用于机械连接和联接上的金属与金属密封保护的对准引导特征制造技术

一种连接建立在限定在一对管状部件如油气回收领域中的壳节段上的销连接器与盒连接器之间。销连接器和盒连接器包括用于在管状部件的组装、拆卸、输送和装卸期间保护金属密封表面的特征。销连接器包括具有其上的向内成锥形的环形侧表面的插入侧面，以及沿正交于由向内成锥形的环形侧表面限定的圆锥角的方向相对于销侧金属密封表面向外延伸的对准凸起。对准凸起接合盒连接器的内表面，以使销连接器与盒连接器同心地对准，并且由此保护金属密封表面免受可在其它情况下由销连接器与盒连接器之间的碰撞引起的损坏。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】相关申请的交叉引用本申请请求享有2013年11月22日提交的标题为\Alignment Guide Feature for Metal to Metal Seal Protection on Mechanical Connections and Couplings\的美国临时专利申请第61/907,687号的权益和优先权，其通过引用以其整体并入本文中。
本专利技术大体上涉及例如油气回收领域中的连接管状部件。具体而言，本公开涉及井孔内的相邻管状部件的对准和连接，例如，将壳节段安装到井孔中来形成与相邻壳节段的流体密封。
技术介绍
多种井孔操作包括相邻管状部件如管、钻柱、立管区段、壳节段等的连接。在管状部件之间建立的接头中的一些可使用金属与金属的密封来形成不透流体的连接。通常，管状部件包括密封表面，其与管状部件的金属结构集成。此类集成密封部可比独特的金属或弹性体密封构件更快速且以较低成本形成。独特的密封构件必须在降入井孔中之前在组成或组装于管状部件中的一个或两者期间置于管状部件之间。以集成金属与金属密封部工作的一个挑战在于防止对密封表面上的表面精整的损坏，并且由此便于不透流体连接的有效形成。管状部件和用于运输和装卸管状部件的油田设备通常为大且笨重的。因此，将管状部件组装于彼此而不引起对密封表面的损坏可为困难的。例如，由于管状部件和油田设备的大质量，故即使低速碰撞也可产生足够的力来损坏密封表面，同时试图使管状部件下陷或对准。因此，插入引导件、防护物、保护涂层或其它附加的保护装置通常提供成保护金属与金属的密封表面。这些保护装置增加成本，并且取决于保护装置的设计，可从管状部件除去并且失去。在一些情况中，可需要移除这些保护装置，其中它们干扰组装的最后阶段，如，在插入到相邻的管状部件的盒连接器中之后，螺纹销连接器的最后(多次)旋转。这些保护装置的移除可减慢组装过程，并且在其中密封表面处于风险中的组装的阶段期间使密封表面暴露。鉴于上文，存在对保护管状部件上的金属与金属密封表面而不需要提供独特的保护装置的需求。此外，能够认识到对在销和盒连接器插入在一起之后在最后组成期间保护密封表面的需求。
技术实现思路
描述了一种管状连接，其具有用于保护限定在一对管状部件上的密封表面的特征。在一些情况中，密封表面和保护特征两者可对管状部件的几何形状和/或金属结构而言为集成的。在一些情况中，保护特征操作成同心地对准管状部件，并且由此保护密封表面免受碰撞。密封表面的保护可便于建立管状部件之间的不透流体的密封。根据本专利技术的一个方面，管状连接包括具有限定在其上端处的盒连接器的第一管状部件。盒连接器限定第一纵轴线，并且包括沿其内表面的螺纹或其它内部匹配特征。盒侧金属密封表面在内部匹配特征下方限定在内表面上。管状连接还包括具有限定在其下端处的销连接器的第二管状部件。销连接器限定第二纵轴线，并且包括沿其外表面限定的螺纹或其它外部匹配特征，其能够操作成接合盒连接器的内部匹配特征，以将第一管状部件和第二管状部件联接于彼此。销连接器还包括在外部匹配特征下方限定在外表面上的插入侧面。插入侧面包括环形侧表面，其沿朝销的下端的方向沿径向向内成锥形，以相对于第二纵轴线限定圆锥角。销侧金属密封表面限定在环形侧表面上，该环形侧表面能够操作成在外部匹配特征与内部匹配特征接合时接合盒侧金属密封表面以形成与其的流体密封。插入侧面还包括沿正交于圆锥角的方向相对于销侧金属密封表面向外延伸的对准凸起。对准凸起限定在销侧金属密封表面下方，使得对准凸起能够操作成在销连接器插入到盒连接器中时，接合盒连接器的内部匹配特征，以使销连接器与盒连接器同心地对准，并且沿径向向内且远离内部匹配特征推动销侧金属密封表面。附图说明为了获得并且可更详细理解本专利技术的特征、优点和目的以及将变得显而易见的其它内容，上文简要概括的本专利技术的更具体的描述可通过参照其实施例进行，该实施例在附图中示出，该附图形成本说明书的一部分。