BR112020025712A2

BR112020025712A2 - Conexão roscada para tubos de aço

Info

Publication number: BR112020025712A2
Application number: BR112020025712-5A
Authority: BR
Inventors: Masaaki Sugino
Original assignee: Nippon Steel Corporation; Vallourec Oil And Gas France
Priority date: 2018-08-21
Filing date: 2019-07-01
Publication date: 2021-03-16
Also published as: CN112601908B; JP7012858B2; RU2756365C1; EP3842679A4; CN112601908A; SA520420863B1; US11391399B2; MX2021001580A; WO2020039750A1; RU2756365C9; CA3109436C; EP3842679A1; CA3109436A1; AR116340A1; JPWO2020039750A1; US20210254763A1

Abstract

a conexão roscada divulgada para tubos de aço inclui um pino (10) incluindo uma parte roscada macho afunilada (11) e uma parte de ressalto e uma caixa incluindo uma parte roscada fêmea afunilada e uma parte de ressalto. em um estado de encaixe no qual a partes de ressalto estão em contato umas com as outras, os vales (13) da parte roscada macho (11) estão em contato com as cristas da parte roscada fêmea enquanto interferem com as cristas, e as folgas são providas entre as cristas (12) da parte roscada macho (11) e vales da parte roscada fêmea. em uma seção longitudinal que inclui um eixo de tubo (cl) da conexão roscada, as cristas (12) da parte roscada macho (11) são formadas em uma curva convexa que é tangente às primeiras porções de borda (12a) que são formadas em um arco que conecta as cristas (12) e os flancos de carga (15), e segundas porções de borda (12b) que são formadas em um arco que conecta as cristas (12) e flancos de penetração (14). um revestimento lubrificante sólido (30) é provido na superfície da parte roscada macho (11).

Description

CONEXÃO ROSCADA PARA TUBOS DE AÇO CAMPO TÉCNICO

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

5 FUNDAMENTOS DA TÉCNICA

[0002] Nos poços de petróleo, poços de gás natural e similares (doravante denominados também coletivamente como “poços de petróleo”), os tubos de aço mencionados como “Produtos Tubulares Petrolíferos” (OCTG) são usados para a extração de recursos subterrâneos. Os tubos de aço são sequencialmente 10 conectados uns aos outros. As conexões roscadas são usadas para conectar os tubos de aço.

[0003] As conexões roscadas para tubos de aço são amplamente classificadas em dois tipos: conexões roscadas tipo acoplamento e conexões roscadas tipo integral. No caso de uma conexão roscada tipo acoplamento, dentre 15 um par de tubos que são objetos a serem conectados uns aos outros, um dos tubos é um tubo de aço e o outros dos tubos é um acoplamento. Neste caso, as partes roscadas macho são formadas nas circunferências externas de ambas as porções terminais do tubo de aço e as partes roscadas fêmea são formadas nas circunferências internas de ambas as porções terminais do acoplamento. Assim, o 20 tubo de aço e o acoplamento são conectados um ao outro. No caso de uma conexão roscada tipo integral, um par de tubos que são objetos a serem conectados um a outo são cada um tubo de aço e um acoplamento separado não é usado.

Neste caso, uma parte roscada macho é formada sobre a circunferência externa em uma porção de extremidade de cada tubo de aço, e uma parte roscada fêmea 25 é formada sobre a circunferência interna na outra porção de extremidade. Assim, o tubo de aço e o outro tubo de aço são ligados um ao outro.

[0004] Uma porção de junta em uma porção de extremidade de tubo onde uma parte roscada macho é formada é mencionada como um “pino” pois inclui um elemento que é inserido em uma parte roscada fêmea. Por outro lado, uma porção 30 de junta em uma porção de extremidade de tubo onde uma parte roscada fêmea é formada é mencionada como uma “caixa” pois inclui um elemento que recebe uma parte roscada macho. Esses pinos e caixas têm cada uma forma tubular porque são porções de extremidade de produtos tubulares.

[0005] A rosca de uma conexão roscada para tubos de aço (doravante 5 também mencionadas simplesmente como uma “conexão roscada”) é uma rosca afunilada. Portanto, o pino inclui uma parte de rosca macho afunilada como uma parte roscada macho. Como uma parte roscada fêmea, a caixa inclui uma parte roscada fêmea afunilada que engata com a parte roscada macho afunilada. Além disso, a rosca de uma conexão roscada e uma rosca trapezoidal que é tipificada 10 por uma rosca contraforte de acordo com os padrões da API. Em uma rosca trapezoidal, uma parte roscada macho afunilada (doravante denominada também simplesmente como uma “parte roscada macho”) e uma parte roscada fêmea afunilada (doravante denominada também simplesmente como uma “parte roscada fêmea”) cada uma inclui quatro superfícies, ou seja, uma crista, um vale, um flanco 15 de carga e um flanco de penetração e também inclui porções de borda ou porções de filete, como arcos que conectam essas superfícies. Uma crista, um vale, um flanco de carga e um flanco de penetração são claramente distinguidos um do outro por suas formas e funções.

[0006] Normalmente, um pino e uma caixa incluem cada um uma parte de 20 ressalto. A parte de ressalto do pino entra em contato com a parte de ressalto da caixa ao roscar o pino na caixa. Quando a roscagem do pino é continuada para girar o pino por uma quantidade predeterminada, o encaixe do pino na caixa é concluído. Em consequência disto, surge uma força axial de aperto e os flancos de carga do pino são fortemente pressionados contra os flancos de carga da caixa.

25 Em um estado no qual o encaixe é concluído (doravante denominado também como um “estado de encaixe”, os vales da parte roscada macho (doravante denominados também como “vales machos”) estão em contato com as cristas da parte roscada fêmea (doravante também denominadas como “cristas fêmeas”) enquanto interferem com as cristas fêmeas. Por outro lado, uma folga é formada entre as 30 cristas da parte roscada macho (doravante denominada também como “cristas macho”) e os vales da parte roscada fêmea (doravante também mencionados como “vales fêmeas”).

[0007] Em alguns casos, o pino e a caixa incluem cada um uma superfície de vedação. Nesse caso, em um estado de encaixe, a superfície de vedação do 5 pino está em contato com a superfície de vedação da caixa enquanto interfere com a superfície de vedação da caixa e é formada uma porção de vedação que veda por contato metal com metal.

[0008] Convencionalmente, ao atarraxar o pino em uma caixa para encaixar o pino e a caixa, um composto de graxa, que é um lubrificante, é aplicado às partes 10 roscadas (parte roscada macho e parte roscada fêmea). Em anos recentes, a fim de abordar as regulações ambientais e melhorar a eficiência das operações de encaixe, no lugar de um composto de graxa, um revestimento lubrificante sólido é formado antecipadamente na superfície das partes roscadas (por exemplo, veja a Publicação de Pedido Internacional n° WO2007/042231 (Literatura Patentária 1) e 15 Publicação de Pedido Internacional n° WO2009/072486 (Literatura Patentária 2)).

