BR112014016961B1

BR112014016961B1 - Junta rosqueada para tubos

Info

Publication number: BR112014016961B1
Application number: BR112014016961-6A
Authority: BR
Inventors: Masahiro Oshima; Shin Ugai; Takashi Okada; Masayoshi Sasaki; Suguru Yamaguchi; Masaaki Sugino
Original assignee: Vallourec Oil And Gas France; Nippon Steel Corporation
Priority date: 2012-01-19
Filing date: 2013-01-17
Publication date: 2020-09-15
Also published as: US9194515B2; JP2014535023A; EP2805092B1; EP2805092A4; AU2013210283A1; IN2014DN06114A; AU2013210283B2; CA2862833A1; CA2862833C; BR112014016961A2; EA201491390A1; US20150001841A1; UA109617C2; JP5690021B2; MX350459B; CN104114926B; WO2013108931A1; BR112014016961A8; MY175905A; EP2805092A1

Abstract

junta rosqueada para tubos trata-se de uma junta rosqueada para tubos que compreende um pino 1 e uma caixa 2 que têm, cada um, uma superfície de contato que inclui uma porção rosqueada 3, 7 e uma porção de contato metálica não rosqueada. a porção de contato metálica não rosqueada inclui uma superfície de vedação 5, 8 e uma superfície de ombro 9, 10, 11, 12. a superfície de ombro do pino está situada sobre a superfície de extremidade do pino. uma região sem contato 13 na qual o pino e a caixa não entram em contato entre si está presente entre as superfícies de vedação e as superfícies de ombro do pino e da caixa. a junta rosqueada tem um ou mais sulcos formados na superfície de ombro de pelo menos um dentre o pino e a caixa e que se estendem até a região sem contato e até a parte interna da junta rosqueada. pelo menos a superfície de contato de pelo menos um dentre o pino e a caixa tem um revestimento lubrificante sólido que exibe comportamento reológico plástico ou viscoplástico formado sobre o mesmo. o volume total v (mm3) dos sulcos e o peso de revestimento w (g) do revestimento lubrificante sólido satisfazem a equação v/w (maior igual) 24 (mm3/g).

Description

CAMPO DA TÉCNICA

[0001] Esta invenção refere-se a uma junta rosqueada para tubos (também chamada de uma junta rosqueada tubular) adequada para conectar produtos tubulares destinados à indústria petrolífera (oil country tubular goods - OCTG) e que tem sulcos sobre a superfície de ombro de maneira a permitir que um fluido de pressão alta escape. Especificamente, esta se refere a uma junta rosqueada para tubos que impede a deterioração do desempenho dos sulcos por meio de um revestimento lubrificante sólido.

TÉCNICA ANTECEDENTE

[0002] Nos últimos anos, os poços petrolíferos estão mais profundos e são desenvolvidos em ambientes cada vez mais severos. Por essa razão, existe um grande desejo de que juntas rosqueadas tubulares que são usadas para conectar bens tubulares de campo petrolífero (OCTG) incluam tubulação e revestimento para poços de óleo ou gás que aumentem a resistência a compressão sob pressões internas e externas e aprimorem propriedades de vedação.

[0003] A Figura 1A é uma vista em corte transversal que mostra de forma esquemática a estrutura de uma junta rosqueada típica para tubos, a Figura 1B é uma vista em corte transversal esquemática ampliada da porção A na Figura 1A e a Figura 1C é uma vista em corte transversal esquemática parcial da adjacência da porção de rebordo de uma junta rosqueada para tubos revelada no Documento de Patente 1.

[0004] Conforme mostrado nas Figuras 1A a 1C, a junta rosqueada tubular 0 é constituída por um pino 1 formado sobre a superfície externa de ambas as extremidades de tubos de aço e uma caixa 2 formada sobre a superfície interna de um acoplamento que é um membro separado. O pino 1 tem uma porção rosqueada 3 que tem roscas macho (roscas externas) e uma porção de rebordo 4 que é uma porção mais próxima à extremidade de pino. A porção de rebordo 4 tem uma superfície de vedação 5 adjacente à porção rosqueada 3 e uma superfície de ombro 9 sobre a superfície de extremidade frontal do pino 1. De modo correspondente, a caixa 2 tem uma porção rosqueada 7 que tem roscas fêmeas (roscas internas), uma superfície de vedação 8 e uma superfície de ombro 11. As porções rosqueadas, as superfícies de vedação e as superfícies de ombro do pino e da caixa constituem superfícies de contato de uma junta rosqueada.

[0005] Uma junta rosqueada é projetada de modo que quando as roscas macho e as roscas fêmeas são apertadas até que as superfícies de ombro 9 e 11 do pino e a caixa entrem em contato uma com a outra com um torque predeterminado, as superfícies de vedação 5 e 8 entrem em contato intimamente uma com a outra com uma interferência predeterminada para formar uma vedação metal para metal que garante a firmeza de gás desejada de uma junta rosqueada. Antes de apertar, gorduras lubrificantes (tipicamente gordura composta) foram aplicadas de modo convencional às superfícies de contato de uma junta rosqueada a fim de impedir a ocorrência de esfolamento de uma junta rosqueada.

[0006] Na junta rosqueada para tubos mostrada na Figura 1C, a porção de rebordo 4 do pino 1 se estende na direção axial para formar uma região sem contato 13 em que o pino e a caixa não entram em contato entre si e entre as superfícies de vedação 5, 8 e as superfícies de ombro 9, 11 do pino e da caixa. Ao estender a porção de rebordo dessa maneira, o pino tem uma resistência aumentada para deformação da porção que está mais próxima à extremidade frontal que a superfície de vedação. Como resultado, é difícil que a superfície de vedação do pino seja deformada até mesmo sob uma carga combinada de pressão e força axial e, através disso, torna-se possível aprimorar a firmeza de gás de uma junta rosqueada.

[0007] A junta rosqueada ilustrada tem outra região sem contato 14 entre uma ou mais roscas macho do pino 1 mais próxima à superfície de vedação 5 e à superfície oposta da caixa 2. A região sem contato 14 é formada ao fornecer um recesso na superfície da caixa e funções como um reservatório para coletar gorduras lubrificantes expelidas das porções rosqueadas que são apertadas durante a constituição de uma junta rosqueada.

[0008] Na junta rosqueada mostrada na Figura 1C, o pino 1 tem uma segunda superfície de ombro 10 entre a superfície de ombro 9 e a superfície de não contato 13. A segunda superfície de ombro 10 tem um ângulo maior de inclinação em relação a um plano perpendicular ao eixo geométrico de tubo e uma dimensão radial menor comparada à superfície de ombro 9. A superfície de ombro maior e interior 9 é chamada de uma superfície de ombro principal e a superfície de ombro menor e exterior 10 é chamada de uma superfície abaixo do ombro. De modo correspondente, a caixa 2 tem uma superfície abaixo do ombro 12 além da superfície de ombro 11, que é uma superfície de ombro principal. As superfícies de ombro principais 9 e 11 do pino e da caixa servem para suportar o estresse de compressão aplicado durante a constituição de uma junta rosqueada e também limitam a deformação interna radialmente da extremidade do rebordo 4, enquanto as superfícies abaixo do ombro 10 e 12 do mesmo servem para limitar a deformação externa radialmente das superfícies de ombro principais quando as superfícies de ombro principais recebem o estresse de compressão. Como resultado, as superfícies de ombro principais do pino e da caixa podem se nivelar de uma maneira estável.

[0009] Quando as superfícies de vedação e as superfícies de ombro do pino e da caixa de uma junta rosqueada entram em contato profundo com as superfícies opostas por constituição da junta rosqueada, a região sem contato 13, que está situada entre as superfícies de vedação e as superfícies de ombro, se torna um espaço fechado. As gorduras lubrificantes e o fluido de produto que são expelidos das superfícies de vedação em contato íntimo e das superfícies de ombro fluem no espaço fechado da região sem contato 13 e são confinados no mesmo. Se a pressão do fluido confinado na região sem contato 13 se toma alta devido a uma quantidade aumentada do fluido, a região sem contato 13 tende a se expandir radialmente devido à pressão e existe a possibilidade de uma deterioração na firmeza de gás de uma junta rosqueada que é alcançada pelo contato íntimo entre as superfícies de vedação do pino e da caixa.

[0010] Então, a junta rosqueada revelada no Documento de Patente 1 tem pelo menos um sulco que tem uma profundidade de pelo menos 0,1 mm na superfície de ombro de pelo menos um dentre o pino e a caixa e que funciona como um caminho de escoamento para o fluido de pressão alta confinado na região sem contato 13.

[0011] As Figuras 2A a 2D são vistas explicativas que mostram sulcos formados em uma superfície de ombro de um pino. Conforme mostrado nessa Figura, as porções de sulco 9a-1 e 9a-2 (que formam de maneira cooperativa sulcos 9a) são formadas na superfície abaixo do ombro 10 e na superfície de ombro principal 9, respectivamente, de um pino 1.

[0012] Os sulcos 9a percorrem tanto a superfície de ombro principal 9 quanto a superfície abaixo do ombro 10 do pino 1. Os sulcos 9a podem ser formados na superfície de ombro de uma caixa ou a porção dos sulcos 9a pode ser formada em uma superfície de ombro do pino 1 com o resíduo que é formado em uma superfície de ombro da caixa 2. Os sulcos 9a conectam a região sem contato 13 com o interior da junta rosqueada tubular 0. Então, mesmo se o fluido confinado na região sem contato 13 produzir uma pressão alta, o fluido de pressão alta pode escapar para o interior da junta rosqueada tubular 0 através dos sulcos 9a e o estado de contato entre as superfícies de vedação 5 e 8 não muda e, através disso, mantem a firmeza de gás de uma junta rosqueada.

