CN102639912A - 螺纹连接件 - Google Patents
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Abstract
一种在油气井的开采和操作中使用的螺纹连接件（1），包括第一和第二管状部件，第一部件包括阳端部（3），阳端部（3）包括设置在其外周面上的螺纹区（5），第二部件包括阴端部（2），阴端部（2）包括设置在其内周面上的螺纹区（4），阳端部的螺纹区（5）旋拧到阴端部的螺纹区（4）内，螺纹区包括各自的阳螺纹和阴螺纹（40，50），螺纹（40，50）包括牙底、牙顶、插入牙侧和承载牙侧，沟槽与牙底相邻地设置在阴端部和/或阳端部的螺纹区（40）的承载牙侧中，并且与牙顶相邻地设有从阳端部和/或从相应的阴端部的螺纹区（50）的承载牙侧轴向伸出的突起部，突起部包括凸起表面和凹入表面，突起部容置在沟槽中，其中在连接状态下，在凹入表面与沟槽之间存在径向间隙，而在突起部的端部与沟槽的底部之间存在轴向间隙。
Description
技术领域
本发明涉及用于管状部件的紧密连接件的领域，所述连接件尤其是用于油气井的钻探或操作。在钻探或操作期间，所述连接件经受大的压缩和拉伸应力，并且一定不能分开。
背景技术
这种连接件经受轴向拉伸或压缩应力、内部或外部流体压应力、弯曲或甚至扭转应力，这些应力可能为组合的且具有可能波动的强度。无论压力和现场恶劣的使用条件如何，均必须维持紧密性。螺纹连接件必须能够上紧和卸开若干次而不降低它们的性能（特别是由于磨损）。在卸开之后，管状部件可以在其他服务条件下再使用。
在张紧时，称为跳接（jump-out）的现象可能发生，并且可能从一个螺纹传播到另一螺纹，从而引起连接件分开的风险。该现象由高的内部压力促进。
发明内容
本发明提出了在拉伸性能方面改进的连接件以用于油气井的开采或操作。所述螺纹连接件包括第一和第二管状部件。所述第一部件包括阳端部，所述阳端部包括设置在其外周面上的螺纹区。所述第二部件包括阴端部，所述阴端部包括设置在其内周面上的螺纹区。所述阳端部的所述螺纹区上紧到所述阴端部的所述螺纹区内。所述螺纹区包括相应的阳螺纹和阴螺纹。所述螺纹包括牙底、牙顶、插入牙侧和承载牙侧。沟槽与所述牙底相邻地设置在所述阴端部和/或相应阳端部的所述螺纹区的所述承载牙侧中。与所述牙顶相邻地设有从所述阳端部和/或相应阴端部的所述螺纹区的所述承载牙侧轴向伸出的突起部。所述突起部包括凸起表面和凹入表面。所述突起部被容置在所述沟槽中，其中在连接状态下，在所述凹入表面与所述沟槽之间存在径向间隙。在连接状态下在所述突起部的端部与所述沟槽的底部之间存在轴向间隙。
可以使所述阳端部和/或所述阴端部的远端表面轴向抵靠接触对应的抵接表面。
所述突起部可以是螺旋连续或不连续的。所述螺纹可以具有恒定的轴向尺寸。在连接状态下，在所述阳螺纹与所述阴螺纹的所述插入牙侧之间可以存在轴向间隙。所述插入牙侧之间的轴向间隙在连接状态下可以在0.05mm至1mm的范围内。
所述突起部的所述端部与所述沟槽的所述底部之间的轴向间隙在连接状态下可以在0.011mm至2mm的范围内。
所述突起部的所述凹入表面与所述沟槽之间的径向间隙在连接状态下可以在0.005mm至2mm的范围内。
所述螺纹的轴向尺寸可以改变。
所述阴端部的所述螺纹区的所述牙顶与所述阳端部的所述螺纹区的所述牙底之间的径向间隙和/或所述阳端部的所述螺纹区的所述牙顶与所述阴端部的所述螺纹区的所述牙底之间的径向间隙在连接状态下可以在0.05mm至0.5mm的范围内，优选地小于0.2mm。径向干涉可以设置在所述阴端部的所述螺纹区的所述牙顶与所述阳端部的所述螺纹区的所述牙底之间，或者设置在所述阳端部的所述螺纹区的所述牙顶与所述阴端部的所述螺纹区的所述牙底之间。
