CN110366628A - 改进连接件的扭矩台肩 - Google Patents

Abstract

一种螺纹管状连接件，其包括具有外螺纹部、销密封表面、以及位于自由端部处的销扭矩台肩的销以及用于接纳销的管套、用于接触销密封表面的管套密封表面和用于接触销扭矩台肩的管套扭矩台肩。销扭矩台肩具有弯曲的销台肩表面。管套扭矩台肩具有弯曲的管套台肩表面。

Description

改进连接件的扭矩台肩

相关申请的交叉引用

本申请是于2017年3月3日提交的美国申请No.15/449,350的继续申请，该美国申请的全部公开内容在此通过参引并入本文中。

技术领域

本发明涉及螺纹管道和用于可以在石油工业和天然气工业中使用的这种管道的连接器。例如，管道可以具有带有销的端部，该销在连接器的一个端部处配装到管套中，管道和连接器通过螺纹连接。连接器可以具有用于带有第二销的第二管道的第二管套，使得该管道和第二管道经由连接器连接。

背景技术

WO公开No.84/04352意图描述一种具有两阶梯式渐缩螺纹部的管状接头或管套构件和销构件的连接器。提供了互补的接合密封表面的两个金属至金属的密封部。销构件的端部处的反向角度扭矩台肩和管套构件的内部终端以及钩状螺纹部进一步描述了接头以及管套构件和销构件的特征。

美国专利No.4,623,173意图描述一种用于石油管道的螺纹接头联接件。主密封部分设置有在外螺纹的端部处轴向地凸出的密封部分以及在内螺纹的内侧处渐缩的密封部分，并且外螺纹的端点与形成在内螺纹的内侧的止动件的端部部分对接。

美国专利No.4624488意图描述一种在管套构件的沉孔和销构件的自由端部上具有配合的内部截头锥形密封表面的管状连接件。销构件的内部密封表面从邻近销构件的端部的管状连接件的轴线向内倾斜大致十四度。管套内部密封表面的倾斜角度与销内部表面的倾斜角度基本相同。从远端-近端端部至销构件的远端端部设置的导向表面或牛鼻部与基本上平行于连接件的轴线的销构件的内部表面的倾斜角度相比以更小的程度倾斜；限定了销端部平坦厚度。

美国专利No.7,334,821意图描述一种具有外螺纹元件和内螺纹元件的螺纹管状连接件。外螺纹元件具有外螺纹和自由端部，在螺纹与自由端部之间具有非螺纹唇缘。内螺纹元件具有内部的渐缩的内螺纹以及位于内螺纹与凸耳之间的非螺纹部分。内螺纹元件包括环形轴向邻接表面。在外螺纹完全组装在内螺纹中之后，自由端部支承环形轴向邻接表面，其他支承表面径向地干涉该环形轴向邻接表面并且处于金属-金属接触压力下以构成金属-金属密封表面。

因此，在‘821专利中，另一轴向邻接表面形成在外螺纹元件的自由端部的前表面上，并且单个唇缘密封表面在距螺纹的端部一定的轴向距离处布置在唇缘上。唇缘包括位于远端轴向邻接表面与单个唇缘密封表面之间的具有外周表面的附件，该外周表面面向与唇缘密封表面不同的内螺纹构件。

美国公开No.2014/0145433意图描述一种包括销和管套构件的管状连接件。销构件具有第一螺纹结构和螺旋扭矩台肩，螺旋扭矩台肩沿着销构件与第一螺纹结构轴向间隔开。管套构件具有第二螺纹结构和第二螺旋扭矩台肩，第二螺旋扭矩台肩沿着管套构件与第二螺纹结构轴向间隔开。在旋转时，螺旋扭矩台肩彼此接合。

发明内容

在具有销的螺纹管、比如管道与具有管套的螺纹管、比如连接器之间的改进连接件的组装期间，出现以下顺序：(1)管道上的销插入连接器中，直到螺纹顶部接触为止；(2)然后，销被旋拧到管套中，直到销密封表面刚刚接触管套密封表面为止，以限定被称为“手工紧固”的位置；(3)销被进一步旋拧到管套中，直到销的端部、所谓的扭矩台肩刚好接触管套上的对应的扭矩台肩为止，以限定被称为“台肩紧固”的位置，从手工紧固位置到台肩紧固位置的该附加转动引起了销密封部与管套密封部之间的干涉配合；以及(4)然后，销被进一步紧固以产生额外的扭矩，从而限定被称为“动力紧固”的最终组装位置。