[0013] Quando executa a constituição de uma junta rosqueada tubular, uma gordura lubrificante líquida que contém uma quantidade grande de metais pesados é aplicada de modo convencional cada vez que a constituição é realizada. Do ponto de vista de proteção ambiental e de eficiência de trabalho, as juntas rosqueadas tubulares que têm uma superfície revestida com um revestimento lubrificante sólido que não liberam poluentes, tais como metais pesados, para os arredores foram desenvolvidas.

[0014] A Figura 3 é uma vista explicativa que mostra a estrutura de revestimento formada sobre as superfícies de uma junta rosqueada tubular revelada no Documento de Patente 2, que é um exemplo de uma junta rosqueada tubular que tem um tal revestimento lubrificante sólido. Em uma junta rosqueada tubular 15 que é constituída por um pino 1 e uma caixa 2, a superfície de contato do pino 1 tem um revestimento de tratamento de superfície preparatório 18 que pode ser opcionalmente fornecido sobre um substrato de aço 17 com o propósito de endurecimento de superfície e sobre a mesma um revestimento anticorrosivo sólido 19 baseado em uma resina curável UV. A superfície de contato da caixa 2 tem um revestimento de tratamento de superfície preparatório 21 que pode ser opcionalmente fornecido sobre o substrato de aço 20 com o propósito de endurecimento de superfície e sobre a mesma um revestimento lubrificante sólido 22.

[0015] O revestimento lubrificante sólido 22 é um revestimento que exibe comportamento reológico plástico ou viscoplástico no qual a fluidez do revestimento varia acentuadamente com a pressão. Um revestimento que tem tais propriedades pode exibir uma resistência a esfolamento maior comparada a um revestimento lubrificante sólido que não tem o comportamento reológico descrito acima (tal como um revestimento rígido feito de uma resina termoestável que contém um pó de lubrificação). Além disso, esse tipo de revestimento pode exibir uma função de autorreparo devido à fluidez, que é aumentada sob pressão.

DOCUMENTOS DE TÉCNICA ANTERIOR DOCUMENTOS DE PATENTE

[0016] Documento de Patente 1 - WO 2009/060729 A

[0017] Documento de Patente 2 - WO 2009/072486 A

DESCRIÇÃO RESUMIDA DA INVENÇÃO

[0018] A junta rosqueada tubular 0 revelada no Documento de Patente 1 baseia-se em usar uma gordura lubrificante líquida convencional. Nesse caso, mesmo que os sulcos 9a sejam preenchidos com a gordura lubrificante líquida, os sulcos não são obstruídos devido à fluidez da gordura. Em outras palavras, se a pressão do fluido confinado na região sem contato 13 é alta, o fluido pode escapar para o interior da junta rosqueada tubular através dos sulcos 9a e a região sem contato 13 é mantida à mesma pressão conforme o interior de uma junta rosqueada.

[0019] No entanto, se um revestimento lubrificante sólido, conforme revelado no Documento de Patente 2, que exibe comportamento reológico plástico ou viscoplástico é aplicado à junta rosqueada tubular 0 revelada no Documento de Patente 1, no tempo de constituição de uma junta rosqueada, existe a possibilidade de uma porção do revestimento lubrificante sólido ser extrudada da superfície de ombro que flui para dentro dos sulcos 9a e, através disso, faz com que os sulcos 9a sejam preenchidos com o revestimento lubrificante sólido. Se isso ocorre, devido ao fato da fluidez do revestimento lubrificante sólido ser muito menor que a da gordura lubrificante líquida, os sulcos são obstruídos e não podem funcionar como um caminho de escoamento. Como resultado, a pressão na região sem contato 13 é aumentada, o que resulta em uma deterioração da firmeza de gás de uma junta rosqueada que é alcançada pelas superfícies de vedação.

[0020] O objetivo da presente invenção é fornecer uma junta rosqueada para tubos que tem um revestimento lubrificante sólido que exibe comportamento reológico plástico ou viscoplástico formado na superfície de contato de pelo menos um dentre um pino e uma caixa que constitui a junta rosqueada e que tem sulcos formados na superfície de ombro em que os sulcos podem ser impedidos de obstruir e, através disso, impedir uma diminuição na firmeza de gás de uma junta rosqueada devido à obstrução dos sulcos.

[0021] A presente invenção é uma junta rosqueada para tubos que compreende um pino e uma caixa que tem, cada um, uma superfície de contato que inclui uma porção rosqueada e uma porção de contato metálica não rosqueada, em que a porção de contato metálica não rosqueada inclui uma superfície de vedação e uma superfície de ombro, em que a superfície de ombro do pino está situada na superfície de extremidade do pino, a região sem contato na qual o pino e a caixa não entram em contato entre si está presente entre as superfícies de vedação e as superfícies de ombro do pino e da caixa, em que a junta rosqueada tem um ou mais sulcos que são formados na superfície de ombro de pelo menos um dentre o pino e a caixa e se estende à região sem contato e ao interior de uma junta rosqueada, caracterizado pelo fato de que:

[0022] pelo menos a superfície de contato de pelo menos um membro do pino e da caixa tem um revestimento lubrificante sólido que exibe comportamento reológico plástico ou viscoplástico formado sobre o mesmo, e

[0023] o volume total V (mm3) dos sulcos e o peso de revestimento W (g) do revestimento lubrificante sólido satisfaz a seguinte equação (1): V/W>24 (mm3/g) (1).

[0024] É vantajoso formar o revestimento lubrificante sólido sobre toda a superfície do pino e/ou da caixa a fim de facilitar a formação do revestimento. A superfície de um pino ou de uma caixa significa a superfície voltada para o outro membro e que geralmente se estende da porção rosqueada para a superfície de ombro.

[0025] Em uma modalidade preferencial de uma junta rosqueada para tubos, as superfícies de ombro do pino e da caixa têm, cada uma, uma superfície de ombro principal e uma superfície abaixo do ombro conectada à superfície de ombro principal. A superfície de ombro principal tem um ângulo reverso de inclinação e se estende para o interior de uma junta rosqueada e a superfície abaixo do ombro está situada entre a superfície de ombro principal e a região sem contato e tem um ângulo de inclinação em relação a um plano perpendicular ao eixo geométrico de tubo que é maior do que a superfície de ombro principal. A área da abertura (extremidade superior) dos sulcos na superfície de ombro ou da superfície de ombro principal é preferencialmente não maior que 40% da área de superfície da superfície de ombro ou da superfície de ombro principal.

[0026] Em uma junta rosqueada para tubos, de acordo com a presente invenção, que tem uma região sem contato entre uma superfície de vedação e uma superfície de ombro e um sulco que funciona como um caminho de escoamento quando a pressão do fluido confinado na região sem contato se torna alta, a despeito da presença de um revestimento lubrificante sólido que exibe comportamento reológico plástico ou viscoplástico formado na superfície de contato de pelo menos um dentre um pino e uma caixa, em que o sulco é impedido de ser preenchido com o revestimento de lubrificação, que pode levar ao mau funcionamento do sulco como um caminho de escoamento. Como resultado, é possível impedir confiantemente a deterioração do desempenho de vedação e, por conseguinte, da firmeza de gás de uma junta rosqueada devido a uma pressão aumentada excessivamente do fluido confinado na região sem contato. Uma junta rosqueada para tubos, de acordo com a presente invenção, tem resistência a esfolamento aprimorada e propriedades de impedir ferrugem visto que a superfície de contato tem um revestimento lubrificante sólido que tem comportamento reológico plástico ou viscoplástico.

BREVE EXPLICAÇÃO DOS DESENHOS

[0027] A Figura 1A é uma vista em corte transversal que mostra de forma esquemática a estrutura de uma junta rosqueada típica para tubos, a Figura 1B é uma vista em corte transversal esquemática ampliada da porção A na Figura 1A e a Figura 1C é uma vista em corte transversal esquemática parcial na adjacência da porção de rebordo de uma junta rosqueada para tubos revelada no Documento de Patente 1.

[0028] As Figuras 2A a 2C são vistas explicativas que mostram sulcos formados na superfície de ombro principal e da superfície abaixo do ombro de um pino e a Figura 2D é uma vista em corte transversal longitudinal ampliada na adjacência da borda entre a superfície abaixo do ombro e a superfície de ombro principal.

[0029] A Figura 3 é uma vista explicativa que mostra a estrutura de revestimento formada sobre as superfícies de contato de um pino e de uma caixa.

[0030] A Figura 4 é um gráfico que mostra a relação entre o volume total de sulcos e o peso de revestimento de um lubrificante sólido obtido em um teste de vedação.

[0031] A Figura 5 é um gráfico que mostra variações na área de contato de uma superfície de ombro principal como uma função da largura de sulcos em uma junta rosqueada para tubos revelada no Documento de Patente 1 que tem superfícies de ombro de dois níveis com sulcos formados sobre o mesmo e que tem um diâmetro externo de 10-3/4” (27,3 cm) e um peso nominal de 90,4 kg/m (60,7 libras/pé).

[0032] A Figura 6 é uma vista explicativa que mostra um método de medir a pressão dentro de uma região sem contato.

MODOS PARA EXECUTAR A INVENÇÃO

[0033] A presente invenção será explicada enquanto faz referência aos desenhos em anexo. Uma junta rosqueada para tubos tem uma estrutura similar à junta rosqueada convencional para tubos explicada enquanto faz referência às Figuras 1A a 1C, às Figuras 2A a 2D e à Figura 3, então, na explicação seguinte, será feita referência a essas Figuras.

