CN105378359A - 用于构造钻孔和操作油气井的螺纹连接件的组件、螺纹连接件、以及用于构造这种螺纹连接件的方法 - Google Patents
用于构造钻孔和操作油气井的螺纹连接件的组件、螺纹连接件、以及用于构造这种螺纹连接件的方法 Download PDFInfo
- Publication number
- CN105378359A CN105378359A CN201480034773.XA CN201480034773A CN105378359A CN 105378359 A CN105378359 A CN 105378359A CN 201480034773 A CN201480034773 A CN 201480034773A CN 105378359 A CN105378359 A CN 105378359A
- Authority
- CN
- China
- Prior art keywords
- tubular part
- threaded area
- pin
- threaded
- pitch
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Granted
Links
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 title abstract 2
- 239000004215 Carbon black (E152) Substances 0.000 title 1
- 238000005553 drilling Methods 0.000 title 1
- 229930195733 hydrocarbon Natural products 0.000 title 1
- 150000002430 hydrocarbons Chemical class 0.000 title 1
- 230000002093 peripheral effect Effects 0.000 claims abstract description 18
- 238000007789 sealing Methods 0.000 claims description 67
- 238000000034 method Methods 0.000 claims description 18
- 230000002349 favourable effect Effects 0.000 description 9
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 7
- 230000006835 compression Effects 0.000 description 5
- 238000007906 compression Methods 0.000 description 5
- 239000000047 product Substances 0.000 description 4
- 238000013461 design Methods 0.000 description 3
- 238000012986 modification Methods 0.000 description 3
- 230000004048 modification Effects 0.000 description 3
- 229910000975 Carbon steel Inorganic materials 0.000 description 2
- 230000008901 benefit Effects 0.000 description 2
- 239000010962 carbon steel Substances 0.000 description 2
- 238000006073 displacement reaction Methods 0.000 description 2
- 238000011010 flushing procedure Methods 0.000 description 2
- 238000002161 passivation Methods 0.000 description 2
- 239000010734 process oil Substances 0.000 description 2
- 230000004044 response Effects 0.000 description 2
- 230000008859 change Effects 0.000 description 1
- 230000000052 comparative effect Effects 0.000 description 1
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 1
- 230000001771 impaired effect Effects 0.000 description 1
- 238000003780 insertion Methods 0.000 description 1
- 230000037431 insertion Effects 0.000 description 1
- 230000001788 irregular Effects 0.000 description 1
- 238000012423 maintenance Methods 0.000 description 1
- 239000003921 oil Substances 0.000 description 1
- 238000005457 optimization Methods 0.000 description 1
- 230000008569 process Effects 0.000 description 1
- 238000004088 simulation Methods 0.000 description 1
- 239000013589 supplement Substances 0.000 description 1
- 238000012360 testing method Methods 0.000 description 1
- 238000003466 welding Methods 0.000 description 1
Classifications
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F16—ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
- F16L—PIPES; JOINTS OR FITTINGS FOR PIPES; SUPPORTS FOR PIPES, CABLES OR PROTECTIVE TUBING; MEANS FOR THERMAL INSULATION IN GENERAL
- F16L15/00—Screw-threaded joints; Forms of screw-threads for such joints
- F16L15/001—Screw-threaded joints; Forms of screw-threads for such joints with conical threads
