用于产生钻探和操作油气井的螺纹连接部的组件及所产生的螺纹连接部制造技术

本发明专利技术涉及用于产生螺纹连接部的组件，该组件包括具有旋转轴(10)的第一管状部件和第二管状部件，每个部件在它们的端部(20，30)中的一个分别设置有至少第一连续螺纹区(21，31)和第二连续螺纹区(22，32)，第一连续螺纹区(21，31)和第二连续螺纹区(22，32)根据螺纹端部在类型上是凸形的还是凹形的，分别产生在所述部件的外周表面或内周表面上，处于其中每个设置有第一锥形母线(41)和第二锥形母线(42)的第一螺旋线和第二螺旋线的形式，第一螺纹区根据第一螺旋线产生且能够在组装时一起协作，以及第二螺纹区根据第二螺旋线产生且能够在组装时一起协作，螺纹区中的每个限定螺纹牙形，在穿过旋转轴的纵剖面中观察，所述螺纹牙形设置有承载牙侧(21a，22a，31a，32a)、入扣牙侧(21b，22b，31b，32b)、螺纹牙顶(21c，22c，31c，32c)以及螺纹牙底(21d，22d，31d，32d)，其特征在于：第一螺纹区的螺纹的高度(TH1)和第二螺纹区的螺纹的高度(TH2)中的每个在1mm至2.5mm的范围内，以及第一螺纹区和第二螺纹区的承载牙侧与旋转轴的垂线的角度(LFA1，LFA2)在1度至20度的范围内，以及第一螺纹区和第二螺纹区的入扣牙侧与旋转轴的垂线的角度(SFA1，SFA2)在3度至25度的范围内。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
本专利技术涉及用于钻探和/或操作油气井的螺纹连接部，更确切地说，涉及当连接工作在拉伸-压缩情况时在效率和密封方面优化连接的整体性能。
技术介绍
术语“螺纹连接部”意思是由为金属且能够通过组装结合在一起的基本上管状的元件构成的任何组件，尤其是其目的在于构成用于钻探油气井的杆，或者用于操作这样的井的修井立管或柱例如立管，或者用于操作井的套管或管柱。每个管状部件包括设置有公螺纹区或母螺纹区的端部以用于与类似元件的对应端部组装。当结合时，元件组装所谓的连接。连接的这些螺纹管状部件在预定载荷作用下结合，以满足由服务条件施加的夹紧和密封要求。进一步地，应该理解的是，螺纹管状部件可能不得不经历数次组装-打断循环，尤其是在服务中时。用于这样的螺纹管状部件的使用的条件导致在宽范围内作用在这些部件的敏感部分例如螺纹区、邻接区或密封表面上的宽范围的机械载荷。由于这个原因，连接设计是需要同时考虑数个参数的复杂规范。因此，建议：当连接操作在拉伸和压缩情况时，保持连接的效率以及支撑密封表面的、管状部件的区域的厚度，而且尽可能最小化密封接触点的移动的风险。US7416374描述了在两个螺旋线中使用两个螺纹的连接，并且其中螺纹牙顶是圆形的。然而，那种方案仅改善了疲劳性能。在双头配置中具有两个螺纹区的原理仅以加速组装和打断为目的来使用。文献US7475917提供了其中入扣牙侧和承载牙侧的角度沿着螺纹的整个长度改变的连接。然而，其目的在于向螺纹中的承载牙侧或入扣牙侧的角度引入点变化的那种方案可能仅用于优化载荷集中的分布。那种方案不能用于改善拉伸/压缩性能，控制组装油脂的压力或者减小在交变载荷作用下出现的轴向位移。文献US6767035意在使用吻合的第一螺纹和正角第二螺纹来生成高的组装扭矩。图9中描述的可选例建议两种螺纹的使用，其中入扣牙侧与连接轴的垂线形成的角度相等且高度地倾斜。然而，这些方案不能用于同时提供良好的拉伸强度和良好的压缩强度。
技术实现思路
