BR112020011038A2

BR112020011038A2 - junta roscada para tubos de aço

Info

Publication number: BR112020011038A2
Application number: BR112020011038-8A
Authority: BR
Inventors: Yoshinori Ando; Shin Ugai; Yousuke Oku
Original assignee: Nippon Steel Corporation; Vallourec Oil And Gas France
Priority date: 2017-12-05
Filing date: 2018-11-29
Publication date: 2020-11-17
Also published as: EP3722646B1; AR113535A1; CN111433503A; WO2019111803A1; BR112020011038B1; CA3084128A1; JPWO2019111803A1; US11415246B2; EP3722646A1; CN111433503B; RU2740836C1; CA3084128C; MX2020005196A; SA520412111B1; JP6968197B2; US20200332929A1; EP3722646A4

Abstract

É fornecida uma junta roscada para tubos de aço, capaz de melhorar o desempenho antifadiga e, ao mesmo tempo, garantir a resistência ao desgaste adesivo. A junta roscada inclui um pino e uma caixa. O pino inclui uma parte roscada macho cônica (11) e a caixa inclui uma parte roscada fêmea cônica (21) a ser acoplada à parte roscada macho cônica (11). A parte roscada macho (11) é dividida em uma primeira região (15) no lado da extremidade livre do pino e uma segunda região (16) no lado tubular do pino ao longo de uma direção do eixo do tubo (CL). A razão de conicidade (Tp1) da primeira região (15) é maior que a razão de conicidade (Tp2) da segunda região (16). A razão de conicidade (Tp1) da primeira região (15) é maior que a razão de conicidade (Tb) da peça roscada fêmea (21). A razão de conicidade (Tp2) da segunda região (16) é igual ou superior à razão de conicidade (Tb) da peça roscada fêmea (21).

Description

JUNTA ROSCADA PARA TUBOS DE AÇO CAMPO TÉCNICO

[0001] A presente divulgação refere-se a uma junta roscada para conexão de tubos de aço.

5 FUNDAMENTOS DA TÉCNICA

[0002] Em um poço de petróleo, poço de gás natural e similares (doravante coletivamente referidos como "poço de petróleo"), tubos de aço chamados Produtos Tubulares Petrolíferos (OCTG) são usados para minerar recursos subterrâneos. Os tubos de aço são conectados sequencialmente um ao outro. Uma junta roscada é 10 usada para a conexão.

[0003] Os tipos de junta roscada para tubos de aço são amplamente classificadas em tipo acoplamento e tipo integral. No caso de uma junta roscada tipo acoplamento, de um par de materiais de tubo a ser conectado, um material de tubo é um tubo de aço e outro material de tubo é um acoplamento. Neste caso, as 15 partes da rosca macho são formadas nas circunferências externas de ambas as extremidades do tubo de aço, e as partes da rosca fêmea são formadas nas circunferências internas de ambas as extremidades do acoplamento. Então, o tubo de aço e o acoplamento são conectados entre si. No caso de uma junta roscada tipo integral, um parte de materiais de tubo a ser conectada são ambos tubos de 20 aço, e um acoplamento discreto não é usado. Neste caso, uma parte roscada macho é formada na circunferência externa de uma extremidade do tubo de aço, e uma parte roscada fêmea é formada na circunferência interna da outra extremidade. Então, um tubo de aço e o outro tubo de aço são conectados entre si.

[0004] Visto que uma porção de junta de uma extremidade de tubo na qual 25 a parte roscada macho é formada inclui um elemento inserido na parte roscada fêmea, a porção de junta é chamada de pino. Por outro lado, uma vez que uma porção de junta de uma extremidade de tubo na qual a parte roscada fêmea é formada inclui um elemento que aceita a parte roscada macho, a porção de junta é chamada de caixa. Como esses pinos e caixas são as extremidades dos materiais 30 dos tubos, cada um deles é tubular.

[0005] A rosca da junta roscada para tubos de aço é uma rosca cônica.

Portanto, uma parte roscada macho cônica é formada no pino. Uma parte roscada fêmea cônica a ser engatada com a parte roscada macho cônica é formada na caixa.

