CN102947635B - 阴部件、螺纹连接件及其获得方法 - Google Patents

Abstract

一种用于经受动态弯曲强度的管状油气工作管柱的阴部件（1），包括：锥形阴螺纹部（3），所述锥形阴螺纹部（3）旨在与阳螺纹部协作以形成管状元件的刚性相互连接；自由端部；和阴密封表面（15），所述阴密封表面（15）设置在所述自由端部与所述阴螺纹部之间，所述阴密封表面（15）被设置成在上紧情况下与阳密封表面接触以形成金属-金属密封，并且环形沟槽（31）设置在所述自由端部与所述阴密封表面（15）之间，在所述自由端部与所述阴密封表面的向外过渡区域之间留下比零大的轴向距离，并且在所述阴密封表面与在所述自由端部处的倒角之间留下比零大的径向距离，所述沟槽（31）包括由所述倒角形成的边界和由所述过渡区域的一部分形成的边界，从而在上紧之前保护所述阴密封表面。

Description

阴部件、螺纹连接件及其获得方法

技术领域

本发明涉及用于管状油气工作管柱的阴部件、螺纹连接件及其获得方法。

本发明涉及用于经受动态弯曲强度的油田工作管柱的螺纹管状连接件的阴部件。所述阴部件通过上紧与阳部件协作互补。

背景技术

该类型的螺纹连接件具体地旨在用于生产介于平台与海底形成的井之间的、用于油气井或类似井的管柱。

除了相对恒定的轴向拉伸载荷以外，波浪、风、潮汐和洋流的作用使连接海上平台和海底的管柱经受变化的弯曲强度。所述强度经由螺纹连接件从管柱的一根管传递到另一根管。

通常借助于设置在螺纹区之外并形成金属-金属密封的密封表面提供螺纹连接件的紧密性。

文献WO85/02651提出了向内径向加厚阴元件的一个端部以由此保护密封表面。但是，加厚区域(其借助于在阴元件的内周表面处的柱形表面而中断锥形)严重地冒着在上紧期间损坏阳密封表面的风险。此外，加厚区域趋于使阴元件的端部加强太多。

在测试之后，申请人已经观察到，这些部件在操作者操纵期间、特别是在其在上紧之前的定位期间也易于使阴密封表面劣化。

申请人还已经观察到，设计为抵抗动态弯曲应力的部件应当保留这些特性直到部件被使用为止。换言之，部件必须在其运输期间、在其用于上紧的操纵期间、以及在阳部件与阴部件之间的接触期间受到保护。一次性帽可以被使用，但是其购买价格、在制造最后的定位成本、去除成本和回收成本不令人满意。必须改进待回收材料量的减小和必须手动执行的操作的简化。为此，申请人已经构想了轴向设置在阴部件的阴密封表面与自由端部之间的缓冲器。术语“自由端部”意为阴部件的终端表面，该终端表面构造为保持在距对应阳部件的轴向距离处。缓冲器随后能够适应甚至能够使其稍微变形的各种机械挑战，同时保留连接件的密封性能。

发明内容

本发明旨在通过改进对阴密封表面的保护来改进情况。

用于经受动态弯曲强度的管状油气工作管柱的阴部件包括：锥形阴螺纹部，所述阴螺纹部用于与阳螺纹部协作以形成管状元件的刚性相互连接；自由端部；和阴密封表面，所述阴密封表面设置在所述自由端部与所述阴螺纹部之间。所述阴密封表面旨在在上紧情况下与阳密封表面接触以形成金属-金属密封。所述部件包括设置在所述自由端部与所述阴密封表面之间的环形沟槽。所述环形沟槽在所述自由端部与所述阴密封表面的向外过渡区域之间留下轴向距离，并且在所述阴密封表面与所述自由端部的倒角之间留下径向距离，以便在上紧之前保护所述阴密封表面。