所述插入牙侧之间的轴向间隙在连接状态下可以在0.05mm至2mm的范围内。
所述突起部的大直径轴向表面可以与所述阳端部的所述螺纹区的所述牙顶对齐。
所述阳端部的所述螺纹区的所述牙顶可以为基本轴向或锥形的。所述阳端部的所述螺纹区的所述牙底可以为基本轴向或锥形的。所述阴端部的所述螺纹区的所述牙顶可以为基本轴向或锥形的。所述阴端部的所述螺纹区的所述牙底可以为基本轴向或锥形的。
所述阴端部的所述螺纹区的所述插入牙侧可以包括成范围为10°至35°、优选地范围为15°至25°的角度的正倾斜直线部分。所述阳端部的所述螺纹区的所述插入牙侧可以包括成范围为10°至35°、优选地范围为15°至25°的角度的正倾斜直线部分。所述阳端部和所述阴端部的所述螺纹区的所述承载牙侧可以包括成范围为3°至15°、优选地范围为3°至5°的角度的负倾斜直线部分。
所述突起部的轴向长度可以在0.1mm至1mm的范围内，优选地在0.2mm至0.4mm的范围内。所述突起部的轴向长度可以在所述突起部的径向高度的50%至150%的范围内，优选地在80%至120%的范围内。所述突起部的径向高度可以在0.1mm至1.5mm的范围内，优选地在0.2mm至0.5mm的范围内。所述突起部的径向高度可以在所述螺纹的径向高度的5%至45%的范围内，优选地在10%至30%的范围内。所述突起部的所述端部可以为基本径向的。所述螺纹的直径可以改变。
所述管状部件的外径可以大于250mm，优选地大于350mm。所述管状部件可以为套管。
可以使所述阳端部和/或所述阴端部的所述远端表面轴向抵靠接触对应的抵接表面。
所述阳端部和所述阴端部可以各包括密封表面，所述密封表面能够通过紧固为金属/金属密封而彼此协作。
术语“旋拧”意为使用螺纹区的相互啮合使一个部件相对于另一部件相对旋转和平移的操作。术语“连接”或“上紧”意为下述操作：其后继于旋拧，使相对旋转和平移继续，导致两个部件之间的给定的上紧扭矩。这是连接状态。牙侧的角度沿顺时针方向相对于径向平面（该径向平面在与牙底相连的圆角半径的高度处穿过牙侧的基部）进行测量。
附图说明
从下面的详细描述和附图，本发明的其他特征和优点将变得明显，其中：
·图1以纵向截面图示了第一螺纹连接件；
·图2以纵向截面图示了第二螺纹连接件；
·图3至图5以纵向截面半视图图示了连接件的螺纹区的示例；以及
·图6图示了经受高轴向负载的连接件。
附图不仅用于使本发明完整，而且若必要，可以有利于本发明的定义。
具体实施方式
为了改进连接件，申请人已经开发了称为高级连接件的优良连接件，所述连接件超过API标准。作为一个选项，密封表面可以设置为与螺纹区相邻，所述表面在部件旋拧时进行干涉接触。
在阳管状部件和阴管状部件中的每一个的端部处设有螺纹区。阴管状部件可以为大长度管，或相反地，为短联接件型管。对于高压力下的流体（液体或气体）的紧密性由此源自于使密封表面彼此径向干涉接触。径向干涉的强度是阳螺纹区和阴螺纹区的相对轴向定位的函数，所述相对定位例如由分别设置在阳端部和阴端部上的抵接表面的接触决定。
由于相对定位源自于抵接部的接触，因此抵接表面设置在连接件的内表面上。在其外周缘上，阳端部包括通过密封表面延伸的螺纹区，密封表面本身通过终结在抵接表面中的终端部分延伸，该抵接表面相对于连接件的旋转轴线径向定向。在其内周缘上，阴端部包括通过密封表面延伸的螺纹区，密封表面本身又通过终结在抵接表面中的终端部分延伸，该抵接表面相对于连接件的旋转轴线径向定向。连接件由此具有双重抵接部。其他连接件具有在螺纹区的径向外部或螺纹区的径向内部的单个抵接部。
