CN101319743A - 尤其用于衬管的高强度螺纹连接件 - Google Patents

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Abstract

一种高强度螺纹连接件，尤其用于衬管，包括：沿其整个长度具有螺纹内表面的接合件，其端部被定义阴螺纹端；以及一对管，各自具有被定义为阳螺纹端的端部，所述管具有外螺纹表面和被定义为前端的无螺纹端；所述连接件具有根据API 5B标准的8圈API螺纹牙形，具有0－2mm的直径干涉；每个前端包括：由具有大体上65度斜度的螺纹斜面形成的上部，其在具有1.5mm的第一曲率半径的第一圆形区域上连续；以及包括具有1.5mm的第二曲率半径的第二圆形区域的下部；所述螺纹斜面与所述螺纹重叠且第一圆形区域从所述螺纹斜面延伸达到其曲率上切线垂直于所述管的纵向轴线的那一点，第二圆形区域从其曲率上切线垂直于所述管的纵向轴线的那一点延伸达到所述管的内表面。

Description

尤其用于衬管的高强度螺纹连接件
技术领域
本发明涉及用于根据管径连接被用作管道或套管的衬管元件的连接件。备选应用如管线用管。
背景技术
目前已知的螺纹连接件包括在两端具有内螺纹(阴螺纹)的元件-所述连接件通常被设计成套筒或套管、以及与阴元件的螺纹表面配合的两个外螺纹(阳螺纹)元件，使得所述元件可以通过所述螺纹表面相互连接。在API 5B标准中描述了目前使用的一种类型的连接件。
这种连接件螺纹部分的长度受到限制，因此螺纹在拉伸载荷或组合弯曲和拉伸的载荷下有可能脱离接合，或者螺纹在剪应力下有可能拉脱。在这种类型的连接件上大多频繁发生的失效形式是脱离接合。
现有技术的连接件的另一特征是它们在与连接件相连的管内流动的流体的流动线路上引起扰动；所述扰动由在阳螺纹元件和阴螺纹元件的内表面之间形成的肩部引起。
通常，可以通过修改管的前端也就是管的圆形前端并向连接件的中间部分(通常所称的“J”部分)施加涂层来将API连接件应用于衬管。这一方式具有以下缺点：
-螺纹部分是中断的，因而限制了连接件传递结构载荷例如拉伸、压缩、弯曲或扭转载荷的能力；
-采用在管上比直径8.89cm(32英寸)更小的每2.54cm(1英寸)10个螺纹的螺纹连接件，这样因在上紧过程中它们的不重合和卡死的趋势增大而导致存在操作问题；以及
-“J”部分意味着连接件的内表面存在几何不连续性；因此在连接部分的管前端保持露出并因在使用过程中穿过工具而承受撞击，这样破坏了它们的内衬。
发明内容
由同一申请人提交的文献AR20457B1限定了一种高耐用螺纹连接件，其中螺纹表面具有根据API 5B标准的圆螺纹牙形，并且每个阳螺纹端部的螺纹长度与由所述标准描述的常规连接件相比得到最大化。在其靠近螺纹部分的无螺纹端，每个阳螺纹端具有位于垂直于连接件轴线的平面上的环形表面。连接件可选择地包括可以或不会封装由聚合材料制成的环的中心凹槽，以提高连接件密封性。这种连接件比上述连接件发挥更好的作用，因为其遏制了连接件滑脱的趋势，在连接件承受拉伸载荷或组合弯曲和拉伸的载荷时提高了螺纹的抗剪强度，并且不会明显改变连接件在流体流动的流动路线。
申请人现在已经向文献AR20457B所述的连接件的特征中增加了提高的容纳内衬的能力，所述提高的能力是本发明的目的。
为此，申请人决定采用根据API 5B标准的8圈API螺纹，其在具有不加厚端(non-upset end)的管体上消失，而作为整个沿其长度的连接件螺纹。如上所述，在本发明的连接件中，阳螺纹管端不相互接触。所述端部包括位于上螺纹部分与阳螺纹每个端部的内表面之间的两个部分，也就是上部与下部。上部通过在具有第一曲率半径的第一圆形区域上连续的第一螺纹斜面形成，并且下部通过具有第二曲率半径的第二圆形区域形成。所述第一和第二曲率半径相同-1.5mm并都保持恒定，由此限定了管前端。曲率半径被定义为在管的前端为最小厚度时提高管内衬附着特性的最大可行的曲率半径。
弹性体环封装在连接件的中心，所述环由两个管前端或阳螺纹元件压缩，由此向连接件的内表面提供几何连续性，并且还向管的内衬的防腐蚀层提供连续性。所述环可选择地装有由高强度和耐腐蚀材料例如不锈钢制成的至少一个插件，其使环具有结构强度并且还作为对穿过连接件的工具的居中导向件，这样又向所述区域上的内衬提供结构保护。该连接件的优点是：
螺纹长度：在管主体上消失的螺纹使实现连接以传递结构载荷(拉伸、压缩、弯曲和扭转载荷)的能力最大化；
螺纹节距：具有每英寸(2.54mm)8线程的螺纹被用于整个管直径和厚度的应用范围，从而更快(以更少圈)和更安全地(不会不重合和很少可能卡死)的紧固；
弹性体环：其向连接件的内表面以及防腐蚀层提供了几何连续性。其保持流动的流体远离螺纹，由此还有助于连接件的紧固。可选择地，弹性体环包括由高硬度和耐腐蚀材料例如不锈钢制成的至少一个金属插件，其提供结构强度并作为对穿过连接件的工具的居中导向件，由此向连接件的内衬提供结构保护；以及
“不加厚端”(NUE)：其避免了连接件内径的改变，这种改变有可能使内衬在使用过程中遭到穿过连接件的工具的破坏。
那么本发明的目的是提供一种高强度螺纹连接件，尤其用于衬管，所述螺纹连接件包括：
-沿其整个长度具有螺纹内表面的接合件，其端部被定义为阴螺纹端；以及
-一对所述管，它们各自具有被定义为阳螺纹端的端部，所述管具有外螺纹表面和被定义为前端的无螺纹端；所述连接件具有根据API 5B标准的8圈API螺纹牙形，具有0-2mm的直径干涉；所述连接件特征在于，每个所述前端包括：
-由具有大体上65度斜度的螺纹斜面形成的上部，其在具有1.5mm的第一曲率半径的第一圆形区域上连续；以及包括具有1.5mm的第二曲率半径的第二圆形区域的下部；所述螺纹斜面与所述螺纹重叠并且所述第一圆形区域从所述螺纹斜面延伸达到其曲率上切线垂直于所述管的纵向轴线的那一点，所述第二圆形区域从其曲率上切线垂直于所述管的纵向轴线的那一点延伸达到所述管的内表面。
附图说明
现在通过下文所述的附图更详细地描述本发明。
图1是本发明螺纹连接件中心部分或部分“J”的视图。
图2表示具有金属插件的弹性体环在所述中心部分或部分“J”上的定位。
图3更详细地表示不同管厚的连接件的无螺纹端或前端的结构。
具体实施方式
图1表示连接或阴螺纹元件1，在其内表面上两个管T的阴螺纹端2通过螺纹连接在一起以形成螺纹连接件。该连接件具有根据8圈API标准的圆螺纹牙形3，该螺纹牙形具有0-2mm的直径干涉。两个阳螺纹端部中的每个无螺纹端是圆形前端，其根据本发明具有特定结构特征。每个前端N由上部和下部构成，所述上部包括具有大体上65度斜度的螺纹斜面B，所述螺纹斜面B与所述螺纹3重叠并在具有1.5mm的第一曲率半径R1的第一圆形区域S1上连续。所述第一圆形区域从所述螺纹斜面B延伸到其曲率上的一点，在该点切线与所述管T的纵向轴线X垂直。此外，限定出由具有也是1.5mm的第二曲率半径R2的第二圆形区域S2形成的下部。所述第二圆形区域S2从其曲率上切线与所述管T的纵向轴线X垂直的那一点延伸到所述管的内表面。对于最小厚度的管来说，曲率半径R1和R2定位成相互靠近。然而，对于具有中等或最大厚度的管来说，曲率半径R1，R2通过过度区域P连接。所述过度区域P在所述圆形区域S1，S2上切线与管T的纵向轴线X垂直的所述点之间延伸，这一点可以在图3中看到。
应该说明在螺纹牙顶与根部之间的凹槽充有润滑脂，这一点通常也适用于这种类型的螺纹连接件。
图2表示相同的连接件，但还具有在所述部分“J”上的弹性体环4。所述弹性体环4由相应管的两个前端N横向压缩。所述弹性体环插入的目的是通过使流动流体与螺纹分离而向中心部分或部分“J”上的螺纹连接件提供几何连续性，并由此有助于螺纹连接件的密封。可选择地，所述弹性体环4包括具有高硬度和耐蚀性、优选由不锈钢制成的至少一个金属插件5，其提供结构阻力并作为对穿过管T的工具的居中导向件，由此向连接件的内衬提供结构保护。