5 [0006] Como desempenho fundamental, é exigido o desempenho de vedação da junta roscada. Além disso, a resistência ao desgaste é necessária para a junta roscada. Isso ocorre porque, quando ocorre atrito em conexão com a roscagem do pino na caixa no momento do aperto, o engate das partes da rosca se torna insuficiente e o desempenho de vedação desejado não é obtido. Além 10 disso, atualmente, é exigido o desempenho antifadiga da junta roscada. Isso ocorre porque uma grande carga de flexão é aplicada repetidamente à junta roscada quando o ambiente do poço de petróleo se torna mais severo e uma nova tecnologia de perfuração é adotada.

[0007] A tecnologia para melhorar o desempenho antifadiga da junta roscada 15 é divulgada em, por exemplo, Publicação de Pedido de Patente Japonesa N° 2005- 221038 (Literatura Patentária 1) e Publicação de Pedido de Patente Japonesa N° 2010-537135 (Literatura Patentária 2). Nas tecnologias divulgadas nas Literaturas Patentárias 1 e 2, o jateamento com esferas de vidro é realizado em porções específicas das superfícies das partes da rosca (a parte roscada macho e a parte 20 roscada fêmea). A dureza das porções específicas nas quais é realizado o jateamento com esferas de vidro é aumentada e a tensão residual compressiva é introduzida nas camadas superficiais das porções específicas. Como resultado, a resistência à fadiga se torna alta.

LISTA DE CITAÇÕES 25 LITERATURA PATENTÁRIA

[0008] Literatura Patentária 1: Publicação do Pedido de Patente Japonesa N° 2005-221038 Literatura Patentária 2: Publicação do Pedido de Patente Japonesa N° 2010-537135 30 SUMÁRIO DO MODELO DE UTILIDADE

PROBLEMA TÉCNICO

[0009] No caso da junta roscada divulgada nas Literaturas Patentárias 1 e 2, é necessário realizar o jateamento com esferas de vidro apenas nas porções específicas das partes da rosca (a parte rosca macho e a parte roscada fêmea).

5 Isso ocorre pelos seguintes motivos. Geralmente, a rugosidade da superfície de uma região na qual o jateamento com esferas de vidro é realizado torna-se grande.

Portanto, quando o jateamento com esferas de vidro é realizado em outras partes que não as específicas, existe a possibilidade de ocorrer desgaste adesivo no momento do aperto. No entanto, é muito difícil executar uniformemente o 10 jateamento com esferas de vidro apenas nas porções específicas das partes da rosca com formas complicadas.

[0010] Um objetivo da presente divulgação é fornecer uma junta roscada para tubos de aço com as seguintes características: o desempenho antifadiga pode ser melhorado enquanto garante a resistência ao desgaste adesivo.

15 SOLUÇÃO PARA O PROBLEMA

[0011] Uma junta roscada para tubos de aço de acordo com uma modalidade da presente divulgação inclui um pino tubular e uma caixa tubular. O pino inclui uma parte roscada macho cônica e a caixa inclui uma parte roscada fêmea cônica a ser acoplada à parte roscada macho cônica. A parte roscada macho cônica é dividida 20 em uma primeira região no lado da extremidade livre do pino e uma segunda região no lado tubular do pino ao longo da direção do eixo do tubo. A razão de conicidade da primeira região é maior que a razão de conicidade da segunda região. A razão de conicidade da primeira região é maior que a razão de conicidade da parte roscada fêmea cônica. A razão de conicidade da segunda região é igual ou superior 25 à razão de conicidade da parte roscada fêmea cônica.

EFEITOS VANTAJOSOS DA INVENÇÃO

[0012] A junta roscada para tubos de aço de acordo com a modalidade da presente divulgação exibe os seguintes efeitos notáveis: o desempenho antifadiga pode ser melhorado enquanto garante a resistência ao desgaste adesivo.

30 BREVE DESCRIÇÃO DOS DESENHOS

[0013] [FIG. 1] A FIG. 1 é uma vista transversal longitudinal mostrando um exemplo representativo de uma junta roscada para tubos de aço.

[FIG. 2] A FIG. 2 é uma vista transversal longitudinal ampliada de uma parte roscada da junta roscada mostrada na FIG. 1.