换言之，相对于所述自由端部，所述阴密封表面基本后移至少所述轴向距离。后移的阴密封表面由此较少暴露于冲击，而所述自由端部作为缓冲器。由于所述自由端部旨在即使在上紧情况下也保持自由，因此其能够经受多种冲击，同时保留所述阴密封表面的密封性能。由于所述自由端部设有在所述沟槽的侧部上的倒角，因此所述阳部件的所述密封表面保持在距除所述阴部件的所述密封表面以外的其他表面的一定距离处。

另外，所述阴部件的介于所述自由端部与穿过所述过渡区域的径向平面之间的材料也能够有利于所述阴密封表面的径向刚度。更具体地，申请人已经观察到，本发明的阴部件具有显著的特性：在阳密封表面与阴密封表面的具有最大接触压力的接触区沿着所述阴部件的轴线的位置以及所述轴向距离之间存在相关性。由此，在所有其他特征相同的情况下，能够通过对所述轴向距离的作用来调节所述最大接触压力区的轴向位置。由此，能够避免对所述阳密封表面和所述阴密封表面的几何形状特征、所述螺纹部的特征以及更一般地设置在穿过所述过渡区域的所述径向平面的与所述阴部件的所述自由端部相反的一侧上的元件的几何形状特征的修改。

在一个实施例中，所述部件包括抵接部。所述抵接部可以为内部的。所述抵接部可以设置为关于所述阴螺纹部与所述自由端部相反。

在另一实施例中，所述抵接功能由自锁螺纹部(插入牙侧的螺距为恒定的且小于也为恒定的承载牙侧的螺距)确保。在最终上紧阶段期间，所述阳部件和所述阴部件的所述牙侧抵靠彼此紧密接触，从而在所述螺纹部的整个长度上提供与由所述内部抵接部所支承的压力相等的总接触压力。

在一个实施例中，所述倒角为锥形的。

在一个实施例中，所述自由端部包括具有大致径向形式的表面。

在一个实施例中，所述过渡区域的一部分在轴向截面中呈大致圆弧的形式。所述阴密封表面在轴向截面中可以具有大致圆弧的形式。所述阴密封表面的半径可以大于150mm，优选地大于180mm。所述阴密封表面的半径可以是所述过渡区域的所述部分的半径的至少五倍以上，优选地至少十倍以上。

在另一实施例中，所述过渡区域的一部分在轴向截面中具有大致圆弧的形式，并且所述阴密封表面为锥形的。

在一个实施例中，所述阴密封表面经由大致柱形形式的表面并入所述阴螺纹部内。所述阴螺纹部可以具有包络线，所述包络线与具有大致柱形形式的所述表面相切。

在一个实施例中，所述阴密封表面具有比所述倒角的倾斜度小、优选地小至少10％的平均倾斜度。

在一个实施例中，所述阴密封表面具有大于35％、优选地45％、例如大约50％的平均倾斜度。

在一个实施例中，所述阴管状元件包括位于所述阴管状元件的所述自由端部与外表面之间的倒角。

在一个实施例中，所述阴管状元件包括在所述阴螺纹部处的具有小厚度的区和在所述阴密封表面处的具有大厚度的区。所述小厚度区可以在所述阴螺纹部的长度的一部分上延伸。所述小厚度区可以通过在轴向截面中从所述阴管状元件的所述外表面设置凹部而获得。

在一个实施例中，所述自由端部与所述阴密封表面的向外过渡区域之间的轴向距离大于1mm。所述阴密封表面与所述自由端部的倒角之间的径向距离可以大于1.5mm。

在一个实施例中，所述阴螺纹部包括经由具有两个曲率半径的圆角相连的牙底、牙顶、承载牙侧和插入牙侧，其中大曲率半径靠近牙底和牙顶，而小曲率半径靠近承载牙侧和插入牙侧。

在一个实施例中，所述阴螺纹部包括基本径向的承载牙侧，而所述插入牙侧包括具有锥形形式的小直径部分和凹入的大直径部分，所述大直径部分在轴向截面中为圆形形式，在所述大直径部分与所述小直径部分之间具有经由凸起连接圆角的过渡。