申请人已经特别关注直径大于300mm，更具体地大于375mm的大直径螺纹连接件。这种连接件偶尔经受强的拉伸和压缩载荷。由此，期望的是连接件在拉伸和压缩作用下表现良好。当拉伸载荷过大时，螺纹能够通过脱离现象而彼此分离，脱离现象导致连接件的两个部件分离。从技术和成本角度来说后果可能是特别恼人的。这在螺纹件具有圆锥母线时尤其如此；螺纹的跳接能够导致连接件完全分开。
US-4 822 081描述了用于在石油勘探管中使用的阳连接件和阴连接件的螺纹件。螺纹为当肩部和端表面刚接触时利用牙侧之间的接触自锁定的类型。抵接表面以不同的角度成锥形。螺纹也沿径向方向自扣紧。这种自锁定和自扣紧螺纹连接件必须需要很高的上紧扭矩，这对于大直径管而言难以实现。由于螺纹件中的空体积很低，因此旋拧可能导致油脂在高压力的作用下出来，这可能导致泄漏。由于工业公差而使抵接表面相对于螺纹的轴向位置不确定，这可能导致密封表面的较差定位以及由此产生的泄漏。由于在旋拧期间缺少有效抵接而使旋拧操作的结束几乎不能通过确定扭矩的上限而被检测。抵接在最后的上紧期间达到。过大的旋拧扭矩可能导致密封表面的塑性变形，这严重影响连接件的密封。
文献US-5 462 315描述了具有在螺纹的两部分之间的中央密封件的管状连接件。螺纹的承载牙侧在上紧之后相互接触。缺点与前述类型的缺点基本相同。
文献US 2002/27363、EP-1 046 179和EP-1 302 623设想螺纹牙侧在上紧之后接触。
文献JP 2002/081584公开了具有钩协作的螺纹轮廓。这些钩支承所有的拉伸载荷和径向移位载荷，这可能由于重复的循环载荷而导致对螺纹的损坏。由于通过小的表面积传递拉伸载荷，因此拉伸载荷必须保持为低。插入牙侧陡峭地倾斜，这对压缩强度是有害的。由于在螺纹牙顶与牙谷之间的干涉，因此必需高的旋拧扭矩。
申请人已经开发一种连接件，其大大减小了在低旋拧扭矩下独立于螺纹的位置的跳接风险，这容许支承表面正确地定位并且具有用于油脂的足够空间。螺纹具有可变的螺纹宽度。插入牙侧之间的轴向间隙在连接状态下，即在上紧之后存在，而且在螺纹牙底与牙顶之间存在径向间隙。螺纹的承载牙侧成负角。螺纹的插入牙侧成正角。抵接部容许密封表面的正确定位。
如图1中可见，螺纹管状连接件1包括阴端部2和阳端部3。阴端部2和/或阳端部3可以属于长度为几米、例如约10米至15米长的管。一个端部、通常为阴端部可以构成联接件的端部，换言之，短长度管能够将各设有两个阳端部的两根大长度管连接在一起（螺纹联接式T&C连接）。联接件可以设有两个阴端部。在变型中，大长度管可以设有一个阳端部和一个阴端部（一体式螺纹连接）。连接件1为工业化批量生产类型。
连接件1可以用来构成用于油气井的套管柱和管柱、或用于相同井的修井立管或钻杆管柱。
管可以生产为不同类型的非合金钢、低合金钢或高合金钢，或者甚至为铁合金或有色合金，这些管基于它们的服务条件（例如机械应力的水平、在管内侧或外侧的流体的腐蚀性）等等而进行热处理或冷加工。还可能的是使用涂有防护覆层（例如耐腐蚀合金或合成材料）的低耐腐蚀性钢管。
螺纹阴端部2包括阴螺纹区4。阴螺纹区4为锥形，例如具有范围为0.5°至5°，优选地范围为1°至3°的半角。阴螺纹区4设置在阴元件2的内侧上。阳端部3包括设置在所述阳端部3的外表面上的阳螺纹区5。阳螺纹区5与阴螺纹4适配。阳螺纹区5具有与阴螺纹区4的锥形基本等同的锥形。