然而，将理解的是，附图仅示出了本专利技术的优选实施例，并且因此不认作是限制其范围，因为本专利技术可允许其它同样有效的实施例。图1为根据本公开的示例性实施例的在将第二管状部件联接于第一管状部件之前发生的处于断开和失准构造的第一管状部件和第二管状部件的局部截面视图。图2为图1中识别的感兴趣的区域的放大视图，示出了限定在第二管状部件上的对准凸起和金属密封表面，它们便于与第一管状部件上的金属密封表面的金属对金属的密封。图3为处于完全连接构造的图1的第一管状部件和第二管状部件的局部截面视图。图4为图3中识别的感兴趣的区域的放大视图，示出了与彼此成密封接合的图2的金属密封表面。图5-7为类似于图2的那些(在第一管状构件和第二管状构件的相反的侧向侧上)的对准凸起和金属密封表面的备选实施例的截面视图，其共同示出了用于将第二管状部件联接于第一管状部件的序列。具体实施方式现在将在下文中参照示出本专利技术的实施例的附图更完整地描述本专利技术。然而，本专利技术可以以许多不同的形式实施，并且不应当看作是限于本文中阐述的所示实施例。相反，这些实施例提供成使得本公开将为彻底且完整的，并且将把本专利技术的范围完全传达给本领域技术人员。相似的标记表示各处相似的元件，并且上标符号(如果使用)指示备选实施例中的类似元件。参照图1，第一管状部件10和第二管状部件12包括用于完成井孔(未示出)的壳的区段。在其它实施例中，第一管状部件10和第二管状部件12包括其它井孔构件，如井孔壳体构件、管柱区段、管、立管区段、钻柱区段等。第一管状部件10包括在其上端处的盒连接器14，并且第二管状部件12包括在其下端处的销连接器16。盒连接器14和销连接器16能够操作成接合彼此，以将第一管状部件10和第二管状部件12联接于彼此。本说明书中描述的相对位置如\上方\或\下方\仅用于描述。描述的构件可沿任何定向使用。第一管状部件10和第二管状部件12以断开和失准构造绘出。盒连接器14限定第一纵轴线\A1\，其相对于由销连接器16限定的第二纵轴线\A2\倾斜布置。纵轴线\A1\和\A2\的倾斜或失准布置典型地在井孔操作中发生，如，插入，例如，在第一管状部件10和第二管状部件12的组成和破开(break-out)期间。如本领域技术人员将认识到的，该失准可导致销连接器16的前端20处的磨损，特别是在销连接器16和盒连接器14由类似材料构成时。当处于完全组成构造时，磨损可损害在第一管状部件10与第二管状部件12之间形成的金属与金属的密封，如下文更详细描述的。盒连接器14包括沿其环形内表面24限定的内部匹配特征22。在所示实施例中，内部匹配特征22为由第一管状部件10的本体的相同金属结构构成的螺旋螺纹。在其它实施例中，内部匹配特征为平行凹槽或其它结构，用于接合销连接器16，以由此将第一管状部件10和第二管状部件12联接于彼此。盒侧金属密封表面26在内部匹配特征22下方限定在内表面24上。如本领域技术人员认识到的，设置在匹配特征22下方的盒侧金属密封表面26由于凹入位置而将保护提供至盒侧金属密封表面26。在其它实施例中，盒侧金属密封表面26设置在盒连接器14内的其它位置处。盒侧金属密封表面26可呈现表面精整，其比内表面24的包绕金属表面有更高抛光。在一些实施例中，盒侧金属密封表面26本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种管状连接，包括：第一管状部件，其具有限定在其上端处的盒连接器，所述盒连接器限定第一纵轴线，并且包括沿其内表面的内部匹配特征，以及在所述内部匹配特征下方限定在所述内表面上的盒侧金属密封表面；以及第二管状部件，其具有限定在其下端处的销连接器，所述销连接器限定第一纵轴线，并且包括沿其外表面限定的外部匹配特征，所述外部匹配特征能够操作成接合所述盒连接器的内部匹配特征，以将所述第一管状部件和所述第二管状部件联接于彼此，所述销连接器还包括在所述外部匹配特征下方限定在所述外表面上的插入侧面，所述插入侧面包括：环形侧表面，其沿朝所述销连接器的下端的方向沿径向向内成锥形，以限定相对于所述第二纵轴线的圆锥角；限定在所述环形侧表面上的销侧金属密封表面，所述销侧金属密封表面能够操作成在所述外部匹配特征与所述内部匹配特征接合时接合所述盒侧金属密封表面以与其形成流体密封；以及对准凸起，其沿正交于所述圆锥角的方向相对于所述销侧金属密封表面向外延伸，所述对准凸起限定在所述销侧金属密封表面下方，使得所述对准凸起能够操作成在所述销连接器插入到所述盒连接器中时，接合所述盒连接器的内部匹配特征，以使所述销连接器与所述盒连接器同心地对准，并且沿径向向内且远离所述内部匹配特征推动所述销侧金属密封表面。...