5 [FIG. 3] A FIG. 3 é um diagrama que mostra esquematicamente uma junta roscada na qual a razão de conicidade de uma parte roscada macho é menor que a razão de conicidade de uma parte roscada fêmea.

[FIG. 4] A FIG. 4 é um diagrama que mostra esquematicamente uma junta roscada na qual a razão de conicidade de uma parte roscada macho é igual à razão 10 de conicidade de uma parte roscada fêmea.

[FIG. 5] A FIG. 5 é um diagrama que mostra esquematicamente uma junta roscada na qual a conicidade de uma parte roscada macho é uma conicidade única, e a razão de conicidade da parte roscada macho é maior que a razão de conicidade de uma parte roscada fêmea.

15 [FIG. 6] A FIG. 6 é um diagrama que mostra esquematicamente uma junta roscada na qual a conicidade de uma parte roscada macho é uma conicidade de dois estágios, e a razão de conicidade da parte roscada macho é maior que a razão de conicidade de uma parte roscada fêmea.

DESCRIÇÃO DE MODALIDADES 20 [0014] Para atingir o objetivo, os inventores realizaram vários exames, prestando atenção ao formato de uma parte roscada. Em consequência disto, os seguintes conhecimentos foram obtidos.

[0015] A FIG. 1 é uma vista transversal longitudinal mostrando um exemplo representativo de uma junta roscada para tubos de aço. A FIG. 2 é uma vista 25 transversal longitudinal ampliada de uma parte roscada da junta roscada mostrada na FIG. 1. Uma junta roscada tipo acoplamento é mostrada na FIG. 1. A junta roscada inclui um pino 10 e uma caixa 20. A rosca da junta roscada é uma rosca cônica.

[0016] O pino 10 inclui uma parte roscada macho cônica (doravante também 30 chamada simplesmente de “parte roscada macho”) 11. A caixa 20 inclui uma parte roscada fêmea cônica (doravante também chamada simplesmente de “parte roscada fêmea”) 21 correspondente à parte roscada macho 11 do pino 10.

[0017] A parte roscada macho 11 do pino 10 inclui cristas 11a, raízes 11b, flancos de penetração 11c e flancos de carga 11d. Por outro lado, a parte roscada 5 fêmea 21 da caixa 20 inclui cristas 21a, raízes 21b, flanco de penetração 21c e flancos de carga 21d. As cristas 11a da parte roscada fêmea 11 são opostas às raízes 21b da parte roscada fêmea 21. As raízes 11b da parte roscada macho 11 são opostas às cristas 21a da parte roscada fêmea 21. Os flanco de penetração 11c da parte roscada macho 11 são opostos aos flanco de penetração 21c da parte 10 roscada fêmea 21. Os flancos de carga 11d da parte roscada macho 11 são opostos aos flancos de carga 21d da parte roscada fêmea 21. O ângulo de cada flanco dos flancos de carga 11d e 21d é um ângulo negativo, e os flancos de carga 11d e 21d são fortemente pressionados um contra o outro em um estado de aperto. O ângulo de cada flanco dos flancos 11c e 21c é um ângulo positivo.

15 [0018] A parte roscada macho 11 engata com a parte roscada fêmea 21 em um estado de aperto. Em outras palavras, as raízes 11b da parte roscada macho 11 entra em contato com as cristas 21a da parte roscada fêmea 21. Os flancos de carga 11d da parte roscada macho 11 entram em contato com os flancos de carga 21d da parte roscada fêmea 21. São formadas folgas entre as cristas 11a da parte 20 roscada macho 11 e as raízes 21b da parte roscada fêmea 21. São formadas folgas entre os flancos de penetração 11c da parte roscada macho 11 e os flancos de penetração 21c da parte roscada fêmea 21. Essas folgas são preenchidas com um lubrificante. Assim, uma parte de vedação roscada é formada pelo engate entre a parte roscada macho 11 e a parte roscada fêmea 21. Em um estado de aperto, a 25 parte roscada macho 11 é engatada com a parte roscada fêmea 21 por uma quantidade de interferência predeterminada.