在关于螺纹区4和5与抵接表面7和8相反的侧上，阳端部3包括与连接件的轴线20基本垂直的远端表面6。术语“远端表面”意为位于螺纹区（连续或不连续）与元件（阳元件或阴元件）的自由端部之间的表面。远端表面可以位于所述自由端部处。在该情况下，远端表面6为终端。阳螺纹区5延伸为距终端表面6的距离足够容纳密封表面。在连接状态下，终端表面6与阴端部2的任意可选的基本径向表面特别是肩部分离开例如至少0.1mm。
阴端部2的远端表面呈环表面的形式，在该情况下为基本径向的。远端表面形成能够限制阴端部2与阳端部3之间的相对轴向运动的轴向抵接表面8。抵接表面8接触阳端部3的肩部，该肩部也形成抵接表面7，在该情况下抵接表面7为基本径向的。抵接表面8可以为径向或相对于径向平面倾斜达45°的角度。抵接表面8可以具有如在文献EP-0488 912中的锥形，如在文献US-3 870 351或WO-2007/017082中的螺旋形，或如在文献US-4 611 838中的多级，具有如在文献US-6 047 797中的突起，或者这些形状的组合。请读者参照这些文献。在图1中图示的示例中，绝对角度小于1°。阴端部2和阳端部3的抵接表面7和8径向地设置在连接件的外侧上。抵接表面7和8设置在阴螺纹区4和阳螺纹区5与连接件1的外表面之间。
在螺纹区4与抵接表面8之间，阴端部2包括基本锥形或圆筒形的无螺纹表面14，表面14与阳端部3的设置在螺纹区5与抵接表面7之间的基本锥形或圆筒形表面15径向隔开。在表面14与15之间留出的空间可以用作当油脂在旋拧时从螺纹区4与5之间排出时用于油脂的贮存部。这些表面14和15容许机加工嵌件的通过。
在螺纹区4的与抵接表面8相反的侧上，阴端部2包括凹槽10和回转表面12。在图1中，凹槽10呈使螺纹区4的螺纹牙底延伸的表面的形式。凹槽10有利于将机加工工具从螺纹区4移除。当油脂在旋拧时从螺纹区4与5之间排出时，凹槽10可以作为用于油脂的贮存部。凹槽10可以具有与螺纹区4的螺纹牙底相同锥形的形状。回转表面12使凹槽10沿与抵接表面8相反的方向延伸。回转表面12沿与抵接表面8相反的方向具有减小的直径。回转表面12可以为锥形。在当前情况下，回转表面12在轴向平面的截面中以圆弧或椭圆弧成拱顶。圆弧或椭圆弧的半径可以在8mm至25mm的范围内。除此以外，阴端部2包括基本圆筒形的回转表面16。
阳端部3包括轴向延伸超出阳螺纹区5直到远端终端表面6的唇部9。唇部9的外侧包括使螺纹区5的螺纹牙底延伸的无螺纹表面11。无螺纹表面11可以具有与螺纹区5的螺纹牙底相同的锥形。与螺纹区5轴向相反地，唇部9在外部包括回转表面13。回转表面13具有轴向长度，该轴向长度略小于回转表面12的轴向长度。回转表面13的一部分和回转表面12的一部分在图中图示的连接件1的连接位置中相互径向干涉接触。形成密封表面的回转表面12和13能够防止流体在连接件的内侧与外侧之间运动。在其他实施例中，回转表面13可以以圆弧或椭圆弧成拱顶和/或回转表面12可以为锥形。
回转表面13在此为基本锥形。锥角可以在1°至45°，优选地在3°至20°的范围内，例如6°。回转表面13的锥角可以大于螺纹区4和5的锥角。远端表面6连接到回转表面13的位于与螺纹区4相反侧上的端部上。连接件包括由表面7和8形成的轴向抵接部，该轴向抵接部在连接状态下确保由回转表面12和13形成的密封区的精确定位。