- F16L15/002—Screw-threaded joints; Forms of screw-threads for such joints with conical threads with more then one threaded section
-
- E—FIXED CONSTRUCTIONS
- E21—EARTH OR ROCK DRILLING; MINING
- E21B—EARTH OR ROCK DRILLING; OBTAINING OIL, GAS, WATER, SOLUBLE OR MELTABLE MATERIALS OR A SLURRY OF MINERALS FROM WELLS
- E21B17/00—Drilling rods or pipes; Flexible drill strings; Kellies; Drill collars; Sucker rods; Cables; Casings; Tubings
- E21B17/02—Couplings; joints
- E21B17/04—Couplings; joints between rod or the like and bit or between rod and rod or the like
- E21B17/042—Threaded
-
- E—FIXED CONSTRUCTIONS
- E21—EARTH OR ROCK DRILLING; MINING
- E21B—EARTH OR ROCK DRILLING; OBTAINING OIL, GAS, WATER, SOLUBLE OR MELTABLE MATERIALS OR A SLURRY OF MINERALS FROM WELLS
- E21B17/00—Drilling rods or pipes; Flexible drill strings; Kellies; Drill collars; Sucker rods; Cables; Casings; Tubings
- E21B17/02—Couplings; joints
- E21B17/08—Casing joints
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F16—ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
- F16L—PIPES; JOINTS OR FITTINGS FOR PIPES; SUPPORTS FOR PIPES, CABLES OR PROTECTIVE TUBING; MEANS FOR THERMAL INSULATION IN GENERAL
- F16L15/00—Screw-threaded joints; Forms of screw-threads for such joints
- F16L15/006—Screw-threaded joints; Forms of screw-threads for such joints with straight threads
- F16L15/007—Screw-threaded joints; Forms of screw-threads for such joints with straight threads with more than one threaded section
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Mining & Mineral Resources (AREA)
- Geology (AREA)
- Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
- Mechanical Engineering (AREA)
- General Engineering & Computer Science (AREA)
- General Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
- Fluid Mechanics (AREA)
- Environmental & Geological Engineering (AREA)
- Physics & Mathematics (AREA)
- Geochemistry & Mineralogy (AREA)
- Non-Disconnectible Joints And Screw-Threaded Joints (AREA)
- Earth Drilling (AREA)
- Mutual Connection Of Rods And Tubes (AREA)
- Drilling Tools (AREA)
- Dowels (AREA)
Abstract
本发明涉及用于构造螺纹连接件的套件，其包括具有旋转轴线(10)的第一管状部件(UCS)、第二管状部件(BCS)、第三管状部件(PIN-A)和第四管状部件(PIN-B)，第一管状部件在其末端中的每个处设有设置在部件的内周表面上的第一螺纹区(T1)和第二螺纹区(T2)，第二管状部件在其末端中的每个处设有设置在部件的外周表面上的第三螺纹区(T3)和第四螺纹区(T4)，第三管状部件在其末端之一处设有分别设置在部件的内周和外周表面上的第五螺纹区(T5)和第六螺纹区(T6)，第四管状部件在其末端之一处设有分别设置在部件的内周和外周表面上的第七螺纹区(T7)和第八螺纹区(T8)，第一和第六、第三和第五、第二和第八、第四和第七螺纹区能够在装配时彼此协作，第一和第六螺纹区的螺距等于第四和第七螺纹区的螺距，或第二和第八螺纹区的螺距等于第三和第五螺纹区的螺距，或第一和第六螺纹区的螺距等于第三和第五螺纹区的螺距且第二和第八螺纹区的螺距等于第四和第七螺纹区的螺距。本发明也涉及螺纹连接件和用于构造所述连接件的方法。
Description
技术领域
本发明涉及用于钻孔和/或操作油气井的螺纹连接件，且更准确地涉及当连接件在压缩/张紧状态下作业时就效率和密封而言的连接件整体性能的优化。
背景技术
术语"螺纹连接件"意味着由基本管状且能够以特定视角通过装配连接到一起的金属元件所构成的任何组件，构造用于钻探油气井的杆、或维护立管(也已知为检查立管)、或用于操作所述井，诸如，在操作井中使用的立管、或套管或管柱。
每个管状元件包括末端部分，末端部分设有阳螺纹区或阴螺纹区，以用于与类比元件的对应末端部分装配。当以这种方式装配时，元件被装配，这已知为连接件。
连接件的这些管状螺纹部件在预先设定载荷下组装，以响应于过盈配合和由服务情况提出的密封要求。而且，应该注意到，螺纹管状部件可能尤其当在服务中时必须经历数次装配-卸开循环。
这些螺纹管状部件被使用的条件引起范围广泛的机械载荷，所述机械载荷作用在这些部件的敏感部分上，诸如，螺纹区、抵接区域或密封表面。
出于这个原因，连接件的设计规格是复杂的，要求同时考虑多种参数。因此，推荐维持连接件的效率、以及管状部件的承载密封表面的区域的厚度，且应该改进当连接件在压缩/张紧下操作时密封接触点移位的风险。