[0019] Na junta roscada mostrada na FIG. 1, uma face de ressalto 12 é fornecida na extremidade livre do pino 10. Uma face de ressalto 22 correspondente à face de ressalto 12 do pino 10 é fornecida na caixa 20. A face de ressalto 12 do 30 pino 10 entra em contato com a face de ressalto 22 da caixa 20 em um estado de aperto. Por conseguinte, uma força axial de aperto é aplicada aos flancos de carga 11d da parte roscada macho 11 do pino 10.

[0020] Na junta roscada mostrada na FIG. 1, uma face de vedação 13 é fornecida entre a face de ressalto 12 e a parte roscada macho 11 do pino 10. Uma 5 face de vedação 23 é fornecida entre a face de ressalto 22 e a parte roscada fêmea 21 da caixa 20. A face de vedação 13 do pino 10 entra em contato com a face de vedação 23 da caixa 20 em um estado de aperto. Por conseguinte, uma parte de vedação é formada pelo contato entre a face de vedação 13 e a face de vedação

23.

10 [0021] Neste documento, em relação à junta roscada mostrada na FIG. 1 e FIG. 2, os presentes inventores estudaram quatro tipos de juntas roscadas com formas diferentes de uma parte roscada. A FIG. 3 à FIG. 6 mostram esquematicamente as formas das partes da rosca das respectivas juntas roscadas.

Em cada uma das juntas roscadas mostradas na FIG. 3 à FIG. 6, uma razão de 15 conicidade Tb da parte roscada fêmea 21 é constante em toda a região da parte roscada. Em outras palavras, a conicidade da parte roscada fêmea 21 é um cone simples.

[0022] Nas juntas roscadas mostradas na FIG. 3 à FIG. 5, uma razão de conicidade Tp da parte roscada macho 11 é constante em toda a região da parte 20 roscada. Em outras palavras, a conicidade da parte roscada macho 11 é um cone simples. Em contraste, na junta roscada mostrada na FIG. 6, a parte da rosca macho 11 é dividida em duas regiões 15 e 16 ao longo de uma direção CL do eixo do tubo, e a razão de conicidade Tp (Tp1 e Tp2) da parte roscada macho 11 muda ao longo do caminho. Em outras palavras, a parte 11 da rosca macho é dividida em 25 uma primeira região 15 no lado da extremidade livre do pino e uma segunda região 16 no lado tubular do pino e no cone da parte roscada macho 11 (a primeira região 15 e a segunda região 16) é um cone de dois estágios. Na FIG. 3 à FIG. 6, o comprimento total da parte 11 da rosca macho na direção CL do eixo do tubo é indicado por L. Na FIG. 6, a distância na direção CL do eixo do tubo de uma 30 extremidade da parte 11 da rosca macho no lado da extremidade livre do pino até a borda entre a primeira região 15 e a segunda região 16 é indicada por x.

[0023] Mais especificamente, na junta roscada mostrada na FIG. 3, a razão de conicidade Tp da parte roscada macho 11 é menor que a razão de conicidade Tb da parte roscada fêmea 21. A seguir, a junta roscada mostrada na FIG. 3 5 também é chamado de junta roscada cônica PSBF (Pino Lento-Caixa Rápida). Na junta roscada comum mostrada na FIG. 4, a razão de conicidade Tp da parte roscada macho 11 é a mesma que a razão de conicidade Tb da parte roscada fêmea 21. A seguir, a junta roscada mostrada na FIG. 4 também é mencionada como uma junta roscada cônica paralela. Na junta roscada mostrada na FIG. 5, a 10 razão de conicidade Tp da parte roscada macho 11 é maior que a razão de conicidade Tb da parte roscada fêmea 21. A seguir, a junta roscada mostrada na FIG. 5 também é mencionada como uma junta roscada cônica simples PFBS (Pino Rápido-Caixa Lenta). Em contraste, na junta roscada mostrada na FIG. 6, a razão de conicidade Tp (Tp1 e Tp2) da parte 11 da rosca macho (a primeira região 15 e 15 a segunda região 16) é maior que a razão de conicidade Tb da parte roscada fêmea 21 e uma razão de conicidade Tp1 da primeira a região 15 é maior que uma razão de conicidade Tp2 da segunda região 16. A seguir, a junta roscada mostrada na FIG. 6 também é mencionada como uma junta roscada cônica de dois estágios PFBS.