图2的实施例类似于前述实施例，只是形成密封的回转表面12为锥形，例如具有范围为1°至30°的半角。形成密封的回转表面13成锥形，具有范围为1°至30°的半角。回转表面13的半角小于回转表面12的半角。以已知的方式，回转表面12和13的绘图给出为发生相互透过，以图示径向干涉。清楚地，回转表面12和13在相互接触区中略微变形。回转表面12在基本径向肩部18之后轴向跟随凹槽10。
第二密封区轴向设置在抵接表面7、8与螺纹区4、5之间。无螺纹内表面14具有在轴向截面中回转的略微拱形的形式，例如圆弧或椭圆弧。阴端部2的内表面14位于螺纹牙底40的延伸部中。阳端部3的外表面15位于螺纹牙顶50的延伸部中。外表面15为锥形，例如具有范围为1°至45°的半角。内表面14和外表面15布置为径向干涉。
阳端部3包括与抵接表面7相邻的密封表面15和远端于抵接表面7的密封表面13。在连接或上紧状态下，密封表面13与密封表面12紧密接触。密封表面15设置在阳螺纹区5与阳端部3的外表面3a之间。密封表面15在连接或上紧状态下与密封表面14紧密接触。
阳端部3的唇部9包括在密封表面15与阳端部3的钻孔3b之间延伸的基本径向的终端表面6。钻孔3b的直径可以改变。这意味着提供剩余厚度用于更好的接触压力。基于管的直径，终端表面6可以具有范围从0.5mm至16mm的径向尺寸，其中管直径本身可以达到550mm，而优选地大于250mm，更优选地为350mm。在连接状态下，终端表面6距阴端部2的任意基本径向表面的距离为例如至少0.1mm。连接件包括轴向抵接部，该轴向抵接部在连接状态下提供一方面由密封表面12和13形成而另一方面由密封表面14和15形成的两个密封区的精确定位。
如图3中可见，阴螺纹区4包括螺纹40，其与牙顶相邻的轴向长度小于与基部相邻的轴向长度。阳螺纹区5包括螺纹50，其与牙顶相邻的轴向长度大于与基部相邻的轴向长度。一个螺纹的插入牙侧的倾斜角沿顺时针方向为正，该角度相对于与连接件的轴线垂直的径向平面进行测量。螺纹的承载牙侧的倾斜角沿顺时针方向为负，该角度相对于与连接件的轴线垂直的径向平面获得。阴螺纹区4的插入牙侧的倾斜角基本等于阳螺纹区5的插入牙侧的倾斜角。阴螺纹区4的承载牙侧的倾斜角基本等于阳螺纹区5的承载牙侧的倾斜角。术语“牙侧的倾角”意为所述牙侧的锥形部分的倾角或在两个曲率半径之间的拐点处的切向倾角。
螺纹40、50包括牙顶41、51，牙底42、52，承载牙侧43、53以及插入牙侧44、54。连接圆角设置在牙侧与牙顶之间以及牙侧与牙底之间。牙顶41、51的宽度和牙底42、52的宽度沿着管的轴线恒定。由于螺纹的锥形，因此牙顶41、51的直径和牙底42、52的直径可以作为对应螺纹沿着管的轴线的位置的函数而进行变化。螺纹40、50的牙顶41、51和牙底42、52平行于螺纹连接件的轴线。这有利于机加工和在旋拧期间的啮合。
承载牙侧43可以相对于径向平面倾斜3°至15°，优选地3°至5°。承载牙侧44可以相对于径向平面倾斜3°至15°，优选地3°至5°。插入牙侧44可以倾斜10°至35°，优选地15°至25°。插入牙侧54可以倾斜10°至35°。牙底42的长度可以在0.5mm至3mm的范围内。牙底52的长度可以在0.5mm至3mm的范围内。螺纹40和50具有范围为3至25的高度－导程比率。
另外，沟槽或槽道45设置在螺纹40的承载牙侧43的基部中。沟槽45在牙底42的延伸部中形成。沟槽45具有范围为0.11mm至2mm的径向尺寸。沟槽45具有范围为0.1mm至1.5mm的轴向尺寸。沟槽45具有大致螺旋形形状。在轴向截面中，沟槽45包括基本径向底部45a、大直径边缘45b和小直径边缘45c。小直径边缘45c为基本轴向或锥形的。大直径45b为基本轴向的，优选地具有与牙底42相同的直径。
