CN114144570A - 用于锤击互连的管状构件的螺纹连接件 - Google Patents

Abstract

一种螺纹连接件，用于将互连的管状构件锤击入地面(例如陆上陆地或近海海底)以进行烃井的勘探和生产，所述螺纹连接件包括销构件和套筒构件，所述销构件包括外台肩、销头和位于外台肩和销头之间的锥形的销螺纹部分，所述套筒构件包括内台肩、套筒头和位于内台肩和套筒头之间的锥形的套筒螺纹部分。

Description

用于锤击互连的管状构件的螺纹连接件

技术领域

本发明涉及一种用于将互连的管状构件锤击入地面以进行烃井的勘探和生产的螺纹连接件。该地面(ground)可以是任何类型的地面，例如陆上陆地或近海海底。本发明还涉及一种方法，用于将所述互连的管状构件锤击入地面以进行烃井的勘探和生产。

背景技术

使用锤击在陆上和近海将一串互连的管状构件打入地面。电动螺纹梳刀(drivechaser)放置在该串管状构件之上以向该串施加锤击冲击力。这是将该串管状构件打入地面的时间效率高并且因而相对价廉的方式。

发明内容

发明的概述

用于将互连的管状构件锤击入地面以对烃类(hydrocarbon)进行勘探和生产的已知螺纹连接件的缺点是它们可能无法获得或保持所需的密封特性或被损坏。所述已知的螺纹连接件可能具有以下缺点：确定在紧固期间是否已经达到所需的密封程度是不可能的或困难的或耗时的。所述已知的螺纹连接件可能具有以下缺点：密封程度受到锤击的负面影响或者螺纹连接件被锤击损坏以致其总体性能受损。

发明的内容

本发明的目的在于提供一种改进的(或至少替代的)螺纹连接件，用于将互连的管状构件锤击入地面以进行烃井的勘探和生产。所述螺纹连接件包括；

-销构件，其包括外台肩、销头和位于外台肩与销头之间的锥形的销螺纹部分，

-套筒构件，其包括内台肩、套筒头和位于内台肩与套筒头之间的锥形的套筒螺纹部分，其中

--销螺纹部分和套筒螺纹部分配置成在螺纹连接件的旋转上扣期间彼此接合，

--销螺纹部分和套筒螺纹部分包括钩形螺纹，其在螺纹连接件的最终上扣时，在销螺纹部分的牙顶和套筒螺纹部分的牙底之间和/或在套筒螺纹部分的牙顶和销螺纹部分的牙底之间提供径向过盈，

--在螺纹连接件的最终上扣时，销螺纹部分和套筒螺纹部分的钩形螺纹的面对的承载牙侧(load flank)彼此接触，

--在螺纹连接件的最终上扣时，销螺纹部分和套筒螺纹部分的钩形螺纹的面对的入扣牙侧(stab flank)位于距彼此牙侧距离处，

--销构件包括位于销头和销螺纹部分之间的密封表面，

--套筒部件包括位于内台肩和套筒螺纹部分之间的弹性密封构件，

--密封表面和弹性密封构件配置成在螺纹连接件的最终上扣时形成径向密封，

--在螺纹连接件的最终上扣时，套筒头与外台肩接触，并且

--在螺纹连接件的最终上扣时，销头位于距内台肩台肩距离处。

螺纹连接件配置成在最终上扣时使套筒头与外台肩接触。这使得人们可以在对螺纹连接件的旋转上扣期间，通过检查套筒头是否与外台肩接触来确定何时实现最终上扣。这是确定何时达成螺纹连接件的最终上扣的有效且高效的方法。

对于待锤击的螺纹连接件，非常重要的是达成最终上扣的正确配置，从而确保锤击引起的冲击力沿着正确的路径从销构件传递到套筒构件。如果在外台肩和套筒头未彼此接触的情况下将螺纹连接件锤击入地面，则在锤击期间产生的冲击力将主要通过已接合的销螺纹部分和套筒螺纹部分从销构件传递到套筒构件。这引起销螺纹部分和套筒螺纹部分由于例如磨损和塑性变形而损坏的高风险。

在使用中，在达成螺纹连接件的最终上扣后，将通过螺纹连接件互连的管状构件锤击入地面。如上所述，这是为了确保锤击引起的冲击力沿着正确的路径从销构件传递到套筒构件。在锤击期间，销构件位于套筒构件之上。在所述情况下，冲击力主要通过彼此接触的外台肩和套筒头从销构件传递到套筒构件。由锤击引起的冲击力首先移动通过与套筒头接触的外台肩这一事实，为已接合的销螺纹部分和套筒螺纹部分以及径向密封提供了相关程度的抵抗冲击力的保护。