20 [0024] Foi realizado um teste de fadiga à flexão, fazendo uma amostra para cada uma das juntas roscadas cônicas PSBF, a junta roscada paralela, a junta roscada simples PFBS e a junta roscada de dois estágios PFBS. É possível avaliar o desempenho antifadiga das juntas roscadas pelo teste de fadiga. As principais características em relação ao material e dimensões das amostras utilizadas para 25 este teste foram as seguintes.

- dimensões: 9-5/8 [polegadas], 47 [lb/ft] (diâmetro externo de 244,48 mm, espessura de parede de 11,99 mm) - classe do material: aço carbono (Padrão API L80) com um limite elástico de 80 ksi (552 MPa) a 95 ksi (655 MPa) 30 [0025] Neste documento, em uma junta roscada cônica PSBF mostrada na

FIG. 3, a razão de conicidade Tp da parte roscada macho 11 foi ajustada para 5,4% e a razão de conicidade Tb da parte rosca fêmea 21 foi ajustada para 5,7%. Numa junta roscada cônica paralela mostrada na FIG. 4, a razão de conicidade Tp da parte roscada macho 11 e a razão de conicidade Tb da parte roscada fêmea 21 5 foram fixadas em 5,55%. Numa junta roscada cônica simples PFBS mostrada na FIG. 5, a razão de conicidade Tp da parte roscada macho 11 foi ajustada para 5,7% e a razão de conicidade Tb da parte rosca fêmea 21 foi ajustada para 5,4%. Em uma junta roscada cônica de dois estágios PFBS mostrada na FIG. 6, a razão de conicidade Tp1 da primeira região 15 foi ajustada para 5,7%, a razão de conicidade 10 Tp2 da segunda região 16 foi ajustada para 5,55% e a razão de conicidade Tb da parte roscada fêmea 21 foi ajustada para 5,4%. Além disso, x foi definido como 45% de L na parte roscada macho 11, incluindo a primeira região 15 e a segunda região

16.

[0026] Além disso, foi realizado um teste de abertura/ruptura de aperto e 15 desaperto repetidos, fazendo uma amostra para cada uma das juntas roscadas cônicas PSBF, a junta roscada cônica paralela, a junta roscada simples PFBS e a junta roscada de dois estágios PFBS. É possível avaliar a resistência ao desgaste adesivo pelo teste de abertura/ruptura. As principais características em relação ao material e dimensões das amostras utilizadas para este teste foram as seguintes.

20 Neste teste, o torque no aperto foi de 23.650 (-1.000/+0) [ft-lbs] (32.065 (-1.356/+0) Nm).

- dimensões: 7[polegadas], 35 [lb/ft] (diâmetro externo de 177,8 mm, espessura de parede de 12,65 mm) - classe do material: liga à base de níquel com limite elástico à tração de 25 110 ksi (758 MPa) a 140 ksi (965 MPa)

[0027] Como resultado do teste de fadiga, a resistência à fadiga da junta roscada simples PFBS (ver FIG. 5) foi equivalente à resistência à fadiga da junta roscada cônica de dois estágios PFBS (ver FIG. 6), e os pontos fortes de fadiga foram os mais altos. A resistência à fadiga da junta roscada cônica PSBF (veja FIG.

30 3) foi a mais baixa. Na junta roscada cônica paralela, na junta roscada simples

PFBS e na rosca cônica de dois estágio PFBS, que exibiam altas resistências à fadiga, foram geradas trincas nas raízes de uma região incompleta da região da parte macho. A região da rosca incompleta da parte roscada macho é a região no lado tubular do pino. Por outro lado, na junta roscada cônica PSBF, que exibia a 5 menor resistência à fadiga, foram geradas trincas devido à concentração de tensões nas porções de canto das raízes e nos flancos de carga de uma região roscada completa da região da parte roscada macho.

[0028] Em contraste, em consequência do teste de abertura/ruptura, o número de vezes de abertura/ruptura da junta roscada simples PFBS (ver FIG. 5) 10 foi a mais baixa. O número de vezes de abertura/ruptura da junta roscada cônica PSBF (consulte a FIG. 3) foi o mais alto. O número de vezes de abertura/ruptura da junta roscada cônica de dois estágios PFBS (ver FIG. 6) foi equivalente ao número de vezes de abertura/ruptura da junta roscada cônica paralela (ver FIG. 4).