可选地，沟槽设置在螺纹50的承载牙侧53的基部中，而突起部设置在螺纹40的承载牙侧43的牙顶处。
螺纹50的承载牙侧53设有突起部55。突起部55在牙顶51的延伸部中形成。突起部55沿螺纹50的径向尺寸具有范围为0.1mm至1.5mm的径向尺寸。突起部55沿螺纹50的牙底52的轴向尺寸具有范围为0.1mm至1mm的轴向尺寸。突起部55具有大致螺旋形形状。在轴向截面中，突起部55包括基本径向表面55a、大直径边缘55b和小直径边缘55c。基本径向表面55a能够形成突起部55的自由端部。大直径边缘55b为凸起的。小直径边缘55c为凹入的。小直径边缘45c为基本轴向的。大直径边缘55b为基本轴向的，优选地具有与牙顶51相同的直径。突起部55的截面面积可以在0.01mm2至3mm2的范围内。突起部55具有约0.1mm至1.5mm、优选地范围为0.2mm至0.5mm的径向尺寸。突起部55具有约0.1mm至1mm、优选地范围为0.2mm至0.5mm的轴向尺寸。
突起部55的径向高度可以表述为螺纹的径向高度的分数，例如在5%至45%的范围内，优选地在10%至30%的范围内。突起部55的轴向长度可以表述为其径向高度的分数，例如在50%至150%的范围内，优选地在80%至120%的范围内。
在连接状态下（在上紧之后），在小直径边缘45c与小直径边缘55c之间存在径向间隙。所述径向间隙可以在0.1mm至2mm的范围内。
在连接状态下（在上紧之后），在阴螺纹区4的螺纹40的牙顶41与阳螺纹区5的螺纹50的牙底52之间存在径向间隙。该径向间隙为约0.05mm至0.5mm。在连接状态下径向间隙的选取可以通过油脂的期望体积和机加工公差来引导。当机加工质量为高时，0.15mm或更小的间隙是期望的。在连接状态下，在螺纹40的牙底42与螺纹50的牙顶51之间可以存在径向间隙。该径向间隙为约0.05mm至0.5mm。可选地，约0至1mm的干涉是可能的。
在连接状态下（在上紧之后），在阴螺纹区4的螺纹40和阳螺纹区5的螺纹50的相应的插入牙侧44与54之间存在轴向间隙，其在图3至图5中可见。该轴向间隙为约0.002mm至1mm。在连接状态下轴向间隙的选取可以通过油脂的期望体积、牙侧的角度和机加工公差来引导。当执行高质量的机加工时，0.5mm或更小的间隙是期望的。在上紧之后，承载牙侧43和53承受干涉载荷。
螺纹相互形成径向保持钩。
连接圆角可以在0.05mm至3mm的范围内。连接圆角减小了在承载牙侧的根部处的应力集中并且由此改进连接件的疲劳表现。
在图3的示例中，插入牙侧44和54的角度等于25°。承载牙侧43和53的角度等于3°。牙顶41与牙底52之间的径向间隙等于0.15mm。插入牙侧44与54之间的轴向间隙为约0.5mm。小直径边缘45c与小直径边缘55c之间的径向间隙等于0.1mm。突起部55的径向尺寸等于0.38mm。突起部55的轴向尺寸等于0.35mm。
在图4和图5的示例中，插入牙侧44和54的角度范围为15°至25°。承载牙侧43和53的角度相等，范围为3°至5°。牙顶41与牙底52之间的径向间隙范围为0.05mm至0.15mm。插入牙侧44与54之间的轴向间隙为约0.5mm。小直径边缘45c与小直径边缘55c之间的径向间隙等于0.2mm。突起部55的径向尺寸等于0.35mm。突起部55的轴向尺寸等于0.35mm.