通过以下事实进一步降低了冲击力对螺纹连接件的影响：在螺纹连接件最终上扣时，销螺纹部分和套筒螺纹部分的钩形螺纹的在最终上扣时面对的入扣牙侧位于距彼此牙侧距离处，并且，在销螺纹部分和套筒螺纹部分的牙顶和牙底之间存在径向过盈。入扣牙侧之间的牙侧距离允许销螺纹部分和套筒螺纹部分可以在锤击的冲击力下相对于彼此移动一定距离。销螺纹部分和套筒螺纹部分之间的这种运动与由径向过盈产生并对抗所述运动而作用的摩擦力一起，形成能量吸收缓冲器，以在入扣牙侧开始接触之前吸收来自冲击力的能量。

螺纹连接件配置成在最终上扣时使销头位于距内台肩台肩距离处。这样就避免了，由密封表面和弹性构件形成的并位于销头与已接合的销螺纹部分和套筒螺纹部分之间的径向密封的密封效果，因销头和内台肩之间的过盈所产生的密封表面的变形而受损。此外，内台肩和销头之间的台肩距离也避免了锤击引起的冲击力产生径向密封的密封表面的变形。此外，冲击力不仅首先移动通过与套筒头接触的外台肩，而且还通过吸收能量的已接合的销螺纹部分和套筒螺纹部分，这一事实为径向密封提供了对抗冲击波的进一步保护。

锤击引起的冲击力产生冲击波，其移动通过螺纹连接件。冲击波首先在螺纹连接件中产生压缩，随后产生张力。已接合的销螺纹部分和套筒螺纹部分是螺纹连接件中唯一承受螺纹连接件中的拉力的部件。钩形螺纹的承载牙侧在最终上扣时彼此接触，这确保了螺纹连接件能够承受冲击波产生的张力。此外，当冲击波移动通过螺纹连接件时，钩形螺纹有助于保持外台肩和套筒头之间的接触。

在根据本发明的螺纹连接件的实施例中，螺纹连接件限定中心轴线。当沿中心轴线看时，锥形的销螺纹部分位于外台肩和销头之间。当沿中心轴线看时，锥形的套筒螺纹部分位于内台肩和套筒头之间。当沿中心轴线看时，密封表面位于销头和销螺纹部分之间。当沿中心轴线看时，弹性密封构件位于内台肩和套筒螺纹部分之间。术语“……之间”在本文件中以类似方式用于多种情况，表明与当沿中心轴线看时的情况有关。

在根据本发明的螺纹连接件的实施例中，外台肩包括包括在最终上扣时与套筒头的套筒头接触面相接触的外接触面，并且，该外接触面和套筒头接触面垂直于螺纹连接件的中心轴线延伸。

在根据本发明的螺纹连接件的实施例中，在螺纹连接件的最终上扣时，在销螺纹部分的牙顶和套筒螺纹部分的牙底之间的和/或在套筒螺纹部分的牙顶和销螺纹部分的牙底之间的径向过盈在0.05mm和0.25mm之间的并包括0.05mm和0.25mm的范围内。

在根据本发明的螺纹连接件的实施例中，螺纹连接件配置成，在最终上扣时面对的扣牙侧面未彼此接触的时候，并且在沿中心轴线的方向作用于螺纹连接件的预定的压力下，使销头和内台肩彼此接触。

在根据本发明的螺纹连接件的实施例中，当沿中心轴线看时，面对的入扣牙侧彼此间的间隔比销头和内台肩间的更大。

在根据本发明的螺纹连接件的实施例中，在螺纹连接件的最终上扣时，台肩距离大于0mm且小于0.3mm。优选地，在螺纹连接件的最终上扣时，台肩距离大于0mm且小于0.24mm。台肩距离是沿中心轴线在轴向上测量的。

在根据本发明的螺纹连接件的实施例中，在螺纹连接件的最终上扣时，牙侧距离在0.1mm和0.25mm之间的并包括0.1mm和0.25mm的范围内。牙侧距离是沿中心轴线在轴向上测量的。

在根据本发明的螺纹连接件的实施例中，螺纹连接件包括至少一个防旋转键和至少一个键槽，该键槽配置成在锁定位置接收防旋转键，在该锁定位置，防旋转键的至少一部分在销构件和套筒构件之间延伸，以防止在螺纹连接件的最终上扣时销构件和套筒构件相对于彼此的旋转运动。

在根据本发明的螺纹连接件的实施例中；

-套筒构件包括套筒唇部，该套筒唇部从套筒头朝向套筒螺纹部分延伸，并且包括套筒唇内表面，该套筒唇内表面设有围绕中心轴线延伸的套筒肋，

-销构件包括形成外台肩的销构件台肩部，

-至少一个防旋转键包括键主体部和键切割部，

-在锁定位置，键主体部位于键槽中，并且键切割部位于套筒内唇表面和销构件之间，并且

-键切割部设有切割边缘，用于在将相应键放置在锁定位置期间在横向于(优选地为垂直于)套筒肋的切割方向上切穿套筒肋。

在根据本发明的螺纹连接件的实施例中，螺纹连接件在最终上扣时，未在外台肩与已接合的销螺纹部分和套筒螺纹部分之间提供任何径向密封。

在根据本发明的螺纹连接件的实施例中，销构件包括销构件内表面，套筒构件包括套筒构件内表面，并且在螺纹连接件的最终上扣时，销构件内表面和套筒构件内表面彼此齐平地延伸。