Especialmente, o número de vezes de abertura/ruptura da junta roscada cônica de 15 dois estágios PFBS foi cinco vezes o número de vezes de abertura/ruptura da junta roscada cônica simples PFBS.

[0029] A partir dos resultados do teste acima, é mostrado o que se segue. A junta roscada cônica simples PFBS exibe um excelente desempenho antifadiga em comparação com a junta roscada cônica paralela e a junta roscada cônica PSBF.

20 A junta roscada cônica de dois estágios PFBS exibe resistência ao desgaste adesivo equivalente à da junta roscada cônica paralela e, além disso, apresenta um excelente desempenho antifadiga em comparação com a junta roscada cônica paralela e a junta roscada cônica PSBF.

[0030] Uma junta roscada exibindo desempenho antifadiga e resistência ao 25 desgaste adesivo equivalente às da junta roscada cônica de dois estágios PFBS (ver FIG. 6) pode ser realizado formando o cone da parte roscada macho 11 em um único cone e formando o cone da parte roscada fêmea 21 em um cone de dois estágios. No entanto, os seguintes problemas ocorrem neste caso. A parte de chanfro da parte roscada fêmea é aumentada, o que torna impossível garantir um 30 comprimento efetivo suficiente para a parte roscada fêmea. Portanto, quando uma carga de tração é aplicada à junta roscada, o fenômeno no qual a rosca é destacada, chamado de salto, tende a ocorrer. O desempenho de vedação da parte roscada também é degradado. Além disso, também é difícil executar a segmentação.

5 [0031] A junta roscada para tubos de aço de acordo com a presente divulgação foi concluída com base nos resultados acima.

[0032] A junta roscada para tubos de aço de acordo com a presente divulgação inclui um pino tubular e uma caixa tubular. O pino inclui uma parte roscada macho cônica e a caixa inclui uma parte roscada fêmea cônica a ser 10 acoplada à parte roscada macho cônica. A parte roscada macho cônica é dividida em uma primeira região no lado da extremidade livre do pino e uma segunda região no lado tubular do pino ao longo da direção do eixo do tubo. A razão de conicidade da primeira região é maior que a razão de conicidade da segunda região. A razão de conicidade da primeira região é maior que a razão de conicidade da parte 15 roscada fêmea cônica. A razão de conicidade da segunda região é igual ou superior à razão de conicidade da parte roscada fêmea cônica.

[0033] De acordo com essa junta roscada, é possível melhorar o desempenho antifadiga, porque a razão de conicidade da primeira região da parte roscada macho é maior que a razão de conicidade da parte roscada fêmea e a 20 razão de conicidade da segunda região da parte roscada macho igual ou superior à razão de conicidade da parte roscada fêmea. Além disso, é possível garantir a resistência ao desgaste adesivo, porque a razão de conicidade da primeira região é maior que a razão de conicidade da segunda região.

[0034] Como um exemplo típico, a junta roscada desta modalidade é uma 25 junta roscada tipo acoplamento. Contudo, o tipo de junta roscada não é particularmente limitado e pode ser do tipo integral.

[0035] Como um exemplo típico, uma rosca cônica que inclui uma parte roscada macho e uma parte roscada fêmea é uma rosca cônica contraforte. A rosca cônica contraforte inclui uma rosca trapezoidal simples com um flanco de carga 30 inclinado em um ângulo positivo e uma rosca trapezoidal especial com um flanco de carga inclinado em um ângulo negativo. Essas roscas trapezoidais também incluem uma rosca cônica especificada pelo padrão API.

[0036] No caso de uma junta roscada na qual uma rosca cônica contraforte é aplicada, em um estado de aperto, as raízes da parte roscada macho (a primeira 5 e a segunda regiões) entram em contato com cristas da parte roscada fêmea. Os flancos de carga da parte roscada macho entram em contato com os flancos de carga da parte roscada fêmea. As folgas são formadas entre as cristas da parte roscada macho e as raízes da parte roscada fêmea. As folgas são formadas entre os flancos da parte roscada macho e os flancos da parte roscada fêmea.