[0034] Conforme mostrado pelas Figuras 1A a 1C, uma junta rosqueada 30 para tubos, de acordo com a presente invenção, é constituída por um pino 1, que é um elemento de junta que tem rocas macho ou externas e uma caixa 2, que é um elemento de junta que tem roscas fêmeas ou internas.

[0035] Conforme mostrado na Figura 1A, as juntas rosqueadas típicas para tubos são do tipo de acoplamento no qual um pino 1 é formado na superfície externa de ambas as extremidades de um tubo de aço e uma caixa 2 é formada sobre a superfície interna de um acoplamento, que é um membro separado. Também existem juntas rosqueadas integrais que não utilizam um acoplamento e nas quais uma extremidade de um tubo de aço é feita de um pino 1 e a outra extremidade é feita de uma caixa 2. Uma junta rosqueada 30 para tubos, de acordo com a presente invenção, pode ser de qualquer um desses tipos. Na explicação seguinte, a presente invenção será explicada em relação a uma junta rosqueada 30 para tubos do tipo de acoplamento mostrado na Figura 1A.

[0036] Uma junta rosqueada 30 para tubos, de acordo com a presente invenção, é preferencialmente aplicada a um tubo de aço que tem uma razão (t/D) da espessura da parede t (mm) para o diâmetro externo D (mm) de pelo menos 0,03 e no máximo 0,17. Um exemplo será dado do caso no qual a espessura da parede é de 9 a 16 mm e o diâmetro externo é de 24,1 (9-1/2) a 34,3 (13-1/2) centímetros.

[0037] O pino 1 e a caixa 2 têm, cada um, superfícies de contato que entram em contato uma com a outra quando a junta rosqueada é constituída. A superfície de contato do pino 1 inclui uma porção rosqueada 3 que tem roscas macho e uma porção de contato metálica não rosqueada localizada mais próxima à extremidade frontal do pino. A porção do pino que é mais próxima à extremidade frontal que a porção rosqueada 3 é uma porção de rebordo 4. A porção de contato metálica não rosqueada formada sobre a porção de rebordo 4 do pino 1 compreende uma superfície de vedação 5 localizada na adjacência da porção rosqueada 3 e uma superfície de ombro (também chamada uma superfície de ombro de torque) formada na superfície de extremidade do pino 1. De modo correspondente, a caixa 2 tem uma porção rosqueada 7 que tem roscas fêmeas, uma superfície de vedação 8 e uma superfície de ombro.

[0038] Com uma junta principal comum, o desempenho compressivo de aproximadamente 40 a 60% da resistência de rendimento do corpo de tubo é exigido e, em alguns poços petrolíferos, o desempenho compressivo que excede 80% é necessário. Certamente, uma carga compressiva é suportada não apenas pelos ombros, mas também pelas porções rosqueadas e se as roscas que têm uma boa habilidade para sustentar uma carga compressiva são usadas, a carga sobre os ombros pode ser diminuída para essa extensão. No entanto, a espessura da porção de rebordo 4 (a espessura da parede do pino no meio da superfície de vedação 5) é feita de pelo menos 25% e preferencialmente de pelo menos 50% da espessura da parede do corpo de tubo de forma que a porção de rebordo terá a resistência à compressão exigida.

[0039] Quanto maior é a espessura da superfície de vedação do pino, maior é a habilidade para vedá-la contra a pressão externa. Então, uma chanfradura pode ser formada sobre a superfície interna da extremidade da porção de rebordo a fim de impedir a turbulência ao aumentar a circularidade.

[0040] A forma das superfícies de vedação 5 e 8 do pino 1 e da caixa 2 pode ser feita de uma linha reta que é inclinada em relação ao eixo geométrico de junta ou uma linha curva tal como um arco circular (a anterior será chamada de uma superfície frustocônica e depois será chamada de uma superfície curvada de rotação) ou pode ser uma superfície de rotação formada ao girar um segmento de linha que é uma combinação de ambas as linhas ao redor do eixo geométrico de junta (em outras palavras, uma combinação de uma superfície frustocônica e de uma superfície curvada de rotação). Preferencialmente, a superfície de vedação do pino 1 e da caixa 2 é feita de uma superfície frustocônica e a superfície de vedação da outra é uma superfície curvada de rotação ou uma combinação de uma superfície curvada de rotação e de uma superfície frustocônica. Como resultado, o desempenho de vedação da junta é aumentado e se toma difícil que o esfolamento ocorra.

[0041] Se o ângulo de inclinação das superfícies de vedação 5 e 8 em relação ao eixo geométrico de tubo for muito acentuado, conduz a uma diminuição na pressão de contato de vedação no tempo de uma carga de tensão, enquanto se a inclinação é muito suave, se torna mais fácil que o esfolamento ocorra devido a um aumento na distância deslizante. O ângulo de inclinação das superfícies de vedação está na faixa de 5o a 25° e preferencialmente na faixa de 10° a 20°. Quando roscas afuniladas são empregadas, o ângulo de inclinação das superfícies de vedação é maior que o ângulo de inclinação das roscas 3, 7. Por exemplo, o ângulo de inclinação das roscas está entre 1o a 5o e preferencialmente cerca de 1,6o.

[0042] Na modalidade ilustrada, conforme mostrado na Figura 1C, a superfície de ombro do pino 1 tem uma estrutura de dois níveis que tem uma superfície de ombro principal 9 sobre o lado interior e uma superfície abaixo do ombro 10 sobre o lado externo que é contínua à superfície de ombro principal. A superfície de ombro principal 9 é uma superfície de ombro reversa que tem um ângulo reverso de inclinação (inclinação para trás voltada para o centro de tubo em relação à direção de inserção de pino). Semelhantemente, a superfície de ombro da caixa 2 também tem uma estrutura de dois níveis que tem uma superfície de ombro principal 11 e uma superfície abaixo do ombro 12.

[0043] As superfícies de contato do pino e da caixa, isto é, as porções rosqueadas, as superfícies de vedação e as superfícies de ombro das mesmas são projetadas de modo que quando o pino 1 é inserido na caixa 2 e as roscas são apertadas até que as superfícies de ombro entrem em contato uma com a outra com um torque predeterminado, as superfícies de vedação entram intimamente em contato uma com a outra com uma interferência predeterminada para formar uma vedação metal para metal. Quando as superfícies de ombro têm uma estrutura de dois níveis que compreende superfícies de ombro principais internas e outras superfícies abaixo do ombro conforme mostrado na Figura 1C, o apertar das roscas é realizado até que as superfícies de ombro principais entrem em contato uma com a outra com um torque predeterminado.

[0044] O ângulo de inclinação θi das superfícies de ombro principais 9, 11 do pino e da caixa em relação a um plano perpendicular ao eixo geométrico de tubo é menor que o ângulo de inclinação θ2das superfícies abaixo do ombro 10, 12. A dimensão radial (espessura da parede) das superfícies de ombro principais 9, 11 é maior que das superfícies abaixo do ombro 10, 12. Como resultado, as superfícies de ombro principais 9, 11 servem para suportar o estresse compressivo aplicado durante a constituição de uma junta rosqueada e também limitam a deformação interna radialmente da extremidade do rebordo 4, enquanto as superfícies abaixo do ombro 10, 12 servem para limitar a deformação externa radialmente das superfícies de ombro principais quando os ombros principais recebem um estresse compressivo.

[0045] O ângulo de inclinação θi das superfícies de ombro principais 9, 11 em relação a um plano perpendicular ao eixo geométrico de tubo está preferencialmente na faixa de 5o a 25° e mais preferencialmente de 10° a 20°. As superfícies de ombro principais têm um ângulo reverso de inclinação, isto é, a inclinação para trás em direção ao centro de tubo em relação à direção de inserção de pino, enquanto as superfícies abaixo do ombro se inclinam para trás em direção ao centro de tubo em relação à direção de inserção de pino. Preferencialmente, o ângulo de inclinação θ2das superfícies abaixo do ombro em relação a um plano perpendicular ao eixo geométrico de tubo é de 60° a 85°, em outras palavras, a inclinação das superfícies abaixo do ombro a um ângulo de 5o a 30° em relação ao eixo geométrico de tubo. O ângulo de inclinação das superfícies abaixo do ombro 10, 12 é preferencialmente maior que das superfícies de vedação 5, 8. A espessura da parede da superfície de ombro principal 9 do pino 1 é preferencialmente maior que da superfície abaixo do ombro 10 por um fator de pelo menos 1,5, mais preferencialmente por um fator de pelo menos 2,5 e no máximo 6 e ainda mais preferencialmente por um fator de pelo menos 3 e no máximo 5.

[0046] A junção entre a superfície de ombro principal 9 e a superfície abaixo do ombro 10 do pino 1 preferencialmente forma um ápice arredondado com um rádio de no máximo 1,5 mm. Como resultado, a área de contato da superfície de ombro principal e da superfície abaixo do ombro pode ser maximizada e um aumento na resistência a compressão e supressão de deformação na direção radial da superfície de ombro são alcançados.

[0047] Os detalhes da forma de uma junta rosqueada para tubos são descritos no Documento de Patente 1 identificado acima. Conforme descrito no mesmo, as superfícies abaixo do ombro 10, 12, algumas vezes, não entram em contato entre si quando uma junta rosqueada é constituída, mas são consideradas como superfícies de contato na presente invenção.

[0048] Mais especificamente, a interferência diametral geométrica (diferença em diâmetro medido em um plano de referência antes de apertar o pino e a caixa) das superfícies abaixo do ombro é feita de no máximo 1,1 vezes que das superfícies de vedação e preferencialmente é feita substancialmente igual à interferência diametral geométrica das superfícies de vedação. A expressão “substancialmente igual” permite uma variação de até 5%.