[0009] O revestimento lubrificante sólido é originalmente um lubrificante semissólido com propriedades de fluxo e é aplicado na superfície da parte roscada usando uma escova, um dispositivo de pulverização ou semelhante. O lubrificante semissólido aplicado é submetido a um processo de endurecimento (por exemplo, 20 resfriamento ou irradiação por UV) e solidifica para formar um revestimento lubrificante sólido.

[0010] Contudo, o lubrificante semissólido aplicado na parte roscada flui durante um período por meio da aplicação até a solidificação. Em consequência disto, a espessura de revestimento do lubrificante pré-solidificado é não uniforme.

25 Especificamente, por exemplo, como divulgado na Publicação de Pedido Internacional n° WO2015/182128 (Literatura Patentária 3), a espessura do revestimento torna-se fina em uma porção de borda que conecta uma crista e um flanco de carga, e em uma porção de borda que conecta uma crista e um flanco de penetração. Na crista, a espessura de revestimento torna-se particularmente 30 espessa em uma região central. Tal não uniformidade da espessura de revestimento é também mantida após solidificação. Consequentemente, a espessura de revestimento do revestimento lubrificante sólido torna-se não uniforme.

[0011] Como descrito acima, em um estado de encaixe, uma folga é 5 fornecida entre a crista macho e o vale fêmea. Ou seja, mesmo durante o encaixe, uma folga é fornecida entre a crista macho e o vale fêmea. Neste caso, se um revestimento lubrificante sólido da crista macho é espesso, o revestimento lubrificante sólido irá delaminar durante o encaixe. O lubrificante sólido delaminado cai facilmente através da folga da crista macho e do vale fêmea. Se o lubrificante 10 sólido que cai através da folga torna-se em grande quantidade, o atarraxamento suave do pino na caixa é inibido. Em consequência disto, surge um problema no encaixe.

[0012] Por exemplo, surge o arrasto em um gráfico de torque ou ocorre alto ressaltamento. As conexões roscadas são geralmente encaixadas com o uso de 15 gerenciamento de torque. Se ocorrer arrasto ou alto ressaltamento, o alto torque é gerado independentemente do fato de que o estado é um estado no meio de uma operação de encaixe. Nesse caso, o encaixe termina em um ponto do tempo que é no meio de uma operação de encaixe. Ou seja, o encaixe termina em um estado no qual o aperto é insuficiente. Consequentemente, o estado é introduzido no qual 20 uma quantidade de interferência predeterminada não é introduzida em uma porção de vedação e, consequentemente, um vazamento é passível de ocorrer, ou um estado é introduzido no qual uma força axial de aperto predeterminada não é introduzida em uma rosca e, consequentemente, o afrouxamento é passível de aumentar. Portanto, o desempenho de vedação desejado e a resistência da junta 25 não são obtidos.

[0013] Com respeito a este problema, em uma conexão roscada divulgada na Literatura Patentária 3, é fornecida uma ranhura rasa em uma região central de uma crista macho. Um lubrificante semissólido aplicado na crista macho espalha- se em uma direção na qual a espessura de revestimento torna-se fina por meio da 30 ranhura. Portanto, na crista macho, a espessura de revestimento do lubrificante semissólido torna-se uniforme sem tornar-se espessa e o revestimento lubrificante sólido também torna-se uniforme. Portanto, de acordo com a conexão roscada da Literatura Patentária 3, a ocorrência de problema de encaixe pode ser suprimida.

LISTA DE CITAÇÕES 5 LITERATURA PATENTÁRIA

[0014] Literatura Patentária 1: Publicação de Pedido Internacional n° WO2007/042231 Literatura Patentária 2: Publicação de Pedido Internacional n° WO2009/072486 10 Literatura Patentária 3: Publicação de Pedido Internacional n° WO2015/182128

SUMÁRIO DA INVENÇÃO PROBLEMA TÉCNICO

[0015] Na conexão roscada descrita na Literatura Patentária 3, a fim de 15 fornecer uma ranhura na crista macho, é usada uma ferramenta de roscagem especial tendo uma forma convexa que corresponde à ranhura. Nesse caso, existe a inconveniência de que a vida útil da ferramenta é curta e a ferramenta deve ser substituída em intervalos frequentes. É possível usar uma ferramenta de processamento de ranhura dedicada após usinar uma parte de rosca macho normal 20 sem ranhuras. Nesse caso, existe a inconveniência de que o tempo de usinagem total é prolongado. Em ambos os casos, é inegável que existe uma queda na produtividade com respeito à conexão roscada.

[0016] Um objetivo da presente invenção é fornecer uma conexão roscada para tubos de aço que inclui um revestimento lubrificante sólido na superfície de 25 uma parte roscada macho e que suprime a ocorrência de problema de encaixe em uma perda na produtividade com respeito à conexão roscada.

SOLUÇÃO PARA O PROBLEMA

[0017] Uma conexão roscada para tubos de aço de acordo com uma modalidade da presente invenção inclui um pino tubular e uma caixa tubular. O pino 30 inclui uma parte roscada macho afunilada e uma parte de ressalto. A parte roscada macho afunilada inclui cristas, vales, flancos de carga e flancos de penetração. A caixa inclui uma parte roscada fêmea afunilada que engata com a parte roscada macho afunilada e uma parte de ressalto que corresponde à parte de ressalto do pino. A parte roscada fêmea afunilada inclui cristas, vales, flancos de carga e 5 flancos de penetração. Em um estado de encaixe no qual a parte de ressalto do pino entra em contato com a parte de ressalto da caixa, os vales da parte roscada macho afunilada estão em contato com as cristas da parte roscada fêmea afunilada enquanto interferem com as cristas da parte roscada fêmea afunilada e as folgas são fornecidas entre as cristas da parte roscada macho afunilada e os vales da 10 parte roscada fêmea afunilada.

[0018] Em uma seção longitudinal que inclui um eixo de tubo da conexão roscada supracitada, as cristas da parte roscada macho afunilada são conectadas aos flancos de carga da parte roscada macho afunilada através das primeiras porções de borda sendo formadas em um arco. As cristas da parte roscada macho 15 afunilada são conectadas aos flancos de penetração da parte roscada macho afunilada através das segundas porções de borda sendo formadas em um arco. Os flancos de carga e os flancos de penetração da parte roscada macho afunilada são cada um formados em uma linha reta. Adicionalmente, um ângulo dos flancos de carga da parte roscada macho afunilada é um ângulo negativo. Além disso, as 20 cristas da parte roscada macho afunilada são formadas em uma curva convexa que é tangente à primeira porção de borda e à segunda porção de borda.

Adicionalmente, a conexão roscada supracitada inclui um revestimento lubrificante sólido na superfície da parte roscada macho afunilada.

