螺纹管件的螺纹包括在螺纹根部，特别是在承载螺纹齿侧面（１３）上的至少一个切线方向的多半径连接区（２１）。这个区（２１）包括半径为（ｒ＃－［Ｐ１］）的一个主要弧（２３），该主要弧的支承圆在点（Ｐ＃－［ＲＦ１］）与螺纹齿侧面（１３）相交。在点（Ｐ＃－［ＰＦ１］）上该圆的切线与螺纹齿侧面（１３）形成一个严格为正的角度（Ｄ）。比（ｒ＃－［Ｐ１］）小的半径为（ｒ＃－［Ｓ１］和ｒ＃－［Ｔ１］）的辅助弧（２５，２７）的一端，在切线方向使主要弧与螺纹齿侧面（１３）连接，而其另一端与螺纹根部（１９）连接。半径（ｒ＃－［Ｐ１］）比标准圆（２９）的半径（ｒ＃－［Ｈ１］）大，该标准圆通过点（Ｐ＃－［ＲＦ１］），并单独构成一个切线方向的连接区。这种螺纹管件形成能很好地耐静态和循环应力的螺纹管连接结构。（*该技术在2021年保护过期，可自由使用*）
【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及特别耐受静态和循环应力的螺纹管连接结构的阳螺纹管件或阴螺纹管件。本专利技术还涉及特别适用于耐静态和循环应力的螺纹管连接结构。
技术介绍
螺纹管连接结构包括在第一根管末端的一个阳螺纹管件和可以是一根很长的管或管接头的第二根管末端的一个阴螺纹管件。这种螺纹连接具体用于构成油气井或类似的井-例如地热井-的一排套管或一排生产管或钻管排。在美国石油学院(API)说明书5B中，公布了套管之间或带有锥形螺纹、梯形螺纹或倒圆的三角螺纹的生产管之间的螺纹连接。还已知有使用普通的笔直的螺纹或两种螺距的锥螺纹的其他形式的螺纹连接，例如可参见美国专利US4521042号。近年来，尽管由于需要开采深井和将各种不同直径的立柱一根插入另一根中，而使套管或生产管的壁厚受限制，但套管或生产管基本上可耐受不同静态应力的组合(拉伸、轴向压缩、平面弯曲、内压力或外压力)。相反，只用于钻井的钻管受到很大的循环应力作用，但其大小没有限制，因为在一个给定的时间，一个给定直径的一排管是在井下面的。如果不严格限制，则在工作过程中，循环应力会导致疲劳断裂。这种断裂是在承受负载的承载螺纹齿侧面上的螺纹根部开始的。这个疲劳裂纹开始的位置是由承载螺纹齿侧面与螺纹根部之间的连接处的应力集中造成的。为了改善对循环应力的承受，必需通过减小承载螺纹齿侧面上的应力和使承载螺纹齿侧面与螺纹根部之间连接处的角度达到最小，来减小最大的应力。API说明书7D公布了一种钻管，它具有能承受工作应力的加强的锥螺纹。API说明书7D中公布的螺纹形状为三角形，其承载和不承载的螺纹齿侧面倒圆，这些螺纹齿侧面中的每一个面均与螺纹管件轴线的法线成30°角。承载螺纹齿侧面位于与螺纹管件自由端相对的一侧上的每一个螺纹上。在本专利技术中将采用这个定义。螺纹根部倒成半径为0.97mm(0.038英寸)，中心在螺纹根部轴线上的一个圆弧，该圆弧在切线方向与螺纹齿侧面连接。由三角形螺纹形成的螺纹齿侧面之间的60°夹角使该圆弧半径足够大。螺纹齿顶被截短，以避免啮合螺纹的螺纹齿顶和螺纹根部径向干涉。截短螺纹的高度为3.08mm(0.121英寸)，这相当于API5B螺纹连接高度的二倍。由于美国专利US4549754号说明一种对API说明书7D的钻管进行改造的，可以进一步减小应力集中的螺纹轮廓，因此，上述的方法就显得不够了。US4549754号中的螺纹横截面上的螺纹根部不对称，但包括一个倒圆的区域。