在一个实施例中，所述阴螺纹部和所述阳螺纹部为沿径向方向自锁的。

在一个实施例中，所述阴管状部件形成具有两个阴部件的管的一部分。这种类型的管通常较短，例如小于1米，并且称为联接件。这种联接件可以用来连接设有对应阳端部的两根管。

本发明还设想了一种包括阳管状部件和上述阴部件的螺纹连接件，所述阳管状部件包括锥形阳螺纹部、阳密封表面和柱形外表面，所述柱形外表面的直径对于所述阳管状部件而言为最大。所述阳密封表面可以设置在所述阳螺纹部与所述柱形外表面之间。可以靠近所述柱形外表面设置斜坡。柱形检验表面可以设置在所述斜坡与所述锥形密封表面之间。

在一个实施例中，上述螺纹连接件的制造包括其中通过确认所述柱形检验表面已经被机加工来检验所述阳密封表面的机加工的步骤。所述柱形检验表面具有与所述阳密封表面的直径至少相等的直径；所述检验表面的机加工、并且特别是其周缘的机加工表明了机加工工具已经机加工到比所述柱形检验表面的直径小的直径。

本发明还提供了用于获得上述阴部件的方法，其中，根据所述自由端部与所述阴密封表面的向外过渡区域之间的轴向距离选取与所述阳密封表面接触的所述阴密封表面所经受的最大压力的位置。

由于本发明，螺纹连接件的所述阴部件的所述阴密封表面在使其上紧之前特别良好地受保护于挑战或外部冲击。形成所述阴部件的一体式部件的这种防护部能够避免使用可移除的防护部，例如偶尔被使用且随后在管相连之后丢弃的、由合成材料生成的具有塞或帽形式的防护部。这减小了待回收的所用材料的量。所述阴密封表面也更好地受保护于来自设置用于与所述阴部件相接合的阳部件的冲击。能够通过选取在所述自由端部与所述过渡区域之间的轴向距离而在特定路径上调节施加到所述阴密封表面上的最大压力的位置。所述轴向距离对其他参数的影响较小，并且由此提供简单和廉价的调节实施方式，从而避免了仅仅为了实现最大压力位置的期望移位而必须设计新的连接件。

附图说明

在下面参照附图作为非限制性示例给出的描述中更详细公开了本发明的特征和优点，其中：

图1和图2是根据一个实施例的阳部件和阴部件的轴向截面图；

图3和图4是图1和图2的细节图；以及

图5是图1和图2的阴部件和阳部件的螺纹部的局部轴向截面图。

附图不仅用来完成本发明，而且在必要时有助于其限定。

具体实施方式

让我们考虑井特别是在海上的油气井的工作。管柱在钻探到海床内的井与设置在海的最高点上方的平台之间延伸，该管柱不仅经受陆基井的管柱通常遇到的应力例如压力、张力等，而且经受由海洋(例如海流、涌浪、风和平台震动)所施加的应力。这些应力通常导致管柱的静态和/或动态弯曲。此外弯曲应力施加到两根管之间的连接件上。由此，螺纹部被特别加载，这是由于它们经受除轴向载荷之外的弯曲力矩。存在螺纹部特别是最后的阳螺纹开始疲劳开裂的风险。这些动态应力也导致在阳部件和阴部件的接触部分之间的摩擦力，从而导致摩擦疲劳。应当参照文献FR2868146，该文献提出了经由距螺纹部一定距离处的传递区传递一部分弯曲力矩。