由于这个原因，本专利技术的目的在于提供具有至少两个螺旋线或者甚至具有多个螺旋线的螺纹，这些螺纹不同以增加例如拉伸强度、压缩强度或疲劳强度中的每个的质量。更确切地说，本专利技术关注用于产生螺纹连接部的组件，该组件包括具有旋转轴的第一管状部件和第二管状部件，每个部件在它们的端部中的一个分别设置有至少第一连续螺纹区和第二连续螺纹区，第一连续螺纹区和第二连续螺纹区根据螺纹端部在类型上是凸形的(male)还是凹形的(female)，分别产生在所述部件的外周表面或内周表面上，处于各自设置有第一锥形母线和第二锥形母线的第一螺旋线和第二螺旋线的形式，根据第一螺旋线产生的第一螺纹区能够在组装时一起协作，以及根据第二螺旋线产生的第二螺纹区能够在组装时一起协作，每个螺纹区限定螺纹牙形，在穿过旋转轴的纵剖面中观察，该螺纹牙形设置有承载牙侧、入扣牙侧、螺纹牙顶以及螺纹牙底，其特征在于，第一螺纹区的螺纹的高度和第二螺纹区的螺纹的高度中的每个在1mm至2.5mm的范围内，以及第一螺纹区和第二螺纹区的承载牙侧与旋转轴的垂线的角度在1度至20度的范围内，以及第一螺纹区和第二螺纹区的入扣牙侧与旋转轴的垂线的角度在3度至25度的范围内。下面给出可以是补充的或替代的、本专利技术的可选特征。第一螺纹区的螺纹高度和第二螺纹区的螺纹高度之间的差就绝对值而言可以大于或等于0.05mm。第一螺纹区和第二螺纹区的螺纹牙顶和牙底中的每个可与旋转轴形成在0度至10度的范围内的角度。第一螺纹区和第二螺纹区的螺纹牙顶和牙底可与旋转轴形成相同的角度。第一螺纹区的螺纹高度和第二螺纹区的螺纹高度可限于由值1.3mm和2mm限定的范围，第一螺纹区和第二螺纹区的加载牙侧与旋转轴的垂线的角度可限于由值3度和15度限定的范围，以及第一螺纹区和第二螺纹区的入扣牙侧与旋转轴的垂线的角度可限于由值10度和25度限定的范围。第一螺纹区或第二螺纹区的螺纹牙顶和牙底可平行于旋转轴，而第二螺纹区或第一螺纹区的螺纹牙顶和牙底可平行于所述螺纹区的锥形母线。第一螺纹区的入扣牙侧的角度与第二螺纹区的入扣牙侧的角度就绝对值而言可以相差至少0.5度。第一螺纹区的入扣牙侧的角度与第二螺纹区的入扣牙侧的角度就绝对值而言可以相差至少5度。第一螺纹区的锥形母线可不同于第二螺纹区的锥形母线。第一螺纹区的锥形母线可等同于第二螺纹区的锥形母线。在第一螺纹区和第二螺纹区的入扣牙侧之间可存在间隙。第一螺纹区的入扣牙侧之间的间隙的值与第二螺纹区的入扣牙侧之间的间隙的值之间的差可在0.05mm至0.5mm的范围内。第一管状部件和第二管状部件的端部中的每个可包括至少一个密封表面，所述至少一个密封表面可在连接处于组装状态时以密封的过盈配合协作。第一管状部件和第二管状部件的端部中的每个可包括至少一个邻接表面，所述至少一个邻接表面能够在连接处于组装状态时邻接地协作。本专利技术还关注从组装组件产生的螺纹连接部。附图说明现在，将在下面参照附图作出的描述中更详细地公开本专利技术的特点和优点。图1是从通过组装结合两个管状部件产生的连接的纵剖面的图解视图，且与本专利技术的一个实施例一致。图2是通过组装两个管状部件结合的螺纹的纵剖面的详细图解视图，且与本专利技术的实施例一致。图3是待装配的两个部件的分解透视图。具体实施方式图1示出了用于产生螺纹连接部的组件，其包括第一管状金属部件和第二管状金属部件，第一管状金属部件和第二管状金属部件通常由钢形成，具有旋转轴10，且每个部件设置有端部20和30。已知是凸形的端部20包括在一个管状部件的端部的外周表面上产生的第一连续螺纹区21和第二连续螺纹区22。第一螺纹区21和第二螺纹区22中的每个分别根据第一螺旋线和第二螺旋线产生，第一螺旋线和第二螺旋线中的每个设置有第一锥形母线41和第二锥形母线42。第一连续螺纹区21和第二连续螺纹区22交替，即，第一螺纹区21或第二螺纹区22中的一个的两个连续节距被来自另一个交替的第一螺纹区21或第二螺纹区22的螺纹节距分开。螺纹区是交错的。已知是凹形的端部30包括在另一个管状部件的端部的内周表面上产生的第一连续螺纹区31和第二连续螺纹区32。第一螺纹区31和第二螺纹区32中的每个分别根据第一螺旋线和第二螺旋线产生，第一螺旋线和第二螺旋线中的每个设置有第一锥形母线41和第二锥形母线42。