[0049] Ao projetar as superfícies abaixo do ombro 10, 12 do pino e da caixa de forma que tenham quase a mesma interferência que entre as superfícies de vedação 5, 8 em um estado de aperto normal, o rebordo do pino inteiro se curvará interiormente (diminuição em diâmetro) devido ao efeito da interferência das superfícies de vedação do pino e da caixa e a superfície abaixo do ombro do pino se curvará interiormente por, pelo menos, a mesma quantidade que a interferência de superfícies de vedação, então, o contato não ocorrerá entre as superfícies abaixo do ombro do pino e da caixa.

[0050] No entanto, é admissível que os subombros 10, 12 entrem em contato um com o outro em um estado de aperto normal. Nesse caso, a pressão de contato dos subombros é feita no máximo de 50% da pressão de contato das superfícies de vedação de forma que não tenha um efeito contrário sobre as propriedades de vedação.

[0051] O estado de aperto normal significa que o pino e a caixa de uma junta rosqueada são apertados para atingir um toque de aperto apropriado que é aconselhado pelo fabricante da junta de acordo com a forma e o material da junta. No estado de aperto normal, as superfícies de ombro (as superfícies de ombro principais no caso de uma junta rosqueada de acordo com a presente invenção) do pino e da caixa entram em contato uma com a outra com certa quantidade de interferência sem deformação plástica extensiva ou rendimento total.

[0052] A presente invenção pode ser aplicada a uma junta rosqueada para tubos nos quais cada uma das superfícies de ombro do pino e da caixa não tem uma superfície abaixo do ombro e são constituídas por uma superfície de ombro principal única.

[0053] Uma junta rosqueada para tubo 30, de acordo com a presente invenção, tem uma região sem contato 13 entre as superfícies de vedação 5, 8 e as superfícies de ombro (no caso de uma estrutura de ombro de dois níveis, as superfícies abaixo do ombro que estão mais próximas às superfícies de vedação) do pino e da caixa e também têm um ou mais sulcos formados na superfície de ombro de pelo menos um dentre o pino e a caixa e que se estende à região sem contato 13 e para o interior de uma junta rosqueada 30 (a extremidade interna do ombro). Quando as superfícies de ombro do pino e da caixa têm uma estrutura de dois níveis, conforme mostrado nas Figuras 2A a 2C, para uma superfície de ombro de pino, em que o sulco é constituído por uma porção de sulco 9a-1 formada sobre a superfície externa abaixo do ombro 10 (doravante chamada de uma porção de sulco externa 9a-1) e sobre uma porção de sulco 9a-2 formada na superfície de ombro principal interna 9 (doravante chamada de uma porção de sulco interna 9a-2) que estão conectadas uma a outra. O sulco constituído por essas duas porções de sulco é chamada de um sulco 9a.

[0054] O comprimento da região sem contato 13 na direção axial é selecionado de forma a tornar possível alcançar o objetivo mencionado acima de que a resistência à deformação das superfícies de vedação é aumentada. No caso de um tamanho de tubo que é usado para bens tubulares de campo petrolífero (OCTG) (na faixa de 50 a 550 mm no diâmetro externo), o comprimento axial (comprimento longitudinal) da região sem contato 13 está preferencialmente na faixa de cerca de 4 a 20 mm. Quando as superfícies de ombro têm a estrutura mencionada acima de dois níveis, ao levar em conta o fato de que as superfícies abaixo do ombro podem não entrar em contato uma com a outra, é preferencial que o comprimento axial total da região sem contato 13 e da superfície abaixo do ombro 10, 12 esteja na faixa de 4 a 20 mm. A dimensão na direção radial (perpendicular à direção axial) da região sem contato 13 é preferencialmente de 0,1 mm a 1 mm.

[0055] Na modalidade ilustrada, a região sem contato 13 é constituída por superfícies afuniladas do pino e da caixa. Nesse caso, a superfície dessa região da caixa age como um guia quando o pino é inserido no interior da caixa, por meio do qual as superfícies de vedação do pino e da caixa podem ser postas em contato de uma maneira estável, o que leva a um aprimoramento no desempenho de vedação e na resistência de esfolamento. O ângulo de inclinação das superfícies afuniladas que forma a região sem contato em relação à direção axial é preferencialmente menor que 10° e é menor que o ângulo de inclinação das superfícies de vedação. As superfícies do pino e da caixa que formam a região sem contato 13 podem ser superfícies cilíndricas que são paralelas à direção axial de tubo. Ao empregar essa forma, a espessura da parede do ombro de pino pode ser aumentada dentro da espessura de parede limitada do tubo de aço e, através disso, aumenta a resistência à compressão de uma junta rosqueada.

[0056] Na modalidade ilustrada, o sulco 9a é formado na superfície de ombro de um pino. No entanto, pode ser formado na superfície de ombro de uma caixa ou uma porção do sulco 9a (por exemplo, uma porção de sulco 9a-1 na superfície abaixo do ombro) pode ser formada em uma caixa e o resíduo (por exemplo, uma porção de sulco 9a-2 na superfície de ombro principal) pode ser formado em um pino. O sulco 9a fornece comunicação entre a região sem contato 13 e o interior da junta rosqueada tubular 0. Então, mesmo se a pressão do fluido na região sem contato 13 se tornar alta, o fluido de pressão alta pode escapar para o interior da junta rosqueada tubular 0 através do sulco 9a. Na modalidade ilustrada, as porções de sulco 9a-1 e 9a-2 percorrem em formato helicoidal (de forma diagonal) na superfície de ombro.

[0057] A fim de alcançar a função descrita acima, quando a superfície de ombro do pino e da caixa tem, cada um, uma superfície de ombro principal e uma superfície abaixo do ombro, a porção de sulco externa 9a-1 formada na superfície abaixo do ombro e a porção de sulco interna 9a-2 formada na superfície de ombro principal devem se comunicar uma com a outra. Com esse propósito, conforme mostrado na Figura 2D, uma depressão 9c pode ser fornecida para formar um canal de conexão na direção circunferencial da última porção do ombro da caixa 2 que se opõe ao ápice 9b das superfícies de ombro 9 e 10 do pino 1 (a porção conecta a superfície de ombro principal 9 e a superfície abaixo do ombro 10 do pino 1) pelo menos de um ponto que se opõe a extremidade interna da porção de sulco externa 9a-1 para um ponto que se opõe à extremidade externa da porção de sulco interna 9a-2 (conforme mostrado por linhas íngremes na Figura 2B). Dessa maneira, as porções de sulco 9a-1 e 9a-2 são conectadas através da depressão 9c fornecida na caixa junto ao ápice 9b do pino. Alternativamente, um canal de conexão entre as porções de sulco 9a-1 e 9a-2 pode ser alcançado ao formar uma chanfradura ou uma depressão junto ao ápice 9b pelo menos da extremidade interna da porção de sulco externa 9a-1 para a extremidade externa da porção de sulco interna 9a-2. Um canal de conexão pode ser formado ao redor da circunferência inteira. A fim de evitar a obstrução, o canal de conexão tem preferencialmente uma área em corte transversal que é pelo menos duas vezes e mais preferencialmente pelo menos três vezes a área em corte transversal das porções de sulco 9a-1 e 9a-2.

[0058] Conforme mostrado na Figura 2C, a porção de sulco externa 9a-1 e a porção de sulco interna 9a-2 podem ser conectadas diretamente com a extremidade interna da porção de sulco externa 9a-1 em adjacência a extremidade externa da porção de sulco interna 9a-2. Essa disposição torna desnecessário formar um canal de conexão como aquele descrito acima, mas conforme mostrado na Figura 2A, ao fornecer as porções de sulco internas e externas 9a-1 e 9a-2 na mesma posição na direção circunferencial toma o corte de sulco (formação de sulcos), de certa forma, mais fácil. Em ambos os casos, o corte das porções de sulco 9a-1 e 9a-2 pode ser realizado ao usar um sistema de torno (controle numérico) NC, por exemplo.

[0059] Em outra modalidade da invenção, a porção de sulco externa 9a-1 e a porção de sulco interna 9a-2 não se estendem de forma diagonal conforme mostrado nas Figuras 2A a 2C, mas se estendem na direção radial e preferencialmente as duas porções de sulco que se estendem na direção radial são conectadas diretamente uma a outra. Dessa maneira, o comprimento de cada porção de sulco é minimizado, o fluido pode escapar facilmente e o corte de sulco pode ser realizado sem usar um tomo NC. No entanto, é necessário usar um aparelho de corte de sulco especial.

[0060] Na modalidade mostrada nas Figuras 2B e 2C, a fim de garantir a comunicação entre a região sem contato 13 e o interior da junta rosqueada tubular, o sulco 9a é fornecido em três localizações espaçadas igualmente na direção circunferencial. É suficiente que o sulco 9a seja fornecido em pelo menos uma localização e não existe limite superior particular no número de localizações do sulco 9a, mas, geralmente, 8 ou menos localizações são suficientes. O pino 1 tem preferencialmente de 2 a 4 tais sulcos 9a.

[0061] Não existe limitação particular na forma em corte transversal do sulco 9a, mas deve ter uma área em corte transversal de modo que o fluido possa passar através. A profundidade de cada sulco 9a é de pelo menos 0,1 mm e preferencialmente de pelo menos 0,2 mm. A fim de impedir uma diminuição marcada no desempenho de uma junta rosqueada sob compressão devido a uma diminuição na área da superfície de contato da superfície de ombro principal 9 causada pela formação dos sulcos 9a, o comprimento na direção circunferencial da porção de sulco interna 9a-1 e da porção de sulco externa 9a-2 é preferencialmente tal que cada uma dentre as porções de sulco 9a-1 e 9a-2 se estende por no máximo 180° ao redor do perímetro da superfície de ombro. Por exemplo, conforme mostrado na Figura 2B ou 2C, no caso em que 3 porções de sulco 9a-1 e 9a-2 são fornecidas na superfície de ombro principal 9 e na superfície abaixo do ombro 10, respectivamente, cada porção de sulco 9a-1 e 9a-2 tem preferencialmente um comprimento junto a um arco circular que mede no máximo 180° e mais preferencialmente no máximo 120°.