另外，管状部件在服务时的脱离或跳出的风险应当有利地受到保护。应当参照文献FR2863681。

申请人已经观察到，设计成抵抗动态弯曲载荷的部件必须保持这些特性直到部件被使用。换言之，部件必须在其运输期间、在其用于上紧的操纵期间、以及当使阳部件和阴部件接触时受到保护。一次性帽可以被使用，但是其购买价格、在制造之后的运输成本、去除成本及回收成本不令人满意。待回收材料的量应当有利地减小，并且待手动执行的操作应当被简化。为此，申请人已经构想了轴向设置在阴部件的阴密封表面与自由端部之间的缓冲器。术语“自由端部”意为阴部件的终端表面，该终端表面旨在保持在距对应阳部件的一定轴向距离处。缓冲器随后能够适应甚至可以使其稍微变形的多种机械挑战，同时保留连接件的密封性能。

图1和图2中所示的管状螺纹连接件包括设有相应锥形螺纹部3、4的阴管状元件1和阳管状元件2，锥形螺纹部3、4通过上紧协作而用于两个元件的相互连接。阴元件1在旨在连接两根大长度管的管状联接件11的一个端部处形成；在大长度管12的一个端部处的阳元件2旨在经由两个联接件例如11相连。多根管12(每根均具有在其两个端部处的两个螺纹元件2)可以由此经由联接件11(每个均具有在其两个端部处的两个阴螺纹端部1)连接到一起以形成管柱(例如装备油井的管柱)。

在图示情况下，在这两个阳元件之间，即在其长度的主要部分(称为规则部分)上，管12具有均匀的外径，外径例如为533.4mm(21英寸)，这代表螺纹连接件的标称直径。以下给出的尺寸值基于该标称直径，但是可以与其不同。

螺纹连接件包括设置在联接件11和管12的螺纹部3、4与相应孔5、6之间的内部密封件。内部密封件通过在阴密封表面7(例如，锥形)在上紧情况下与阳密封表面8(例如，锥形或盘形)之间的接触而提供。阴密封表面7的倾斜度可以范围为25％至75％，优选地范围为40％至60％，例如大约50％。在图示情况下，阳密封表面8的平均倾斜度等于阴密封表面7的倾斜度。

环形沟槽9在螺纹部3与阴密封表面7之间设置在阴元件11中。沟槽9包括锥形底部。所述底部可以具有与螺纹部3的倾斜度相等的倾斜度。所述底部可以相对于螺纹部3的螺纹牙底后移，从而具有比靠近螺纹部3的螺纹牙底大的直径。可选地，所述底部可以设置在螺纹部3的螺纹牙底的延伸部中。沟槽9可以由此用来分离用于机加工螺纹的工具。沟槽9包括位于螺纹部3一侧上的设置在端螺纹中的边界，该边界例如相对于联接件11的轴线成范围为25°至50°的倾角。沟槽9具有与阴密封表面7相遇的相对边界。所述相对边界可以具有相对于联接件11的轴线成大约20°至60°的倾角，经由具有合适半径的圆角相连。

在阴密封表面7与孔5之间设有肩部，该肩部沿与阴密封表面7相反的方向轴向延伸，使得在上紧的最后，所述肩部趋于被压靠阳部分的鼻部，该鼻部抵靠阴密封表面7。肩部形成相对于径向平面成范围为10°至20°倾角的轴向抵接部13。阴密封表面7与轴向抵接部13之间形成的角度可以约为80°至100°。阴密封表面7与肩部13经由连接圆角结合。连接圆角使轴向抵接部13与孔5相连。

阳管状元件2包括在阳密封表面8与螺纹部4之间形成的外表面10。外表面10基本设置在螺纹部4的螺纹牙底的延伸部中。外表面10以大约1°至5°的倾角，例如大约2°的倾角成锥形。在上紧情况下，外表面10面对沟槽9。

阳管状元件2借助于所设置的阳轴向抵接部14径向向内延伸超出阳密封部件8，以与阴轴向抵接部13接触。轴向抵接部14具有相对于径向平面成10°至20°的角度。轴向抵接部14相对于阳密封表面8成大约80°至100°倾斜。在孔6与轴向抵接部14之间，此处阳管状元件2包括锥形倒角，该锥形倒角相对于管12的轴线成范围为5°至15°例如10°的倾角。

