抗压性能提高的油田用管状接头制造技术

油田用管状螺纹接头10包括具有第一外部锥形螺纹24和第二外部锥形螺纹26的公构件12。母构件包括第一内部锥形螺纹14和第二内部锥形螺纹16。螺旋扭矩台肩40、42设置在公构件和母构件上且在相应的第一和第二螺纹之间轴向间隔开。每个扭矩台肩的螺旋部包括位于公构件和母构件上具有抗压牙侧的多个旋转体。

【技术实现步骤摘要】
本申请是名称为“抗压性能提高的油田用管状接头”、国际申请日为2008年11月4日、国际申请号为PCT/US2008/012444、国家申请号为200880111519.X的专利技术专利申请的分案申请。
本专利技术涉及油田用管状螺纹接头，更特别地涉及具有锥形螺纹和扭矩台肩（torque shoulder）的高可靠性接头。油田用管状螺纹接头具有使抗压性能和容许扭转负荷增大的特征，更特别地，管状接头限制了预加载损耗。
技术介绍
与油田用管状接头相关的常见问题在于压力对接头的影响以及所造成的预加载的损耗。尽管许多接头能够经受高压缩负荷，预加载的优点会在压力降低时丧失，导致接头渗漏。常见的油田用接头包括位于不同直径上的两阶梯式轴向隔开的螺纹，以及位于阶梯螺纹之间的中间扭矩台肩。未镦粗的整体式接头（例如，平式或半平式外径接头）在其加工时具有管壁厚度的固有限制。平式接头具有与管子相同的外径。半平式接头也称作膨胀母接头，因为管子在加工阴（母）接头的一端膨胀。与镦锻不同，模锻或冷成型可以将壁部移动到不同的位置，但不会显著影响厚度。接头设计人员经常面临需要平衡许多特征的问题。这包括密封件、耐用的螺纹形状以及储存预加载扭矩的位置，最通常地为扭矩台肩形式。在保持接头性能同时将这些特征容纳在有限空间内是相当困难的。市场上存在一些整体式、两阶梯式、负承载牙侧、锥形、双密封接头。GP ANJO包括负承载牙侧螺纹形状、两阶梯式、锥形螺纹螺距、15度扭矩台肩角、内密封和位于阴螺纹端面处的外密封。Hydril SLX具有负承载牙侧螺纹形状、两阶梯式、锥形螺纹螺距、15度扭矩台肩角、内密封和位于小阶梯上的外密封中部接头。VAM SLIJII接头具有负承载牙侧螺纹形状、两阶梯式、锥形螺纹螺距、竖直的扭矩台肩角、内密封和位于阴螺纹端面处的外密封。市场上还存在整体式、单阶梯式、负承载牙侧、锥形、单密封接头。Hydril523接头具有负承载牙侧燕尾螺纹形状、负对扣牙侧燕尾螺纹形状、单阶梯、锥形螺纹螺距、由承载牙侧和对扣牙侧同步啮合获得的扭矩台肩、内密封和由螺纹润滑剂和螺纹牙形提供的外密封。这些接头由于其使用对扣牙侧作为止推台肩而称作楔形螺纹。已经存在在最终装配位置具有承载牙侧和对扣牙侧啮合的螺纹。这些包括API接头，所述API接头包括通常称作8牙圆（eight-round）的LTC和STC。这些称作牙侧对牙侧螺纹。Grant Prideco的TC-II接头生产线具有承载和对扣牙侧啮合。这些螺纹由于滑脱而在整体式接头中大量弃用。滑脱是为柔性更大的接头，例如整体接头所特有的现象。当这些接头承受高拉伸载荷，螺纹由于作用在承载牙侧上的径向反作用力而脱离和断开。负承载牙侧形状解决了该问题。普通螺纹形状包括齿根对齿顶接触。这为大部分负承载牙侧螺纹以及包括偏梯形螺纹形状的一部分API接头所共有。缺少负承载牙侧使该形状不为整体接头所希望。在缺少楔部的情况下，负承载牙侧和齿根对齿顶螺纹形状是用于高性能整体接头的最常见的螺纹形状。这种螺纹形状的薄弱部在对扣牙侧间隙中。这为防止粘扣所必需，但是限制了其抗压、抗弯和抗扭性能。最后，楔形螺纹使用不同的承载和对扣牙侧导程以在装配期间产生牙侧对牙侧和/或齿根对齿顶啮合，同时避免正或负牙侧角下的粘扣。这种螺纹形状的缺点是缺少与其位置和对金属与金属密封的影响相关的装配重复性。这可以用长、低锥形密封件进行补偿，所述密封件具有较低的干涉变化性和较高的轴向位置变化性。通过与承载牙侧同时啮合的螺旋抗压牙侧连同负承载牙侧角获得高抗压、抗弯和抗扭强度，从而避免滑脱和选择用于附加径向支撑的负对扣牙侧。本专利技术克服了现有技术的缺陷，下面将披露改进的油田用管状接头，其使用改进的扭矩台肩以限制压缩对预加载损失的影响。
技术实现思路
接头包括螺旋扭矩台肩以限制压缩对预加载损失的影响。接头可以用于锥形的两阶梯式接头，其中，扭矩台肩是中部阶梯并且可以包含齿根对齿顶接触、负承载牙侧螺纹形状。具有可获得扭矩台肩的有限材料的接头，例如平式和半平式整体接头可以明显受益于这些特征。螺旋转矩台肩和位于扭矩台肩螺纹上的啮合抗压牙侧在有限的径向间隔的情况下增大了轴向承压面积。可以利用螺旋转矩台肩的轴向长度和承压表面实现这些目标。在一个实施例中，油田用管状螺纹接头包括公构件，其具有第一径向外螺纹和与所述第一径向外螺纹轴向隔开的第二径向外螺纹。接头包括母构件，其具有第三径向内螺纹和与所述第三径向内螺纹轴向隔开的第四径向内螺纹，在接头装配时，第一螺纹与第三螺纹配合，第二螺纹与第四螺纹配合。公构件螺旋扭矩台肩布置在第一和第二螺纹之间并且由多个螺旋中间螺纹形成。母构件螺旋扭矩台肩同样布置在第三和第四螺纹之间并且由多个螺旋螺纹形成。当接头装配时，公构件螺旋扭矩台肩螺纹与母构件螺旋扭矩台肩螺纹配合。本专利技术的这些及其它特征和优点将通过下列详细说明变得显而易见，其中，参考下列附图。附图说明图1是油田用管状接头的公母螺纹的剖视图。图2是右侧螺旋扭矩台肩和左侧螺纹之间间隙的剖视图。注意螺纹上的对扣牙侧间隙和螺旋扭矩台肩上的承载牙侧间隙。图3显示了位于螺旋扭矩台肩中心部分的螺纹根部平面以下的止推台肩的可选特征。图4显示了公母螺纹的初始啮合。图5显示了公母螺纹的进一步啮合。图6更详细地显示了如右侧所示螺旋扭矩台肩中的间隙和如左侧所示螺纹中的间隙。图7更详细地显示了当接头完全装配时，用于具有如右侧所示螺旋扭矩台肩和如左侧所示螺纹的另一螺纹形状的间隙。图8显示了用于止推台肩的径向距离。图9显示了可选接头以及用于中间部分的不同锥形和螺纹形状以有助于对扣间隙。图10显示了可选设计，显示了在接头完全装配之前位于右侧的螺旋扭矩台肩和位于左侧的螺纹。具体实施方式图1显示了具有位于两阶梯式螺纹接头的锥形螺纹之间的螺旋扭矩台肩区段的油田用管状接头。位于中间的第三组螺纹起到螺旋扭矩台肩的作用。油田用管状螺纹接头10包括公构件12，其具有第一外部锥形螺纹14和与所述第一外部锥形螺纹轴向隔开的第二外部锥形螺纹16。接头还包括母构件22，其具有与第一外部锥形螺纹14配合的第一内部锥形螺纹24和与第二外部锥形螺纹16配合的第二内部锥形螺纹26。接头包括位于公构件和母构件中的每一个上且与各自的第一和第二螺纹轴向隔开的螺旋本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种油田用管状螺纹接头，包括：具有外螺纹的公构件；母构件，其具有与所述外螺纹啮合的内螺纹；所述外螺纹和内螺纹均具有在接头装配时啮合的对扣牙侧；和位于所述公构件和母构件中的每个上包括多个旋转体的螺旋扭矩台肩，螺旋扭矩台肩的每个螺旋部包括位于所述公构件和母构件中的每个上的抗压牙侧，所述抗压牙侧在接头装配时彼此啮合。