当连接件处于手工紧固位置时，销扭矩台肩与管套扭矩台肩之间的距离被称为“间隔”。一旦达到台肩紧固位置，则该间隔被消除。较大的间隔可能是有问题的，这是因为在间隔被消除的同时，销密封表面和管套密封表面接触。如果需要大幅转动来减小较大的间隔，则会发生密封表面的磨损，从而损害密封部。

本发明的目的是提供将销固定或捕获在管套中，从而减少或消除销相对于管套的运动的扭矩台肩。例如，扭矩台肩将防止销在径向方向上移动、弯曲或变形。

替代的或额外的目的是提供易于制造的连接件。

本发明提供了一种螺纹管状连接件。该螺纹管状连接件包括：销，该销具有外螺纹部、销密封表面、以及位于自由端部处的销扭矩台肩；以及用于接纳销的管套，该管套具有用于与销螺纹部相互作用的内螺纹部、用于接触销密封表面的管套密封表面、以及用于接触销扭矩台肩的管套扭矩台肩。销和管套限定纵向轴线。销扭矩台肩具有第一销台肩表面和第二销台肩表面，第一销台肩表面与垂直于纵向轴线的轴线以第一角度相交，第二销台肩表面与垂直轴线以第二角度相交。管套扭矩台肩具有第一管套台肩表面和第二管套台肩表面。第一管套台肩表面与垂直于纵向轴线的轴线以第三角度相交，并且第二管套台肩表面与垂直轴线以第四角度相交。

本发明还提供了另一种螺纹管状连接件。该螺纹管状连接件包括：销，该销具有内螺纹部、销密封表面、以及位于自由端部处的销扭矩台肩；以及用于接纳销的管套，该管套具有用于与外螺纹部相互作用的外螺纹部、用于接触销密封表面的管套密封表面、以及用于接触销扭矩台肩的管套扭矩台肩。销和管套限定纵向轴线。销扭矩台肩包括具有销半径的至少一个销台肩表面，所述至少一个销台肩表面相对于纵向轴线是弯曲的。管套扭矩台肩包括具有管套半径的至少一个管套台肩表面，所述至少一个管套台肩表面相对于纵向轴线是弯曲的。

本发明还提供了一种用于形成螺纹管状连接件的方法。该方法包括以下步骤：

提供销，该销具有外螺纹部、销密封表面、以及位于自由端部处的销扭矩台肩，销扭矩台肩包括沿第一方向延伸的第一销台肩表面和沿第二方向延伸的第二销台肩表面，

提供管套，该管套具有内螺纹部、管套密封表面、以及位于自由端部处的管套扭矩台肩，管套扭矩台肩包括沿第三方向延伸的第一管套台肩表面和沿第四方向延伸的第二管套台肩表面，

将销插入管套中，以使外螺纹部与内螺纹部彼此接合；

使销相对于管套旋转，直到销密封表面接触管套密封表面为止；以及使销相对于管套进一步旋转，直到第一管套台肩表面接触第一销台肩表面并且第二管套台肩表面接触第二销台肩表面为止。