通过类型的连接件已经研发了一种解决方案，所述连接件使用两个螺纹区，第一密封表面和第二密封表面在所述两个螺纹区之间设置在阳端部的唇部处。这种设计意味着可以获得位于螺纹区之间的第一密封件的良好稳定性，然而第二密封件位于非常薄的唇部上，这使得密封件的功能是脆弱的。此外，当连接件在压缩/张紧中操作时，第二密封件由于交替载荷而不稳定。最终，在阳端部的唇部中的密封件的存在减小了阴端部的效率。
在文献US4570982A1中也开发出另一类型的解决方案。这种类型的连接件具有三个交错的螺纹部分，这意味着三个螺纹区的锥度不一致但平行。在螺纹区中的每个之间设有密封表面和抵接部。然而，邻近于密封表面定位抵接部弱化了所述表面，因为抵接部是当载荷幅度较高时在特定载荷下的区域。螺纹区不是自锁定的且在承载牙侧和/或插入牙侧处具有间隙。然而，由于这种间隙，当连接件在压缩/张紧中操作时，密封表面的稳定性受损。
利用类型的连接件也开发了一种类型的解决方案，其采用两个自锁定的螺纹区，密封表面在两个自锁定的螺纹区之间。与的情况相同，这种设计引起在螺纹区处的中间密封件的良好稳定性，然而在齐平或半齐平连接件的情况下，单一密封表面不足以抵抗内部压力和外部压力。
已经开发出诸如连接件的连接件。然而，这种类型的连接件是T&C类型的连接件，即，提供一种作为阴螺纹元件的联接，所述阴螺纹元件具有大外径和短长度，在其末端中的每个处联接到具有减小直径和较长长度的阳螺纹元件。
发明内容
出于这个原因，本发明的目的在于响应于三重目标，包括维持连接件的效率、最大化管状部件的承载密封表面的区域的厚度，以及避免当连接件在压缩/张紧中操作时密封接触点移位的风险。
更准确的，本发明涉及用于构造螺纹连接件的组件，其包括具有旋转轴线的第一、第二、第三和第四管状部件，第一管状部件在其末端表面中的每个处设有设置在部件的内周表面上的第一和第二螺纹区，第二管状部件在其末端中的每个处设有设置在部件的外周表面上的第三和第四螺纹区，第三管状部件在其末端之一处设有分别设置在部件的内周和外周表面上的第五和第六螺纹区，第四管状部件在其末端之一处设有分别设置在部件的内周和外周表面上的第七和第八螺纹区，第一和第六、第三和第五、第二和第八、第四和第七螺纹区能够在装配方面一起成对地协作，第一和第六螺纹区的螺距等于第四和第七螺纹区的螺距、和/或第二和第八螺纹区的螺距等于第三和第五螺纹区的螺距、和/或第一和第六螺纹区的螺距等于第三和第五螺纹区的螺距、且第二和第八螺纹区的螺距等于第四和第七螺纹区的螺距。
下面列出本发明的选择性补充或替代特征。
第一和第六螺纹区的螺距可以等于第四和第七螺纹区的螺距，且第三管状部件的第六螺纹区可具有与第四管状部件的第七螺纹区的锥度相同的锥度，所述锥度的范围从5％至25％，对应于半峰角正切范围从0.025至0.125，且优选锥度的范围从10％至18％，对应于半峰角正切范围从0.05至0.09。
第二和第八螺纹区的螺距可以等于第三和第五螺纹区的螺距，且第三管状部件的第五螺纹区可具有与第四管状部件的第八螺纹区的锥度相同的锥度，所述锥度的范围从5％至25％，对应于半峰角正切范围从0.025至0.125，且优选锥度的范围从10％至18％，对应于半峰角正切范围从0.05至0.09。
第三管状部件可具有基本垂直于旋转轴线延伸的终端表面，所述终端表面设有第一抵接表面，第一抵接表面能够与设置在第一管状部件的肩部上的对应第二表面抵接地协作，且所述终端表面设有第三抵接表面，第三抵接表面能够与设置在第二管状部件的肩部上的对应第四表面抵接地协作。
第四管状部件可具有基本垂直于旋转轴线延伸的终端表面，所述终端表面设有第五抵接表面，第五抵接表面能够与设置在第一管状部件的肩部上的对应第六表面抵接地协作，且所述终端表面可设有第七抵接表面，第七抵接表面能够与设置在第二管状部件的肩部上的对应第八表面抵接地协作。
第三管状部件的外周表面可具有设有第一抵接表面的肩部，第一抵接表面能够与设置在第一管状部件的肩部上的对应第二表面抵接地协作，且第三管状部件的内周表面可具有设有第三抵接表面的肩部，第三抵接表面能够与设置在第二管状部件的肩部上的对应第四表面抵接地协作。
第四管状部件的外周表面可具有设有第五抵接表面的肩部，第五抵接表面能够与设置在第一管状部件的肩部上的对应第六表面抵接地协作，且第四管状部件的内周表面可具有设有第七抵接表面的肩部，第七抵接表面能够与设置在第二管状部件的肩部上的对应第八表面抵接地协作。
第三管状部件的外周表面可具有在其终端之前的非螺纹部分，非螺纹部分设有第一密封表面，第一密封表面能够与设置在第一管状部件上的对应第二表面以密封过盈配合协作。
第三管状部件的内周表面可具有在其终端之前的非螺纹部分，非螺纹部分设有第三密封表面，第三密封表面能够与设置在第二管状部件上的对应第四表面以密封过盈配合协作。
第四管状部件的外周表面可具有在其终端之前的非螺纹部分，非螺纹部分设有第五密封表面，第五密封表面能够与设置在第一管状部件上的对应第六表面以密封过盈配合协作。
第四管状部件的内周表面可具有在其终端之前的非螺纹部分，非螺纹部分设有第七密封表面，第七密封表面能够与设置在第二管状部件上的对应第八表面以密封过盈配合协作。
第三和第四管状部件的密封表面可分别设置在承载所述管状部件的抵接表面的肩部和所述管状部件的自由端之间。
所述至少一个密封表面之一可以是成锥度表面，另一对应的相向的密封表面是半径R范围从2.5至60mm的环面。
第一和第二管状部件可以是一体的，以使得它们形成单一部件，第一和第六螺纹区的螺距则等于第三和第五螺纹区的螺距，且第二和第八螺纹区的螺距等于第四和第七螺纹区的螺距。
本发明也涉及通过装配依据以上描述的任一组件的组件生成的螺纹连接件。
本发明也涉及用于构造连接件的第一方法，其特征在于，第一方法包括以下步骤：
·提供依据本发明的用于构造螺纹连接件的组件，且在所述组件中，第一和第六螺纹区的螺距等于第四和第七螺纹区的螺距，且第三管状部件的第六螺纹区具有与第四管状部件的第七螺纹区的锥度相同的锥度，所述锥度的范围从5％至25％，对应于半峰角正切范围从0.025至0.125，且优选锥度的范围从10％至18％，对应于半峰角正切范围从0.05至0.09；
·通过装配将第三管状部件与第二管状部件连接；
·通过装配将第四管状部件与第一管状部件连接；
·通过装配将先前两个步骤的产物连接。
有利的，第一和第六螺纹区的螺距方向与第三和第五螺纹区的螺距方向相反。
本发明也涉及用于构造连接件的第二方法，其特征在于，第二方法包括以下步骤：
·提供依据本发明的用于构造螺纹连接件的组件，且在所述组件中，第二和第八螺纹区的螺距等于第三和第五螺纹区的螺距，且第三管状部件的第五螺纹区具有与第四管状部件的第八螺纹区的锥度相同的锥度，所述锥度的范围从5％至25％，对应于半峰角正切范围从0.025至0.125，且优选锥度的范围从10％至18％，对应于半峰角正切范围从0.05至0.09；
·通过装配将第四管状部件与第二管状部件连接；
·通过装配将第三管状部件与第一管状部件连接；
·通过装配将先前两个步骤的产物连接。
有利的，第一和第六螺纹区的螺距方向与第三和第五螺纹区的螺距方向相反。
本发明也涉及用于构造连接件的第三方法，其特征在于，第三方法包括以下步骤：
·提供依据本发明的用于构造螺纹连接件的组件，其中，第一和第二管状部件是一体的，以使得它们形成单一部件，第一和第六螺纹区的螺距等于第三和第五螺纹区的螺距且第二和第八螺纹区的螺距等于第四和第七螺纹区的螺距；
·通过装配将第三管状部件与由将第一和第二管状部件紧固到一起生成的部件连接；