在根据本发明的螺纹连接件的实施例中，销构件内表面和套筒构件内表面均位于距中心轴线构件内表面半径R1处。

在根据本发明的螺纹连接件的实施例中；

-销构件包括销管部件，该销管部件具有销管部件外表面，该销管部件外表面位于距中心轴线销管部件外表面半径R2处，

-销构件包括销构件台肩部，该销构件台肩部形成外台肩并且位于销管部件和销螺纹部分之间，

-销构件包括销连接器部件，该销连接器部件从销构件台肩部延伸至销头，

-套筒构件包括套筒管部件，该套筒管部件具有套筒管部件外表面，该套筒管部件外表面位于距中心轴线套筒管部件外表面半径R3处，

-套筒构件包括套筒构件台肩部，该套筒构件台肩部形成内台肩并且位于套筒管部件和套筒螺纹部分之间，

-套筒构件包括套筒连接器部件，该套筒连接器部件从套筒构件台肩部延伸至套筒头，

-在最终上扣时，销连接器部件和套筒连接器部件共同限定外连接器表面，该外连接器表面位于距中心轴线外连接器半径R4处，并且

-外连接器半径R4大于销管部件外表面半径R2和套筒管部件外表面半径R3中的每一个。

在根据本发明的螺纹连接件的实施例中，外连接器半径R4在R2+13mm和R2+19mm之间的并包括R2+13mm和R2+19mm的范围内。

在根据本发明的螺纹连接件的实施例中，外连接器半径R4在R3+13mm和R3+19mm之间的并包括R2+13mm和R2+19mm的范围内。

在根据本发明的螺纹连接件的实施例中，销管部件外表面半径R2等于套筒管部件外表面半径R3。

在根据本发明的螺纹连接件的实施例中；

-具有销过渡半径R5的销过渡区域位于销管部件外表面和外连接器表面之间，

-具有套筒过渡半径R6的套筒过渡区域位于套筒管部件外表面和外连接器表面之间，并且

-销过渡半径R5大于套筒过渡半径R6。

在根据本发明的螺纹连接件的实施例中，销过渡半径R5在超过套筒过渡半径R6其2倍至5倍之间的并包括2倍和5倍的范围内。

在根据本发明的螺纹连接件的实施例中，销过渡半径R5在10mm和20mm之间的并包括10mm和20mm的范围内，并且套筒过渡半径R6在2mm和8mm之间的并包括2mm和8mm的范围内。

在根据本发明的螺纹连接件的实施例中，销构件和套筒构件包括分别由销螺纹部分和套筒螺纹部分形成的单台阶螺纹(single step thread)。

在根据本发明的螺纹连接件的实施例中，销螺纹部分和套筒螺纹部分相对于中心轴线以6°和11°之间(并包括6°和11°)的锥角α延伸。

在根据本发明的螺纹连接件的实施例中，销螺纹部分和套筒螺纹部分包括多个螺纹，所述多个螺纹配置成通过在180°和360°之间(并包括180°和360°)的旋转上扣进行上扣。

在根据本发明的螺纹连接件的实施例中，内台肩包括内止动表面，在最终上扣时，该内止动表面面对销头的销头止动表面并且位于台肩距离处，并且，内止动表面和销头部止动表面相对于垂直于螺纹连接件的中心轴线延伸的虚拟垂直线以6°和10°之间(并包括6°和10°)的止动角β延伸。

在根据本发明的螺纹连接画布的实施例中，螺纹连接件配置成在旋转上扣期间实现套筒头和外台肩的接触时达成最终上扣。

在根据本发明的螺纹连接件的实施例中，螺纹连接件配置成在达成最终上扣之后被锤击入地面，并且其中在锤击期间销构件位于套筒构件之上。

在根据本发明的螺纹连接件的实施例中，销构件包括销管部件，该销管部件具有销管部件外表面，该销管部件外表面位于距中心轴线销管部件外表面半径R2处，并且，2×R2在508mm和1016mm之间的并包括508mm和1016mm的范围内(即在20英寸和40英寸之间的并包括20英寸和40英寸的范围内)。

在根据本发明的螺纹连接件的实施例中，套筒构件包括套筒管部件，该套筒管部件具有套筒管部件外表面，该套筒管部件外表面位于距中心轴线套筒管部件外表面半径R3处，并且，2×R3在508mm和1016mm之间的并包括508mm和1016mm的范围内(在20英寸和40英寸之间的并包括20英寸和40英寸的范围内)。

在根据本发明的螺纹连接件的实施例中，螺纹连接件配置成将外径在508mm和1016mm之间的并包括508mm和1016mm的范围内(在20英寸和40英寸之间的并包括20英寸和40英寸的范围内)的管状构件互连。