附图说明

将参照以下附图来阐明本发明的优选实施方式，在附图中：

图1A至图1D示出了本领域已知的扭矩台肩的细节；

图2A和图2B示出了处于组装的第二阶段、即手工紧固位置中的根据本发明的用于石油管道的改进连接件的横截面视图；

图3A和图3B示出了处于组装的第三阶段、即台肩紧固位置中的连接件；

图4示出了根据本发明的用于石油管道的改进连接件的横截面视图，石油管道的销插入到连接器的管套中；

图5A和图5B示出了根据本发明的并且如图2A至图4所示的扭矩台肩的细节；

图6至图8示出了根据本发明的扭矩台肩的另外的实施方式的细节；

图9示出了施加至根据图5A和图5B所示的实施方式的销的力的力图示；

图10A和图10B示出了根据本发明的扭矩台肩的另一优选实施方式；以及

图11A和图11B示出了根据本发明的扭矩台肩的另一优选实施方式。

具体实施方式

图1A示出了如本领域已知的传统的扭矩台肩和金属至金属密封部的组合。管套1520包括管套密封表面1524和管套扭矩台肩1526。销1420包括销密封表面1424、鼻部1428和销扭矩台肩1426。如图1所示，销密封表面1424位于销1420的端部处。当形成连接时，销1420的鼻部1428楔入销密封表面1424与销扭矩台肩1426之间。销1420与管套1520的连接限定管道和连接器(未示出)的纵向轴线。轴线X垂直于纵向轴线并且在销鼻部1428处延伸穿过扭矩台肩1426、1526的端部。销扭矩台肩1426和管套扭矩台肩1526各自包括相对于垂直轴线X成角度的单个台肩表面。扭矩台肩1426、1526与垂直轴线X之间形成的内角A可以例如为大约-15°，也就是说，从轴线X沿顺时针方向旋转15°。该倾斜角度在现有技术中是已知的。在该示例中，销的鼻部1428紧密地楔入管套密封表面1524与管套扭矩台肩表面1526之间。例如参见美国专利No.7,334,821。

图1D示出了如现有技术中已知的改进连接件。图1B示出了当扭矩台肩1426、1526刚刚开始接触时的图1D的连接件的特写。销1420的外表面与管套1520的埋头孔表面之间存在间隙Sc，该间隙Sc是为了便于组装所必需的。虽然角度A有利于在组装之后将销1420和管套1520锁定在一起，但是图1C示出的是，在连接件的进一步旋拧期间，角度A导致销1420碰撞到管套1520中。这种不期望的接触可能妨碍连接件在组装期间的正确定位并且可能导致密封表面1424、1524或扭矩台肩1426、1526的损坏。

根据本发明，提供了一种改进连接件，该连接件包括相对于现有技术的优点，例如，销的运动可以被控制，并且上面所论述的不期望的接触和对密封表面的损坏可以减少。改进连接件包括具有多个表面的销扭矩台肩和管套扭矩台肩，例如，每个扭矩台肩可以具有相对于图2A至图11B中所示的取向的顶部扭矩台肩表面和底部扭矩台肩表面。根据本发明的另一个特征还包括与台肩表面间隔开的密封表面，如图2A、图3A和图10A所示。另一个特征包括即使在销处于最终位置之后，在销的边缘与管套或连接器的边缘之间仍存在空间。参见图5A和图6至图8和图10A。

在优选实施方式中，销和管套的两个扭矩台肩、即顶部扭矩台肩和底部扭矩台肩可以在同一时间彼此接触。因此，连接器为销提供中间捕获部。在另一个优选实施方式中，销和管套的顶部扭矩台肩表面可以在销和管套的底部扭矩台肩表面彼此接触之前彼此接触。在该实施方式中，销可以向下弯曲。参见图6。在另一优选实施方式中，销和管套的底部扭矩台肩表面可以在销和管套的顶部扭矩台肩表面彼此接触之前彼此接触。在该实施方式中，销可以向上弯曲。参见图2B和图3B。结果，可以根据需要来控制销的运动。

图4示出了处于第一阶段、即处于插入位置中的石油管道10和连接器100的横截面视图中。图2A和图2B示出了在发生旋转之后的处于第二阶段中的石油管道10和连接器100的连接件。石油管道10具有销20，销20具有螺纹部段22、销密封表面24和位于自由端部处的扭矩台肩26。销扭矩台肩26包括第一表面26a和第二表面26b。连接器100具有两个管套120、120’。每个管套120、120’具有螺纹部段122、管套密封表面124和位于径向向内的突起150上的扭矩台肩126。管套扭矩台肩126包括第一表面126a和第二表面126b。在该实施方式中，第一管套台肩表面126a与第一销台肩表面26a互补，并且第二管套台肩表面126b与第二销台肩表面26b互补。

连接器100具有如图4所示的两个自由端部102和102’。如上所述，在插入位置中，石油管道10插入到或放置到连接器100中，直到销10的螺纹部段22接触管套120、120’的螺纹部段122为止。在销10与管套120、120’之间尚未发生旋转。销10和管套120、120’的旋转形成连接。