在各个锥形表面之间设置圆角。在特定的实施例中，阳密封表面8中凹为具有大曲率半径，例如范围为100mm至300mm的曲率半径，从而提供与具有锥形形式的阴密封表面7的优良密封，利用该密封，在上紧情况下建立金属-金属接触。

螺纹管状连接件包括设置在螺纹部3和4的径向外侧的外部密封件。阴管状元件1包括外部阴密封表面15。阳管状元件2包括具有与密封表面15相配形式的阳密封表面16，从而在螺纹管状连接件的上紧情况下通过金属-金属接触提供密封。阴密封表面15设置在阴管状元件1的螺纹部3与自由端部之间。阴密封表面15可以以范围为35％至60％例如50％的倾斜度成锥形，或者中凹为具有大半径，例如范围为100mm至300mm的半径，同时相对于联接件11的轴线具有大约35％至60％例如50％的平均倾斜度。在阴密封表面15与螺纹部3之间为大致柱形的内表面17。

螺纹部3从柱形表面17的与密封表面15相背的端部形成。靠近内表面17，螺纹牙底遵循相对于联接件11的轴线成范围为5°至10°的角度倾斜的母线。螺纹牙顶切向于表面17并且由此本身为柱形的，从而形成一个或多个不完整的螺纹直到达到螺纹的标称深度为止。在距内表面17的一定距离处，螺纹牙底的倾斜反转，平行于螺纹部3的整体倾斜。为了增大完整螺纹(完全的，全深度)的数目，可以设置突出部3a，参见图4。突出部3a形成螺纹部3的向内指向的肩部。突出部3a轴向接近螺纹牙底的倾斜变化部设置。

在密封表面15的与柱形表面17相背的一侧上，阴管状元件1包括用于与外密封表面相接合的半径，从而延伸密封表面15且形成盘状表面19。盘状表面19可以具有范围为0.5mm至3mm例如大约1mm的曲率半径。

盘状表面19通过基本径向表面21径向向外延伸。基本径向表面21在大约1mm至3mm的距离上延伸。盘状表面19和基本径向表面21形成连接到密封表面15上的过渡区域。所述过渡区域可以视为包括呈部分环形形式的一部分和基本径向部分。

阴管状元件1包括具有大致柱形形式的外表面23。沿相对于联接件11的轴线的轴向方向，外表面23在阴管状元件1上延伸与密封表面15和内表面17基本相同的距离。在实践中，柱形外表面23轴向延伸超出内表面17，直到螺纹部3的完整螺纹区。

在相反侧上，外表面23基本延伸到包括径向表面21的径向平面中。阴管状元件1包括呈环形径向表面25形式的自由端部。径向表面25由小直径(该小直径大于阳密封表面16的最大直径)限定。端表面25经由外锥形倒角27连接到外表面23上。外倒角27相对于径向平面可以具有大约60°至80°例如大约70°的倾角。

内倒角29设置在端表面25与径向表面21之间。内倒角29相对于径向平面可以具有大约60°至80°例如大约70°的倾角。如在图4中可见的，内倒角29和径向表面21形成环形沟槽31。内倒角29和径向表面21形成在轴向截面图中的凹部。所述凹部基本上由两个直线部段限定，这两个直线部段在外侧由倒角29形成并且在内侧由径向表面21形成。内倒角29与径向表面21之间的角度小于160°，例如大约100°至120°。沟槽31为具有圆形底部的V形。阴密封表面15具有比所述倒角29的倾斜度小的平均倾斜度。优选地，倾斜度的差异为至少10％，表述为倾斜的百分比。

倒角27和29占据沿径向方向的有限空间以保留大截面用于缓冲器的材料。倒角27和29的总径向尺寸小于在倒角的与所述自由端部相反的端部处的阴部件的径向尺寸的50％，即小于由径向表面21限定的径向平面中的径向尺寸的50％。倒角27和29以及端表面25的总和径向尺寸是沿端部方向超出螺纹部3的完整螺纹之外的阴管状元件1的(换言之阴管状元件1的鼻部的)最大径向尺寸的至少80％。