在图5的示例中，沟槽45的小直径边缘45c为锥形的，优选地成范围为1°至30°的角度。突起部55的小直径边缘55c为锥形的，优选地成范围为10°至30°的角度。小直径边缘45c和55c的锥形可以等同。
图6示出了经受高拉伸应力的连接件。阴端部2具有向外变形的趋势，当接近与位于阴元件2的自由端部处的抵接表面8相邻的表面14时，直径的扩展更大。与阳螺纹56啮合的最后的阴螺纹46经受大的径向变形。最后的阴螺纹46的沟槽45接触阳螺纹56的突起部55并具有弹性或塑性变形。与阳螺纹57啮合的倒数第二个阴螺纹47经受较小的径向变形。倒数第二个阴螺纹47的沟槽45接触阳螺纹57的突起部55而具有轻微的弹性变形。与阳螺纹58啮合的倒数第三个阴螺纹48经受轻微的径向分离，在倒数第三个阴螺纹48的沟槽45的小直径边缘45c与阳螺纹57的突起部55的小直径边缘55c之间保存径向间隙。由此，从自由端部起的第三螺纹48能够提供常规的机械功能。前两个螺纹47和48减小了阴端部2在轴向张力的反作用下直径的增大。前两个螺纹47和48维持连接件的径向一体性，从而防止了传统连接件在轴向张力下将会发生的跳接。
阴螺纹区4和阳螺纹区5可以构成多头螺纹，优选地双头螺纹。这使旋拧更快。
在变型中，插入牙侧44和54可以具有约为0至－5°的角度。
连接件特别适于构成井的内部套管。
本发明并非限于以上仅作为示例进行描述的连接件和管的示例，而是包括能够由本领域的技术人员在所附权利要求的背景下构想出的任意变型。
Claims (20)
1.一种在油气井的开采和操作中使用的螺纹连接件（1），其特征在于，所述螺纹连接件（1）包括管状的第一部件和第二部件，所述第一部件包括阳端部（3），所述阳端部包括设置在其外周面上的螺纹区（5），所述第二部件包括阴端部（2），所述阴端部包括设置在其内周面上的螺纹区（4），所述阳端部的所述螺纹区（5）旋拧到所述阴端部的所述螺纹区（4）内，所述螺纹区（4、5）包括相应的阳螺纹和阴螺纹（40，50），所述螺纹（40，50）包括牙底（42、52）、牙顶（41、51）、插入牙侧（44、54）和承载牙侧（43、53），沟槽（45）与所述牙底（42）相邻地设置在所述阴端部的所述螺纹区（40）的所述承载牙侧中和/或阳端部的所述螺纹区的所述承载牙侧中，并且与所述牙顶（51）相邻地设有从所述阳端部的所述螺纹区（50）的所述承载牙侧和/或从阴端部的所述螺纹区的所述承载牙侧轴向伸出的突起部（55），所述突起部（55）包括凸起表面（55b）和凹入表面（55c），所述突起部（55）容置在所述沟槽（45）中，其中在连接状态下，在所述凹入表面与所述沟槽之间存在径向间隙，而在所述突起部的端部与所述沟槽的底部之间存在轴向间隙。
2.根据权利要求1所述的螺纹连接件，其中，所述突起部是连续的。
3.根据权利要求1所述的螺纹连接件，其中，所述突起部是不连续的。
4.根据前述权利要求中一项所述的螺纹连接件，其中，在所述突起部（55）的所述端部与所述沟槽（45）的所述底部之间的轴向间隙在连接状态下在0.011mm至2mm的范围内。