该组装的第二阶段被称为手工紧固位置，其中，螺纹部22、122或密封表面24、24刚刚开始彼此接触。销20的螺纹部22接合管套120的螺纹部122。销密封表面24和管套密封表面124刚刚开始接触。在手工紧固的位置中，销扭矩台肩26的第一表面26a与管套扭矩台肩126的第一表面126a之间存在间隙或间隔“Sa”，并且在销扭矩台肩26的第二表面26b与管套扭矩台肩126的第二表面126b之间存在间隙或间隔“Sb”。在该实施方式中，间隔Sa例如约为0.060英寸，并且间隔Sb例如约为0.030英寸。间隔Sa和Sb可能因设计的密封干涉和密封角度而变化，并且不必相等。

鼻部27在销20的端部处延伸。鼻部27位于销20的内表面21与外表面23之间并且在轴线P的方向上沿着扭矩台肩26定位，轴线P是与纵向轴线垂直的轴线。鼻部27是连接扭矩台肩26的第一表面26a和第二表面26b的顶点。在该实施方式中，第一表面26a在一个方向上从外表面23延伸至鼻部27并且在第二方向上围绕管道10的外周延伸。第二表面26b在一个方向上从内表面21延伸至鼻部27并且在第二方向上围绕管道10的内周延伸。鼻部27的定位不同于图1A中所示的鼻部1428的位置。在图1A中，鼻部在销1420的外表面处位于扭矩台肩1426的一个端部处并且位于销密封表面1424处或附近。如图2A至图11所示，鼻部27不位于销扭矩台肩26的一个端部处。替代地，在剖面图中，鼻部27相对于台肩26的长度位于销扭矩台肩26的中间或中心部分中。鼻部27的形状可以变化，并且可以例如是角形的、插口、扁平边缘、牛鼻形的、灯泡状的、锥形的、圆形的、鱼尾形的等。凹陷部127在与纵向轴线垂直的方向上沿着扭矩台肩126的长度定位，并且凹陷部127是连接第一表面126a与第二表面126b的顶点。在该实施方式中，鼻部27和凹陷部127的几何形状是互补的，因此当销10旋拧到连接器100中时，鼻部27和凹陷部127配装在一起；凹陷部127接触鼻部27并且销台肩26接触管套台肩126(图5)。

因为鼻部27最初并未相对于纵向轴线与凹陷部127对准，因而在间隔Sa与间隔Sb之间出现宽度差。如图2B和图3B所示，鼻部27位于凹陷部127下方。鼻部27与凹陷部127之间的该偏移迫使销10在鼻部27被接纳在凹陷部127中时向上弯曲。弯曲销10迫使鼻部27进入凹陷部127中并导致更紧密的连接。在不同的实施方式中，鼻部27可以位于凹陷部127上方，因此销被迫使向下弯曲，从而也导致更紧密的连接。例如参见图6。

图3A和图3B示出了在销20相对于管套120的进一步旋转之后出现的组装的第三阶段、即第一台肩紧固位置。通过将销20旋拧到管套120中，直到扭矩台肩26、126彼此接触为止而将密封表面24、124迫压在一起。在该优选实施方式中，例如，互补的第二表面26b、126b刚刚彼此接触。结果，消除了第二表面26b、126之间的间隔Sb。然而，互补的第一表面26a、126a之间的间隔Sa仍然存在。在台肩26、126之间的接触点之后尚未发生额外的旋转，因此在该位置中，不存在施加至台肩26、126的附加扭矩力。在销20的边缘与管套120的表面BS之间存在径向方向上的距离S1。密封表面24、124的相对角度迫使销20的边缘和管套120的表面BS隔开一定量的密封干涉S1，该一定量的密封干涉S1被设计到连接件中以提供足够的接触压力，从而形成泄露紧固密封。

在销20相对于管套120的进一步旋转之后出现组装的第四阶段、即第二台肩紧固位置。密封表面24、124通过将销20旋拧到管套120中，直到扭矩台肩第一表面26a、126a彼此接触为止而被进一步迫压在一起。径向距离S1减小顶点27、127之间的径向偏移量。迫使销的端部径向向外迫使密封表面24、124更紧密地一起，从而产生更好的密封。第一台肩表面与第二台肩表面之间的V形保持间隙S1不为零并且导致管套与销之间的不期望的接触。