本发明还涉及一种方法，用于将互连的管状构件锤击入地面(例如陆上陆地或近海海底)以进行烃井的勘探和生产，所述管状构件通过根据本发明的螺纹连接件互连，其中，该方法包括在达成螺纹连接件的最终上扣之后锤击互连的管状构件，并且其中在锤击期间销构件位于套筒构件之上。

附图说明

将参考附图，仅通过示例的方式描述根据本发明的螺纹连接件和方法的实施例附图中相应的附图标记表示相应的部分，其中：

图1A示意性地显示了根据本发明的螺纹连接件的销构件的实施例的横截面图，

图1B示意性地显示了图1A的销构件的销螺纹部分、密封表面和销头的一部分的放大图，

图1C示意性地显示了图1A的销构件的销螺纹部分和外台肩的一部分的放大图，

图1D示意性地显示了图1A的销构件的销螺纹部分的一部分的进一步放大图，

图2A示意性地显示了根据本发明的螺纹连接件的套筒构件的实施例的横截面图，

图2B示意性地显示了图2A的套筒构件的套筒螺纹部分、弹性密封构件和内台肩的一部分的放大图，

图2C示意性地显示了图2A的套筒构件的套筒螺纹部分、套筒唇部和套筒头的一部分的放大图，

图2D示意性地显示了图2A的套筒构件的套筒螺纹部分的一部分的进一步放大图，

图3A示意性地显示了连接到管状构件的图1的销构件和图2的套筒构件的横截面图，

图3B示意性地显示了根据本发明并且包括图3A的销构件和套筒构件的螺纹连接件的实施例的横截面图，

图3C示意性地显示了图3B的螺纹连接件的已接合的销螺纹部分和套筒螺纹部分的放大图，

图3D示意性地显示了图3B的螺纹连接件的外台肩和套筒头的放大图，

图3E示意性地显示了图3B的螺纹连接件的内台肩和销头的放大图，

图3F示意性地显示了图3B的螺纹连接件的已接合的销螺纹部分和套筒螺纹部分的替代实施例，

图4A示意性地显示了垂直于图1的销构件的中心轴线的横截面图，

图4B示意性地显示了沿着图4A的IV-IV的横截面图，

图4C示意性地显示了图1的销构件的防旋转键的实施例的透视图，以及

图4D示意性地显示了图4B的视图，其中图4C的防旋转键位于锁定位置。

具体实施方式

图3A-E中显示了根据本发明的螺纹连接件1的实施例。所述螺纹连接件1包括图1A-D和4A-D中所示的销构件5和图2A-D中所示的套筒构件9。螺纹连接件1配置成用于将互连的管状构件2锤击入地面(例如陆上陆地或近海海底)以进行烃井的勘探和生产。

图1A-D显示了螺纹连接件1的销构件5的横截面图。当沿着中心轴线24看时，销构件5包括外台肩6、销头7和位于外台肩6和销头7之间的锥形销螺纹部分8。

图2A-D显示了螺纹连接件1的套筒构件9的横截面图。当沿着中心轴线24看时，套筒构件9包括内台肩10、套筒头11和位于内台肩10和套筒头11之间的锥形套筒螺纹部分12。

销螺纹部分8和套筒螺纹部分12配置成在螺纹连接件1的旋转上扣期间彼此接合(见图3B)。销螺纹部分8(见图1D)和套筒螺纹部分12(见图2D)包括钩形螺纹13，其在螺纹连接件1的最终上扣16时，在销螺纹部分8的牙顶14和套筒螺纹部分12的牙底15之间以及在套筒螺纹部分12的牙顶14和销螺纹部分8的牙底15之间提供径向过盈(见图3C)。

在根据本发明的螺纹连接件1的替代实施例中，钩形螺纹13在最终上扣16时仅在销螺纹部分8的牙顶14和套筒螺纹部分12的牙底15之间或仅在套筒螺纹部分12的牙顶14和销螺纹部分8的牙底15之间提供径向过盈。后一替代实施例在图3F中显示。所述实施例包括在销螺纹部分8的牙顶14和套筒螺纹部分12的牙底15之间的间隙。

钩形螺纹13在入扣牙侧18处具有正的入扣牙侧角，而在承载牙侧17处具有负的承载牙侧角。在螺纹连接件1的最终上扣16时，销螺纹部分8和套筒螺纹部分12的钩形螺纹13的面对的承载牙侧17彼此接触，并且销螺纹部分8和套筒螺纹部分12的钩形螺纹13的面对的入扣牙侧18位于距彼此牙侧距离19处(见图3C)。

当沿中心轴线24看时，销构件5包括位于销头7和销螺纹部分8之间的密封表面20。当沿着中心轴线24看时，套筒构件9包括位于内台肩10和套筒螺纹部分12之间的弹性密封构件21。密封表面20和弹性密封构件21配置成在螺纹连接件1的最终上扣16时形成径向密封22(见图3C)。