·通过装配将第四管状部件与由将第一和第二管状部件紧固到一起生成的部件连接。
附图说明
在参考附图做出的以下说明中更加详细地公开本发明的特征和优点。
图1是由通过装配依据本发明的一个实施方式的组件而连接生成的连接件在穿过连接轴线的纵向剖面中的示意图。
图2是依据本发明的一个实施方式的组件的一部分在穿过连接轴线的纵向剖面中的示意图。
图3是依据本发明的一个实施方式的组件的另一部分在穿过连接轴线的纵向剖面中的示意图。
图4是依据本发明的一个实施方式的组件的细节在穿过连接轴线的纵向剖面中的示意图。
图5是依据本发明的一个实施方式的组件的另一细节在穿过连接轴线的纵向剖面中的示意图。
图6是依据本发明的一个实施方式的组件的另一细节在穿过连接轴线的纵向剖面中的示意图。
图7是依据本发明的一个实施方式的组件的另一细节在穿过连接轴线的纵向剖面中的示意图。
图8A和8B是试验图表。
具体实施方式
图1示出依据本发明的一个实施方式的用于构造螺纹连接件的组件。这个连接件包括旋转轴线10。所述连接件还包括具有旋转轴线10的第一管状部件UCS、第二管状部件BCS、第三管状部件PIN-A和第四管状部件PIN-B。
第一管状部件UCS在其末端表面中的每个处设有第一螺纹区T1和第二螺纹区T2，所述螺纹区设置在部件的内周表面上。第一管状部件UCS是较短的管，即，范围从100至800mm。术语"螺纹区"意味着属于管状部件的周边表面且包括螺纹的任何区域，所述螺纹可能是连续的、中断的、多螺纹的、单螺纹的、规则的、不规则的，等等。螺纹区可以是梯形的、自锁定的、楔形或其它螺纹类型。
第二管状部件BCS在其末端表面中的每个处设有第三螺纹区T3和第四螺纹区T4，所述螺纹区设置在部件的外周表面上。第二管状部件BCS也是较短长度的管，即，范围从100至800mm。
第三管状部件PIN-A在其末端之一处设有第五螺纹区T5和第六螺纹区T6，所述螺纹区分别设置在部件的内周和外周表面上。第三管状部件PIN-A是较长长度的管，即，范围从1000至13000mm。
第四管状部件PIN-B在其末端之一处设有第七螺纹区T7和第八螺纹区T8，所述螺纹区分别设置在部件的内周和外周表面上。第四管状部件PIN-B也是较长长度的管，即，范围从1000至13000mm。
依据本发明，第一和第六、第三和第五、第二和第八、第四和第七螺纹区能够一起在装配时成对协作。术语"在装配时成对协作"意味着第一螺纹区的螺纹必须与第六螺纹区的螺纹在形状、尺寸、锥度等等方面兼容。这对于第三螺纹区的螺纹和第五螺纹区的螺纹等等也是如此。
出于这个原因，第一和第六螺纹区的螺距必须等于第四和第七螺纹区的螺距，或第二和第八螺纹区的螺距必须等于第三和第五螺纹区的螺距，或第一和第六螺纹区的螺距必须等于第三和第五螺纹区的螺距，并且第二和第八螺纹区的螺距必须等于第四和第七螺纹区的螺距。
有利的，为了有助于装配的进程，管状部件的螺纹区可具有锥度，这些锥度在图1上表示为11a、11b、11c、11d。在这个配置中，第三管状部件PIN-A的第六螺纹区T6必然具有与第四管状部件PIN-B的第七螺纹区T7的锥度11b相同的锥度11d，或第三管状部件PIN-A的第五螺纹区T5具有与第四管状部件PIN-B的第八螺纹区T8的锥度11c相同的锥度11a。
有利的，锥度的范围从5％至25％，对应于半峰角的正切范围从0.025至0.125，且优选锥度的范围从10％至18％，这对应于半峰角的正切范围从0.05至0.09。
有利的，第三和/或第四管状部件可抵接第一和/或第二管状部件协作。
因此，如能够在图4和5中看见的，第三管状部件PIN-A具有基本垂直于旋转轴线10延伸的终端表面。该终端表面设有第一抵接表面C1，第一抵接表面能够与设置在第一管状部件UCS的肩部上的对应第二表面C2抵接地协作。
类似的，所述终端表面设有第三抵接表面C3，第三抵接表面能够与设置在第二管状部件BCS的肩部上的对应第四表面C4抵接地协作。
类似的，第四管状部件PIN-B具有基本垂直于旋转轴线10延伸的终端表面。该终端表面设有第五抵接表面C5，第五抵接表面能够与设置在第一管状部件UCS的肩部上的对应第六表面C6抵接地协作。
类似的，所述终端表面设有第七抵接表面C7，第七抵接表面能够与设置在第二管状部件BCS的肩部上的对应第八表面C8抵接地协作。
在变型中，且如能够在图6和7中看见的，第三管状部件PIN-A的外周表面具有设有第一抵接表面C1的肩部，第一抵接表面能够与设置在第一管状部件UCS的肩部上的对应第二表面C2抵接地协作。
类似的，第三管状部件PIN-A的内周表面具有设有第三抵接表面C3的肩部，第三抵接表面能够与设置在第二管状部件BCS的肩部上的对应第四表面C4抵接地协作。
类似的，第四管状部件PIN-B的外周表面具有设有第五抵接表面C5的肩部，第五抵接表面能够与设置在第一管状部件UCS的肩部上的对应第六表面C6抵接地协作。
类似的，第四管状部件PIN-B的外周表面具有设有第七抵接表面C7的肩部，第七抵接表面能够与设置在第二管状部件BCS的肩部上的对应第八表面C8抵接地协作。
有利的，第三和/或第四管状部件可包括密封表面，所述密封表面能够与设置在第一和/或第二管状部件上的对应密封表面以密封过盈配合协作。
因此，如能够在图4和5中看见的，第三管状部件PIN-A具有在终端之前的非螺纹部分，非螺纹部分设有第一密封表面S1，第一密封表面设置在非螺纹部分的外周表面上且能够与设置在第一管状部件UCS上的对应第二表面S2以密封过盈配合协作。
类似的，第三管状部件PIN-A设有第三密封表面S3，第三密封表面设置在第三管状部件的内周表面上且能够与设置在第二管状部件BCS上的对应第四表面S4以密封过盈配合协作。
类似的，第四管状部件PIN-B设有第五密封表面S5，第五密封表面设置在第四管状部件的外周表面上且能够与设置在第一管状部件UCS上的对应第六表面S6以密封过盈配合协作。
类似的，第四管状部件PIN-B具有在终端之前的非螺纹部分，所述非螺纹部分设有第七密封表面S7，第七密封表面设置在非螺纹部分的内周表面上且能够与设置在第二管状部件BCS上的对应第八表面S8以密封过盈配合协作。
有利的，密封表面之一是成锥度表面，另一对应的相向的密封表面是环面。
再次有利的，环面表面是拱形环面凸起表面，其半径R的范围优选从2.5至60mm。对于环面表面，太大的半径(即>60mm)导致与锥体和锥体接触相同的缺点。这个拱形表面的太小的半径(即<2.5mm)导致不充分的接触宽度。
面向环面密封表面的成锥度密封表面由锥母线支撑，所述锥母线与连接件的轴线10形成角度，所述角度的半峰角的正切范围从0.025至0.25，这对应于从5％至50％的锥度范围。
本发明也涉及用于构造螺纹连接件的方法，所述方法首先包括提供依据本发明的组件，在所述组件中，第一和第六螺纹区的螺距等于第四和第七螺纹区的螺距，且在所述组件中，第三管状部件PIN-A的第六螺纹区T6具有与第四管状部件PIN-B的第七螺纹区T7的锥度相同的锥度。接下来，第三管状部件PIN-A通过装配与第二管状部件BCS连接。接下来，第四管状部件PIN-B通过装配与第一管状部件UCS连接。作为结束，两个在先步骤的产物通过装配连接。
在另一变型中，首先提供依据本发明的组件，在所述组件中，第二和第八螺纹区的螺距等于第三和第五螺纹区的螺距，且在所述组件中，第三管状部件PIN-Α的第五螺纹区T5具有与第四管状部件PIN-B的第八螺纹区T8的锥度相同的锥度。接下来，第四管状部件PIN-B通过装配与第二管状部件BCS连接。接下来，第三管状部件PIN-A通过装配与第一管状部件UCS连接。最终，在先两个步骤的产物通过装配连接。