组装连接件的第五阶段、即最后阶段是动力紧固位置。在动力紧固阶段期间，额外的扭矩被施加至扭矩台肩26、126，但是发生非常小的额外旋转，例如约0.01圈的额外旋转。因为发生非常小的额外旋转，所以连接件的动力紧固位置看起来与图3A和图3B中所示的台肩紧固位置相似。

积聚的扭矩的量是摩擦、销的刚度、密封区域周围的管套的刚度、螺纹干涉的量、如果存在的话、润滑剂和密封部中的干涉的量的函数。一旦密封表面24、124彼此接触，则扭矩开始迅速积聚。扭矩积聚是由密封表面24、124楔入在一起所引起的。扭矩以近似恒定的速率继续增加，直到台肩26、126在台肩紧固位置中接触为止。在台肩26、126彼此接触之后，扭矩极其快速地积聚。一旦台肩26、126接触，则施加额外的扭矩，直到达到预定的动力紧固位置并实现所需的扭矩量为止。需要连接件的非常少的额外旋转、例如约0.01圈的额外旋转来达到所需的最终组装扭矩。

图5A和图5B示出了根据本发明的扭矩台肩实施方式的横截面视图。如图5A和图5B所示，在图2A至图4的实施方式中，销20被设计为凸形部件，并且管套120被设计为凹形部件，因此管套120可以接纳销20。在该实施方式中，销扭矩台肩26和管套扭矩台肩126均具有V形横截面。销密封表面24和管套密封表面124相对于由管道和连接器的连接件限定的纵向轴线(未示出)与每个相应的扭矩台肩26、126间隔开。扭矩台肩也可以具有另一形状或设计的横截面。

销扭矩台肩26的V形延伸部与管套扭矩台肩126的V形接纳部接合以减少或防止销20在多个方向上的移动、例如径向向内或向外的移动。例如，第一表面26a、126a通过保持销20的鼻部27向下而防止销20被向上驱动到管套120的拐角部中。而且，第二表面26b、126b防止外部施加的压力将销20向内迫压从而使密封表面24、124断开。

在第一表面26a、126a与轴线P之间形成内角Va。内角Va可以是15度，该内角Va是相对于轴线P沿逆时针方向的15°。在第二表面26b、126b与轴线P之间形成内角Vb。内角Vb可以是-15°，该内角Vb是相对于轴线P沿顺时针方向的15°。角Va、Vb可以变化并且例如分别为3°至60°、-3°至-60°。另外，内角Va可以不同于或等于内角Vb的绝对值。例如，如图5B所示，角Va是15并且不等于是-45°的角Vb的绝对值，因为15°≠|-45°|，所以Va≠|Vb|。在另一示例中，角Va可以是20°并且角Vb可以是-10°，在这种情况下，因为20°≠|-10°|，所以Va≠|Vb|。

如图5B所示，鼻部27和凹陷部127在轴线P的方向上的相对于台肩26a、26b、126a、126b的长度位于扭矩台肩的中央部处或附近。第一销表面26a具有与第二销表面26b相同或近似的长度，并且第一管套表面126a具有与第二管套表面126相同或近似的长度。在图5B的实施方式中，鼻部27和凹陷部127用作内角Va、Vb的顶点，然而，这是优选实施方式的非限制性示例。包括鼻部27、凹陷部127和角Va、Vb的扭矩台肩26、126的几何形状是可变的。可以使用不同形状和位置的顶点。可以使用不同形状或角度的表面26a、26b、126a、126b或Va、Vb。例如，鼻部27的位置不必位于扭矩台肩26的中央部中，而是替代地可以定位成相对于外表面23更靠近内表面21。

如图6中所示的另一个优选实施方式中所示，第一表面26a、126a比第二表面26b、126b更长，并且第一角Va比第二角Vb的绝对值更大。图7示出了第一表面26a、126a比第二表面26b、126b更短，并且第一角Va小于第二角Vb。第一表面26a、126a、第二表面26b、126b和顶点(鼻部、凹陷部)27、127的几何形状被设计成产生所需的结果。如上所述，顶点27、127可以最初错位成将销的端部向下迫压，以便例如使销的弯曲变直或最小化。或者，例如，可能需要向上迫压销20的端部以增加密封部24、124上的接触压力。