套筒头11在螺纹连接件1的最终上扣16时与外台肩6接触(见图3D)。在螺纹连接件1的最终上扣16时，销头7位于距内台肩10台肩距离23处(见图3E)。

在图3B中，螺纹连接件1将两个管状构件2互连，这两个管状构件2通过焊缝3连接到销构件5和套筒构件9。显示了水平方向71和竖直方向72。螺纹连接件1配置成在达成最终上扣16之后被锤击入地面并且锤击期间销构件5位于套筒构件9之上。在所述情况下，锤击将沿图3B中箭头4所示的方向发生在上部管状构件2上。螺纹连接件1配置成将外径在508mm和1016mm之间的并包括508mm和1016mm的范围内(在20英寸和40英寸之间的并包括20英寸和40英寸的范围内)的管状构件2互连。

在螺纹连接件1的最终上扣16时，在销螺纹部分8的牙顶14和套筒螺纹部分12的牙底15之间的以及在套筒螺纹部分12的牙顶14和销螺纹部分8的牙底15之间的径向过盈在0.05mm和0.25mm之间的并包括0.05mm和0.25mm的范围内。所述径向过盈改善了已接合的销螺纹部分8和套筒螺纹部分12作为能量吸收缓冲器的功能。

螺纹连接件1配置成，在最终上扣16时面对的入扣牙侧18未彼此接触的时候，并且在沿中心轴线24的方向作用于螺纹连接件1的预定的压力下，使销头7和内台肩10彼此接触。

当沿中心轴线24看时，面对的入扣牙侧18彼此间的间隔比销头7和内台肩10之间的更大。

这样，销头7和内台肩10保护已接合的销螺纹部分8和套筒螺纹部分12在锤击期间免受不期望的高冲击力。

测试表明，在螺纹连接件1的最终上扣16时，当台肩距离23大于0mm且小于0.3mm，优选地大于0mm且小于0.24mm时，获得了令人惊讶的良好结果。这些测试还表明，在螺纹连接件1的最终上扣16时，当牙侧距离19在0.1mm和0.25mm之间的并包括0.1mm和0.25mm的范围内时，获得了令人惊讶的良好结果。台肩距离23和牙侧距离19沿中心轴线24在轴向方向上测量。

销构件5包括销构件内表面38，套筒构件9包括套筒构件内表面39，并且销构件内表面38和套筒构件内表面39在螺纹连接件1的最终上扣16时彼此齐平地延伸(见图3B)。

销构件内表面38和套筒构件内表面39均位于距中心轴线24构件内表面半径R1处(见图1A和2A)。销构件5包括销管部件40，该销管部件40具有销管部件外表面41，该销管部件外表面41位于距中心轴线24销管部件外表面41半径R2处。销构件5包括销构件台肩部33，其形成外台肩6并且位于销管部件40和销螺纹部分8之间。销构件5包括从销构件台肩部33延伸到销头7的销连接器部件43。2×R2(R2乘以2)在508mm和1016mm之间的并包括508mm和1016mm的范围内(在20英寸和40英寸之间的并包括20英寸和40英寸的范围内)。

套筒构件9包括套筒管部件44，该套筒管部件44具有套筒管部件外表面45，该套筒管部件外表面45位于距中心轴线24套筒管部件外表面半径R3处。套筒构件9包括套筒构件台肩部46，其形成内台肩10并且位于套筒管部件44和套筒螺纹部分12之间。套筒构件9包括从套筒构件台肩部46延伸到套筒头11的套筒连接器部件47。2×R3(R3乘以2)在508mm和1016mm之间的并包括508mm和1016mm的范围内(在20英寸和40英寸之间的并包括20英寸和40英寸的范围内)。

在最终上扣16时，销连接器部件43和套筒连接器部件47共同限定外连接器表面48，该外连接器表面48位于距中心轴线24外连接器半径R4处。外连接器半径R4大于销管部件外表面41半径R2和套筒管部件外表面半径R3中的每一个。

外连接器半径R4在R2+13mm和R2+19mm之间的并包括R2+13mm和R2+19mm的范围内。外连接器半径R4在R3+13mm和R3+19mm之间的并包括R3+13mm和R3+19mm的范围内。销管部件外表面41半径R2与套筒管部件外表面半径R3相等。

具有销过渡半径R5的销过渡区域49位于销管部件外表面41和外连接器表面48之间。具有套筒过渡半径R6的套筒过渡区域50位于套筒管部件外表面45和外连接器表面48之间。销过渡半径R5大于套筒过渡半径R6。销过渡半径R5优选地在比套筒过渡半径R6大2至5倍之间的并包括2至5倍的范围内。销过渡半径R5优选地在10mm和20mm之间的并包括10mm和20mm的范围内，并且套筒过渡半径R6在2mm和8mm之间的并包括2mm和8mm的范围内。

销构件5和套筒构件9包括分别由销螺纹部分8和套筒螺纹部分12形成的单台阶螺纹(single step thread)51。这意味着在螺纹连接件1上没有设置更多台阶的螺纹(stepsof threads)。