端表面25相对于径向表面21轴向偏离大约1mm至5mm例如大约2mm的距离L。距离L小于部件的标称外径的25％。径向表面21和盘状表面19提供在内倒角29与阴密封表面15之间的大于1.5mm、大约2mm的径向偏离。阴密封表面15由端表面25保护，端表面25相对于径向表面21的径向平面位于前方。位于前方的端表面25由此形成缓冲器，特别地抵抗在螺纹连接件上紧之前的操纵冲击。如果落到平坦表面上，端表面25将首先承载并且可能变形，同时维持密封表面15的完整性，特别是就其尺寸而言。由此，能够免去浪费时间且产生废物的可移除帽。

申请人已经观察到，距离L越大，金属-金属密封表面15和16的接触部朝向阴部件的自由端部25偏离越多。实际上，轴向距离L越大，靠近阴部件的自由端部25的径向刚性越大。为此，金属-金属密封表面15和16的干涉区朝向阴部件的自由端部25偏离。理想的是限制轴向距离L，使得金属-金属密封表面15和16的接触位于沟槽的外侧。在示例中，通过有限元分析计算的L的最佳值为大约2mm。

密封表面15和16的参数(半径、倾斜度、形式等)根据轴向距离L作适应性修改以获得最佳的稳定接触。

在上紧期间，阴密封表面15将逐渐与阳密封表面16紧密接触以通过金属-金属接触形成密封。阴密封表面15趋于通过增大弹性域中的直径而变形。直径的这种可能增大通过阴管状元件1的鼻部的刚性抵消，并且刚性通过补充材料环的设置而增大，该环由径向表面21的径向平面、端表面25和倒角27和29限定。这种补充材料环显著增大了用于增大密封表面15的直径所需的力，并且由此对应地增大了在密封表面15与16之间的接触力。由此，阴管状元件1的超出径向表面21的径向平面的材料具有双重功能：作为缓冲器，并且由于其环形形式，作为抵抗密封表面15的径向向外变形的增强件。

在阳密封表面16与螺纹部4之间，阳管状元件2包括大致柱形外表面18，从该外表面18，螺纹部4的螺纹逐渐出现不完整螺纹区，螺纹部4的螺纹牙顶的直径小于或等于柱形外表面18的直径。阳管状元件2包括设置在密封表面16与柱形表面18相背的一侧上的居中表面20。居中表面20较短，例如范围为2mm至10mm。为了简化，居中表面20优选地为柱形的，但是其可以为很轻微的锥形，具有比锥形承载表面16和22的倾斜度小的倾斜度。在居中表面20之外，设有在居中表面20与外表面24之间延伸的锥形表面22，外表面24限定管12的标称外径。锥形表面22相对于阳管状元件2的轴线可以具有大约40％至60％的倾斜度，该倾斜度例如等于密封表面16的倾斜度。

在图4中更详细图示的外密封表面的阳部分的轮廓证实为有利的，这是由于锥形密封表面的台阶一方面由密封表面16形成而另一方面由锥形外表面22(形成斜坡)形成。为了简化，当机加工时，有利的是设置具有相同倾斜度的两个锥形承载表面。在机加工期间的一个困难源自于外表面24中的缺陷。外表面24标称为旋转表面。实际管的外表面24在横截面中看略微偏离于正圆。但是，密封表面16被非常准确地机加工，而外表面24锻造为具有大至少一个数量级的公差。密封表面16必须是具有精确可靠公差的旋转表面。

居中表面20和锥形外表面22的设置意味着机加工能够通过操作者或者通过图像捕获和处理系统视觉地检查。如果缺陷是轻微的，则锥形表面22将仅被部分机加工，或者甚至根本没有机加工。为了确定密封表面16也已经被完全机加工，检查居中表面20已经确实被机加工就足够了。居中表面20形成检验表面。由于大尺寸管尤其发生缺陷，特别是椭圆化或具有过小直径或者甚至曲率，因此居中表面20容许快速且较确定地确认阳管状元件2的密封表面16的机加工的完成。