10 [0037] No entanto, o estado em que a parte roscada macho está engatada com a parte roscada fêmea não é particularmente limitada, desde que os flancos de carga entrem em contato. Por exemplo, em vez do contato entre as raízes da parte roscada macho e as cristas da parte roscada fêmea, as cristas da parte roscada macho podem entrar em contato com as raízes da parte roscada fêmea.

15 Em resumo, em um estado de aperto, a parte roscada macho deve ser engatada com a parte roscada fêmea por uma quantidade de interferência predeterminada.

[0038] Na junta roscada acima, é preferencial que Tp1, Tp2 e Tb atendam às condições das Fórmulas (1), (2) e (3), onde Tp1 é a razão de conicidade da primeira região, Tp2 é a razão de conicidade da segunda região, e Tb é a razão de 20 conicidade da peça roscada fêmea cônica.

1,00 < Tp1/Tb < 1,10 ... (1) 1,00 ≤ Tp2/Tb < 1,10 ... (2) 0,94 < Tp2/Tp1 < 1,00 ... (3)

[0039] Em termos de desempenho antifadiga, quanto maiores as razão de 25 conicidade Tp1 e Tp2 da primeira e segunda regiões (a parte roscada macho), respectivamente, em relação à razão de conicidade Tb da parte roscada fêmea, melhor. Por conseguinte, como para a Fórmula (1), é preferencial que Tp1/Tb seja superior a 1,00. Um limite inferior mais preferencial de Tp1/Tb é 1,015. Por outro lado, se Tp1/Tb for muito grande, o comprimento de engate da primeira região da 30 parte roscada macho com a parte roscada fêmea se torna muito curto. Portanto, é preferencial que Tp1/Tb seja menor que 1,10. Um limite superior mais preferencial de Tp1/Tb é 1,08. Além disso, embora o mesmo se aplique à Fórmula (2), é preferencial que Tp2/Tb seja 1,00 ou mais em vista da resistência ao desgaste adesivo, que será descrito mais adiante. Um limite inferior mais preferencial de 5 Tp2/Tb é 1,005.

[0040] Em termos de resistência ao desgaste adesivo, quanto menor a razão de conicidade Tp2 da segunda região (a parte roscada macho) em relação à razão de conicidade Tb da parte roscada fêmea, melhor. Assim, como para a Fórmula (2), é preferencial que Tp2/Tb seja menor que 1,10. Um limite superior mais preferencial 10 de Tp2/Tb é 1,07. Além disso, quanto menor a razão de conicidade Tp2 da segunda região em relação à razão de conicidade Tp1 da primeira região, melhor. Por conseguinte, como para a Fórmula (3), é preferencial que Tp2/Tp1 seja menor que 1,00. Um limite superior mais preferencial de Tp2/Tb1 é 0,985. Por outro lado, se Tp2/Tp1 for muito pequeno, o comprimento de engate da primeira região da parte 15 roscada macho com a parte roscada fêmea se torna muito curto, comparado com o comprimento de engate da segunda região da parte roscada macho com o parte roscada fêmea. Portanto, é preferencial que Tp2/Tp1 seja superior a 0,94. Um limite inferior mais preferencial de Tp2/Tb1 é 0,95.

[0041] As razões de conicidade Tp1 e Tp2 da primeira e segunda regiões 20 (parte roscada macho), respectivamente, e a razão de conicidade Tb da parte roscada fêmea são definidas dentro do intervalo que satisfaz as condições das fórmulas (1), (2) e (3). Por exemplo, as razões de conicidade Tp1, Tp2 e Tb são de 5,0% a 10,5%.

[0042] Na junta roscada acima, é preferencial que x esteja dentro do intervalo 25 de 20% ou mais de L a 80% ou menos de L, onde L é o comprimento total na direção do eixo do tubo da parte roscada macho cônica, e x é a distância na direção do eixo do tubo desde o final da parte roscada macho cônica no lado final livre do pino até a borda entre a primeira região e a segunda região.