销螺纹部分8和套筒螺纹部分12优选地以相对于中心轴线24成6°和11°之间(并包括6°和11°)的锥角α延伸(参见图1B和2B)。锥角α是相对于销螺纹部分8的中心线101和套筒螺纹部分12的中心线102测量的(见图1D和2D)。锥角α相对于平行于中心轴线24延伸的虚拟平行线70示出。在图3B中所示的螺纹连接件1的锤击位置，虚拟平行线70在竖直方向72上延伸。

销螺纹部分8和套筒螺纹部分12包括多个螺纹(multi threads)，其配置成通过在180°和360°之间(并包括180°和360°)的旋转上扣进行上扣。

内台肩10包括内止动表面52，在最终上扣16时，该内止动表面52面对销头7的销头止动表面53并且位于台肩距离23处，并且，内止动表面52和销头止动表面53优选地相对于垂直于螺纹连接件1的中心轴线24延伸的虚拟垂直线73以4°和12°之间(并包括4°和12°)的止动角β延伸(见图1B和2B)。在图3B中所示的螺纹连接件1的锤击位置，虚拟垂直线73在水平方向71上延伸。

当沿虚拟垂直线73在远离中心轴线24的方向上看时，内止动表面52和销头止动表面53远离外台肩6地倾斜。

内止动表面52和销头止动表面53的止动角β确保了销头7倾向于朝向(而不是远离)套筒构件9移动。

螺纹连接件1在最终上扣16时，未在外台肩6与已接合的销螺纹部分8和套筒螺纹部分12之间提供任何径向密封22。这种径向密封22会受到由锤击引起的冲击波的过多影响，因此不会形成可靠的密封。

图4A显示了垂直于图1A的销构件的中心轴线的横截面图。图1A的横截面图沿着图4A的I-I。图4B的横截面图沿着图4A的IV-IV。图4C显示了图1的销构件的防旋转键。图4D显示了图4B的视图，其中图4C的防旋转键位于锁定位置(没有套筒构件)。

螺纹连接件1包括两个防旋转键27和两个键槽28，该键槽28配置成在锁定位置29接收防旋转键27，在该锁定位置，防旋转键27的一部分在销构件5和套筒构件9之间延伸，以防止在螺纹连接件1的最终上扣16时销构件5和套筒构件9相对于彼此的旋转运动。这种情况显示于图4D中，其中没有套筒构件9。

套筒构件9包括套筒唇部30，该套筒唇部30从套筒头11朝向套筒螺纹部分12延伸并且包括套筒唇内表面31，该套筒唇内表面31设有围绕中心轴线24延伸的套筒肋32(见图2C)。

至少一个防旋转键27包括键主体部34和键切割部35(见图4C)。在锁定位置29，键主体部34位于键槽28中，键切割部35位于套筒内唇表面与销构件5之间。键切割部35设有切割边缘36，用于在将相应的键放置在锁定位置29期间在横向于(优选地为垂直于)套筒肋32的切割方向37上切穿套筒肋32(见图4D)。

根据需要，本文中公开了本发明的详细实施例；然而，应当理解，所公开的实施例仅仅是本发明的示例，其可以以多种形式体现。因此，本文中公开的具体结构和功能细节不应被解释为限制，而是仅作为权利要求的基础和作为教导本领域技术人员在几乎任何适当的详细结构中以多种方式应用本发明的代表性基础。此外，本文中使用的术语和短语并非旨在限制，而是旨在提供对本发明的可理解的描述。

如本文中所用，术语“一”或“一个”被定义为一个或一个以上。如本文中所用，术语“多”和“多个”被定义为两个或两个以上。如本文中所用，术语“另一个”被定义为至少第二个或更多个。如本文中所用，术语“包括”和/或“具有”被定义为包含(即，开放性语言，不排除其他元素或步骤)。权利要求中的任何附图标记不应被解释为限制权利要求或本发明的范围。

对本领域技术人员而言显而易见的是，在不脱离权利要求限定的范围的情况下，可以对根据本发明的所示螺纹连接件和方法进行多种修改。

Claims (30)

1.螺纹连接件，用于将互连的管状构件锤击入地面以进行烃井的勘探和生产所述地面例如陆上陆地或近海海底，所述螺纹连接件包括：

-销构件，所述销构件包括外台肩、销头和位于所述外台肩与所述销头之间的锥形的销螺纹部分，

-套筒构件，所述套筒构件包括内台肩、套筒头和位于所述内台肩与所述套筒头之间的锥形的套筒螺纹部分，其中，

--所述销螺纹部分和所述套筒螺纹部分配置成在所述螺纹连接件的旋转上扣期间彼此接合，

--所述销螺纹部分和所述套筒螺纹部分包括钩形螺纹，所述钩形螺纹在所述螺纹连接件的最终上扣时，在所述销螺纹部分的牙顶和所述套筒螺纹部分的牙底之间，和/或在所述套筒螺纹部分的牙顶和所述销螺纹部分的牙底之间，提供径向过盈，