EFEITOS VANTAJOSOS DA INVENÇÃO 25 [0019] De acordo com a conexão roscada para tubos de aço de acordo com uma modalidade da presente invenção, mesmo em um caso onde um revestimento lubrificante sólido é fornecido na superfície de uma parte roscada macho, a ocorrência de problema de encaixe pode ser suprimida sem uma perda na produtividade com respeito à conexão roscada.

30 BREVE DESCRIÇÃO DOS DESENHOS

[0020] [FIG. 1] A FIG. 1 é uma vista em corte longitudinal ilustrando um exemplo representativo de uma conexão roscada para tubos de aço de acordo com uma primeira modalidade.

[FIG. 2] A FIG. 2 é uma vista em corte longitudinal ilustrando uma região de 5 uma parte roscada da conexão roscada para tubos de aço de acordo com a primeira modalidade de uma forma ampliada.

[FIG. 3] A FIG. 3 é uma vista em corte longitudinal ilustrando um estado antes de um revestimento lubrificante sólido de uma parte roscada macho ilustrada na FIG. 2 ser formada.

10 [FIG. 4] A FIG. 4 é uma vista seccional longitudinal da parte roscada macho ilustrada na FIG. 2.

[FIG. 5] A FIG. 5 é uma vista em corte longitudinal ilustrando, de forma ampliada, uma região de uma parte roscada de uma conexão roscada para tubos de aço de acordo com uma segunda modalidade.

15 [FIG. 6] A FIG. 6 é uma vista em corte longitudinal ilustrando, de uma forma ampliada, uma região de uma parte roscada de uma conexão roscada para tubos de aço de acordo com uma terceira modalidade.

[FIG. 7] A FIG. 7 é uma vista em corte longitudinal ilustrando um estado antes de um revestimento lubrificante sólido de uma parte roscada macho ilustrada na 20 FIG. 6 ser formada.

DESCRIÇÃO DE MODALIDADES

[0021] Uma conexão roscada para tubos de aço de acordo com uma modalidade da presente invenção inclui um pino tubular e uma caixa tubular. O pino inclui uma parte roscada macho afunilada e uma parte de ressalto. A parte roscada 25 macho afunilada inclui cristas, vales, flancos de carga e flancos de penetração. A caixa inclui uma parte roscada fêmea afunilada que engata com a parte roscada macho afunilada e uma parte de ressalto que corresponde à parte de ressalto do pino. A parte roscada fêmea afunilada inclui cristas, vales, flancos de carga e flancos de penetração. Em um estado de encaixe no qual a parte de ressalto do 30 pino entra em contato com a parte de ressalto da caixa, os vales da parte roscada macho afunilada estão em contato com as cristas da parte roscada fêmea afunilada enquanto interferem com as cristas da parte roscada fêmea afunilada e as folgas são fornecidas entre as cristas da parte roscada macho afunilada e os vales da parte roscada fêmea afunilada.

5 [0022] Em uma seção longitudinal que inclui um eixo de tubo da conexão roscada supracitada, a conexão roscada supracitada inclui a seguinte configuração.

As cristas da parte roscada macho afunilada são conectadas aos flancos de carga da parte roscada macho afunilada através das primeiras porções de borda sendo formadas em um arco. As cristas da parte roscada macho afunilada são conectadas 10 aos flancos de penetração da parte roscada macho afunilada através das segundas porções de borda sendo formadas em um arco. Os flancos de carga e os flancos de penetração da parte roscada macho afunilada são cada um formados em uma linha reta. Um ângulo de flancos dos flancos de carga da parte roscada macho afunilada é um ângulo negativo. As cristas da parte roscada macho afunilada são 15 formadas em uma curva convexa que é tangente à primeira porção de borda e à segunda porção de borda. Adicionalmente, a conexão roscada supracitada inclui um revestimento lubrificante sólido na superfície da parte roscada macho afunilada.

[0023] De acordo com a conexão roscada da presente modalidade, a totalidade da crista macho surge gradualmente. Ou seja, a crista macho não é plana 20 e uma ranhura não é fornecida na crista macho. A tensão superficial atua no lubrificante semissólido que é aplicado às respectivas cristas macho. Normalmente, a tensão superficial funciona em uma que minimiza a energia da superfície de um objeto e confere uma força de acionamento que minimiza a área da superfície livre de um líquido em uma interface gás-líquido. Consequentemente, um lubrificante 25 semissólido que é aplicado em um local com um raio de curvatura pequeno flui para um local com um raio de curvatura maior. Quando maior a diferença no raio de curvatura entre as superfícies adjacentes, mais notável se torna a fluxo supracitado.

[0024] Na rosca trapezoidal convencional, visto que o raio de curvatura de uma crista plana é finito, uma diferença no raio de curvatura entre a crista e uma 30 porção de bora é extremamente grande. Consequentemente, uma não uniformidade na espessura de revestimento tem sido grande devido à um fluxo notável do lubrificante semissólido. Na conexão roscada da presente modalidade, visto que toda a crista macho surge gradualmente, uma diferença no raio de curvatura entre a crista e porção de borda é bem pequena em comparação à rosca 5 trapezoidal convencional. Portanto, a ocorrência de um fluxo inadvertido do lubrificante semissólido também é suprimida. Por meio disto, na crista macho, a espessura de revestimento do lubrificante semissólido torna-se uniforme sem tornar-se espessa e a espessura do revestimento do revestimento de lubrificante sólido também se torna uniforme. Assim, a ocorrência de problema de encaixe pode 10 ser suprimida. Em consequência disto, o desempenho de vedação desejado e a resistência da junta são obtidos.

[0025] A ferramenta de atarraxamento para formar a parte da rosca macho possui uma forma côncava correspondente à crista que aumenta gradualmente.

Durante a usinagem da rosca, a carga que a porção em forma côncava recebe é 15 bem menor do que a carga que a porção em forma convexa recebe. Portanto, a vida útil da ferramenta não torna-se particularmente curta. Assim, não há perda na produtividade com respeito à conexão roscada.

[0026] Os flancos de carga planos e os flancos de penetração planos estão presentes na conexão roscada da presente modalidade. Além disso, o ângulo de 20 flanco dos flancos de carga é um ângulo negativo. Ou seja, o flanco de carga inclina-se em uma forma de gancho. Portanto, uma força axial de aperto atua efetivamente no flanco de carga. Por meio disto, mesmo se uma carga de tensão atuar, é difícil ocorrer o salto. Portanto, a junta possui elevada resistência.

[0027] O revestimento lubrificante sólido que é usado na conexão roscada 25 da presente modalidade não está particularmente limitado, desde que o revestimento lubrificante sólido possui fluidez durante a aplicação e esteja sujeito à um processo de endurecimento após a aplicação e solidifique. Ou seja, os revestimentos lubrificantes sólidos que não fluem antes da solidificação, tal como um revestimento eletrodepositado ou um revestimento ligado por pressão não estão 30 incluídos nos revestimentos lubrificantes sólidos que podem ser usados na presente modalidade.