Claims (7)

1.一种高强度螺纹连接件，其尤其用于衬管，所述螺纹连接件包括：
沿其整个长度具有螺纹内表面的接合件(1)，其端部被定义为阴螺纹端；以及
一对管(T)，各自具有被定义为阳螺纹端的端部(2)，所述管具有外螺纹表面和被定义为前端(N)的无螺纹端；
所述连接件具有根据API 5B标准的8圈API螺纹牙形(3)，具有0-2mm的直径干涉；
所述连接件特征在于，每个所述前端(N)包括：
由具有大体上65度斜度的螺纹斜面(B)形成的上部，其在具有1.5mm的第一曲率半径(R1)的第一圆形区域(S1)上连续；以及
包括具有1.5mm的第二曲率半径(R2)的第二圆形区域(S2)的下部；
所述螺纹斜面(B)与所述螺纹(3)重叠并且所述第一圆形区域(S1)从所述螺纹斜面(B)延伸达到其曲率上切线垂直于所述管(T)的纵向轴线(X)的那一点，所述第二圆形区域(S2)从其曲率上切线垂直于所述管(T)的纵向轴线(X)的那一点延伸达到所述管(T)的内表面。
2.如权利要求1所述的螺纹连接件，其特征在于，对于最小厚度的管(T)来说，所述第一和第二曲率半径(R1，R2)定位成相互靠近。
3.如权利要求1所述的螺纹连接件，其特征在于，对于中等或最大厚度的管(T)来说，所述第一和第二曲率半径(R1，R2)通过过度区域(P)彼此相连。
4.如权利要求3所述的螺纹连接件，其特征在于，所述过度区域(P)在所述圆形区域(S1，S2)上点的切线垂直于管(T)的纵向轴线(X)的所述点之间延伸。
5.如权利要求1所述的螺纹连接件，其特征在于，在两个阳螺纹元件(2)的前端(N)之间限定出中心部分(J)。
6.如权利要求5所述的螺纹连接件，其特征在于，所述中心部分(J)包括由所述管(T)的所述前端(N)横向压缩的弹性体环(4)。
7.如权利要求6所述的螺纹连接件，其特征在于，所述弹性体环(4)包括优选由不锈钢制成的至少一个金属插件(5)。
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