CN1355876A - 具有多面螺纹面的螺纹结构 - Google Patents

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Abstract

一种用于管连接的螺纹结构,它具有一外螺纹元件(31),该外螺纹元件(31)用于与一内螺纹元件(37)啮合,以便形成示出的管连接。外螺纹元件具有外螺纹,该外螺纹具有螺纹齿顶(33)和螺纹齿根(35),外螺纹适于与具有互补螺纹结构的配合内螺纹元件(37)啮合。外螺纹齿顶形成于外螺纹的一刺戳螺纹面(39)与一荷载螺纹面(41)之间。外螺纹具有多面(69,71,73)的复合外形的刺戳螺纹面,用于与互补的内螺纹元件上的配合刺戳螺纹面啮合,以便在外螺纹与内螺纹的表面之间提供一楔形互相配合。外螺纹和内螺纹都螺旋地构成为楔形。

Description

具有多面螺纹面的螺纹结构
                        技术领域
本发明总体上涉及一种用于管连接的螺纹结构，更具体说是涉及用于对流通管道进行固定以形成期望的连续流通路径的螺纹连接结构。
                        背景技术
在本领域中已知有各种螺纹连接，对首尾相接的流通管道进行连接，以便形成用于输送流体的连续的流通路径。例如，在从地下地层开采碳氢化合物和其它形式的能源时，把这种螺纹连接用于套管柱中。例如，这些套管柱包括钻管、油井套管和开采管道，这些都是公知的并被称作“油田管件”。本发明的螺纹连接的其它应用包括水平/无沟槽钻进作业，这些是与建筑行业相关的非油田应用。所有这些类型的物件都采用所说的这种螺纹连接来连接相邻的管道段或管接头。
近年来，螺纹技术已有很多的进步。在1981年授予Blose的Re.30647中公开了一种具有独特螺纹结构的管连接，这种独特的螺纹结构提供非常牢固的连接，同时还能控制相连的外螺纹元件和内螺纹元件中的应力和张力。这种螺纹结构的特点是，使螺旋螺纹配合，这些螺旋螺纹在相反的方向上螺纹宽度呈锥形，从而使相对的螺纹面呈楔状配合，以便限制这种连接结构的转动。
如果对这种楔形螺纹进行适当地设计，那么这种楔形螺纹就能提供高抗扭性能，从而当构成这种连接时，不会把轴向或径向应力传递到这种管连接中。在操作中，具有高抗扭性能的管连接能阻止这种连接中的附加配合，从而在必要时能更容易地打开这种连接。通过减小螺纹连接中的轴向或径向应力，来提供一种更坚固的连接，这种连接能经受更大的操作应力和张力。然而，传统的螺纹连接采用相互啮合的螺纹结构，这种螺纹结构设置在环形压缩的外螺纹中以及环形张力的内螺纹中，Blose连接对啮合元件内所产生的应力进行控制，以便把两个元件拉在一起，而不是使两个元件相互分开。
1986年7月15日授予Blose的美国专利US4600224是对基本的楔形螺纹构思的一种改进和进一步的完善。在US4600224所公开的发明中，公开了一种连接，这种连接具有“人”字形荷载螺纹面。通过特殊的螺纹结构来控制螺纹连接的径向结合，其中，通过在螺纹连接的两个荷载支承螺纹表面之间的人字形式的相互配合，而不是仅仅依靠螺纹宽度，来限制螺纹径向移动到相配合的螺纹槽内。
由于螺纹的螺旋楔作用以及作用在螺纹上的刺戳和荷载支承表面上的作用力的径向分量的平衡，在这种连接的外螺纹和内螺纹元件的任何一个中均不会产生应力的径向分量。还可以控制这种螺纹连接的轴向配合，而无需通过这些螺纹本身的楔作用来使一台肩邻靠到接头上。通过控制配合螺纹之间的径向相互配合，就能控制润滑剂的阻塞。