在另一变型中，首先提供依据本发明的组件，在所述组件中，第一管状部件UCS和第二管状部件BCS被紧固在一起以便形成单一部件。这种一起紧固可由焊接、螺栓连接、拧紧等等执行。
此外，第一和第六螺纹区的螺距等于第三和第五螺纹区的螺距，且第二和第八螺纹区的螺距等于第四和第七螺纹区的螺距。接下来，第三管状部件PIN-A与由将第一管状部件UCS和第二管状部件BCS紧固到一起生成的部件通过装配而连接。接下来，第四管状部件PIN-B与由将第一管状部件UCS和第二管状部件BCS紧固到一起生成的部件通过装配而连接。
有利的，第一管状部件UCS、第二管状部件BCS、第三管状部件PIN-A以及第四管状部件PIN-B可具有包括反向旋拧方向的螺纹区。因此第一、第六、第四和第七螺纹区T1、T6、T4和T7可具有"左手"螺距，而第二、第八、第三和第五螺纹区T2、T8、T3和T5可具有"右手"螺距。清楚的是，这影响组件的配合，因为部件必须以预先设定的顺序装配。
类似的，第一、第六、第三和第五螺纹区T1、T6、T3和T5可具有"左手"螺距，而第二、第八、第四和第七螺纹区T2、T8、T4和T7可具有"右手"螺纹距。这种情况适于第一管状部件UCS和第二管状部件BCS已经初始被紧固到一起的配置。
这意味着在组件装配期间可能更易于达到装配转矩，使得当装配连接在进行时，无意的卸开受限或甚至是不可能的。
对于VAMSLIJ-II连接件和依据本发明的连接件执行比较模拟。VAMSLIJ-II连接件是一体类型的连接件，其包括由中间抵接件和两个密封表面分开的两个交错螺纹区，一个密封表面在内且另一密封表面在外。
图8A中的图表以曲线1示出用于碳钢VAMSLIJ-II连接件的接触的内密封表面的相对移位，所述连接件具有9又7/8"(即250.83mm)的外径、62.8的公称重量(即，15.88mm的厚度)且屈服强度为P110，即，758MPa。
图8A中的图表的曲线2示出用于本发明的碳钢连接件的接触的内密封表面的相对移位，所述连接件具有9又7/8"(即，250.83mm)的外径、62.8的公称重量(即，15.88mm的厚度)且屈服强度为P110，即，758MPa。
能够清楚看到的是，曲线2保持靠近于水平轴线。这意味着本发明的连接件对于施加的载荷较不敏感，不用考虑内部压力IP或外部压力EP、拉应力T、压缩载荷C、或几种这些载荷的组合的变化。
相反的，曲线1包括与水平轴线显著偏离的部分。这意味着VAMSLIJ-II连接件对于以上描述的载荷更敏感。
在图8B的图表中，示出在接触图8A的VAMSLIJ-II连接件的外部密封表面的相对移位与接触也在图8A中的本发明的连接件的密封表面的相对移位之间的比较结果。结论与图8A的结论相同。
应该注意到，这个类型的连接件尤其适于齐平或半齐平类型的连接件。
应该注意到，第一管状部件UCS、第三管状部件PIN-A、和第四管状部件PIN-B的外径可以是不同的，或它们可以相等。优选，第一管状部件UCS的外径大于第三管状部件PIN-A和第四管状部件PIN-B的外径。
具有相对移位较小的密封表面的优点意味着可以避免表面的过分钝化，表面的过分钝化可能在多次轴向移位期间产生微型凹槽且导致在结合的张紧和压缩负载期间损失密封。
这个类型的连接件可以用于最大化第一和第二管状部件UCS、BCS的密封表面的作用，且限制它们在张紧和压缩中的相对移位。此外，这个类型的连接件意味着可以通过螺尾保持良好的连接效率。
Claims (19)
1.一种用于构造螺纹连接件的组件，其包括具有旋转轴线(10)的第一管状部件(UCS)、第二管状部件(BCS)、第三管状部件(PIN-A)和第四管状部件(PIN-B)；
·所述第一管状部件(UCS)在其末端表面中的每个处设有设置在部件的内周表面上的第一螺纹区(T1)和第二螺纹区(T2)；
·所述第二管状部件(BCS)在其末端中的每个处设有设置在部件的外周表面上的第三螺纹区(T3)和第四螺纹区(T4)；
·所述第三管状部件(PIN-A)在其末端之一处设有分别设置在部件的内周和外周表面上的第五螺纹区(T5)和第六螺纹区(T6)；
·所述第四管状部件(PIN-B)在其末端之一处设有分别设置在部件的内周和外周表面上的第七螺纹区(T7)和第八螺纹区(T8)；
·第一和第六、第三和第五、第二和第八、第四和第七螺纹区能够在装配时一起成对协作；
·第一和第六螺纹区的螺距等于第四和第七螺纹区的螺距；和/或
·第二和第八螺纹区的螺距等于第三和第五螺纹区的螺距；和/或
·第一和第六螺纹区的螺距等于第三和第五螺纹区的螺距且第二和第八螺纹区的螺距等于第四和第七螺纹区的螺距。
2.根据权利要求1所述的用于构造螺纹连接件的组件，其特征在于，第一和第六螺纹区的螺距等于第四和第七螺纹区的螺距，且第三管状部件(PIN-A)的第六螺纹区(T6)具有与第四管状部件(PIN-B)的第七螺纹区(T7)的锥度相同的锥度，所述锥度的范围为从5％至25％，对应于半峰角的正切范围从0.025至0.125，且优选锥度范围从10％至18％，对应于半峰角的正切范围从0.05至0.09。
3.根据前述权利要求任一所述的用于构造螺纹连接件的组件，其特征在于，第二和第八螺纹区的螺距等于第三和第五螺纹区的螺距，且第三管状部件(PIN-A)的第五螺纹区(T5)具有与第四管状部件(PIN-B)的第八螺纹区(T8)的锥度相同的锥度，所述锥度的范围从5％至25％，对应于半峰角的正切范围从0.025至0.125，且优选锥度范围从10％至18％，对应于半峰角的正切范围从0.05至0.09。
4.根据权利要求1至3任一所述的用于构造螺纹连接件的组件，其特征在于，第三管状部件(PIN-A)具有基本垂直于旋转轴线(10)延伸的终端表面，所述终端表面设有第一抵接表面(C1)，第一抵接表面能够与设置在第一管状部件(UCS)的肩部上的对应第二表面(C2)抵接地协作，且所述终端表面设有第三抵接表面(C3)，第三抵接表面能够与设置在第二管状部件(BCS)的肩部上的对应第四表面(C4)抵接地协作。
5.根据权利要求1至4任一所述的用于构造螺纹连接件的组件，其特征在于，第四管状部件(PIN-B)具有基本垂直于旋转轴线(10)延伸的终端表面，所述终端表面设有第五抵接表面(C5)，第五抵接表面能够与设置在第一管状部件(UCS)的肩部上的对应第六表面(C6)抵接地协作，且所述终端表面设有第七抵接表面(C7)，第七抵接表面能够与设置在第二管状部件(BCS)的肩部上的对应第八表面(C8)抵接地协作。
6.根据权利要求1至3任一所述的用于构造螺纹连接件的组件，其特征在于，第三管状部件(PIN-A)的外周表面具有设有第一抵接表面(C1)的肩部，第一抵接表面能够与设置在第一管状部件(UCS)的肩部上的对应第二表面(C2)抵接地协作，且第三管状部件的内周表面具有设有第三抵接表面(C3)的肩部，第三抵接表面能够与设置在第二管状部件(BCS)的肩部上的对应第四表面(C4)抵接地协作。
7.根据权利要求6所述的用于构造螺纹连接件的组件，其特征在于，第四管状部件(PIN-B)的外周表面具有设有第五抵接表面(C5)的肩部，第五抵接表面能够与设置在第一管状部件(UCS)的肩部上的对应第六表面(C6)抵接地协作，且第四管状部件的内周表面具有设有第七抵接表面(C7)的肩部，第七抵接表面能够与设置在第二管状部件(BCS)的肩部上的对应第八表面(C8)抵接地协作。