[0062] Conforme declarado acima, as porções rosqueadas 3 e 7, as superfícies de vedação 5 e 8 e as superfícies de ombro 9, 10 e 11, 12 do pino 1 e da caixa 2, respectivamente, constituem as superfícies de contato de uma junta rosqueada 30 para tubos. A junta rosqueada é solicitada a ter propriedades tais como resistência de esfolamento, firmeza de gás e resistência à corrosão. Com esse propósito, no passado, as gorduras lubrificantes, tais como gordura composta, que contém pó de metal pesado foram aplicadas à superfície de contato de pelo menos um dentre o pino e a caixa antes de cada vez que a constituição de uma junta rosqueada seja realizada. No entanto, tal aplicação teve problemas do ponto de vista da proteção ambiental e da eficiência de trabalho.

[0063] Conforme mostrado na Figura 3, uma junta rosqueada para tubos de acordo com a presente invenção tem um revestimento lubrificante sólido 22 que exibe comportamento reológico plástico ou viscoplástico sobre pelo menos a superfície de contato de pelo menos um do pino 1 e da caixa 2. Um revestimento que exibe tal comportamento reológico não flui em pressão atmosférica, mas pode fluir sob uma pressão alta. Em outras palavras, a fluidez do revestimento varia acentuadamente dependendo da pressão. Como resultado, é possível transmitir resistência a esfolamento aprimorada, firmeza de gás e resistência à corrosão à junta rosqueada e, através disso, toma possível executar a constituição da junta sem a aplicação de gorduras lubrificantes e proteger a superfície de uma junta rosqueada de ferrugem.

[0064] Um revestimento lubrificante sólido significa que um revestimento que é sólido a temperatura ambiente e significa especificamente que um revestimento é sólido a 40° C ou abaixo. O termo plástico conforme usado no presente documento significa a propriedade de um material que produz uma deformação permanente independente do tempo quando recebe um estresse. O termo viscoplástico significa a propriedade de um material que produz uma deformação permanente que depende do tempo quando recebe um estresse. Um revestimento lubrificante sólido que exibe comportamento reológico plástico ou viscoplástico exibe o comportamento que a fluidez do revestimento varia de forma significativa que depende da pressão enquanto está em um estado sólido.

[0065] Na modalidade mostrada na Figura 3, a superfície do pino 1 tem um revestimento de tratamento de superfície preparatório 18 para endurecimento de superfície sobre o substrato de aço 17 e um revestimento anticorrosivo sólido 19 e a superfície da caixa 2 tem um revestimento de tratamento de superfície preparatório 21 sobre o substrato de aço 20 para endurecimento de superfície e um revestimento lubrificante sólido 22. A fim de tornar os desenhos mais fáceis de serem interpretados, o revestimento lubrificante sólido 22 e outros revestimentos são omitidos das Figuras 1 e 2.

[0066] O revestimento lubrificante sólido 22 pode ser formado sobre uma superfície de um do pino e da caixa conforme mostrado na Figura 3. Nesse caso, o revestimento que é formado sobre uma superfície do outro membro não é limitado a um revestimento anticorrosivo sólido e pode ser um revestimento lubrificante sólido que não exibe comportamento reológico plástico ou viscoplástico (por exemplo, um revestimento que contém um lubrificante sólido disperso em uma resina termoestável, tal como uma resina epóxi). Alternativamente, sobre uma superfície do outro membro, nenhum revestimento pode ser formado ou apenas um revestimento de tratamento de superfície preparatório pode ser formado. Geralmente, um revestimento lubrificante sólido, um revestimento anticorrosivo sólido e um revestimento de tratamento de superfície preparatório são formados na superfície inteira do pino ou da caixa, mas tal revestimento pode ser omitido da porção da superfície a não ser a superfície de contato (tal como a porção da região sem contato 13).

[0067] Abaixo, os vários revestimentos mostrados na Figura 3 serão explicados.

TRATAMENTO DE SUPERFÍCIE PREPARATÓRIA

[0068] As superfícies de contato do pino 1 e da caixa 2 de uma junta rosqueada 30 (as porções rosqueadas, as superfícies de vedação e as superfícies de ombro) são formadas por operações de corte que incluem corte de rosca e a aspereza de superfície é geralmente cerca de 3 a 5 pm. Se a aspereza de superfície das superfícies de contato é feita maior que isso, a adesão do revestimento que é formada no topo pode ser aumentada e, como um resultado, as propriedades tais como resistência de esfolamento e resistência à corrosão podem ser aprimoradas. Por essa razão, o tratamento de superfície preparatória que pode aumentar a aspereza de superfície é preferencialmente realizado antes da formação de um revestimento nas superfícies de contato de pelo menos um e preferencialmente de ambos do pino 1 e da caixa 2.

[0069] Um tipo de tal tratamento de superfície preparatória é a formação de um revestimento preparatório 18, 21 que tem uma aspereza de superfície aumentada. Essa formação pode ser realizada por tratamentos de conversão química tal como tratamento de fosfato, tratamento de oxalato ou tratamento de borato que formam um revestimento de cristais aciculares que aumentam a aspereza de superfície ou por esferas de ferro dinamitadas revestidas com zinco ou uma liga de zinco para formar um revestimento baseado em zinco poroso.

[0070] Outros tipos de tratamento de superfície preparatória incluem tratamento dinamitado de grão ou dose e decapagem. Esses tratamentos podem aumentar a aspereza de superfície do substrato por si só e nenhum revestimento de tratamento de superfície preparatório é formado.

[0071] Embora não tenha efeito de endurecimento de superfície, o plaqueamento de metal capaz de aumentar a adesão de um revestimento lubrificante sólido ou um revestimento anticorrosivo sólido pode ser empregado como tratamento de superfície preparatória. O plaqueamento de metal pode ser plaqueamento de múltiplas camadas que forma duas ou mais camadas.

[0072] O tratamento de superfície preparatória geralmente forma um revestimento que tem uma espessura uniforme sobre uma superfície de uma junta rosqueada e a forma do sulco 9a é substancialmente mantida após o tratamento de superfície preparatória.

REVESTIMENTO ANTICORROSIVO SÓLIDO

[0073] Um revestimento anticorrosivo sólido tem os requisitos que não são facilmente destruídos sob a força aplicada quando montado um protetor para proteger a superfície de contato de um pino ou de uma caixa até que a operação no local para a constituição de uma junta rosqueada, que não dissolve quando exposta a água condensada durante transporte ou armazenamento e que não amaciam facilmente mesmo em altas temperaturas que excedem 40° C.

[0074] Um revestimento anticorrosivo sólido que tem tais propriedades pode ser formado a partir de uma resina termoestável, mas preferencialmente é um revestimento de uma resina curável UV. Devido ao fato de que um revestimento de resina curável UV é geralmente altamente transparente, é preferencialmente formado na superfície de contato de um pino. O pino que é tipicamente formado sobre a superfície exterior das extremidades de um tubo de aço é mais suscetível a danos que a caixa durante o transporte. Então, no tempo de constituição, a superfície do pino e particularmente a superfície da porção rosqueada do mesmo é frequentemente controlada por inspeção visual para presença ou ausência de dano. Um revestimento de resina curável UV não obstrui tal inspeção visual e toma possível a inspeção do topo do revestimento sem remoção do mesmo.

[0075] A espessura de um revestimento anticorrosivo sólido está geralmente na faixa de 5 a 50 pm e preferencialmente na faixa de 10 a 30 pm. O revestimento anticorrosivo sólido é formado geralmente de maneira uniforme sobre uma superfície de uma junta rosqueada que inclui um sulco e uma porção rosqueada e tem uma adesão forte a fim de proteger a superfície de uma junta rosqueada durante o transporte e armazenamento. Então, existe uma pequena possibilidade de preencher os sulcos previamente mencionados 9a na superfície de ombro e inibir a função dos sulcos como um caminho de escoamento.

[0076] Adicionalmente, detalhes de um revestimento de resina curável UV são encontrados no Documento de Patente 2 identificado acima.

REVESTIMENTO DE LUBRIFICAÇÃO SÓLIDA

[0077] Na presente invenção, um revestimento lubrificante sólido que exibe comportamento reológico plástico ou viscoplástico e que é capaz de arcar com resistência a esfolamento aprimorada, firmeza de gás e propriedades de impedimento de ferrugem a uma junta rosqueada para tubos é formado na superfície de contato de pelo menos um dentre o pino e a caixa. Quando um revestimento de resina curável UV é formado na superfície de contato do pino como um revestimento anticorrosivo sólido conforme mencionado acima, o revestimento lubrificante sólido é formado na superfície de contato da caixa. Embora o revestimento lubrificante sólido que exibe comportamento reológico plástico ou viscoplástico seja explicado em detalhe no Documento de Patente 2, uma explicação breve é dada abaixo.

[0078] Esse tipo de revestimento lubrificante sólido é tipicamente um revestimento que contém uma quantidade pequena de um lubrificante sólido dispersado em uma matriz que exibe comportamento reológico plástico ou viscoplástico. Um revestimento lubrificante sólido preferencial compreende de 70 a 95% de massa de uma matriz e de 5 a 30% de massa de um lubrificante sólido. Visto que a proporção do lubrificante sólido é pequena, o revestimento como um todo exibe o comportamento reológico plástico ou viscoplástico característico da matriz.