[0028] Na conexão roscada da presente modalidade, a forma dos vales fêmeas não é limitada, desde que a folga seja formada entre as cristas macho e os vales machos em um estado de encaixe. Por exemplo, em uma seção longitudinal 5 da conexão roscada, o vale fêmea é formada em uma linha reta. Neste caso, todo o vale fêmea é plano. Adicionalmente, em uma seção longitudinal da conexão roscada, o vale fêmea pode ser formado em uma forma curva côncava de modo a corresponder a uma crista macho. Neste caso, todo o vale fêmea é gradualmente rebaixado.

10 [0029] Em um exemplo típico, o pino e a caixa incluem uma superfície de vedação. Nesse caso, em um estado de encaixe, a superfície de vedação do pino entra em contato com a superfície de vedação da caixa enquanto interfere com a superfície de vedação da caixa e é formada uma porção de vedação que veda por contato metal com metal. Contudo, as superfícies de vedação não precisam ser 15 fornecidas.

[0030] A conexão roscada supracitada inclui preferencialmente a seguinte configuração. Em uma seção longitudinal da conexão roscada, quando um primeiro círculo imaginário incluindo um arco formando a primeira porção de borda, um segundo círculo imaginário incluindo um arco formando a segunda porção de borda, 20 e uma linha reta imaginária que está adjacente à crista da parte roscada macho afunilada e é tangente ao primeiro círculo imaginário e ao segundo círculo imaginário são desenhadas, uma distância máxima b entre distâncias em uma direção perpendicular ao eixo do tubo entre a linha reta imaginária e uma curva formando a crista da parte roscada macho afunilada está entre 0,1 mm e 0,3 mm.

25 Se a distância máxima b é 0,1 mm ou mais, a espessura do revestimento do revestimento lubrificante sólido tornasse eficazmente uniforme. Preferencialmente, a distância máxima b é de 0,2 mm ou mais. Por outro lado, se a distância máxima b não é superior a 0,3 mm, uma altura do flanco de carga em uma direção perpendicular ao eixo do tubo é eficazmente garantida, e não existe efeito adverso 30 na resistência da junta.

[0031] Em um exemplo típico, em uma seção longitudinal da conexão roscada, a curva formando a crista da parte roscada macho afunilada é um arco, um arco elíptico ou uma parábola.

[0032] A conexão roscada supracitada inclui preferencialmente a seguinte 5 configuração. Em uma seção longitudinal da conexão roscada, uma altura LSH em uma direção perpendicular ao eixo do tubo do flanco de carga (doravante também mencionada como uma “altura do flanco de carga”) da parte roscada macho afunilada é de 30% ou mais a 70% ou menos de uma altura de rosca H da parte roscada macho afunilada. Além disso, uma altura SSH em uma direção 10 perpendicular ao eixo do tubo do flanco de penetração (doravante também mencionada como uma “altura do flanco de penetração”) da parte roscada macho afunilada é de 30% ou mais a 70% ou menos da altura de rosca H da parte roscada macho afunilada.

[0033] Se a altura do flanco de carga LSH é de 30% ou mais da altura de 15 rosca H, não existe efeito adverso na resistência da junta. De preferência, a altura do flanco de carga LSH é de 40% ou mais da altura da rosca H. Por outro lado, se a altura do flanco de carga LSH é de 70% ou menos da altura da rosca H, um arco de um tamanho suficiente pode ser usado para uma porção de borda e uma porção de filete que são descritas posteriormente. Neste caso, a porção de borda não 20 danifica a superfície de um membro de contraparte durante o encaixe e a resistência do desgaste adesivo não é afetada. Além disso, não existe impedimento com respeito à garantir a distância máxima B. Adicionalmente, neste caso, a concentração de tensão excessiva em uma porção de filete pode ser evitada e não há efeitos adversos na resistência à fadiga ou semelhante.

25 [0034] Adicionalmente, se a altura do flanco de penetração SSH é de 30% ou mais da altura de rosca H, não existe efeito adverso na resistência compressiva da junta. De preferência, a altura do flanco de penetração SSH é de 40% ou mais da altura da rosca H. Por outro lado, se a altura do flanco de penetração SSH é de 70% ou menos da altura da rosca H, um arco de um tamanho suficiente pode ser 30 usado para a porção de borda e a porção de filete que são descritas posteriormente.

Neste caso, a porção de borda não danifica a superfície do membro de contraparte durante o encaixe e a resistência do desgaste adesivo não é afetada. Além disso, não existe impedimento com respeito à garantir a distância máxima B.

Adicionalmente, neste caso, a concentração de tensão excessiva na porção de 5 filete pode ser evitada e não há efeitos adversos na resistência à fadiga ou semelhante.

[0035] A conexão roscada neste caso inclui preferencialmente a seguinte configuração. Em uma seção longitudinal da conexão roscada supracitada, os vales da parte roscada macho afunilada são conectados aos flancos de carga da parte 10 roscada macho afunilada através das primeiras porções de filete que são formadas em um arco. Adicionalmente, os vales da parte roscada macho afunilada são conectados aos flancos de penetração da parte roscada macho afunilada através das segundas porções de filete que são formadas em um arco. Além disso, um raio R1 da primeira porção de borda é de 5% ou mais a 35% ou menos da altura de 15 rosca H. Adicionalmente, um raio R2 da segunda porção de borda é de 15% ou mais a 50% ou menos da altura de rosca H. Além disso, um raio R3 da primeira porção de filete é de 15% ou mais a 50% ou menos da altura de rosca H. Além disso, um raio R4 da segunda porção de filete é de 5% ou mais a 35% ou menos da altura de rosca H.

20 [0036] Os valores que são adequados com respeito ao projeto são definidos para os raios R1, R2, R3 e R4 da primeira porção de borda, da segunda porção de borda, da primeira porção de filete e da segunda porção de filete, respectivamente.

Em particular, o raio R2 da segunda porção de borda e o raio R3 da primeira porção de filete são definidos com base no seguinte conceito de projeto. Em um caso onde 25 o raio R2 da segunda porção de borda é excessivamente pequeno, o desempenho de penetração é inibido. Neste documento, o termo “desempenho de penetração” refere-se ao desempenho com respeito a, ao inserir o pino na caixa, a rapidez com que um estado é inserido no qual a parte da rosca macho se encaixa com segurança na parte da rosca fêmea e a rotação do pino pode ser iniciada. Além 30 disso, neste caso, a superfície da parte roscada fêmea é danificada ao inserir o pino na caixa e o desempenho da resistência ao desgaste adesivo diminui. Portanto, o raio R2 é definido pra um valor grande dentro de um intervalo que é permissível sob as circunstâncias do projeto. Em um caso em que o raio R3 da primeira porção de filete é excessivamente pequeno, a concentração de tensão em excesso 5 ocorrerá durante o encaixe ou quando uma carga de tensão é aplicada e o desempenho da resistência à fadiga será aumentado. Portanto, o raio R3 é definido pra um valor grande dentro de um intervalo que é permissível sob as circunstâncias do projeto. Circunstâncias como aquelas que se aplicam ao raio R2 e raio R3 não se aplicam ao raio R1 da primeira porção de borda e ao raio R4 da segunda porção 10 de filete. Portanto, o raio R1 e o raio R4 são definidos de modo que a altura do flanco de carga LSH supracitado e a altura do flanco de penetração SSH podem ser garantidos.