8.根据前述权利要求任一所述的用于构造螺纹连接件的组件，其特征在于，第三管状部件(PIN-A)的外周表面具有在其终端之前的非螺纹部分，所述非螺纹部分设有第一密封表面(S1)，第一密封表面能够与设置在第一管状部件(UCS)上的对应第二表面(S2)以密封过盈配合的方式协作。
9.根据前述权利要求任一所述的用于构造螺纹连接件的组件，其特征在于，第三管状部件(PIN-A)的内周表面具有在其终端之前的非螺纹部分，所述非螺纹部分设有第三密封表面(S3)，第三密封表面能够与设置在第二管状部件(BCS)上的对应第四表面(S4)以密封过盈配合的方式协作。
10.根据前述权利要求任一所述的用于构造螺纹连接件的组件，其特征在于，第四管状部件(PIN-B)的外周表面具有在其终端之前的非螺纹部分，所述非螺纹部分设有第五密封表面(S5)，第五密封表面能够与设置在第一管状部件(UCS)上的对应第六表面(S6)以密封过盈配合的方式协作。
11.根据前述权利要求任一所述的用于构造螺纹连接件的组件，其特征在于，第四管状部件(PIN-B)的内周表面具有在其终端之前的非螺纹部分，所述非螺纹部分设有第七密封表面(S7)，第七密封表面能够与设置在第二管状部件(BCS)上的对应第八表面(S8)以密封过盈配合的方式协作。
12.根据权利要求6至11所述的用于构造螺纹连接件的组件，其特征在于，第三和第四管状部件(PIN-A和PIN-B)的密封表面分别设置于承载所述管状部件(PIN-A和PIN-B)的抵接表面的肩部和所述管状部件的自由端之间。
13.根据权利要求8至12任一所述的用于构造螺纹连接件的组件，其特征在于，所述至少一个密封表面之一是成锥度表面，另一对应的相向的密封表面是半径R范围从2.5至60mm的环面。
14.根据前述权利要求任一所述的用于构造螺纹连接件的组件，其特征在于，第一管状部件(UCS)和第二管状部件(BCS)是一体的，以使得它们形成单一部件，第一和第六螺纹区的螺距等于第三和第五螺纹区的螺距，且第二和第八螺纹区的螺距等于第四和第七螺纹区的螺距。
15.一种通过装配根据权利要求1至14任一所述的组件生成的螺纹连接件。
16.一种用于构造连接件的方法，其特征在于，所述方法包括以下步骤：
·提供根据权利要求2所述的用于构造螺纹连接件的组件；
·通过装配将第三管状部件(PIN-A)与第二管状部件(BCS)连接；
·通过装配将第四管状部件(PIN-B)与第一管状部件(UCS)连接；
·通过装配将先前两个步骤的产物连接。
17.一种用于构造连接件的方法，其特征在于，所述方法包括以下步骤：
·提供根据权利要求3所述的用于构造螺纹连接件的组件；
·通过装配将第四管状部件(PIN-B)与第二管状部件(BCS)连接；
·通过装配将第三管状部件(PIN-A)与第一管状部件(UCS)连接；
·通过装配将先前两个步骤的产物连接。
18.一种根据权利要求16或权利要求17所述的用于构造连接件的方法，其特征在于，第一和第六螺纹区的螺距方向与第三和第五螺纹区的螺距方向相反。
19.一种用于构造连接件的方法，其特征在于，所述方法包括以下步骤：
·提供根据权利要求14所述的用于构造螺纹连接件的组件；
·通过装配将第三管状部件(PIN-A)与由将第一管状部件(UCS)和第二管状部件(BCS)紧固到一起生成的部件连接；
·通过装配将第四管状部件(PIN-B)与由将第一管状部件(UCS)和第二管状部件(BCS)紧固到一起生成的部件连接。
Applications Claiming Priority (3)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| FR1355760A FR3007495B1 (fr) | 2013-06-19 | 2013-06-19 | Ensemble pour la realisation d'un joint filete pour le forage et l'exploitation des puits d'hydrocarbures, joint filete et procede de realisation d'un tel joint |
| FR1355760 | 2013-06-19 | ||
| PCT/EP2014/062627 WO2014202555A1 (en) | 2013-06-19 | 2014-06-17 | Assembly for producing a threaded connection for drilling and operating hydrocarbon wells, threaded connection, and method for producing such a threaded connection |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| CN105378359A true CN105378359A (zh) | 2016-03-02 |
| CN105378359B CN105378359B (zh) | 2021-05-18 |
Family
ID=49378394
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| CN201480034773.XA Active CN105378359B (zh) | 2013-06-19 | 2014-06-17 | 用于构造钻孔和操作油气井的螺纹连接件以及用于构造这种螺纹连接件的方法 |
Country Status (15)
| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US10738917B2 (zh) |
| EP (1) | EP3011212B1 (zh) |
| JP (1) | JP6463347B2 (zh) |
| CN (1) | CN105378359B (zh) |
| AR (1) | AR096646A1 (zh) |
| AU (1) | AU2014283409B2 (zh) |
| BR (1) | BR112015031301B1 (zh) |
| CA (1) | CA2913577C (zh) |
| EA (1) | EA033401B1 (zh) |
| FR (1) | FR3007495B1 (zh) |
| MX (1) | MX367349B (zh) |
| MY (1) | MY187616A (zh) |
| PL (1) | PL3011212T3 (zh) |
| UA (1) | UA118761C2 (zh) |
| WO (1) | WO2014202555A1 (zh) |
Families Citing this family (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR102456953B1 (ko) * | 2016-03-11 | 2022-10-21 | 한국전자통신연구원 | 이미지 제공 장치 및 방법 |
| FR3060701A1 (fr) | 2016-12-16 | 2018-06-22 | Vallourec Oil And Gas France | Joint filete pour composant tubulaire |