另外，密封表面16可以依据专利FR2868146；读者请参照该专利。密封表面16可以以一系列圆环形肋成波纹状，与在上紧情况下面对密封表面16的密封表面15接触。密封表面15为光滑的。

在图1中，靠近联接件的端部的外表面23经由环形沟槽35(也称为“月牙部”)连接到联接件的最大直径外表面33上，环形沟槽35通过去除(也称为“削减”)位于外表面23与33之间的区域中的材料而获得。由此，联接件的柔性能够在螺纹部3处轴向增大，同时保持在密封表面15处的轴向高径向刚性。读者请参照文献FR2807095。

环形沟槽35可以具有：靠近外表面23的边界，其相对于联接件的轴线成大约10°至30°、例如20°倾斜；基本柱形底部；和靠近大直径外表面3的边界，其具有两个斜率，靠近底部的浅倾斜部和靠近外表面33的陡倾斜部。浅倾斜部可以相对于联接件的轴线以大约5°至15°例如大约10°的角度倾斜。陡倾斜部可以相对于联接件的轴线以大约30°至50°例如大约45°的角度倾斜。环形沟槽35轴向设置在螺纹部3的完整螺纹的位置处，同时维持在距螺纹部3的靠近内密封表面5的端部的一定距离处。获得了垂直于阴螺纹部3的小厚度区和垂直于阴密封表面15的大厚度区。小厚度区在阴螺纹部3的长度的一部分上延伸。

参见图5，螺纹部3和4为沿径向方向自锁的。在拉伸载荷的情况下，插入牙侧的反倾斜趋于将阴管状元件1再紧固到阳管状元件2上。阴密封表面7和15在阳密封表面8和16上的接触压力增大。

如图5中图示，螺纹部3和4在所述螺纹部3和4的锥形之后包括大致平滑的牙底和牙顶。插入牙侧51和52具有三角法意义上的范围为+1°至+5°的角度，例如大约3°。承载牙侧53和54具有三角法意义上的范围为-5°至-35°的角度，例如大约-25°。在牙底、牙顶、承载牙侧和插入牙侧之间的结合经由具有两个半径的圆角进行。大半径是小半径的2至3倍。小半径靠近牙侧，而大半径靠近牙底或牙顶。应力集中较小，由此增强疲劳强度。

Claims (22)

1.一种用于经受动态弯曲强度的管状油气工作管柱的阴部件(1)，包括：锥形的阴螺纹部(3)，所述阴螺纹部用于与阳螺纹部(4)协作以形成管状元件的刚性相互连接；自由端部；和阴密封表面(15)，所述阴密封表面设置在所述自由端部与所述阴螺纹部之间，所述阴密封表面(15)用于在上紧情况下与阳密封表面(16)接触以形成金属-金属密封，其特征在于，所述阴部件包括设置在所述自由端部与所述阴密封表面(15)之间的环形沟槽(31)，在所述阴密封表面的向外的过渡区域与所述自由端部之间留下比零大的轴向距离，并且在所述自由端部的倒角(29)与所述阴密封表面之间留下比零大的径向距离，所述沟槽(31)包括由所述倒角(29)形成的边界和由所述过渡区域的部分形成的边界，从而在上紧之前保护所述阴密封表面，使得所述阴部件包括用于与阴密封表面相接合并且形成盘状表面(19)的半径，所述盘状表面通过基本径向表面(21)径向向外延伸，使得所述盘状表面和所述基本径向表面提供在所述倒角与所述阴密封表面之间的径向偏移。

