时能够配合一起，端部的第一螺纹区域具有可变宽度的燕尾形螺纹轮廓，所述端部分别在终端表面中结束，至少一个端部具有设置在螺纹区域和终端表面之间的唇缘，所述唇缘承载密封表面，该密封表面在连接件处于装配状态中时能够以密封过盈配合与面向另一端部布置的相应的密封表面配合，其特征在于所述唇缘被挖出一凹槽，该凹槽一方面毗连螺纹区域另一方面毗连密封表面，凹槽的长度(GL)计算如下：

其中：

LFL是承载牙侧的螺距数值；

SFL是插入牙侧的螺距数值；

TL是螺纹长度；

RLP是参考位置长度；

n是在螺纹中的螺旋线的数量。

本发明的可选补充特征或者可替代的特征在以下说明。

参数LFL、SFL、TL、RPL和n的数值可限定如下：

4mm<LFL<20mm；

4mm<SFL<20mm；

20mm<TL<300mm；

10mm<RLP<150mm；

l<n<4。

参数LFL、SFL、TL、RPL和n的数值可限定如下：

10mm<LFL<17mm；

10mm<SFL<17mm；

40mm<TL<160mm；

20mm<RLP<80mm；

n＝2。

端部的第一螺纹区域可包括具有可变宽度的自锁式的燕尾形螺纹轮廓。

端部的第一螺纹区域可包括具有近零可变宽度的燕尾形螺纹轮廓，以使：

LFL＝SFL＝P(螺纹的螺距)。

在通过回转轴线的纵向截面中观察到，凹槽可包括经由第一倾斜部分连接至螺纹区域且经由第二倾斜部分连接至包括密封表面的区域的环状部分。

凹槽的厚度可比唇缘的厚度小0.2至2.5mm的数量(p)。