--在所述螺纹连接件的最终上扣时，所述销螺纹部分和所述套筒螺纹部分的所述钩形螺纹的面对的承载牙侧彼此接触，

--在所述螺纹连接件的最终上扣时，所述销螺纹部分和所述套筒螺纹部分的所述钩形螺纹的面对的入扣牙侧位于距彼此牙侧距离处，

--所述销构件包括位于所述销头和所述销螺纹部分之间的密封表面，

--所述套筒构件包括位于所述内台肩和所述套筒螺纹部分之间的弹性密封构件，

--所述密封表面和所述弹性密封构件配置成在所述螺纹连接件的最终上扣时形成径向密封，

--在所述螺纹连接件的最终上扣时，所述套筒头与所述外台肩接触，并且

--在所述螺纹连接件的最终上扣时，所述销头位于距所述内台肩台肩距离处。

2.根据权利要求1所述的螺纹连接件，其中，所述螺纹连接件限定中心轴线。

3.根据权利要求2所述的螺纹连接件，其中，所述外台肩包括在最终上扣时与所述套筒头的套筒头接触面相接触的外接触面，并且所述外接触面和所述套筒头接触面垂直于所述螺纹连接件的所述中心轴线延伸。

4.根据前述权利要求中任一项所述的螺纹连接件，其中，在所述螺纹连接件的最终上扣时，在所述销螺纹部分的牙顶和所述套筒螺纹部分的牙底之间的和/或在所述套筒螺纹部分的牙顶和所述销螺纹部分的牙底之间的径向过盈在0.05mm和0.25mm之间的并包括0.05mm和0.25mm的范围内。

5.根据前述权利要求中任一项所述的螺纹连接件，其中，所述螺纹连接件配置成，在最终上扣时所述面对的入扣牙侧未彼此接触的时候，并且在沿所述中心轴线的方向作用于所述螺纹连接件的预定的压力下，使所述销头和所述内台肩彼此接触。

6.根据前述权利要求中任一项所述的螺纹连接件，其中，当沿所述中心轴线看时，所述面对的入扣牙侧彼此间的间隔比所述销头和所述内台肩间的更大。

7.根据前述权利要求中任一项所述的螺纹连接件，其中，在所述螺纹连接件最终上扣时，所述台肩距离大于0mm且小于0.3mm，优选地大于0mm且小于0.24mm。

8.根据前述权利要求中任一项所述的螺纹连接件，其中，在所述螺纹连接件最终上扣时，所述牙侧距离在0.1mm和0.25mm之间的并包括0.1mm和0.25mm的范围内。

9.根据前述权利要求中任一项所述的螺纹连接件，其中，所述螺纹连接件包括至少一个防旋转键和至少一个键槽，所述键槽配置成在锁定位置接收所述防旋转键，在所述锁定位置，所述防旋转键的至少一部分在所述销构件和所述套筒构件之间延伸，以防止在所述螺纹连接件的最终上扣时所述销构件和所述套筒构件相对于彼此的旋转运动。

10.根据权利要求9所述的螺纹连接件，其中；

-所述套筒构件包括套筒唇部，所述套筒唇部从所述套筒头朝向所述套筒螺纹部分延伸，并且包括套筒唇内表面，所述套筒唇内表面设有围绕所述中心轴线延伸的套筒肋，

-所述销构件包括形成所述外台肩的销构件台肩部，

-所述至少一个防旋转键包括键主体部和键切割部，

-在所述锁定位置，所述键主体部位于所述键槽中，并且所述键切割部位于所述套筒内唇表面和所述销构件之间，并且

-所述键切割部设有切割边缘，用于在将相应键放置在所述锁定位置期间在横向于，优选地为垂直于，所述套筒肋的切割方向上切穿所述套筒肋。

11.根据前述权利要求中任一项所述的螺纹连接件，其中，所述螺纹连接件在最终上扣时，未在所述外台肩与所述已接合的销螺纹部分和套筒螺纹部分之间提供任何径向密封。

12.根据前述权利要求中任一项所述的螺纹连接件，其中，所述销构件包括销构件内表面，所述套筒构件包括套筒构件内表面，并且在所述螺纹连接件最终上扣时所述销构件内表面和所述套筒构件内表面彼此齐平地延伸。