[0037] Exemplos específicos da conexão roscada para tubos de aço da presente modalidade são descritos abaixo com referência aos desenhos anexos.

15 [0038] [Primeira Modalidade] A FIG. 1 é uma vista em corte longitudinal ilustrando um exemplo representativo de uma conexão roscada para tubos de aço de acordo com uma primeira modalidade. A FIG. 2 é uma vista em corte longitudinal ilustrando uma região de uma parte roscada da conexão roscada para tubos de aço de acordo com 20 a primeira modalidade de uma forma ampliada. A FIG. 3 e FIG. 4 são vista em corte longitudinal ilustrando uma parte roscada macho ilustrada na FIG. 2. Na FIG. 3, um estado antes de um revestimento lubrificante sólido ser formado é ilustrado. Na FIG.

4, um estado no qual um revestimento lubrificante sólido foi formado é ilustrado. Na FIG. 2 à FIG. 4, uma direção na qual o atarraxamento de um pino 10 em uma caixa 25 20 avança é indicado por uma seta destacada. Na presente descrição, o termo “seção longitudinal” significa uma seção transversal que inclui um eixo de tubo CL da conexão roscada. Observe que, na FIG. 1 e FIG. 2, a representação diagramática do revestimento lubrificante sólido é omitida.

[0039] A conexão roscada ilustrada na FIG. 1 é uma conexão roscada tipo 30 acoplamento. Referindo-se à FIG. 1, a conexão roscada é constituída por um pino

10 e uma caixa 20. A rosca da conexão roscada é uma rosca afunilada. O pino 10 inclui uma parte roscada macho 11 e uma parte de ressalto 16. A parte de ressalto 16 é fornecida na ponta do pino 10. A caixa 20 inclui uma parte roscada fêmea 21 que corresponde à parte roscada macho 11 do pino 10, e uma parte de ressalto 26 5 que corresponde à parte de ressalto 16 do pino 10. O pino 10 também inclui uma superfície de vedação 17. A superfície de vedação 17 é fornecida entre a parte de rosca macho 11 e a parte de ressalto 16. A caixa 20 inclui uma superfície de vedação 27 correspondente à superfície de vedação 17 do pino 10.

[0040] Referindo-se à FIG. 1 e FIG. 2, a parte roscada macho 11 do pino 10 10 inclui cristas 12, vales 13, flancos de carga 15 e flancos de penetração 14. Por outro lado, a parte roscada fêmea 21 da caixa 20 inclui cristas 22, vales 23, flancos de carga 25 e flancos de penetração 24.

[0041] As cristas macho 12 estão voltadas para os vales fêmeas 23. Como descrito posteriormente em detalhes, em uma seção longitudinal da conexão 15 roscada, cada crista macho 12 é formada em uma curva convexa. Ou seja, as cristas macho 12 aumentam gradualmente. Em uma seção longitudinal da conexão roscada, cada vale fêmea 23 é formado em uma linha reta. Ou seja, os vales fêmeas 23 são planos.

[0042] Os vales fêmeas 13 estão voltados para as cristas fêmeas 22. Em 20 uma seção longitudinal da conexão roscada, cada vale macho 13 é formado em uma linha reta. Ou seja, os vales machos 13 são planos. Em uma seção longitudinal da conexão roscada, cada crista fêmea 22 é formado em uma linha reta. Ou seja, as cristas fêmeas 22 são planas.

[0043] Na primeira modalidade, em uma seção longitudinal da conexão 25 roscada, os vales macho 13 estão sobre a mesma linha reta sobre toda a área na direção longitudinal (direção do eixo de tubo CL) da parte roscada macho 11. As cristas fêmea 22 também estão na mesma linha reta sobre toda a área na direção longitudinal da parte roscada fêmea 21. Os vales fêmeas 23 também estão na mesma linha reta sobre toda a área na direção longitudinal da parte roscada fêmea 30 21. Essas linhas retas são inclinadas em um ângulo de afunilamento predeterminado a partir do eixo do tubo CL.

[0044] Os flancos de penetração 14 da parte roscada macho 11 estão voltados para os flancos de penetração 24 da parte roscada fêmea 21. Em uma seção longitudinal da conexão roscada, cada flanco de penetração 14 da parte 5 roscada macho 11 é formado em uma linha reta. Ou seja, os flancos de penetração 14 da parte roscada macho 11 são planos. Em uma seção longitudinal da conexão roscada, cada flanco de penetração 24 da parte roscada fêmea 21 é formado em uma linha reta. Ou seja, os flancos de penetração 24 da parte roscada fêmea 21 são planos.

10 [0045] Os flancos de carga 15 da parte roscada macho 11 estão voltados para os flancos de carga 25 da parte roscada fêmea 21. Em uma seção longitudinal da conexão roscada, cada flanco de carga 15 da parte roscada macho 11 é formado em uma linha reta. Ou seja, os flancos de carga 15 da parte roscada macho 11 são planos. Em uma seção longitudinal da conexão roscada, cada flanco de carga 25 15 da parte roscada fêmea 21 é formado em uma linha reta. Ou seja, os flancos de carga 25 da parte roscada fêmea 21 são planos. Um ângulo de flanco  dos flancos de carga 15 e 25 é um ângulo negativo. Ou seja, os flancos de carga 15 e 25 inclinam-se em uma forma de gancho.

[0046] A parte roscada macho 11 engate com a parte roscada fêmea 21 20 quando o pino 10 é atarraxado na caixa 20. A parte de ressalto 16 do pino 10 entra em contato com a parte de ressalto 26 da caixa 20 (veja FIG. 1). Em um estado de encaixe, uma força axial de aperto é gerada pelas partes de ressalto 16 e 26, e os flancos de carga 15 do pino 10 são fortemente pressionados contra os flancos de carga 25 da caixa 20. Além disso, os vales machos 13 entram em contato com as 25 cristas fêmeas 22 enquanto interferem nas cristas fêmeas 22. Por outro lado, uma folga é fornecida entre as cristas machos 12 e os vales fêmeas 23. Uma folga é fornecida entre os flancos de penetração 14 da parte roscada macho 11 e os flancos de penetração 24 da parte roscada fêmea 21. Adicionalmente, a superfície de vedação 17 do pino 10 entra em contato com a superfície de vedação 27 da caixa 30 20 enquanto interfere com a superfície de vedação 27 e uma porção de vedação que veda por contato metal com metal é formada (veja FIG. 1).