该倒圆区域的中心偏向不承载的螺纹齿侧面(与承载的螺纹齿侧面相对)，并且倒圆区域的半径比API中所述的半径增加了大约50％，即达到1.45mm(0.057英寸)。这个倒圆的区域在切线方向与承载螺纹齿侧面连接，而在不太重要的轮廓中，它与不承载的螺纹齿侧面连接。该不太重要的轮廓是这样的简单的一段直线或倒有半径为0.81mm(0.032英寸)的圆角，接着又是一段直线。该螺纹根部的根切现象比API螺纹严重，因此，为了切削螺纹，需要管子的开始厚度较大。这种结构对开采油井用的管排是不适合的，因为这种管排受到静态和动态应力作用。这种对耐应力的要求在将海床与离开海岸的油气开采平台连接起来的管排中也遇到。这种讲英语的本领域技术人员称为“立管”的管柱受到循环应力的作用。这种应力是由波浪、潮汐和平台本身可能的移动引起的，使管柱振动的水流造成的。这种对耐受应力的要求在岸上油井中也会遇到，特别是当为了加固油井，而下降转动的管时是如此，当油井与垂直线有偏离，并有弯曲的地方时，这种情况经常出现。由于这样，为了提高疲劳强度，需要改善套管、生产管或“立管”的螺纹管连接结构。专利申请WO98/50720号说明了这种改进的螺纹管连接结构。该专利申请中所述的螺纹为梯形螺纹，它是由API说明书5B中称为“锯齿”螺纹的螺纹派生出来的。梯形螺纹形状可减小螺纹管件变形的危险。在连接过程中，特别是由于扭矩过大，这种变形会使螺纹移位。该螺纹的根部基本上为直线围成的，并通过一个倒圆的区域与每一个螺纹齿侧面连接。该倒圆区域的半径为螺纹根部总宽度的10～50％(最好为该总宽度的16％～26％)，该倒圆区域在切线方向的终端为螺纹齿侧面和螺纹根部。该螺纹高度可以完全避免一个螺纹的根部和啮合螺纹的相应的螺纹齿顶之间的径向干涉，因为在两者之间保持至少为0.25mm(0.010英寸)的径向间隙。考虑在该例子中给出的螺纹发现，该螺纹根部的半径大约为0.5mm，而不是API5B中所述的螺纹根部半径0.15mm。如果与钻管的螺纹根部倒圆区域半径比较，则这个半径似乎偏小，但梯形螺纹的根部倒圆半径不能象三角形螺纹的根倒圆半径作得那么大，除非可以大大减小互相接触的螺纹齿侧面的承载表面，才能这样做。专利申请WO98/50720号中的螺纹也不适用于一个螺纹的齿顶和啮合螺纹的相应螺纹根部之间有径向干涉的干涉型螺纹。所示的螺纹，与USRe30647中所示的螺纹一样，是宽度变化的“楔”式螺纹。
技术实现思路
本专利技术的目的是提供一种螺纹管连接结构的阳螺纹管件或阴螺纹管件，该螺纹管件可以耐受a)静态应力，特别是轴向拉伸、轴向压缩、弯曲、扭转、内压力或外压力，连接过程中的移位产生的静态应力；这种应力可以是简单一种应力或是综合应力(例如拉伸+内压力)；b)循环应力。在本说明书的其余部分，将说明具有抗疲劳轮廓的螺纹管件。本专利技术还有一个目的是要保证本专利技术的螺纹管件可制成所有形式的螺纹锥形、普通笔直的、直的和锥形组合，带有一个螺距或多个螺距，梯形螺纹或三角形螺纹。这些螺纹可以是干涉型的或非干涉型的。非干涉型螺纹例如可以是欧洲专利申请EP0454147号中所述的，两个螺纹齿侧面同时与啮合螺纹的两个螺纹齿侧面接触的形式(也称为“粗螺纹”)，该螺纹轴向为压配合；或者是美国USRe30647中所述的宽度变化的楔式螺纹。本专利技术再有一个目的是提供一种容易制造和检查的螺纹管件。本专利技术的螺纹管件必需能用于构成油气井生产管排，油井套管或水下开采管排(“立管”)或类似用途的螺纹连接。