管连接部制造技术

一种管线包括具有由螺纹连接在一起的端部(20,22)的一对管区段，管端具有位于螺纹的端部远处的轴向和径向抵接部。抵接部定位成使尖头密封布置稳定，并且提高抗弯曲能力，同时使用较短的螺纹长度。较短的螺纹(24,28)实现使用较小壁厚的管端。在抵接部处，各个管端具有尖头(40A,40B)，其在管端匹配时偏转成进入凹槽。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】【专利摘要】一种管线包括具有由螺纹连接在一起的端部(20,22)的一对管区段，管端具有位于螺纹的端部远处的轴向和径向抵接部。抵接部定位成使尖头密封布置稳定，并且提高抗弯曲能力，同时使用较短的螺纹长度。较短的螺纹(24,28)实现使用较小壁厚的管端。在抵接部处，各个管端具有尖头(40A,40B)，其在管端匹配时偏转成进入凹槽。【专利说明】管连接部
技术介绍
管线通常通过将均具有大约40英尺长度的管区段连接在一起，通过转动一个管区段以将其锥形螺纹连接于另一个管区段的锥形螺纹来构造。螺纹设计中公知的是，施加于螺纹的大部分负载施加于最初的几个螺纹上面。除螺纹的相对端以外，管区段通过抵接来密封在一起，其中管区段的轴向面对的表面或径向面对的表面抵接彼此以有助于密封管接头。进一步密封通过形成具有尖头的各个管端来获得，该尖头突出超过轴向面对的抵接部，并且突出到形成在另一个管区段中的凹槽中。为了获得良好密封，尖头必须非常紧密地配合到凹槽中。具有小壁厚的匹配管区段和具有管区段端处的良好密封的强管线将具有价值。
技术实现思路
根据本专利技术的一个实施例，管区段提供了可螺纹连接，其具有小壁厚，具有高轴向阻力和抗弯曲力，并且提供良好流体密封。管区段均具有小轴向长度的螺纹，其中长间隙在螺纹端之间，并且抵接部在管区段的端部处。 管区段通过尖头密封在一起，该尖头均形成在一个管区段的端部处，并且位于形成在匹配管区段的端部处的凹槽中。各个尖头关于圆延伸360°，并且各个凹槽按圆围绕管轴线延伸。为了良好密封，尖头以过盈配合来配合到凹槽中。各个尖头通过通向径向抵接表面的锥形管内壁按顺序偏转成与凹槽对准，以便管区段变为完全匹配，径向过盈抵接使尖头和凹槽偏转成准确对准。 本专利技术的新颖特征在所附权利要求中具体阐释。当连同附图阅读时，将从以下描述最佳地理解本专利技术。 【专利附图】【附图说明】 图1为管线的管区段的匹配的端部的截面侧视图，仅示出了沿管线轴线截取的截面的一侧。 图2-5为图1的管线的一部分的截面视图，示出了尖头在管区段匹配期间如何与凹槽对准。 【具体实施方式】 图1示出了管线10，其包括两个管区段12，14，它们具有完全匹配在管连接部51中的管端20，22。管端包括沿管线轴线16串联连接的径向外(相对于管轴线16)管端或盒20和径向内管端或销22。管区段具有圆锥形(锥形)形状的短管螺纹24，26。公共NPT (国标锥形螺纹)螺纹具有大约3° (1.6°到4° )的锥角A。 各个管区段的匹配端具有抵接部，其中，两个管端的径向表面和轴向表面抵接。图1示出了管区段的外侧附近的轴向面对或轴向抵接部32，36，以及内侧附近的轴向抵接部34，30。成对的管端通过迫使一个管区段的螺纹将该管区段的螺纹加载到其它匹配管区段的螺纹中来匹配，如通过转动一个管区段，所以在抵接部32，36和30，34处的轴向面被迫抵接彼此。管连接部51具有轴向面对的抵接部诸如32，36处的相对端53，55。 各个管区段还具有尖头40A，40B (包括表面68的小管凸起)，其具有配合到凹槽42中的端部，以对流体泄漏密封。尖头40A位于图1的右侧处，其中管线的径向外侧具有最小厚度R。尖头40B位于图1的左侧处，其中管线的径向内侧具有最小厚度W。各个尖头围绕轴线16按圆延伸360°，并且抵靠凹槽的360°的壁密封。位于凹槽中的尖头附近的径向面对的径向过盈肩部诸如68，69和66和67两者使这些过盈尖头表面对准和稳定，并且还有助于管区段的各端承受管线的弯曲负载，以增大弯曲中的强度，而没有螺纹的显著轴向负载。径向面对的肩部66-67，68-69均为圆柱形，并且围绕管轴线延伸360°。 轴向面对的抵接部诸如32，36和30，34之间的长轴向距离M是合乎需要的，以抵抗管线的弯曲，并且改进轴向抵接。