[0047] Referindo-se à FIG. 3 e FIG. 4, em uma seção longitudinal da conexão roscada, a crista macho 12 é conectada ao flanco de carga 15 da parte roscada macho 11 através de uma primeira porção de borda 12a. A primeira porção de 5 borda 12a é formada em um arco tendo um raio R1. A crista macho 12 é conectada ao flanco de penetração 14 da parte roscada macho 11 através de uma segunda porção de borda 12b. A segunda porção de borda 12b é formada em um arco tendo um raio R2. O vale macho 13 é conectado ao flanco de carga 15 da parte roscada macho 11 através de uma primeira porção de filete 13a. A primeira porção de filete 10 13a é formada em um arco tendo um raio R3. O vale macho 13 é conectado ao flanco de penetração 14 da parte roscada macho 11 através de uma segunda porção de filete 13b. A segunda porção de filete 13b é formada em um arco tendo um raio R4.

[0048] O raio R1 da primeira porção de borda 12a é 5% ou mais a 35% ou 15 menos da altura da rosca H. O raio R2 da segunda porção de borda 12b é 15% ou mais a 50% ou menos da altura da rosca H. O raio R3 da primeira porção de filete 13a é 15% ou mais a 50% ou menos da altura da rosca H. O raio R4 da segunda porção de filete 13b é 5% ou mais a 35% ou menos da altura da rosca H.

[0049] Além disso, uma altura LSH em uma direção perpendicular ao eixo do 20 tubo CL do flanco de carga 15 da parte roscada macho 11 é 30% ou mais a 70% ou menos da altura da rosca H da parte roscada macho 11. Uma altura SSH em uma direção perpendicular ao eixo do tubo CL do flanco de penetração 14 da parte roscada macho 11 é 30% ou mais a 70% ou menos da altura da rosca H da parte roscada macho 11. Neste documento, o termo “altura do flanco de carga LSH” pode 25 ser substituído pela frase “altura (distância) em uma direção radial quando o flanco de carga 15 é projetado na face que está perpendicular ao eixo do tubo CL”. O termo “altura do flanco de penetração SSH” pode ser substituído pela frase “altura (distância) na direção radial quando o flanco de penetração 14 é projetado na face que está perpendicular ao eixo do tubo CL”.

30 [0050] Em uma seção longitudinal da conexão roscada, cada crista macho

12 é formada em uma curva convexa. A curva é tangente a um primeiro círculo imaginário C1 que inclui o arco tendo o raio R1 formando a primeira porção de borda 12a e um segundo círculo imaginário C2 que inclui o arco tendo o raio R2 formando a segunda porção de borda 12b. Na FIG. 3 e FIG. 4, um exemplo no qual 5 a curva formando a crista 12 está um arco é ilustrada. Especificamente, referindo- se à FIG. 3, o primeiro círculo imaginário C1 é desenhado que inclui o arco formando a primeira porção de borda 12a. O segundo círculo imaginário C2 é desenhado que inclui o arco formando a segunda porção de borda 12b.

Adicionalmente, uma linha reta imaginária C é desenhada que é adjacente à crista 10 macho 12 e entra em contato com o primeiro círculo imaginário C1 e o segundo círculo imaginário C2. Neste momento, uma distância máxima b entre as distâncias na direção perpendicular ao eixo do tubo CL entre a linha reta imaginária C e a curva formando a crista macho 12 está entre 0,1 mm e 0,3 mm.

[0051] Por exemplo, no estágio de projeto, a altura da rosca H na parte 15 roscada macho 11 é definida. No caso da primeira modalidade, o vale macho 13 está em uma linha A que é inclinada em um ângulo de afunilamento predeterminado a partir do eixo do tubo CL. A linha A é paralelamente deslocada por uma quantidade correspondente à altura da rosca H em uma direção afastada do eixo do tubo CL. A crista macho convexa 12 entra em contato com a linha B que é obtida 20 por paralelamente deslocar a linha A. A linha B é paralelamente deslocada por uma quantidade correspondente a uma distância predeterminada (distância máxima b) em uma direção ao eixo do tubo CL. Uma linha C obtida por deslocar paralelamente a linha B é a linha reta imaginária supracitada. No caso da primeira modalidade, a linha reta imaginária C é inclinada em um ângulo de afunilamento predeterminado 25 a partir do eixo do tubo CL. Um círculo C1 que entra em contato com a linha reta C e o flanco de carga 15 é o primeiro círculo imaginário supracitado. Um círculo C2 que entra em contato com a linha reta C e o flanco de penetração 14 é o segundo círculo imaginário supracitado. Adicionalmente, a crista 12 é definida de modo a contatar a linha B e a estar tangente ao primeiro círculo C1 e ao segundo círculo 30 C2. Além disso, um arco do primeiro círculo C1 que conecta o flanco de carga 15 e a crista 12 serve como a primeira porção de borda 12a. Um ardo do segundo círculo C2 que conecta o flanco de penetração 14 e a crista 12 serve como a segunda porção de borda 12b.

[0052] Referindo-se à FIG. 4, um revestimento lubrificante sólido 30 é 5 formado na superfície da parte roscada macho 11 do pino 10. O revestimento lubrificante sólido 30 é uma substância que possui fluidez durante a aplicação e está sujeita a um processo de endurecimento após a aplicação e solidifica. Antes da solidificação do revestimento lubrificante sólido 30, a ocorrência de um fluxo inadvertido do lubrificante semissólido que foi aplicado nas cristas macho 12 é 10 suprimido. Isto ocorre pois toda a crista macho 12 aumenta gradualmente e não é plana e devido a tensão superficial atuar no lubrificante semissólido. Portanto, na crista macho 12, a espessura do revestimento do lubrificante semissólido torna-se uniforme sem se tornar espessa e, assim, a espessura do revestimento do revestimento lubrificante sólido 30 também se torna uniforme.

15 [0053] [Segunda Modalidade] A FIG. 5 é uma vista em corte longitudinal ilustrando, de forma ampliada, uma região de uma parte roscada de uma conexão roscada para tubos de aço de acordo com uma segunda modalidade. A conexão roscada da segunda modalidade é uma variação da conexão roscada da primeira modalidade que é 20 descrita acima. A seguir, será omitida uma descrição referente a uma configuração que duplica a configuração na conexão roscada da primeira modalidade. O mesmo se aplica com respeito a uma terceira modalidade que é descrita posteriormente.