13.根据权利要求12所述的螺纹连接件，其中，所述销构件内表面和所述套筒构件内表面都位于距所述中心轴线构件内表面半径R1处。

14.根据前述权利要求中任一项所述的螺纹连接件，其中；

-所述销构件包括销管部件，所述销管部件具有销管部件外表面，所述销管部件外表面位于距所述中心轴线销管部件外表面半径R2处，

-所述销构件包括销构件台肩部，所述销构件台肩部形成所述外台肩并且位于所述销管部件和所述销螺纹部分之间，

-所述销构件包括销连接器部件，所述销连接器部件从所述销构件台肩部延伸至所述销头，

-所述套筒构件包括套筒管部件，所述套筒管部件具有套筒管部件外表面，所述套筒管部件外表面位于距所述中心轴线套筒管部件外表面半径R3处，

-所述套筒构件包括套筒构件台肩部，所述套筒构件台肩部形成所述内台肩并且位于所述套筒管部件和所述套筒螺纹部分之间，

-所述套筒构件包括套筒连接器部件，所述套筒连接器部件从所述套筒构件台肩部延伸至所述套筒头，

-在最终上扣时，所述销连接器部件和所述套筒连接器部件共同限定外连接器表面，所述外连接器表面位于距所述中心轴线外连接器半径R4处，并且

-所述外连接器半径R4大于所述销管部件外表面半径R2和所述套筒管部件外表面半径R3中的每一个。

15.根据权利要求14所述的螺纹连接件，其中，所述外连接器半径R4在R2+13mm和R2+19mm之间的并包括R2+13mm和R2+19mm的范围内。

16.根据权利要求14或15所述的螺纹连接件，其中，所述外连接器半径R4在R3+13mm和R3+19mm之间的并包括R3+13mm和R3+19mm的范围内。

17.根据权利要求14-16中任一项所述的螺纹连接件，其中，所述销管部件外表面半径R2等于所述套筒管部件外表面半径R3。

18.根据前述权利要求中任一项所述的螺纹连接件，其中；

-具有销过渡半径R5的销过渡区域位于所述销管部件外表面和所述外连接器表面之间，

-具有套筒过渡半径R6的套筒过渡区域位于所述套筒管部件外表面和所述外连接器表面之间，并且

-所述销过渡半径R5大于所述套筒过渡半径R6。

19.根据权利要求18所述的螺纹连接件，其中，所述销过渡半径R5在比所述套筒过渡半径R6大2至5倍之间的并包括2至5倍的范围内。

20.根据权利要求18或19所述的螺纹连接件，其中，销过渡半径R5在10mm和20mm之间的并包括10mm和20mm的范围内，并且套筒过渡半径R6在2mm和8mm之间的并包括2mm和8mm的范围内。

21.根据前述权利要求中任一项所述的螺纹连接件，其中，所述销构件和所述套筒构件包括分别由所述销螺纹部分和套筒螺纹部分形成的单台阶螺纹。

22.根据前述权利要求中任一项所述的螺纹连接件，其中，所述销螺纹部分和套筒螺纹部分相对于所述中心轴线以锥角α延伸，所述锥角α在6°和11°之间并包括6°和11°。

23.根据前述权利要求中任一项所述的螺纹连接件，其中，所述销螺纹部分和所述套筒螺纹部分包括多台阶螺纹，所述多台阶螺纹配置成通过在180°和360°之间并包括180°和360°的旋转上扣进行上扣。

24.根据前述权利要求中任一项所述的螺纹连接件，其中，所述内台肩包括内止动表面，在最终上扣时，所述内止动表面面对所述销头的销头止动表面并且位于所述台肩距离处，并且，所述内止动表面和所述销头止动表面相对于垂直于所述螺纹连接件的所述中心轴线延伸的虚拟垂直线73，以在4°和12°之间并包括4°和12°的止动角延伸。

25.根据前述权利要求中任一项所述的螺纹连接件，其中，所述螺纹连接件配置成，当在旋转上扣期间实现所述套筒头和所述外台肩之间的接触时达成最终上扣。

26.根据前述权利要求中任一项所述的螺纹连接件，其中，所述螺纹连接件配置成，在达成最终上扣之后被锤击入所述地面，并且其中在所述锤击期间所述销构件位于所述套筒构件之上。

27.根据前述权利要求中任一项所述的螺纹连接件，其中，所述销构件包括销管部件，所述销管部件具有销管部件外表面，所述销管部件外表面位于距所述中心轴线销管部件外表面半径R2处，并且，2×R2在508mm和1016mm之间的并包括508mm和1016mm的范围内(在20英寸和40英寸之间的并包括20英寸和40英寸的范围内)。

28.根据前述权利要求中任一项所述的螺纹连接件，其中，所述套筒构件包括套筒管部件，所述套筒管部件具有套筒管部件外表面，所述套筒管部件外表面位于距所述中心轴线套筒管部件外表面半径R3处，并且，2×R3在508mm和1016mm之间的并包括508mm和1016mm的范围内(在20英寸和40英寸之间的并包括20英寸和40英寸的范围内)。

29.根据前述权利要求中任一项所述的螺纹连接件，其中，所述螺纹连接件配置成将管状构件互连，所述管状构件的外径在508mm和1016mm之间的并包括508mm和1016mm的范围内(在20英寸和40英寸之间的并包括20英寸和40英寸的范围内)。

30.一种方法，用于将互连的管状构件锤击入地面以进行烃井的勘探和生产，所述地面例如陆上陆地或近海海底，所述管状构件通过根据前述权利要求中任一项所述的螺纹连接件互连，其中，所述方法包括：在达成所述螺纹连接件的最终上扣之后锤击所述互连的管状构件，并且其中在所述锤击期间所述销构件位于所述套筒构件之上。

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