图8示出了扭矩台肩26、126的另一优选实施方式，在该实施方式中，台肩26、126具有子弹形状、牛鼻形状或弯曲形状的横截面，而不是图5至图7中所示的V形横截面。第一表面26a具有第一半径Ra，第二表面26b具有第二半径Rb，第一表面126a具有第三半径Rc，并且第二表面126b具有第四半径Rd。第一半径Ra和第三半径Rc可以分别不同于或等于第二半径Rb和第四半径Rd。鼻部27位于第一表面26a与第二表面26b之间。凹陷部127位于第一表面126a与第二表面126b之间。如上面关于V形横截面实施方式所论述的，第一表面26a、126a、第二表面26b、126b以及半径Ra、Rb、Rc、Rd和顶点可以被调节成向上或向下迫压销20以将销20相对于管套120捕获在所需位置中。在另一个实施方式中，销可以具有单个表面，该单个表面具有单个半径的，并且管套可以具有单个表面，该单个表面具有单个半径。在该实施方式中，销半径和管套半径可以相等或不相等，并且半径的中心线与轴线相距的距离可以相同或不同。如果两个半径相对于彼此径向偏移，则根据两个半径的偏移方式，销的端部将被向上或向下迫压。

扭矩台肩26、126的V形横截面和牛鼻形横截面设计相对于现有技术是有利的，因为凸形几何形状和凹形几何形状将销捕获或限制在管套内的径向位置中，从而减少或防止销的运动。通过调节台肩26、126的设计，可以对销的弯曲、弯折或偏转进行补偿或者使销的弯曲、弯折或偏转最小化。另外，密封表面24、124的接触压力可以增大。其他益处也可以从中获得。

优选地，第一角Va和第二角Vb或第一半径Ra和第二半径Rb被设计成足够小，因此作用在销20上的力F的较大分量是轴向分量A而不是径向分量R。参见图9。

图10A和图10B示出了用于销和管套的扭矩台肩连接件，其中，V形台肩设计与图2A至图9中所示的实施方式相比是倒置的。在该实施方式中，销220是凹形构件，并且管套320是凸形构件。管套320包括管套密封表面324、第一台肩表面326a、第二台肩表面326b。在第一台肩表面326a与第二台肩表面326b之间形成有鼻部327。销220包括销密封表面224、第一台肩表面226a和第二台肩表面226b。在第一台肩表面226b与第二台肩表面226b之间形成有凹陷部227。在该实施方式中，管套表面326a和326b之间的顶点形成鼻部327，并且销表面226a和226b之间的顶点形成凹陷部227。鼻部327和凹陷部是互补表面，因此鼻部327以与上面关于图2a至图5B所论述的相同的方式通过销220在管套320中的旋转而被接纳凹陷部227中。这种倒置台肩设计也可以应用于图8中所示的牛鼻形实施方式。

图11A和图11B示出了根据本发明的另一优选实施方式的扭矩台肩连接件，在该扭矩台肩连接件中，销520和管套420具有不同的台肩表面几何形状，并且顶点527和427彼此不互补。图11A示出了具有带有第一台肩表面526a和第二台肩表面526b的圆形或牛鼻形台肩表面526的销520。顶点527位于第一台肩表面526a与第二台肩表面526b之间。管套420包括具有第一台肩表面426a和第二台肩表面426b的v形管套台肩表面426。顶点427位于第一台肩表面426a与第二台肩表面426b之间。销520和管套420以与上面关于图2A至图5B所描述的相同的方式彼此接触。销520旋转到管套420中提供了第一台肩表面526a与第一台肩表面426a的接触以及第二台肩表面526b与第二台肩表面426b的接触。在图11A和图11B所示的实施方式中，由于台肩526和台肩426的不同表面几何形状，顶点427和顶点527不会彼此接触。在组装之后，顶点426、526之间将存在间隙或空间530。而且，由于台肩表面526、426的几何形状和设计的变化，台肩表面526、426将不会沿着表面526、426的一部分彼此接触。