本专利技术还有一个目的是要提供一种在循环应力作用下保持密封，特别是气密的螺纹管连接结构。本专利技术的螺纹管件的变型必需能用于钻管排。本专利技术再一个目的是要提供一种螺纹管连接结构，其中只有一个螺纹管件(例如阴螺纹管件)经过改造可耐循环应力，但它可与没有经过改造的啮合的螺纹管件配合。在一个变型中，该螺纹管连接结构的两个螺纹管件都经过改造，可耐循环应力。根据本专利技术，在管的末端形成带抗疲劳轮廓的阳螺纹管件或阴螺纹管件。根据该螺纹管件是阳螺纹式或阴螺纹式不同，该螺纹管件可以包括外部阳螺纹或内部阴螺纹。该螺纹包括螺纹齿顶，螺纹根部，用直线围成的承载螺纹齿侧面，用直线围成的不承载螺纹齿侧面和两个称为“螺纹根部”区的切线方向连接区域。上述两个切线方向的螺纹根部连接区域中的每一个区域，配置在螺纹根部和两个称为“相应的螺纹齿侧面”的螺纹齿侧面中的一个齿侧面之间，并包括一个圆弧。上述两个切线方向的螺纹根部连接区域中的至少一个称为“多半径区域”的区域，包括一个称为“主要弧”的圆弧。其中，支承圆在称为“螺纹齿侧面参考点”的点与相应的螺纹齿侧面的支承直线相交；并且在主要弧的任一侧有一条称为“辅助曲线”的标准曲线。该标准曲线在切线方向，将该主要弧与相应的螺纹齿侧面和螺纹根部连接起来。这样本文档来自技高网...
【技术保护点】
一种螺纹管连接结构（１００，３００）的阳螺纹管件或阴螺纹管件（１，２），该螺纹管件作在管（１０１，１０２，２０２，３０１，３０２）的末端，并根据该螺纹管件是阳螺纹或阴螺纹管件，包括外部阳螺纹（３，３０３，３０３’）或内部阴螺纹（４，３０４，３０４’），在通过螺纹管件的轴线的纵截面上看的螺纹管件的螺纹（１１，１２）包括螺纹齿顶（１７，２０，Ｓ↓［１］，Ｓ↓［２］），螺纹根部（１８，１９，Ｆ↓［１］，Ｆ↓［２］），直线围成的承载螺纹齿侧面（１３，１４），直线围成的不承载螺纹齿侧面（１５，１６）和两个切线方向的螺纹根部连接区（２１，２２，５１，５２）；这两个连接区中的每一个连接区位于螺纹根部和称为相应的螺纹齿侧面的两个螺纹齿侧面中的一个齿侧面之间，并且包括一个圆弧；其特征在于，称为“多半径区域”的两个切线方向的螺纹根部连接区中的至少一个连接区包括一个称为主要弧（２３，２４，５３，５４）的圆弧，该主要弧的支承圆在称为螺纹齿侧面参考点的点（Ｐ↓［ＲＦ１］，Ｐ↓［ＲＦ２］，Ｐ↓［ＲＦ３］，Ｐ↓［ＲＦ４］）上，与相应的螺纹齿侧面的支承直线相交；另外还包括在该主要弧的任一侧的一条称为辅助曲线（２５，２６，２７，５５，５６）的标准曲线，该辅助曲线的一端，在切线方向上与相应的螺纹齿侧面连接，而另一端与螺纹根部连接； ａ）在螺纹齿侧面的参考点上，主要弧的支承圆的切线（６１，６２，６７，６８）与相应的螺纹齿侧面的支承直线形成一个严格为正的锐角（Ｄ，Ｆ）；正的意义是指主要弧不切入螺纹齿侧面的材料中； ｂ）主要弧的所述支承圆与螺纹根部的支承直线相交或相切，在交点（Ｐ↓［ＲＲ１］）或切点上，所述支承圆的切线（６３）与螺纹根部的支承直线形成一个－１５°～＋１５°的角度（Ｅ）。...
【技术特征摘要】
...
【专利技术属性】
技术研发人员：莱昂内尔弗迪朗，
申请(专利权)人：法国瓦罗里克曼尼斯曼油汽公司，住友金属工业株式会社，
类型：发明
国别省市：FR[法国]
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