用于金属管的带内衬的螺纹接头制造技术

本发明专利技术涉及用于管子的带螺纹接头，设有一种特别用于防止管子和接头受腐蚀或用以改善流体的流动条件的衬层。该接头包括两个各形成有一径向环状面的管状带螺纹部件。各部件的内壁和环状面均覆盖着一衬层。各环状面的形状为，在旋接状态，这些环状面在其外部部分地相互接靠，其内部形成一个至少部分（Ｌ）由两部件的衬层来填充的过渡开口区。该接头特别用于存在腐蚀流体的情况下开发油、气田。（*该技术在2016年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】

本专利技术总的来说涉及在管子和用于管子的螺纹接头上使用衬层或涂层，以保护它们免受腐蚀或改善流体在其内部的循环状况；同时还涉及设有这种内部涂层或衬层的管子和用于金属管子的螺纹接头。该相应的管子和螺纹接头用于开发油、气矿藏，特别是用于其中需进行注水的油井。更广义地说，本专利技术涉及任何管子和与之相关联的螺纹接头，由于使用条件，它们因与其内部流过的流体相接触而承受严重腐蚀。具体地而非限制性地讲，这是指下述状况，鉴于与管子相接触的水的成份和温度，管子和接头比如在上述油井中或地热井中循环水。众所周知，管子和与这些管子相关联的接头各部件的内壁可由一粘结衬层来防止腐蚀，该衬层是一种塑料涂层，如聚环氧化物之类的树脂。这种涂层对钢材具有优良的粘结力且有优良的抗腐性。除这种腐蚀问题之外，这类涂层还用于管子和与这些管子相关联的接头部件来减小压力降，特别是减小管子和接头部件内壁表面的粗糙度及最大程度地消除紊流现象，当流体流过其中时可能在管子和接头内壁上发生这种紊流现象。例如，在管部的被包容端环状面和一包容部件的形成顶接的环状面之间的接头位置处，无论如何，当旋紧接头时，业已发现旋紧压力往往使保护涂层在接触区的紧邻处发生裂纹或破裂。这造成剥落和由此受到暴露的内层金属的十分严重的局部腐蚀，或在涂层用来改善与液流接触的壁面的表面质量的情况下，其造成对流体流动的扰乱。即便所述腐蚀不造成直接渗漏，但在接头旋开后它也会造成接头各部件不经修复而无法再次使用的后果。腐蚀甚至可严重到造成接头的接靠区和密封面破坏。已经提出用于防止局部腐蚀的不同解决方案，它们包括使用由弹胶体或某些塑料制成的密封环。诸如由聚四氟乙烯(PTFE)制成的密封环具有良好的机械强度、优良的抗腐蚀性及与用于金属管及其联接装置的塑料涂层有良好的相容性等综合优点。所用的密封环可由玻璃或碳纤维来增强。有若干实例描述了这类密封环的应用。美国专利NO.3,100,656描述了一种整体式联接组件，其中，一管部的被包容螺纹端旋入另一管部的一包容腔。管子和接头各部件的内壁敷有诸如厚为0.002-0.006英寸(0.05-0.15mm)的酚醛树脂的酚醛树脂层。一聚四氟乙烯类的密封环部分配装入包容壁中的一环状腔之中而顶靠着其一台肩。该密封环呈I型截面，使其加宽的外部区域嵌进腔中，而在完成旋紧操作时，被包容件的端部把密封环的侧缘压紧于台肩之上。旋紧的程度由顶肩限定。美国专利NO.4,875,713描述了另一种装配两管部的方法，其包括一个允许两管部的被包容端端对端装配的管套。管子的内壁由一塑料涂层来防腐蚀，该涂层可以是一层酚醛树脂或环氧酚醛树脂或环氧聚酰胺。在此情况下，密封环安装在管套中部的一双槽中。该密封环是一由5％玻璃纤维和5％碳纤维增强的PTFE密封环，它呈倒U形，该U形的两臂嵌在两个平行槽之中。被包容件的两个前端盖压住该U形各臂的顶部，从而在其腔中密封住联接。在管套端部的顶肩控制着各件的旋紧程度。美国专利NO.5,236,230描述了一种类似于美国专利NO.4,875,713的组件。然而，该组件使用一个其截面基本上呈距形的PTFE密封环，其径向高度是沿平行于轴线宽度的1.5倍。如图4A和4B所示，当相对的被包容前端夹住密封环时，其初始的距形截面变形为T形，其内表面限定一个等于管子流通截面的流通截面，从而防止干扰流体的流动。夹紧效果由止动台肩来控制，图4B所示直角处或接近直角处的涂层没有开裂的迹象。虽然这些不同的防止接头的联接区受腐蚀的方法具有某些优点，它们所处的劣势是使用弹性体或塑性体密封环，这正是其根本缺点之所在。这些密封环一般必须精确安装就位以便其准确贴靠密封表面，在每次旋下再旋上作业中还必得对其进行仔细检查，且在大部分情形下还要因老化或塑性变形而予以更换。就PTFE类的相对较刚硬的密封环而言，在定位不良时它们仍会受到严重损伤，而且它们还会在软得多的塑料涂层中造成破裂。