图11B示出了具有v形销台肩表面526的销520和具有圆形或牛鼻形管套台肩表面426的管套420。销台肩表面526具有第一台肩526a和第二台肩表面526b。顶点527位于第一台肩表面526a与第二台肩表面526b之间。管套台肩表面426具有第一台肩表面426a和第二台肩表面426b。顶点427位于第一台肩表面426a与第二台肩表面426b之间。销520和管套420以与上面关于图2A至图5B和图11A所描述的相同的方式彼此接触。销520旋转到管套420中提供了第一台肩表面526a与第一台肩表面426a的接触以及第二台肩表面526b与第二台肩表面426b的接触。在顶点427和527之间存在空间530。

如图11A和图11B所示，销520和管套420可以设计成使得顶点527和427彼此对准，因此在组装期间，当销520被插入到管套420中时，销台肩表面526a、526b同时接触管套台肩表面426a、426b。替代性地，台肩表面526、426和顶点527、427可以设计成使得第一台肩表面526a、426a首先接触，然后在销520进一步旋拧到管套520中时，第二台肩表面526b、426b接触。在另一变型中，台肩表面526、426和顶点527、427可以设计成使得第二台肩表面526b、426b首先接触，然后在销520进一步旋拧到管套520中时，第一台肩表面526a、426a接触。

台肩表面426、526可以被设计为具有各种几何形状，包括但不限于例如牛鼻形、子弹形、角形、圆形或鱼尾形。

在前面的说明书中，已经参照特定的示例性实施方式和其示例对本发明进行了描述。然而，将明显的是，在不脱离所附权利要求中阐述的本发明的更广泛的精神和范围的情况下，可以对本发明作出各种变型和改变。因此，说明书和附图应以说明性方式而非限制性意义来考虑。

Claims (28)

1.一种螺纹管状连接件，包括：

销，所述销具有外螺纹部、销密封表面、以及位于自由端部处的销扭矩台肩；以及

用于接纳所述销的管套，所述管套具有用于与所述外螺纹部相互作用的内螺纹部、用于接触所述销密封表面的管套密封表面、以及用于接触所述销扭矩台肩的管套扭矩台肩；

所述销和所述管套限定纵向轴线，

所述销扭矩台肩具有第一销台肩表面和第二销台肩表面，所述第一销台肩表面与垂直于所述纵向轴线的轴线以第一角度相交，所述第二销台肩表面与垂直轴线以第二角度相交，并且

所述管套扭矩台肩具有第一管套台肩表面和第二管套台肩表面，所述第一管套台肩表面与垂直于所述纵向轴线的轴线以第三角度相交，所述第二管套台肩表面与所述垂直轴线以第四角度相交。

2.根据权利要求1所述的螺纹管状连接件，其中，所述第一角度、所述第二角度、所述第三角度和所述第四角度具有相对于所述垂直轴线的3°至60°的绝对值。

3.根据权利要求2所述的螺纹管状连接件，其中，所述第一角度的绝对值与所述第二角度的绝对值不同。

4.根据权利要求1所述的螺纹管状连接件，其中，所述第一角度和所述第三角度是相对于所述垂直轴线的正角度，并且所述第二角度和所述第四角度是相对于所述垂直轴线的负角度。

5.根据权利要求1所述的螺纹管状连接件，其中，所述第一销台肩表面的长度与所述第二销台肩表面的长度不同。

6.根据权利要求1所述的螺纹管状连接件，其中，所述第一销台肩表面的长度与所述第二销台肩表面的长度相同。

7.根据权利要求1所述的螺纹管状连接件，其中，所述第一销台肩表面和所述第二销台肩表面在销顶点处相接，并且所述第一管套台肩表面和所述第二管套台肩表面在管套顶点处相接，所述销顶点和所述管套顶点相对于所述纵向轴线彼此偏移。