较长距离M改进抗弯曲力，因为其向管区段12，14中的径向抵接部(68，69和66，67)提供了较长的力矩臂，这提高了管的抗弯曲力。由于较长距离M增大了螺纹的端部与轴向抵接部之间的距离E和F，故改进了轴向抵接。该较长距离允许了管端的大小E，F的轻微不完美，以最小化对期望的轴向抵接负载的变化的影响。由于销和盒中的相对的E和F大小在实现轴向抵接负载时张紧和压缩，故该轴向抵接负载变化由较长的E和F大小改进。E和F区段为由它们的截面面积、弹性模量和长度限定的类似弹簧。长度越长，这些"弹簧"调整它们的长度大小中的任何轴向不完美就越好。通过具有较长的长度，因此较容易获得具有合理加工公差的至少一些最小的期望过盈。 连接管区段端的螺纹24，26均具有相比于轴向抵接表面之间的长度M的短长度L。长度E和F的轴向长形空间50，52留在螺纹的各端与连接端处的相邻抵接部之间。各个轴向长形空间E和F包括内管区段与外管区段之间的宽间隙部分62，64，并且还包括形成径向面对的抵接部的以66，67和68，69表示的过盈肩部。长度E和F均为连接的相对端处的抵接部之间的长度M的至少25%。 短长度(在平行于管线轴线16的方向上)的连接螺纹24，26的使用具有的优点在于其导致小径向厚度的管区段壁。沿着锥形螺纹长度L，厚度从以B表示的厚度增长至以C表示的厚度。厚度的增大(C-B)等于螺纹锥角A诸如3°的正弦值乘以螺纹长度L。在一个实例中，最小外管壁厚度B为0.5英寸，并且螺纹长度L为6英寸。3°的正弦值(0.05)乘以6英寸为0.3英寸。因此，管壁厚沿着螺纹长度L增长0.3英寸。如果螺纹24，26均延伸距离M的全长，该全长为短螺纹长度L的2.6倍，则壁厚将增大0.8英寸而非0.3英寸。0.5英寸的最大壁厚减小(从1.3英寸到0.8英寸)通过减小待使用的钢量和待支承的管的重量而节省相当大的成本。 申请人:优选使用不大于距离M的60%并且优选不大于50%的距离L的螺纹24，26。距离M为管连接部51的轴向抵接部诸如30，34和32，36之间的距离。 图2-5示出了 申请人:如何将一个管区段端的尖头40A安装到另一个管区段端的凹槽42中。在安装之后，存在尖头与凹槽壁之间的径向过盈配合，其优选为0.002到0.008英寸(50到200微米)，在各个尖头诸如40A的未压缩厚度D与凹槽诸如42的径向宽度G之间。过盈配合导致金属与金属的流体密封。 这些管区段的组成取决于使用的螺纹的类型。在第一程序中，以24表示的锥形螺线螺纹(图1)在一个管端转动至另一个时可螺纹地接合以26表示的另一个螺纹。在第二程序中，存在锥形的同心螺纹，其通过沿轴向迫使螺纹在彼此上预定配合来接合。Gallagher等人的美国专利5，954，374和Sinclair的5，964，486示出了此类同心螺纹。当使用锥形螺线螺纹时，区段聚在一起，使一端沿方向J移动(图2)，直到螺纹24，26接合。在该布置中，尖头40A定位成跳过过盈表面69。如图3中所示，螺纹的转动迫使锥形73相对于锥形72开始使尖头壁偏转。这引起过盈表面68，69和68，67(图1)在管区段的端部处在彼此上滑动。此外，尖头沿方向J的滑动(图4)使尖头40A沿过盈锥形75移动。该过盈引起管端22沿径向向内移动(朝管线轴线)，并且管端20沿径向扩张，从而使相对侧处的尖头4本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种管组件，其包括沿管线轴线(16)串联连接的第一管区段(12)和第二管区段(14)，所述管区段具有管端(20,22)，其中各个管端具有一对轴向和径向面对的抵接部(30,34和32,36;66,67和68,89)，其中各个管区段的一个抵接部与另一个管区段的抵接部接合，并且各个管端具有与所述另一个管区段的螺纹接合的螺纹(24,26)，其中所述螺纹均位于一对抵接部之间，并且其中存在所述管区段之间的一对空间(50,52)，其中各个空间位于所述螺纹的端部与相同管区段的抵接部之间，其中：所述螺纹中的各个的轴向长度(L)小于相同管区段的两个轴向面对的抵接部(30,32)之间的距离(M)的60%。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】...

【专利技术属性】
技术研发人员：杰克·波拉克，
申请(专利权)人：单一浮标系泊设施公司，
类型：发明
国别省市：瑞士;CH