[0043] Se x estiver no intervalo de 20% ou mais de L a 80% ou menos de L, 30 é possível garantir efetivamente a resistência ao desgaste adesivo e melhorar efetivamente o desempenho antifadiga. Especialmente, em termos de desempenho antifadiga, é preferencial que x seja 25% ou mais de L. Mais preferencialmente, x seja 50% ou mais de L. Por outro lado, em termos de resistência ao desgaste adesivo, é preferencial que x seja 75% ou menos de L. Mais preferencialmente, x 5 seja 60% ou menos de L.

[0044] Como um exemplo típico, o pino inclui a face de ressalto disposta na extremidade livre do pino e a caixa inclui a face de ressalto correspondente à face de ressalto do pino. A face ressalto do pino entra em contato com a face de ressalto da caixa em um estado de aperto. Nesse caso, o pino pode incluir a face de 10 vedação disposta entre a face de ressalto e a parte roscada macho cônica, e a caixa pode incluir a face de vedação correspondente à face de vedação do pino. A face de vedação do pino entra em contato com a face de vedação da caixa em um estado de aperto.

[0045] Além disso, é desnecessário mencionar, a presente divulgação não 15 está limitada à modalidade acima, e várias modificações podem ser feitas dentro do escopo que não se afasta do espírito da presente divulgação.

APLICABILIDADE INDUSTRIAL

[0046] A junta roscada da presente divulgação pode ser efetivamente usada para a conexão de tubos de aço usados como OCTG.

20 LISTA DE SINAIS DE REFERÊNCIA

[0047] 10 pino 11 parte roscada macho cônica 11a crista 11b raiz 25 11c flanco de penetração 11d flanco de carga 12 parte de ressalto 13 face de vedação 15 primeira região da parte roscada macho cônica 30 16 segunda região da parte roscada macho cônica

20 caixa

21 parte roscada fêmea cônica

21a crista

21b raiz

5 21c flanco de penetração

21d flanco de carga

22 parte de ressalto

23 face de vedação

CL eixo do tubo

Claims

REIVINDICAÇÕES

1. Junta roscada para tubos de aço, a junta roscada compreendendo um pino tubular e uma caixa tubular, caracterizada pelo fato de que o pino inclui uma parte roscada macho cônica e a caixa inclui uma parte roscada fêmea cônica a ser engatada com a parte roscada macho cônica, a parte roscada macho cônica é dividida em uma primeira região em um lado de extremidade livre do pino e uma segunda região em um lado tubular do pino ao longo da direção do eixo do tubo, e uma razão de conicidade da primeira região é maior que uma razão de conicidade da segunda região, a razão de conicidade da primeira região é maior que uma razão de conicidade da parte roscada fêmea cônica e a razão de conicidade da segunda região é igual a ou maior que a razão de conicidade da parte roscada fêmea cônica.

2. Junta roscada para tubos de aço, de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de que Tp1, Tp2 e Tb satisfazem as Fórmulas (1), (2) e (3), onde Tp1 é a taxa de redução da primeira região, Tp2 é a taxa de redução da segunda região e Tb é a taxa de redução da peça de rosca fêmea cônica: 1,00 < Tp1/Tb < 1,10 ... (1) 1,00  Tp2/Tb < 1,10 ... (2) 0,94 < Tp2/Tp1 < 1,00 ... (3).

3. Junta roscada para tubos de aço, como definida na reivindicação 1 ou 2, caracterizada pelo fato de que x está dentro de um intervale de 20% ou mais de L a 80% ou menos de L, em que L é o comprimento total na direção do eixo do tubo da parte roscada macho cônica e x é a distância na direção do eixo do tubo de uma extremidade da parte roscada macho cônica no lado de extremidade livre do pino até a borda entre a primeira região e a segunda região.

4. Junta roscada para tubos de aço, conforme definida em qualquer uma das reivindicações 1 a 3, caracterizada pelo fato de que o pino inclui uma face de ressalto disposta em uma extremidade livre do pino, e a caixa inclui uma face de ressalto correspondente à face de ressalto do pino.

5. Junta roscada para tubos de aço, de acordo com a reivindicação 4, caracterizada pelo fato de que o pino inclui uma face de vedação disposta entre a face de ressalto e a parte roscada macho cônica e a caixa inclui uma face de vedação correspondente à face de vedação do pino.