8.根据权利要求7所述的螺纹管状连接件，其中，偏移的量被选择成使得提高所述销密封表面与所述管套密封表面之间的接触压力。

9.根据权利要求1所述的螺纹管状连接件，其中，所述第一角度和所述第二角度被选择成使得作用在所述销上的力的较大分量是轴向分力。

10.根据权利要求1所述的螺纹管状连接件，其中，所述第一角度等于所述第三角度，并且所述第二角度等于所述第四角度。

11.根据权利要求1所述的螺纹管状连接件，其中，所述第一销台肩表面和所述第二销台肩表面会聚以形成v形横截面。

12.根据权利要求1所述的螺纹管状连接件，其中，所述销扭矩台肩的几何形状与所述管套扭矩台肩的几何形状不同。

13.根据权利要求12所述的螺纹管状连接件，其中，所述销扭矩台肩具有弯曲或圆形的几何形状，并且所述管套扭矩台肩具有角形或线形的几何形状。

14.根据权利要求1所述的螺纹管状连接件，其中，所述销扭矩台肩的几何形状与所述管套扭矩台肩的几何形状类似。

15.根据权利要求1所述的螺纹管状连接件，其中，所述销扭矩台肩和所述管套扭矩台肩具有弯曲或圆形的几何形状，或者所述销扭矩台肩和所述管套扭矩台肩具有角形或线形的几何形状。

16.一种螺纹管状连接件，包括：

销，所述销具有内螺纹部、销密封表面、以及位于自由端部处的销扭矩台肩；以及

用于接纳所述销的管套，所述管套具有用于与外螺纹部相互作用的外螺纹部、用于接触所述销密封表面的管套密封表面、以及用于接触所述销扭矩台肩的管套扭矩台肩，

所述销和所述管套限定纵向轴线，

所述销扭矩台肩包括具有销半径的至少一个销台肩表面，所述至少一个销台肩表面相对于所述纵向轴线是弯曲的，

所述管套扭矩台肩包括具有管套半径的至少一个管套台肩表面，所述至少一个管套台肩表面相对于所述纵向轴线是弯曲的。

17.根据权利要求16所述的螺纹管状连接件，其中，所述销半径与所述管套半径互补。

18.根据权利要求16所述的螺纹管状连接件，其中，所述销扭矩台肩或所述管套扭矩台肩具有子弹形状、鱼尾形状或牛鼻形状。

19.根据权利要求16所述的螺纹管状连接件，其中，所述至少一个销台肩表面包括多个销台肩表面，每个销台肩表面具有相应的销半径。

20.根据权利要求19所述的螺纹管状连接件，其中，所述相应的销半径是不同的。

21.根据权利要求19所述的螺纹管状连接件，其中，所述相应的销半径是相同的。

22.根据权利要求16所述的螺纹管状连接件，其中，至少一个管套台肩包括多个管套台肩表面，每个管套台肩表面具有相应的管套半径。

23.根据权利要求22所述的螺纹管状连接件，其中，所述相应的管套半径是不同的。

24.根据权利要求22所述的螺纹管状连接件，其中，所述相应的管套半径是相同的。

25.一种用于形成螺纹管状连接件的方法，所述方法包括以下步骤：

提供销，所述销具有外螺纹部、销密封表面、以及位于自由端部处的销扭矩台肩，所述销扭矩台肩包括沿第一方向延伸的第一销台肩表面和沿第二方向延伸的第二销台肩表面，

提供管套，所述管套具有内螺纹部、管套密封表面、以及位于自由端部处的管套扭矩台肩，所述管套扭矩台肩包括沿第三方向延伸的第一管套台肩表面和沿第四方向延伸的第二管套台肩表面，

将所述销插入所述管套中，以使所述外螺纹部与所述内螺纹部彼此接合；

使所述销相对于所述管套旋转，直到所述销密封表面接触所述管套密封表面为止；以及

使所述销相对于所述管套进一步旋转，直到所述第一管套台肩表面接触所述第一销台肩表面并且所述第二管套台肩表面接触所述第二销台肩表面为止。

26.根据权利要求25所述的用于形成螺纹管状连接件的方法，其中，所述第一方向和所述第三方向相同，并且所述第二方向和所述第四方向相同。

27.根据权利要求25所述的用于形成螺纹管状连接件的方法，其中，所述第一方向和所述第三方向相同，并且所述第二方向和所述第四方向相同。

28.根据权利要求25所述的用于形成螺纹管状连接件的方法，其中，所述第一销台肩表面和所述第二销台肩表面会聚以形成销鼻部，并且所述第一管套台肩表面和所述第二管套台肩表面会聚以形成凹陷部，所述凹陷部与所述销鼻部互补并且在进一步旋转的步骤之后接触所述销鼻部。