[0079] A matriz preferencialmente tem um tempo de fundição na faixa de 80 a 320° C. Como resultado, é possível formar um revestimento lubrificante sólido por revestimento de aspersão de uma composição fundida a uma temperatura de pelo menos o tempo de fundição da matriz que usa uma pistola de aspersão comum. A matriz compreende preferencialmente um polímero termoplástico, uma cera e um sabão de metal e mais preferencialmente contém adicionalmente um inibidor de corrosão e uma resina líquida insolúvel em água.

[0080] O polímero termoplástico que é usado na matriz é preferencialmente polietileno. O polietileno tem um tempo de fundição relativamente baixo, de modo que o revestimento de aspersão de derretimento quente pode ser realizado a uma temperatura de 150° C ou abaixo e o revestimento que é formado tem propriedades de lubrificação excelentes.

[0081] O sabão de metal é um sabão de um ácido graxo mais alto (um ácido graxo que tem pelo menos 12 átomos de carbono) e um metal, exceto um metal alcalino. O sabão de metal fornece o efeito de capturar fragmentos que se desenvolvem no tempo de constituição ou de fuga de uma junta rosqueada e suprime a liberação dos mesmos ao ambiente externo. Além disso, tem o efeito de aumentar a lubricidade do revestimento ao diminuir o coeficiente de fricção e também tem um efeito inibitório de corrosão. Os sabões de metal preferenciais são estearato de zinco e estearato de cálcio.

[0082] A cera executa funções similares àquelas executadas por um sabão de metal. Consequentemente, é possível conter apenas uma de um sabão de metal e uma cera no revestimento lubrificante sólido, mas é preferencial que o revestimento lubrificante sólido contenha tanto um sabão de metal quanto uma cera devido ao fato de que conter ambos aprimora as propriedades de lubrificação do revestimento. Uma cera tem um tempo de fundição baixo e, por conseguinte, tem a vantagem de diminuir o tempo de fundição da composição de revestimento e, consequentemente, a temperatura para revestimento de aspersão. A cera pode ser qualquer uma dentre ceras de animal, vegetal, mineral e ceras sintéticas. Uma cera preferencial em particular é cera de carnaúba.

[0083] A razão de massa da cera para o sabão de metal está preferencialmente na faixa de 0,5 a 3 partes de cera em relação a uma parte de sabão de metal. Essa razão de massa é mais preferencialmente de 0,5 a 2 e ainda mais preferencialmente de aproximadamente 1.

[0084] Os inibidores de corrosão do tipo que foram adicionados de modo convencional como inibidores de corrosão para óleos lubrificantes são preferenciais devido ao fato de que têm propriedades de lubrificação excelentes. Os exemplos representativos desse tipo de inibidor de corrosão incluem um derivado de sulfonato de cálcio comercializado por The Lubrizol Corporation sob o nome comercial de Alox™ 606, um fosfossilicato de zinco e estrôncio comercializado por Halox sob o nome comercial de Halox™ SZP-391 e NA-SUL™ Ca/W1935 fabricado por King Industries, Inc. A presença de um inibidor de corrosão no revestimento lubrificante sólido torna possível impedir a corrosão das superfícies de contato até certo ponto apenas pelo revestimento lubrificante sólido mesmo se um revestimento anticorrosivo sólido não é formado no topo. Com esse propósito, o revestimento lubrificante sólido contém preferencialmente pelo menos 5% de massa de um inibidor de corrosão.

[0085] A resina líquida insolúvel em água (uma resina que é líquida a temperatura ambiente) aumenta a fluidez da composição de revestimento em um estado fundido e, através disso, reduz problemas durante o revestimento de aspersão. Se presente em uma quantidade pequena, a resina líquida não produz aderência do revestimento lubrificante sólido resultante. As resinas líquidas preferenciais são selecionas a partir de um poli (metacrilato de metilo), polibuteno, polisobuteno e uma polialquilasiloxano (resinas de silicone líquidas, tal como polidimetilsiloxano). As polidialquilsiloxanos líquidas também funcionam como um tensoativo.

[0086] Além dos componentes descritos acima, a matriz pode conter quantidades pequenas de outros aditivos selecionados a partir de tensoativos, corantes, antioxidantes e similares. A matriz pode também conter um agente de pressão extrema, um lubrificante líquido ou similares em uma quantidade extremamente pequena de no máximo 2% de massa.

[0087] Um exemplo de uma composição preferencial (% de massa) da matriz do revestimento lubrificante sólido é conforme segue:

[0088] 5 a 40% de um polímero termoplástico,

[0089] 5 a 30% de uma cera,

[0090] 5 a 30% de um sabão de metal,

[0091] 0 a 50% de um inibidor de corrosão,

[0092] 0 a 17% de uma resina líquida insolúvel em água,

[0093] 0 a 2% de cada um dentre um tensoativo, um corante e um antioxidante, e

[0094] 0 a 2% de cada um dentre um agente de pressão extrema e um lubrificante líquido.

[0095] Para cada componente, dois ou mais materiais podem ser usados.

[0096] Um exemplo de uma composição mais específica (% de massa) da matriz de um revestimento lubrificante sólido preferencial é conforme segue:

[0097] 5 a 40% de um homopolímero polietileno,

[0098] 5 a 30% de cera de carnaúba,

[0099] 5 a 30% de estearato de zinco,

[0100] 5 a 50% de um inibidor de corrosão,

[0101] 0 a 15% de um poli (metacrilato de metilo),

[0102] 0 a 2% de poli (dimetilsiloxano),

[0103] 0 a 2% de um corante, e

[0104] 0 a 1% de um antioxidante.

[0105] Um lubrificante sólido que é dispensado na matriz significa um pó que tem propriedades de lubrificação. Preferencialmente um ou mais lubrificantes sólidos selecionados a partir de grafite, óxido de zinco, nitrato de boro, dissulfeto de molibdênio, dissulfeto de tungsténio, fluoreto de grafite, sulfeto de estanho, sulfeto de bismuto, politetrafluoroetileno (PTFE) e poliamidas podem ser usados.

[0106] Além de um lubrificante sólido, o revestimento lubrificante sólido poder conter um pó inorgânico para ajustar propriedades deslizantes. Exemplos de tal pó inorgânico são dissulfeto de tungsténio e óxido de bismuto. O pó inorgânico pode estar contido no revestimento lubrificante sólido em uma quantidade de até 20% de massa.

[0107] O revestimento lubrificante sólido é preferencialmente formado pelo método de fusão a quente. Esse método é realizado por aquecer uma composição de revestimento (que contém a matriz descrita acima e um pó de um lubrificante sólido) para fundir a matriz e aspergir a composição em um estado fundido a partir de uma pistola de aspersão que tem uma capacidade de manter temperatura. A temperatura de aquecimento da composição é preferencialmente uma temperatura que é 10 a 50° C maior que o tempo de fundição da matriz.

[0108] O substrato que é revestido (tal como a superfície de contato de uma caixa) é preferencialmente preaquecido a uma temperatura maior que o tempo de fundição da matriz. Ao executar o preaquecimento, bom revestimento pode ser obtido. Alternativamente, quando a composição de revestimento contém uma quantidade pequena (tal como no máximo 2% de massa) de um tensoativo tal como polidimetilsiloxano, é possível formar um bom revestimento sem preaquecer o substrato ou ao preaquecer a uma temperatura menor que o tempo de fundição da matriz.

[0109] A composição de revestimento é fundida ao ser aquecida em um tanque equipado com um dispositivo de agitação adequado e a composição fundida é fornecida por um compressor à cabeça aspersora (que é mantida a uma temperatura predeterminada) de uma pistola de aspersão através de uma bomba de medição e aspergida no substrato. A temperatura a qual é mantida dentro do tanque e da cabeça aspersora é ajustada de acordo com o tempo de fundição da matriz da composição.

[0110] A espessura de revestimento do revestimento lubrificante sólido está preferencialmente na faixa de 10 a 150 pm e mais preferencialmente na faixa de 25 a 80 pm. Se a espessura de revestimento do revestimento lubrificante sólido é muito pequena, as propriedades de lubrificação de uma junta rosqueada para tubos certamente se tomam inadequadas e esfolar facilmente ocorre no tempo de constituição ou fuga. Além disso, embora o revestimento lubrificante sólido tenha um certo grau de resistência à corrosão, se a espessura de revestimento é muito pequena, a resistência à corrosão se toma inadequada. Tornar a espessura de revestimento do revestimento lubrificante sólido muito grande não apenas desperdiça o lubrificante, mas vai de encontro a impedir a poluição ambiental. Além disso, o deslizamento, algumas vezes, ocorre no tempo de constituição e a constituição pode se tornar difícil. Na presente invenção, a espessura de revestimento do revestimento lubrificante sólido é limitada de forma a satisfazer a equação descrita acima (1).

[0111] Quando tanto o revestimento lubrificante sólido quanto o revestimento anticorrosivo são formados no topo de uma superfície de contato que tem uma aspereza de superfície aumentada como resultado de um tratamento de superfície preparatória, a espessura de revestimento é preferencialmente maior que a aspereza Rz do substrato. Se esse não é o caso, o revestimento, algumas vezes, não pode cobrir completamente o substrato. A espessura de revestimento quando o substrato é áspero é o valor médio da espessura de revestimento do revestimento inteiro, que pode ser calculado a partir da área, da massa e da densidade do revestimento.

[0112] Uma junta rosqueada para tubos de acordo com a presente invenção satisfaz a relação entre o volume total V (mm3) dos sulcos 9a e o peso de revestimento W (g) do revestimento lubrificante sólido 22 dados pela equação seguinte (1), preferencialmente dados pela equação seguinte (T) e mais preferencialmente dados pela equação seguinte (1”): V/W ≥ 24 (mm3/g)  (1) V/W ≥ 25 (mm3/g)  (1’) V/W ≥ 28 (mm3/g)  (1”).