[0054] Referindo-se à FIG. 5, em uma seção longitudinal da conexão roscada, o vale fêmea 23 é formado em uma forma curva côncava de modo a 25 corresponder a uma crista macho 12. Ou seja, o vale fêmea 23 é gradualmente rebaixado. Em um caso também desta configuração, os mesmos efeitos vantajosos daqueles da primeira modalidade são obtidos.

[0055] [Terceira Modalidade] A FIG. 6 é uma vista em corte longitudinal ilustrando, de uma forma 30 ampliada, uma região de uma parte roscada de uma conexão roscada para tubos de aço de acordo com uma terceira modalidade. A FIG. 7 é uma vista em corte longitudinal ilustrando um estado antes de um revestimento lubrificante sólido de uma parte roscada macho ilustrada na FIG. 6 ser formada.

[0056] Referindo-se à FIG. 6 e FIG. 7, em uma seção longitudinal da conexão 5 roscada, a crista macho 12 é formada em uma curva côncava. O vale macho 13, a crista fêmea 22 e o vale fêmea 23 são formados em uma linha reta, respectivamente. Contudo, na terceira modalidade, em uma seção longitudinal da conexão roscada, o vale macho 13 está paralelo ao eixo do tubo CL. A crista fêmea 22 também está paralela ao eixo do tubo CL. O vale fêmea 23 também está paralelo 10 ao eixo do tubo CL.

[0057] Por exemplo, a altura da rosca HS em uma lateral do flanco de penetração 14 e uma altura de rosca HL em uma lateral do flanco de carga 15 na parte roscada macho 11 são definidas como o estágio do projeto. Em um caso da terceira modalidade, a parte roscada macho 11 é projetada com base na altura da 15 rosca HS na lateral do flanco de penetração 14. O vale fêmea 13 está em uma linha A' que está paralela ao eixo do tubo CL. A linha A' é paralelamente deslocada por uma quantidade correspondente à altura da rosca HS na lateral do flanco de penetração 14 em uma direção afastada do eixo do tubo CL. A crista macho convexa 12 entra em contato com a linha B' obtida por deslocar paralelamente a 20 linha A'. A linha B' é deslocada paralelamente por uma quantidade correspondente a uma distância predeterminada (distância máxima b) em uma direção do eixo do tubo CL. Uma linha C' obtida por deslocar paralelamente a linha B' é a linha reta imaginária supracitada. No caso da terceira modalidade, a linha reta imaginária C' é paralela ao eixo do tubo CL. Um círculo C1 que entra em contato com a linha reta 25 C' e o flanco de carga 15 é o primeiro círculo imaginário supracitado. Um círculo C2 que entra em contato com a linha reta C' e o flanco de penetração 14 é o segundo círculo imaginário supracitado. Adicionalmente, a crista 12 é definida de modo a contatar a linha B' e a estar tangente ao primeiro círculo C1 e ao segundo círculo C2. Além disso, um arco do primeiro círculo C1 que conecta o flanco de carga 15 e 30 a crista 12 serve como a primeira porção de borda 12a. Um ardo do segundo círculo

C2 que conecta o flanco de penetração 14 e a crista 12 serve como a segunda porção de borda 12b.

[0058] No caso também desta configuração, os mesmos efeitos vantajosos daqueles da primeira modalidade são obtidos. Observe que, em uma seção 5 longitudinal da conexão roscada, os vales fêmea 23 podem ser formados como curvas côncavas de modo a corresponder aos vales machos 12 como na segunda modalidade.

EXEMPLOS

[0059] Para verificar as vantagens da presente modalidade, foi realizada 10 uma simulação e análise numérica usando um método de elementos finitos e foi feita investigação na espessura do revestimento de um lubrificante semissólido aplicado a uma parte da rosca macho.

[0060] [Condições do Teste] Para análise FEM, foram usados modelos de partes roscadas machos 15 da primeira modalidade ilustrada na FIG. 3 na qual uma altura de rosca H foi variada. O modelo do Teste de número 1 foi um exemplo comparativo, no qual a forma em corte longitudinal da crista macho era uma linha reta. Os Testes de número 2 e 3 são exemplos 1 e 2, respectivamente, nos quais a forma em corte longitudinal da crista macho foi um arco simples. As condições comuns são as 20 descritas abaixo.

[0061] • Passo da rosca: 5 TPI (cinco roscas por polegada); • Largura da rosca: 2,48 mm ao longo da linha do passo; • Afunilamento da rosca: 6,25% (ângulo de afunilamento: cerca de 25 1,8); • Ângulo do flanco da carga: -3 • Ângulo de flanco do flanco de penetração: 10 • Altura do flanco de carga LSH: 0,82 mm • Altura do flanco de estabilização SSH: 0,86 mm 30 • Raio R1 da primeira porção de borda: 0,35 mm

• Raio R2 da segunda porção de borda: 0,76 mm • Raio R3 da primeira porção de filete: 0,35 mm • Raio R4 da segunda porção de filete: 0,15 mm

[0062] Na análise FEM, foram usados modelos nos quais uma parte roscada 5 macho e um lubrificante pré-solidificado foram modelados com elementos de deformação planos. A parte roscada macho foi modelada como um corpo plástico com um módulo de Young de 210 GPa. O lubrificante pré-solidificado foi modelado como um fluido viscoplástico tendo fluidez. Especificamente, com respeito ao lubrificante pré-solidificado, o coeficiente de viscosidade foi 200 centistokes, a 10 densidade de massa foi de 1,0x10-6 kg/mm3 e a tensão superficial foi de 22 m (mili-) N/m. Em todos os testes, número 1 a número 3, a mesma quantidade de fluido viscoplástico foi aplicada usando um dispositivo de pulverização e uma espessura de revestimento inicial uniforme foi dada. A espessura de revestimento inicial foi de 0,1 mm. A partir deste estado, foi realizada a análise de um fluxo devido à tensão 15 superficial e viscosidade e foi investigada a espessura do revestimento após a passagem de 100 segundos em cujo tempo, na prática, o fluxo tinha quase parado.

Observe que o limite inferior da espessura de revestimento para garantir que não ocorreu desgaste adesivo na primeira porção da borda e segunda porção da borda conectada à crista macho foi considerada como 0,012 mm.

20 [0063] [Método de Avaliação] A espessura do revestimento máximo nas cristas macho foi amostrada. Além disso, a espessura do revestimento mínimo nas primeiras porções da borda e segundas porções da borda foi amostrada. A razão (doravante também mencionada como “razão de espessura de revestimento”) da espessura de 25 revestimento máxima nas cristas macho em relação à espessura de revestimento mínima nas duas porções de borda foi calculada e a uniformidade da espessura do revestimento foi avaliada. Quando menor o valor para a razão de espessura do revestimento, maior o grau de uniformidade da espessura do revestimento indicado desta forma. Os resultados estão resumidos na Tabelas 1 abaixo.