【技术特征摘要】
1.一种油田用管状螺纹接头，包括：
具有外螺纹的公构件；
母构件，其具有与所述外螺纹啮合的内螺纹；
所述外螺纹和内螺纹均具有在接头装配时啮合的对扣牙侧；和
位于所述公构件和母构件中的每个上包括多个旋转体的螺旋扭矩
台肩，螺旋扭矩台肩的每个螺旋部包括位于所述公构件和母构件中的
每个上的抗压牙侧，所述抗压牙侧在接头装配时彼此啮合。
2.如权利要求1所述的油田用管状螺纹接头，其中，所述螺旋扭
矩台肩具有螺纹槽，所述螺纹槽大体上沿着相对于外螺纹平面径向向
外隔开的平面布置。
3.如权利要求1所述的油田用管状螺纹接头，其中，位于所述公
构件和母构件中的每个上的螺旋扭矩台肩是用于所述多个旋转体的连
续台肩。
4.如权利要求1所述的油田用管状螺纹接头，其中，公构件、母
构件和螺旋台肩上的螺纹或者公构件和母构件上的螺纹具有大体上相
同的锥角和导程。
5.如权利要求1所述的油田用管状螺纹接头，其中，公构件和母
构件上的螺纹具有与扭矩台肩上的螺旋螺纹不同的导程。
6.如权利要求1所述的油田用管状螺纹接头，其中，所述外螺纹
和内螺纹中的每个均具有负承载牙侧。
7.如权利要求1所述的油田用管状螺纹接头，还包括...

【专利技术属性】
技术研发人员：J·布赖汉，A·G·贝利，M·赫格勒，
申请(专利权)人：VAM美国有限责任公司，
类型：发明
国别省市：美国;US