[0113] O volume total V dos sulcos é o volume total dos sulcos 9a (porções de sulco 9a-1 e 9a-2 no caso de sulcos que têm uma estrutura de dois níveis) formados nas superfícies de ombro do pino e da caixa e quando existem dois ou mais sulcos, é a soma dos volumes de todos os sulcos. Quando existem sulcos plurais que têm a mesma forma, o volume total dos sulcos pode ser determinado pela equação: (área em corte transversal de um sulco) x (comprimento de um sulco) x (número de sulcos).

[0114] O peso de revestimento W do revestimento lubrificante sólido é a quantidade em massa do revestimento lubrificante sólido depositado sobre as superfícies de uma junta rosqueada, em outras palavras, as superfícies opostas do pino e da caixa do mesmo. Quando tanto o pino quanto a caixa têm o revestimento lubrificante sólido, o peso de revestimento é a soma do peso de revestimento do pino e da caixa. Em outras palavras, o peso de revestimento do revestimento lubrificante sólido é a quantidade por junta rosqueada. O peso de revestimento do revestimento lubrificante sólido por junta rosqueada pode ser determinado ao preparar uma amostra fictícia de uma junta rosqueada com o mesmo tamanho ao usar um material de peso leve tal como papel, por exemplo, ao aplicar a mesma composição de revestimento à amostra fictícia sob as mesmas condições conforme usadas para formar o revestimento lubrificante sólido na junta rosqueada real e calcular a diferença de peso da amostra fictícia antes e após a aplicação.

[0115] Em uma junta rosqueada para tubos de acordo com a presente invenção, o revestimento lubrificante sólido formado sobre uma superfície de contato do mesmo flui sob o estresse pesado aplicado no tempo de constituição devido à natureza viscoplástica ou plástica e uma porção considerável do revestimento lubrificante sólido sobre a superfície de vedação e a superfície de ombro é compelida para os arredores. Parte do revestimento lubrificante sólido desalojado entra na região sem contato 13. Se a pressão do fluido que entra na região sem contato 13 se torna alta, existe uma possibilidade da firmeza de gás de uma junta rosqueada alcançada pelas superfícies de vedação ser diminuída. A fim de eliminar essa possibilidade, um sulco 9a que se comunica com a região sem contato 13 é formado na superfície de ombro e funciona como um caminho de escoamento.

[0116] No entanto, se o peso de revestimento do revestimento lubrificante sólido é muito grande, o revestimento lubrificante sólido preenche o sulco 9a formado na superfície de ombro. Visto que o estresse pesado produzido pela constituição não é aplicado ao interior do sulco 9a, o revestimento lubrificante sólido no sulco pode dificilmente fluir. Então, o sulco se toma obstruído com o revestimento lubrificante sólido e pode não mais funcionar como um caminho de escoamento, o que leva ao bloqueio da região sem contato. Como resultado, um fluido de pressão alta é confinado na região sem contato 13, o que leva a uma deterioração na firmeza de gás de uma junta rosqueada.

[0117] A Figura 4 é um gráfico que mostra a relação entre o volume total dos sulcos 9a e o peso de revestimento do lubrificante sólido sobre uma junta rosqueada obtida em um teste de vedação que é explicado no exemplo. Nessa Figura, NG indica que o bloqueio da região sem contato ocorre e OK indica nenhuma ocorrência desse bloqueio.

[0118] Conforme mostrado no gráfico da Figura 4, como o volume total do sulco aumenta, o peso de revestimento máximo do revestimento lubrificante sólido, no qual a ocorrência de bloqueio da região sem contato é evitada, aumenta. Pode ser visto a partir desse gráfico que o bloqueio da região sem contato 13 devido à obstrução dos sulcos 9a pode ser impedido se o volume total dos sulcos 9a e o peso de revestimento do revestimento lubrificante sólido satisfazem a formula acima (1). Mesmo se o revestimento lubrificante sólido não formado sobre a superfície nas regiões sem contato 13, 14, devido à proporção na área dessas regiões que é muito limitada entre a área total de superfície de uma junta rosqueada, a satisfação da fórmula acima (1) é suficiente para impedir que um fluido de pressão alta seja confinado na região sem contato 13.

[0119] O volume de um sulco depende da largura da abertura na extremidade superior (largura de sulco), da profundidade e da forma em corte transversal. No caso de um sulco em forma de V, a largura e a profundidade de um sulco dependem do ângulo de ponta de uma ferramenta de corte usada no corte de sulco. Então, quando o peso de revestimento solicitado fornece uma junta rosqueada com resistência de esfolamento desejada e as propriedades de impedimento de ferrugem são conhecidas, a forma de um sulco (o ângulo de corte de sulco, a largura, a profundidade e o comprimento de um sulco) e o número de sulcos podem ser determinados de forma a satisfazer a equação acima (1).

[0120] Conforme o volume total dos sulcos 9a é aumentado, a área de contato das superfícies de ombro (a área das superfícies de ombro que entram em contato uma com a outra) necessariamente diminui devido ao fato de que os sulcos não entram em contato com a superfície oposta. Devido ao fato de que as superfícies de ombro (as superfícies de ombro principais no caso da estrutura de dois níveis descrita acima) fornecem o desempenho de torque (executa a função de apoiar o torque e a carga compressiva), uma diminuição excessiva na área de contato das superfícies de ombro resulta em uma deterioração no desempenho de torque.

[0121] A Figura 5 é um gráfico que mostra a relação entre a largura de sulcos (mm) e a fração de área da área de contato de uma superfície de ombro principal em uma junta rosqueada para tubos revelada no Documento de Patente 1 que tem superfícies de ombro de dois níveis com três sulcos 9a formados sobre o mesmo e que têm um diâmetro externo de 10-3/4” (27,3 cm) e um peso nominal de 90,4 kg/m (60,7 libras/pé), que é um indicador da espessura da parede.

[0122] Foi revelado que a fim de garantir o desempenho de torque solicitado para as superfícies de ombro principais, é desejável que a fração de área da área de contato seja de pelo menos 60%, em outras palavras, que a fração de área ocupada pelas aberturas nas extremidades superiores dos sulcos 91 na superfície de ombro principal em que os sulcos são formados seja menor que 40%. Conforme pode ser observado a partir da Figura 5, no caso de uma junta rosqueada para tubos que tem a forma mencionada acima, se a largura dos sulcos 9a-1 é de 3,6 mm ou menor, a fração de área da área de contato das superfícies de ombro principais é pelo menos de 60%. Para uma junta rosqueada para tubos que tem uma forma diferente, o limite superior para a largura de sulco pode ser determinado da mesma maneira. No caso de uma junta rosqueada que não tem uma estrutura de dois níveis, a fração de área ocupada pelas aberturas do sulco ou dos sulcos na superfície de ombro inteira é preferencialmente menor que 40%.

[0123] O exemplo seguinte tem a intenção de ilustrar a presente invenção sem limitá-la.

EXEMPLO

[0124] Um teste de vedação (um teste em que uma pressão interna e uma pressão externa são aplicadas a uma junta rosqueada enquanto uma carga de tensão e uma carga compressiva são aplicadas a mesma) foi realizado ao usar juntas rosqueadas para tubos que têm as dimensões mostradas na Tabela 1. As juntas rosqueadas têm a forma mostrada nas Figuras 1A a 1C e as Figuras 2A e 2B com sulcos 9a formados nas superfícies de ombro que têm a largura e a profundidade mostradas na Tabela 1.

[0125] O pino 1 e a caixa 2 de cada uma dentre uma junta rosqueadas para tubos que foram testadas tinham superfícies de contato constituídas por porções rosqueadas 3,7, superfícies de vedação 5, 8 e superfícies de ombro e formaram uma região sem contato 13 entre as superfícies de vedação e as superfícies de ombro. O comprimento axial das superfícies de vedação foi de 3 a 5 mm e o da região sem contato foi de 5 a 15 mm. Conforme mostrado na Figura 1C, as superfícies de ombro tinham superfícies de ombro principais 9, 11 e superfícies abaixo do ombro 10, 12. A espessura radial (na direção perpendicular ao eixo geométrico de tubo) dos ombros principais foi de 2 a 6 vezes que a dos subombros. O ângulo de inclinação θ2das superfícies abaixo do ombro foi de 65 a 75° e o ângulo de inclinação θi das superfícies de ombro principais foi de 10 a 20° em relação a um plano perpendicular ao eixo geométrico de tubo. Conforme mostrado nas Figuras 2A e 2B, cada uma dentre as superfícies da superfície de ombro principal 9 e da superfície abaixo do ombro 11 do pino 1 tem o sulco 9a ou mais especificamente porções de sulco 9a-2 e 9a-1, respectivamente, em três localizações. Cada porção de sulco se estende de 50 a 75° na direção circunferencial. Conforme mostrado na Figura 2D, as porções de sulco 9a-1 e 9a-2 de cada par foram conectadas por um canal de conexão 9c formado na porção da superfície de ombro da caixa 2 que se opõe ao ápice 9b da superfície de ombro do pino 1.

[0126] Sobre a superfície do pino 1 que foi finalizada por retificação de máquina (aspereza de superfície de 3 pm), um revestimento de fosfato de zinco que tem uma aspereza de superfície de 8 pm foi formado com uma espessura de 8 pm e no topo uma composição de revestimento de resina curável UV disponível comercialmente (ThreeBond 3113B fabricada por ThreeBond Co., Ltd., que é uma composição de revestimento de resina curável UV sem solvente baseada em uma resina epóxi) foi aplicada por aspersão e curada por irradiação com luz UV para formar um revestimento de resina curada UV que tem uma espessura de 25 pm. Esse revestimento de resina era transparente e as roscas macho do pino podem ser inspecionadas por observação a olho nu ou através de uma lente de aumento no topo do revestimento.