在对管子进行检修时，这些密封环还可能从其腔中脱出及在管内错位或可能拽开或受损。还要注意的是，这些密封环在现场还需要另外的必须慎微进行的储运作业。总的来说，本专利技术旨在改善敷设于管子内壁上的衬层或涂层在管子接头处的抗力而不必用密封环，不论这些衬层是用于在管子中提供防腐或减小压力降或任何其他用途。总的来说是寻找一种方法来避免使用如PTFE之类弹性体或塑性体密封环。还探究下述可能性，即可对覆有塑性衬层(plastic layer)的管子或金属管部的接头进行相当多次数的旋开和再旋紧作业而不使用任何密封环，而不在一管端部和另一接头之间的密封联接区中造成该衬层的剥落，而剥落会造成内层金属的快速腐蚀。另一目的是取消密封环，不论是在由包括两个包容腔的一管套形成的、在两个管部的被包容端部之间的联接的情况下，还是在一管部的被包容端部与相接管部的包容端部之间的被称作“整体”的直接联接的情况下。本专利技术的金属管接头使通过螺纹装配在一起的两管组成的组件具有防腐性。该接头包括两个各设有一配接螺纹的管状部件，这些部件设置在要配接起来的管子或管部的端部。两部件通过将至少一个带有阳螺纹的部件旋紧入一相应带螺纹包容腔之中来实现配接。每一部件包括一个在联接区附近、对应于所述部件内壁的内部管状区。该内部管状区的直径与其端部设有该部件的管子的流通部分的内径相同，或在如部件制作于其上之前管子端部已预加工成锥形的情况下，前者直径与后者内径略有不同。该内部管状区在联接位置处延伸到一个相对于该内部管状区大体呈径间取向的环状面。两部件的环状面设计成在组装接头时，它们在其处于朝向部件外部的部分表面处相互接靠。该公共接靠涉及一条公共接触母线，其处在一穿过接头轴线的截面内，且其长度为这些环状面总径向长度的几分之一。该公共接触母线最好由一直线段来形成，该直线既可垂直于接头轴线，亦可与该轴线相倾斜。它亦可由任何一恒曲率或变曲率的曲线段形成。各部件的内部管状区覆有一层旨在保护金属不受在各部件内部流动的流体的腐蚀或用于比如减少压降等其它用途的衬层。对于每一部件，该保护层从内部管状区向外延伸而覆盖至少一部分径向延伸的环状面。位于内部管状区一测、在旋接状态下各环状面不相接触的环状表面的径向延伸部分是由确定各环状面的各母线形成，该母线处在穿过接头轴线的一截面之中，所述径向延伸部分的形状使得，在旋接状态下，两母线形成一个以公共接点为起始点的过渡开口，两母线间的轴向距离从起始点朝接头轴线逐渐增大，两母线再次与其各自部件的内部管状区相连接。使至少一个环状面朝向所述部件内部偏离公共接靠母线而形成所述过渡开口。在第一次旋接操作之前，衬层延伸至环状面的相当大的部分之上，例如，它可超过起始点而遮盖各部件接靠区的一部分，或止于起始点附近。作为非限定性地举例，开口可呈V形，开口的每一侧对应于以接头轴线为中心的一锥面。开口的尺寸选为，当组装接头时，各环状面相接靠，开口至少部分由两部件接触区的保护层来填充。以其在起始点处的开口角度和其长度来表征的开口最好确定为，两涂层之间的接触压力从起始点向开口的端部逐渐减小，衬层在开口的至少一部分长度之上保持接触。这样，通过适当选择起始点的位置，一方面，这使足够长的公共接触母线良好地吸收在操作中所产生的旋紧和/或压缩力，另一方面，这使接靠面相接触所形成的压力在涂层中形本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种用于管子的带螺纹接头（５），包括两个管状部件（３，４），各部件形成有一螺纹（１１，１２）且包括一个内部管状区（１４，１５），管状区延伸至一个环状面（１６，１７）；一覆盖各部件（３，４）的内部管状区（１４，１５）和环状面（１６，１７）的至少一部分径向长度的衬层（２２，２３），通过把至少一个带阳螺纹的部件（３）旋进一带阴螺纹的腔（７）中来实现两个部件的装接，其特征在于，在旋接状态下，两环状面（１６，１７）沿一条公共母线在其靠外表面部分（１６．１，１７．１）上相接靠，各环状面（１６．３，１７．３）的母线从一起始点（１６．２，１７．２）朝向接头的内部形成一个过渡开口（２４）而后又交接于其各自部件（３，４）的内部管状区（１４，１５），该开口（２４）至少由两部件接靠区的保护衬层（２２，２３）部分填充。

【技术特征摘要】
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【专利技术属性】
技术研发人员：诺埃尔西瑞，
申请(专利权)人：法国瓦罗里克曼尼斯曼油汽公司，
类型：发明
国别省市：FR[法国]