5.根据前述权利要求中一项所述的螺纹连接件，其中，在所述突起部（55）的所述凹入表面与所述沟槽（45）之间的径向间隙在连接状态下在0.005mm至2mm的范围内。
6.根据前述权利要求中一项所述的螺纹连接件，其中，所述螺纹具有恒定的轴向尺寸，在连接状态下在所述阳螺纹和所述阴螺纹的所述插入牙侧（44、54）之间存在轴向间隙。
7.根据前一权利要求所述的螺纹连接件，其中，在所述插入牙侧（44、54）之间的轴向间隙在连接状态下在0.05mm至1mm的范围内。
8.根据权利要求1至5中任一项所述的螺纹连接件，其中，所述螺纹具有可变的轴向尺寸。
9.根据前述权利要求中一项所述的螺纹连接件，其中，在连接状态下在所述阳螺纹的所述牙顶（51）与所述阴螺纹的所述牙底（42）之间和/或在所述阴螺纹的所述牙顶（41）与所述阳螺纹的所述牙底（52）之间存在径向间隙。
10.根据前一权利要求所述的螺纹连接件，其中，在所述阴端部的所述螺纹区（4）的所述牙顶（41）与所述阳端部的所述螺纹区（5）的所述牙底（52）之间的径向间隙、和/或在所述阳螺纹的所述牙顶（51）与所述阴螺纹的所述牙底（42）之间的径向间隙在连接状态下在0.05mm至0.5mm的范围内，优选小于0.2mm。
11.根据权利要求1至8中一项所述的螺纹连接件，其中，在连接状态下在所述阳螺纹的所述牙顶（51）与所述阴螺纹的所述牙底（42）之间或在所述阴螺纹的所述牙顶（41）与所述阳螺纹的所述牙底（52）之间存在干涉。
12.根据前述权利要求中一项所述的螺纹连接件，其中，所述阳端部和所述阴端部的所述螺纹区的所述插入牙侧（44）包括成范围为10°至35°、优选地范围为15°至25°的角度的正倾斜直线部分。
13.根据前述权利要求中一项所述的螺纹连接件，其中，所述阳端部和所述阴端部的所述螺纹区的所述承载牙侧（43）包括成范围为3°至15°、优选地范围为3°至5°的角度的负倾斜直线部分。
14.根据前述权利要求中一项所述的螺纹连接件，其中，所述突起部（55）的轴向长度范围为0.1mm至1mm，优选地范围为0.2mm至0.4mm。
15.根据前述权利要求中一项所述的螺纹连接件，其中，所述突起部（55）的轴向长度在所述突起部的径向高度的50%至150%的范围内，优选地在80%至120%的范围内。
16.根据前述权利要求中一项所述的螺纹连接件，其中，所述突起部（55）的径向高度范围为0.1mm至1.5mm，优选地范围为0.2mm至0.5mm。
17.根据前述权利要求中一项所述的螺纹连接件，其中，所述突起部（55）的径向高度在所述螺纹的径向高度的5%至45%的范围内，优选地在10%至30%的范围内。
18.根据前述权利要求中一项所述的螺纹连接件，其中，所述阴螺纹区（4）和所述阳螺纹区（5）是多头螺纹，优选地为双头螺纹。
19.根据前述权利要求中一项所述的螺纹连接件，其中，使所述阳端部的所述远端表面和/或所述阴端部的所述远端表面以轴向抵接来接触抵靠对应的抵接表面。
20.根据前一权利要求所述的螺纹连接件，其中，所述阳端部和所述阴端部各包括密封表面，所述密封表面通过紧固为金属/金属密封而彼此协作。
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