[0127] Sobre a superfície da caixa 2 que foi finalizada por retificação de máquina (aspereza de superfície de 3 pm), um revestimento de fosfato de manganês que tem uma aspereza de superfície de 10 pm foi formado com uma espessura de 12 pm. Uma composição de revestimento de lubrificação que tem a composição mostrada abaixo foi aquecida a 150° C em um tanque equipado com um agitador para formar uma fundição que tem uma viscosidade adequada para a aplicação. A superfície de caixa tratada da maneira descrita acima foi preaquecida a 130° C ao induzir calor e a composição de revestimento de lubrificação fundida foi aplicada a mesma ao usar uma pistola de aspersão que tem uma cabeça aspersora capaz de manter a temperatura. A quantidade da composição de revestimento que é aplicada foi ajustada à quantidade suficiente para formar um revestimento que tem a espessura de 50 pm levando a área de superfície da caixa em consideração. Durante a aplicação, o acoplamento que constituiu a caixa foi girado em uma velocidade circunferencial constante. Sob resfriamento, um revestimento lubrificante sólido que exibe comportamento reológico e viscoplástico foi formado. O peso de revestimento do revestimento lubrificante sólido foi determinado conforme a diferença de peso antes e após a aplicação quando a mesma composição de revestimento foi aplicada a uma caixa fictícia feita de papel sob as mesmas condições. O peso de revestimento do revestimento lubrificante sólido é mostrado na Tabela 1 junto com o valor calculado do volume total de sulcos 9a dividido pelo peso de revestimento.

[0128] A composição da composição de revestimento de lubrificação:

[0129] - 9% de homopolímero polietileno (Licowax™ PE 520 fabricado por Clariant);

[0130] -15% de cera de carnaúba;

[0131] -15% de estearato de zinco;

[0132] - 5% de metacrilato de polialquila líquido (Viscoplex™ 6-950 fabricado por Rohmax);

[0133] - 40% de inibidor de corrosão (ALOX™ 606 fabricado por Lubrizol);

[0134] - 3,5% de fluoreto de grafite;

[0135] -1 % de óxido de zinco;

[0136] - 5% de dióxido de titânio;

[0137] - 5% de trióxido de bismuto;

[0138] -1% de silicone (polidimetilsiloxano); e

[0139] - antioxidante (fabricado por Ciba-Geigy) que consiste de 0,3% de Irganox™ L150 e 0,2% de Iragafos™ 168.

[0140] No teste de vedação, a variação na pressão dentro da região sem contato 13 foi medida. Conforme mostrado na Figura 6, essa medição foi realizada ao formar um cilindro de broca 2a que passou apenas através da caixa 2 para atingir a região sem contato 13 e medir a pressão nessa região.

[0141] O teste de vedação foi realizado sob condições de acordo com ISO 13679:2002, Série A e Série B (temperatura ambiente e temperatura alta). O ISO 13679:2002 é um padrão internacional para testes em juntas para bens tubulares de campo petrolífero (OCTG) e compreende os três tipos de testes de vedação seguintes que testam a firmeza de gás de uma junta sob várias cargas e temperaturas e o teste de constituição-fuga que testa quantas vezes uma junta pode ser submetida à constituição e fuga.

[0142] Série A: Pressões internas e externas são aplicadas em um estado em que uma carga de tensão/compressão é aplicada a uma junta em um estado de constituição.

[0143] Série B: Uma pressão interna é aplicada em um estado em que uma carga de tensão/compressão/inclinação é aplicada a uma junta em um estado de constituição.

[0144] Série C: Um ciclo de aquecimento é aplicado a uma junta em um estado de constituição sobtensão e uma pressão interna.

[0145] Nesse exemplo, como um resultado de realizar um teste de Série A seguido por um teste de Série B sobre a mesma junta rosqueada, a ocorrência ou a não ocorrência de confinamento de um fluido de pressão alta na região sem contato foi determinada baseada na variação na pressão dentro da região conforme descrito abaixo.

[0146] Todas as juntas rosqueadas para tubos que são testadas foram feitas de aço de carbono P110. O aço de carbono P110 está em conformidade com a especificação API 5CT (ISO 11960:2004) que é um padrão internacional para bens tubulares de campo petrolífero (OCTG). As especificações relacionadas a uma junta rosqueada são um estresse de rendimento de 0,76 a 0,97 Mpa (110 a 140 psi) e uma força de tensão de pelo menos 0,86 MPa (125 psi).

[0147] Os sulcos 9a foram formados em forma de V com uma profundidade de 0,4 mm, 0,6 mm, ou 0,8 mm ao usar uma ferramenta de corte que tem um ângulo de ponta de 35° ou 55°. A largura na abertura de cada um desses sulcos é mostrada na Tabela 1. A fração de área da superfície de ombro principal do pino ocupada pelos sulcos 9a (nas aberturas) foi calculada a partir da largura e do comprimento de cada sulco e do número de sulcos. Conforme mostrado na Tabela 1, para qualquer uma de uma das juntas rosqueadas ser testada, a fração de área ocupada pelas aberturas dos sulcos foi menor que 40%, então, a fração de área da superfície de contato foi de pelo menos 60%.

[0148] A fim de avaliar se um fluido de pressão alta foi confinado na região sem contato 13, a pressão nessa região e a pressão dentro da junta rosqueada para tubos foram gravadas. Quando uma diferença entre as duas pressões apareceu de modo que a pressão dentro da região sem contato não diminuiu mesmo que a pressão dentro da junta rosqueada diminua, foi determinado que o fluido de pressão alta fosse confinado dentro da região sem contato. Os resultados dos testes são mostrados na Tabela 1. Tabela 1

[0149] *V/W: o volume total de peso de sulcos/revestimeπto do revestimento lubrificante sólido.

[0150] **A fração de área da superfície de ombro principal do pino ocupada pelos sulcos.

[0151] Conforme mostrado na Tabela 1, mesmo quando o diâmetro externo e o peso nominal (espessura da parede) de uma junta rosqueada para tubos variaram (o que leva a uma variação na superfície de área de ombro), é possível impedir que o fluido de pressão alta seja confinado dentro da região sem contato 13 se o volume total dos sulcos 9a e o peso de revestimento do revestimento lubrificante sólido satisfaz a equação acima (1).

Claims

1. Junta rosqueada (30) para tubos que compreende um pino (1) e uma caixa (2), em que cada um tem uma superfície de contato que inclui uma porção rosqueada (3, 7) e uma porção de contato metálica não rosqueada, sendo que a porção de contato metálica não rosqueada inclui uma superfície de vedação (5, 8) e uma superfície de ombro (9-12), a superfície de ombro (9, 10) do pino (1) está situada na superfície de extremidade do pino, em que uma região sem contato (13) na qual o pino (1) e a caixa (2) não entram em contato entre si está presente entre as superfícies de vedação (5, 8) e as superfícies de ombro (9-12) do pino (1) e da caixa (2), e a junta rosqueada (30) tem um ou mais sulcos (9a- 1,9a-2) formados na superfície de ombro (9-12) de pelo menos um dentre o pino e a caixa e que se estendem até a região sem contato (13) e até a parte interna da junta rosqueada (30), CARACTERIZADA pelo fato de que pelo menos a superfície de contato de pelo menos um dentre o pino (1) e a caixa (2) tem um revestimento lubrificante sólido (22) que exibe comportamento reológico plástico ou viscoplástico formado sobre o mesmo, e o volume total V (mm3) dos sulcos e o peso de revestimento W (g) do revestimento lubrificante sólido (22) satisfazem a seguinte equação (1): V/W>24 (mm3/g)...(1), em que o peso de revestimento W (g) é a quantidade em massa do revestimento lubrificante sólido depositado em superfícies opostas do pino e da caixa.

2. Junta rosqueada (30) para tubos, de acordo com a reivindicação 1, CARACTERIZADA pelo fato de que as superfícies de ombro (9-12) do pino (1) e da caixa (2) são, cada uma, constituídas por uma superfície de ombro principal (9, 11) e uma superfície abaixo do ombro (10, 12) conectada à superfície de ombro (9, 11) principal, sendo que a superfície de ombro (9, 11) principal tem um ângulo reverso de inclinação e se estende até a parte interna da junta rosqueada (30), e a superfície abaixo do ombro (10, 12) está situada entre a superfície de ombro principal (9,11) e a região sem contato (13) e tem um ângulo de inclinação em relação a um plano perpendicular ao eixo geométrico de tubo que é maior do que aquele da superfície de ombro principal (9, 11).

3. Junta rosqueada (30) para tubos, de acordo com a reivindicação 1, CARACTERIZADA pelo fato de que uma área de uma extremidade superior dos sulcos (9a-1, 9a-2) na superfície de ombro (9-12) não excede 40% de uma área de superfície da superfície de ombro (9-12).

4. Junta rosqueada (30) para tubos, de acordo com a reivindicação 2, CARACTERIZADA pelo fato de que uma área de uma extremidade superior dos sulcos (9a-1, 9a-2) na superfície de ombro principal (9, 11) não excede 40% de uma área de superfície da superfície de ombro principal (9, 11).

5. Junta rosqueada (30) para tubos, de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a 4, CARACTERIZADA pelo fato de que o revestimento lubrificante sólido (22) é formado sobre a superfície de contato da caixa (2).

6. Junta rosqueada (30) para tubos, de acordo com a reivindicação 5, CARACTERIZADA pelo fato de que a superfície do pino (1) tem um revestimento anticorrosivo sólido formado a partir de uma resina curável UV.