30 [0064] [Tabela 1]

TABELA 1 Espessura de Altura Espessura do Razão de Distância Revestimento da Revestimento Espessura de N° Máxima b Mínima das Classificação rosca H Máxima das Revestimento [mm] Porções de [mm] Cristas [mm] [-] Borda [mm] Exemplo 1 1,58 0,0 0,149 0,014 10,30 Comparativo 2 1,78 0,1 0,127 0,022 5,78 Exemplo 1 3 1,98 0,2 0,111 0,032 3,51 Exemplo 2

[0065] [Resultados do Teste] Os resultados mostrados na Tabela 1 indicam o seguinte. As razões de espessura do revestimento nos exemplos 1 e 2 foram menores do que a razão 5 de espessura de revestimento no exemplo comparativo. Assim, a espessura do revestimento do lubrificante sólido tornou-se uniforme pelas conexões roscadas dos exemplos 1 e 2. Adicionalmente, a espessura do revestimento mínima nas posições de borda do exemplo comparativo foi igual ao limite inferior da espessura do revestimento para garantir que não ocorresse o desgaste adesivo. Em contraste, 10 a espessura de revestimento mínima nas porções de borda dos exemplos 1 e 2 tinham uma margem adicional em relação ao limite inferior da espessura de revestimento. Isso significa que a quantidade de lubrificante aplicado nos exemplos 1 e 2 pode ser reduzida.

[0066] A presente invenção não está limitada às modalidades descritas 15 acima e várias alterações podem ser feitas dentro de uma variação que não se afasta da essência da presente invenção. Por exemplo, o tipo da conexão roscada pode ser uma do tipo acoplamento e uma do tipo integral. A localização e número e semelhantes da parte de ressalto não estão particularmente limitados. Em um caso onde é provida uma porção de vedação que veda por contato metal com metal, 20 a localização da porção de vedação e o número e semelhantes desta não estão limitados.

APLICABILIDADE INDUSTRIAL

[0067] A conexão roscada da presente invenção pode ser efetivamente utilizada para conectar tubos de aço que são usados como produtos tubulares petrolíferos (OCTG).

5 LISTA DE SINAIS DE REFERÊNCIA 10: pino, 11: parte roscada macho, 12: crista, 12a: primeira porção de borda, 10 12b: segunda porção de borda, 13: vale, 13a: primeira porção de filete, 14b: segunda porção de filete, 14: flanco de penetração, 15 15: flanco de carga, 16: parte de ressalto, 17: superfície de vedação, 20: caixa, 21: parte roscada fêmea, 20 22: crista, 23: vale, 24: flanco de penetração, 25: flanco de carga, 26: parte de ressalto, 25 27: superfície de vedação, 30: revestimento lubrificante sólido, CL: eixo do tubo.

Claims

REIVINDICAÇÕES

1. Conexão roscada para tubos de aço compreendendo um pino tubular e uma caixa tubular, caracterizada pelo fato de que: o pino inclui uma parte roscada macho afunilada e uma parte de ressalto; a parte roscada macho afunilada inclui cristas, vales, flancos de carga e flancos de penetração; a caixa inclui uma parte roscada fêmea afunilada que engata com a parte roscada macho afunilada e uma parte de ressalto que corresponde à parte de ressalto do pino; a parte roscada fêmea afunilada inclui cristas, vales, flancos de carga e flancos de penetração; em um estado de encaixe no qual a parte de ressalto do pino entra em contato com a parte de ressalto da caixa, os vales da parte roscada macho afunilada estão em contato com as cristas da parte roscada fêmea afunilada enquanto interferem com as cristas da parte roscada fêmea afunilada e as folgas são fornecidas entre as cristas da parte roscada macho afunilada e os vales da parte roscada fêmea afunilada; e em uma seção longitudinal incluindo um eixo de tubo da conexão roscada, as cristas da parte roscada macho afunilada são conectadas aos flancos de carga da parte roscada macho afunilada através das primeiras porções de borda sendo formadas em um arco, as cristas da parte roscada macho afunilada são conectadas aos flancos de penetração da parte roscada macho afunilada através das segundas porções de borda sendo formadas em um arco, os flancos de carga e os flancos de penetração da parte roscada macho afunilada são cada um formados em uma linha reta, um ângulo de flancos dos flancos de carga da parte roscada macho afunilada é um ângulo negativo, e as cristas da parte roscada macho afunilada são formadas em uma curva convexa que é tangente à primeira porção de borda e à segunda porção de borda; e a conexão roscada para tubos de aço compreende um revestimento lubrificante sólido em uma superfície da parte roscada macho afunilada.

2. Conexão roscada para tubos de aço, de acordo com a reivindicação 1, caracterizada pelo fato de que: em uma seção longitudinal quando um primeiro círculo imaginário incluindo um arco formando a primeira porção de borda, um segundo círculo imaginário incluindo um arco formando a segunda porção de borda, e uma linha reta imaginária que está adjacente à crista da parte roscada macho afunilada e é tangente ao primeiro círculo imaginário e ao segundo círculo imaginário são desenhadas, uma distância máxima entre distâncias em uma direção perpendicular ao eixo do tubo entre a linha reta imaginária e a curva formando a crista da parte roscada macho afunilada está entre 0,1 mm e 0,3 mm.

3. Conexão roscada para tubos de aço, de acordo com a reivindicação 1 ou reivindicação 2, caracterizada pelo fato de que: em uma seção longitudinal, a curva formando a crista da parte roscada macho afunilada é um arco, um arco elíptico ou uma parábola.

4. Conexão roscada para tubos de aço, de acordo com qualquer uma da reivindicação 1 a reivindicação 3, caracterizada pelo fato de que: na seção longitudinal, uma altura em uma direção perpendicular ao eixo do tubo do flanco de carga da parte roscada macho afunilada é 30% ou mais de 70% ou menos de uma altura das roscas da parte roscada macho afunilada, e uma altura em uma direção perpendicular ao eixo do tubo do flanco de penetração da parte roscada macho afunilada é 30% ou mais a 70% ou menos da altura das roscas da parte roscada macho afunilada.

5. Conexão roscada para tubos de aço, de acordo com a reivindicação 4, caracterizada pelo fato de que:

na seção longitudinal,

os vales da parte roscada macho afunilada são conectados aos flancos de carga da parte roscada macho afunilada através das primeiras porções de filete sendo formadas em um arco,

os vales da parte roscada macho afunilada são conectados aos flancos de penetração da parte roscada macho afunilada através das segundas porções de filete sendo formadas em um arco,

um raio da primeira porção de borda é 5% ou mais a 35% ou menos da altura das roscas,

um raio da segunda porção de borda é 15% ou mais a 50% ou menos da altura das roscas,

um raio da primeira porção de filete é 15% ou mais a 50% ou menos da altura das roscas, e um raio da segunda porção de filete é 5% ou mais a 35% ou menos da altura das roscas.