Citations (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US4564226A (en) * | 1981-11-02 | 1986-01-14 | Explosive Research Ltd. | System and method for increasing wall thickness on end of pipe on which thread is to be fabricated |
| CN85107996A (zh) * | 1984-10-10 | 1986-05-10 | 瓦洛海克股份有限公司 | 带有全螺纹密封机构的钢管螺纹接头 |
| CN86106732A (zh) * | 1986-10-11 | 1988-04-20 | 瓦洛海克股份有限公司 | 在螺纹部分设有密封装置的钢管螺纹接头 |
| US5676406A (en) * | 1994-01-07 | 1997-10-14 | Simmons; John M. | Multiple synchronized thread fluid connector |
| CN1420972A (zh) * | 1999-07-13 | 2003-05-28 | 恩文图尔环球技术有限公司 | 可扩张接合的连接器 |
| CN102639911A (zh) * | 2009-11-20 | 2012-08-15 | 瓦卢莱克曼内斯曼油气法国公司 | 螺纹连接件 |
Family Cites Families (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US4570982A (en) | 1983-01-17 | 1986-02-18 | Hydril Company | Tubular joint with trapped mid-joint metal-to-metal seal |
| JPS63129512U (zh) | 1987-02-18 | 1988-08-24 | ||
| JPH02105684A (ja) | 1988-10-13 | 1990-04-18 | Nec Corp | 固体撮像装置 |
| JPH02105684U (zh) * | 1989-02-09 | 1990-08-22 | ||
| US4946201A (en) * | 1989-03-08 | 1990-08-07 | Baroid Technology, Inc. | Oil field tubular connection |
| UA67305A (en) | 2003-08-22 | 2004-06-15 | Nat University Lvivska Politec | Pump-compressor pipes joint |
-
2013
- 2013-06-19 FR FR1355760A patent/FR3007495B1/fr not_active Expired - Fee Related
-
2014
- 2014-06-17 CA CA2913577A patent/CA2913577C/en active Active
- 2014-06-17 BR BR112015031301-9A patent/BR112015031301B1/pt active IP Right Grant
- 2014-06-17 EA EA201592211A patent/EA033401B1/ru not_active IP Right Cessation
- 2014-06-17 MY MYPI2015704614A patent/MY187616A/en unknown
- 2014-06-17 US US14/899,446 patent/US10738917B2/en active Active
- 2014-06-17 PL PL14734761T patent/PL3011212T3/pl unknown
- 2014-06-17 EP EP14734761.1A patent/EP3011212B1/en active Active
- 2014-06-17 AU AU2014283409A patent/AU2014283409B2/en active Active
- 2014-06-17 MX MX2015017534A patent/MX367349B/es active IP Right Grant
- 2014-06-17 CN CN201480034773.XA patent/CN105378359B/zh active Active
- 2014-06-17 UA UAA201512514A patent/UA118761C2/uk unknown
- 2014-06-17 WO PCT/EP2014/062627 patent/WO2014202555A1/en active Application Filing
- 2014-06-17 JP JP2016520428A patent/JP6463347B2/ja active Active
- 2014-06-18 AR ARP140102309A patent/AR096646A1/es active IP Right Grant
Patent Citations (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US4564226A (en) * | 1981-11-02 | 1986-01-14 | Explosive Research Ltd. | System and method for increasing wall thickness on end of pipe on which thread is to be fabricated |
| CN85107996A (zh) * | 1984-10-10 | 1986-05-10 | 瓦洛海克股份有限公司 | 带有全螺纹密封机构的钢管螺纹接头 |
| CN86106732A (zh) * | 1986-10-11 | 1988-04-20 | 瓦洛海克股份有限公司 | 在螺纹部分设有密封装置的钢管螺纹接头 |
| US5676406A (en) * | 1994-01-07 | 1997-10-14 | Simmons; John M. | Multiple synchronized thread fluid connector |
| CN1420972A (zh) * | 1999-07-13 | 2003-05-28 | 恩文图尔环球技术有限公司 | 可扩张接合的连接器 |
| CN102639911A (zh) * | 2009-11-20 | 2012-08-15 | 瓦卢莱克曼内斯曼油气法国公司 | 螺纹连接件 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| CA2913577A1 (en) | 2014-12-24 |
| CA2913577C (en) | 2022-08-09 |