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2013.11.22 US 61/907687;2014.03.31 US 14/2309401. 一种管状连接，包括：第一管状部件，其具有限定在其上端处的盒连接器，所述盒连接器限定第一纵轴线，并且包括沿其内表面的内部匹配特征，以及在所述内部匹配特征下方限定在所述内表面上的盒侧金属密封表面；以及第二管状部件，其具有限定在其下端处的销连接器，所述销连接器限定第一纵轴线，并且包括沿其外表面限定的外部匹配特征，所述外部匹配特征能够操作成接合所述盒连接器的内部匹配特征，以将所述第一管状部件和所述第二管状部件联接于彼此，所述销连接器还包括在所述外部匹配特征下方限定在所述外表面上的插入侧面，所述插入侧面包括：环形侧表面，其沿朝所述销连接器的下端的方向沿径向向内成锥形，以限定相对于所述第二纵轴线的圆锥角；限定在所述环形侧表面上的销侧金属密封表面，所述销侧金属密封表面能够操作成在所述外部匹配特征与所述内部匹配特征接合时接合所述盒侧金属密封表面以与其形成流体密封；以及对准凸起，其沿正交于所述圆锥角的方向相对于所述销侧金属密封表面向外延伸，所述对准凸起限定在所述销侧金属密封表面下方，使得所述对准凸起能够操作成在所述销连接器插入到所述盒连接器中时，接合所述盒连接器的内部匹配特征，以使所述销连接器与所述盒连接器同心地对准，并且沿径向向内且远离所述内部匹配特征推动所述销侧金属密封表面。2. 根据权利要求1所述的管状连接，其特征在于，所述盒连接器包括在所述销连接器和所述盒连接器设置成完全组成构造时邻接所述销连接器的向下面向的表面的至少一个向上面向的轴向负载肩部，并且其中所述盒连接器包括环形卸压槽，当所述销连接器和所述盒连接器以所述完全组成构造设置时，所述对准凸起收纳在所述环形卸压槽中。3. 根据权利要求2所述的管状连接，其特征在于，所述对准凸起在收纳在所述环形卸压槽内时与所述盒连接器的内表面显著间隔开。4. 根据权利要求1所述的管状连接，其特征在于，所述对准凸起限定所述销连接器的最下表面。5. 根据权利要求1所述的管状连接，其特征在于，所述插入侧面还包括相对于所述圆锥角沿径向向内延伸的其上的环形凹槽，并且其中所述销侧金属密封表面的至少一部分设置在所述环形凹槽内。6. 根据权利要求5所述的管状连接，其特征在于，所述对准凸起限定所述环形凹槽下方的所述环形侧表面的下部。7. 根据权利要求5所述的管状连接，其特征在于，所述环形侧表面的下部和所述环形凹槽上方的所述环形侧表面的上部两者大体上以所述圆锥角布置。8. 根据权利要求1所述的管状连接，其特征在于，所述盒连接器还包括大体圆柱形表面，其限定在所述盒侧金属密封表面下方，用于在所述外部匹配特征与所述内部匹配特征接合和解除接合时接合所述对准凸起。9. 根据权利要求8所述的管状连接，其特征在于，所述外部匹配特征和所述内部匹配特征为螺旋螺纹，并且其中所述对准凸起旋转地接合所述大体圆柱形表面。10. 一种管状连接，包括：第一管状部件，其具有限定在其上端处的盒连接器，所述盒连接器包括沿其一部分限定内部匹配特征的内表面和盒侧金属密封表面；以及第二管状...

【专利技术属性】
技术研发人员：朱宝志，JW帕利尼，T斯蒂恩，WR帕特森，
申请(专利权)人：韦特柯格雷公司，
类型：发明
国别省市：美国;US