2.根据权利要求1所述的阴部件，包括靠近阴螺纹部设置的、位于与所述自由端部相反一侧上的内抵接表面。

3.根据权利要求1所述的阴部件，其中，所述阴螺纹部和阳螺纹部为自锁的。

4.根据权利要求1所述的阴部件，其中，所述倒角(29)为锥形的。

5.根据权利要求4所述的阴部件，其中，所述倒角(29)的角度范围为10°至30°。

6.根据权利要求1所述的阴部件，其中，所述自由端部包括基本径向定向的表面(25)。

7.根据权利要求1所述的阴部件，其中，所述沟槽(31)在沿着穿过轴线的平面的截面中具有凹部，所述凹部具有小于160°的角度。

8.根据权利要求1所述的阴部件，其中，所述过渡区域的所述部分为基本径向的。

9.根据权利要求1所述的阴部件，其中，所述过渡区域的所述部分在轴向截面中呈大致圆弧的形式，所述阴密封表面(15)在轴向截面中呈大致圆弧的形式，所述阴密封表面的半径大于150mm。

10.根据权利要求9所述的阴部件，其中，所述阴密封表面的半径是所述过渡区域的所述部分的半径的10倍以上。

11.根据权利要求1所述的阴部件，其中，所述过渡区域的所述部分在轴向截面中呈大致圆弧的形式，并且所述阴密封表面为锥形的。

12.根据权利要求1所述的阴部件，其中，所述阴密封表面(15)具有比所述倒角(29)的倾斜度小的平均倾斜度。

13.根据权利要求12所述的阴部件，其中，所述阴密封表面(15)具有比所述倒角(29)的倾斜度小至少10％的平均倾斜度。

14.根据权利要求1所述的阴部件，其中，所述阴密封表面(15)具有大于35％的平均倾斜度。

15.根据权利要求14所述的阴部件，其中，所述阴密封表面(15)具有大于45％的平均倾斜度。

16.根据权利要求1所述的阴部件，其中，所述阴部件(1)包括位于所述阴部件的外表面(23)与所述自由端部之间的另一倒角(27)，所述另一倒角(27)成范围为10°至30°的角度，所述倒角和另一倒角的总径向尺寸比在所述倒角和另一倒角的与所述自由端部相反的端部处的所述阴部件的径向尺寸的50％小。

17.根据权利要求1所述的阴部件，其中，所述阴部件(1)包括在所述阴螺纹部(3)处的小厚度区和在所述阴密封表面(15)处的大厚度区，所述小厚度区在所述阴螺纹部的长度的一部分上延伸，并且通过在轴向截面中从所述阴部件的外表面设置凹部(35)而获得。

18.根据权利要求1所述的阴部件，其中，所述阴密封表面的向外的过渡区域与所述自由端部之间的轴向距离大于1mm并且小于所述阴部件的标称外径的25％，并且所述自由端部的倒角与所述阴密封表面之间的径向距离大于1.5mm。

19.根据权利要求1所述的阴部件，其中，所述阴螺纹部(3)包括经由具有两个曲率半径的圆角相连的牙底、牙顶、承载牙侧和插入牙侧，大曲率半径靠近所述牙底和牙顶，而小曲率半径靠近所述承载牙侧和所述插入牙侧。

20.一种包括阳部件(12)和根据权利要求1至19中一项所述的阴部件的螺纹连接件，所述阳部件(12)包括锥形的阳螺纹部(4)、阳密封表面(16)和柱形外表面(24)，所述阳密封表面设置在所述阳螺纹部与所述柱形外表面之间，靠近所述柱形外表面设置斜坡，并且在所述斜坡与锥形密封表面之间设有柱形检验表面(20)。

21.用于获得根据权利要求20所述的螺纹连接件的方法，其中，通过确认所述柱形检验表面已经被机加工而检验所述阳密封表面的机加工。

22.一种用于获得根据权利要求1-19中一项所述的阴部件的方法，其中，根据在所述阴密封表面的向外的过渡区域与所述自由端部之间的轴向距离选取与阳密封表面接触的所述阴密封表面所经受的最大压力的位置。