第一连续螺纹区31和第二连续螺本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种用于产生螺纹连接部的组件，包括具有旋转轴(10)的第一管状部件和第二管状部件，每个部件在它们的端部(20，30)中的一个处分别设置有至少第一连续螺纹区(21，31)和第二连续螺纹区(22，32)，第一连续螺纹区(21，31)和第二连续螺纹区(22，32)根据螺纹端部在类型上是凸形的还是凹形的而分别产生在所述部件的外周表面或内周表面上，处于各自设置有第一锥形母线(41)和第二锥形母线(42)的第一螺旋线和第二螺旋线的形式，根据第一螺旋线产生的第一螺纹区(21，31)能够在组装时一起协作，以及根据第二螺旋线产生的第二螺纹区(22，32)能够在组装时一起协作，螺纹区(21，22，31，32)中的每个限定螺纹牙形，在穿过旋转轴(10)的纵剖面中观察，所述螺纹牙形设置有承载牙侧(21a，22a，31a，32a)、入扣牙侧(21b，22b，31b，32b)、螺纹牙顶(21c，22c，31c，32c)以及螺纹牙底(21d，22d，31d，32d)，其特征在于：·第一螺纹区(21，31)的螺纹的高度(TH1)和第二螺纹区(22，32)的螺纹的高度(TH2)中的每个在1mm至2.5mm的范围内，以及·第一螺纹区和第二螺纹区的承载牙侧与旋转轴(10)的垂线的角度(LFA1，LFA2)在1度至20度的范围内，以及·第一螺纹区和第二螺纹区的入扣牙侧与旋转轴(10)的垂线的角度(SFA1，SFA2)在3度至25度的范围内。...

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2013.12.10 FR 13623791.一种用于产生螺纹连接部的组件，包括具有旋转轴(10)的第一管状部
件和第二管状部件，每个部件在它们的端部(20，30)中的一个处分别设置有
至少第一连续螺纹区(21，31)和第二连续螺纹区(22，32)，第一连续螺纹区
(21，31)和第二连续螺纹区(22，32)根据螺纹端部在类型上是凸形的还是
凹形的而分别产生在所述部件的外周表面或内周表面上，处于各自设置有第一
锥形母线(41)和第二锥形母线(42)的第一螺旋线和第二螺旋线的形式，根
据第一螺旋线产生的第一螺纹区(21，31)能够在组装时一起协作，以及根据
第二螺旋线产生的第二螺纹区(22，32)能够在组装时一起协作，螺纹区(21，
22，31，32)中的每个限定螺纹牙形，在穿过旋转轴(10)的纵剖面中观察，
所述螺纹牙形设置有承载牙侧(21a，22a，31a，32a)、入扣牙侧(21b，22b，
31b，32b)、螺纹牙顶(21c，22c，31c，32c)以及螺纹牙底(21d，22d，31d，
32d)，其特征在于：
·第一螺纹区(21，31)的螺纹的高度(TH1)和第二螺纹区(22，32)的
螺纹的高度(TH2)中的每个在1mm至2.5mm的范围内，以及
·第一螺纹区和第二螺纹区的承载牙侧与旋转轴(10)的垂线的角度(LFA1，
LFA2)在1度至20度的范围内，以及
·第一螺纹区和第二螺纹区的入扣牙侧与旋转轴(10)的垂线的角度(SFA1，
SFA2)在3度至25度的范围内。
2.根据权利要求1所述的用于产生螺纹连接部的组件，其特征在于，第一
螺纹区(21，31)的螺纹高度(TH1)和第二螺纹区(22，32)的螺纹高度(TH2)
之间的差就绝对值而言大于或等于0.05mm。
3.根据权利要求1或权利要求2所述的用于产生螺纹连接部的组件，其特
征在于，第一螺纹区(21，31)和/或第二螺纹区(22，32)的螺纹牙顶和牙底
中的每个与旋转轴(10)形成在0度至10度的范围内的角度。
4.根据权利要求3所述的用于产生螺纹连接部的组件，其特征在于，第一

\t螺纹区(21，31)和第二螺纹区(22，32)的螺纹牙顶和牙底不与旋转轴(10)
形成相同的角度。
5.根据权利要求1或权利要求2所述的用于产生螺纹连接部的组件，其特
征在于：
·第一螺纹区(21，31)的螺纹高度(TH1)和第二螺纹区(22，32)的螺
纹高度(TH2)中的每个在1.3mm至2mm的范围内，...

【专利技术属性】
技术研发人员：皮埃尔·马丁，纪尧姆·波尔凯，
申请(专利权)人：法国瓦卢瑞克石油天然气公司，新日铁住金株式会社，
类型：发明
国别省市：法国;FR