| AU2014283409B2 (en) | 2018-10-25 |
| JP2016525188A (ja) | 2016-08-22 |
| WO2014202555A1 (en) | 2014-12-24 |
| EP3011212A1 (en) | 2016-04-27 |
| FR3007495A1 (fr) | 2014-12-26 |
| EA033401B1 (ru) | 2019-10-31 |
| PL3011212T3 (pl) | 2019-09-30 |
| AU2014283409A1 (en) | 2015-12-17 |
| EA201592211A1 (ru) | 2016-03-31 |
| CN105378359B (zh) | 2021-05-18 |
| MX2015017534A (es) | 2016-04-15 |
| JP6463347B2 (ja) | 2019-01-30 |
| MX367349B (es) | 2019-08-15 |
| BR112015031301A2 (pt) | 2017-07-25 |
| US20160146381A1 (en) | 2016-05-26 |
| UA118761C2 (uk) | 2019-03-11 |
| BR112015031301B1 (pt) | 2020-11-24 |
| FR3007495B1 (fr) | 2015-11-13 |
| US10738917B2 (en) | 2020-08-11 |
| EP3011212B1 (en) | 2019-04-03 |
| MY187616A (en) | 2021-10-04 |
| AR096646A1 (es) | 2016-01-20 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| US10119637B2 (en) | Assembly for producing a threaded connection for drilling and operating hydrocarbon wells, and resulting threaded connection | |
| AU2014270449B2 (en) | Assembly for producing a threaded connection for drilling and operating hydrocarbon wells, and resulting threaded connection | |
| EA013573B1 (ru) | Трубное соединение с клиновой резьбой | |
| AU2019274793B2 (en) | Tubular threaded connection | |
| UA101165C2 (uk) | З'єднання труб для нафтопромислів з підвищеною здатністю до стиснення | |
| US20040155465A1 (en) | Fatigue-resistant threaded component for a tubular threaded joint | |
| EP0149612B1 (en) | Tubular connection with cylindrical and tapered stepped threads | |
| EA032111B1 (ru) | Узел для выполнения резьбового соединения для бурения и эксплуатации углеводородных скважин | |
| CN105378359A (zh) | 用于构造钻孔和操作油气井的螺纹连接件的组件、螺纹连接件、以及用于构造这种螺纹连接件的方法 | |
| US20230066104A1 (en) | Self-locking threaded connection partially in non-locking engagement | |
| CA2785082C (en) | Set for obtaining a threaded connection, method for making up and breaking out said connection, and use of said connection in a riser | |
| WO2013101852A1 (en) | High torque threaded pipe connection | |
| OA17650A (en) | Assembly for producing a threaded connection for drilling and operating hydrocarbon wells, threaded connection and method for producing such a threaded connection. | |
| CA3218704A1 (en) | Self-locking threaded connection partially in non-locking engagement | |
| WO2023021420A1 (en) | Improvements to a joint between oil and gas pipe sections | |
| OA18170A (en) | Assembly for producing a threaded connection for drilling and operating hydrocarbon wells, and resulting threaded connection |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| C06 | Publication | ||
| PB01 | Publication | ||
| C10 | Entry into substantive examination | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| CB02 | Change of applicant information | ||
| CB02 | Change of applicant information |
Address after: French aulnois aimeries Applicant after: VALLOUREC MANNESMANN OIL & GAS FRANCE Applicant after: Nippon Iron & Steel Corporation Address before: French aulnois aimeries Applicant before: VALLOUREC MANNESMANN OIL & GAS FRANCE Applicant before: Nippon Steel Corporation |
|
| GR01 | Patent grant | ||
| GR01 | Patent grant |