1992年12月7日授予Reeves的Re34467中，旨在对基本的Blose楔形螺纹结构进行改进。正如专利权人所述，当Blose连接被转动，以便与前部和后部的螺纹荷载螺纹面接合时，不可压缩的螺纹润滑剂或其它液体会被阻挡在相啮合的荷载螺纹面之间。被阻挡的螺纹润滑剂能阻止力矩的形成，并给出一个错误的力矩指示，这会导致压力和张力都比在Blose的连接中所期望的压力和张力小，从会降低设计强度和荷载能力。Re.34467中所描述的发明旨在通过把螺纹润滑剂从在连接处相啮合的荷载螺纹面之间排除，从而排除错误指示力矩的可能性。
在传统的现有技术中的连接中，在形成连接期间，通常只有一个单一的荷载螺纹面啮合，并且在邻近后部螺纹面处形成间隙。通过在传统的螺纹结构的后部螺纹面上提供螺纹间隙，从而在形成连接时提供一条螺旋状的排出流动通道，或一个用于接收流动的液体螺纹润滑剂的过多部分的储蓄池。由于Blose的螺纹成螺旋状地构造成“楔形”，因此，在形成连接时，必须在螺纹齿顶和齿根之间提供径向间隙，以便提供所期望的排出路径来排出一些被阻挡的润滑剂。Re.34467通过对Blose楔形螺纹结构的几何形状进行优化来消除润滑剂阻挡的问题。
正如专利权人所描述的那样，在进行旋转以便构成这种连接期间，外螺纹元件的齿根壁与内螺纹元件的齿顶壁接触，以便在它们之间不会发生液体阻挡。在前面的Blose的连接中，螺纹齿根和螺纹齿顶并不啮合。螺纹润滑剂会被阻挡在螺纹齿根和螺纹齿顶之间长长的螺旋状空间内。在Re.34467中，对螺纹进行了修改，使得在荷载螺纹面啮合之前齿根和齿顶相互啮合，从而使得在完全形成连接之前，齿根和齿顶之间的螺纹润滑剂从这些表面之间被挤压出来。
在Re.34467和Re.30647中，优选的螺纹其断面呈“燕尾形”，齿顶比齿根宽。US4600224不同于Blose的结构，其区别在于它公开的是一半燕尾形或部分燕尾形的螺纹。但是，正如传统上对术语“燕尾形”所作的定义那样，其螺纹齿顶的宽度仍然大于螺纹齿根的宽度。
本发明的发明目的是对基本的楔形螺纹构思作出进一步的改进，从而提供比现有技术中更优越的性能。
                        发明内容
本发明的经改进的螺纹结构是通过特殊的螺纹结构来控制径向结合，其中，通过这种螺纹连接的两个啮合螺纹表面之间的复合外形的互配，来对螺纹进入啮合螺纹槽的径向移动进行控制。这种复合外形可设置在刺戳螺纹面上、荷载螺纹面上、或设置在这两个螺纹面的组合上。在相互啮合的螺纹的啮合齿顶之间设置一个受控间隙，以便防止螺纹齿顶和螺纹齿根之间所阻挡的润滑剂造成的液压增大。刺戳螺纹面的复合外形可被做成人字形双倾斜的螺纹面，它适于与配合的内螺纹元件的啮合螺纹面相啮合。优选地是，设置在螺纹结构的刺戳螺纹面和/或荷载螺纹面上的复合外形是多面的螺纹面，每个刺戳螺纹面至少具有三个面和四个半径。外螺纹齿顶具有齿顶宽度，内螺纹齿根具有齿根宽度。齿顶的宽度小于齿根的宽度，该齿根正位于燕尾结构的齿根的相反侧。
本发明的螺纹结构旨在用于这样一种类型的管连接，即这种管连接具有一个带有内螺纹的内螺纹元件(box)和一个带有外螺纹的外螺纹元件(pin)，其中所说的内螺纹具有刺戳螺纹面和荷载螺纹面、平的齿根和齿顶，所说的外螺纹具有刺戳螺纹面和荷载螺纹面、以及平的齿顶和齿根，所说的外螺纹用于与内螺纹元件的内螺纹啮合，以便形成管连接。螺纹在内螺纹元件上的一个方向以及在外螺纹元件的另一个方向上宽度增大，从而在形成管连接期间，螺纹的齿根、齿顶和螺纹面移动到一起。
外螺纹具有一复合外形的刺戳螺纹面，它至少由一内壁部分和一交叉的外壁部分组成，该内壁部分和交叉的外壁部分一起形成双倾斜的螺纹面，该双倾斜的螺纹面与相配合的内螺纹元件的一啮合的刺戳螺纹面相啮合，从而在外螺纹元件和内螺纹元件的刺戳螺纹面之间形成相互配合。这种相互配合用作对外螺纹进入啮合内螺纹元件的配合螺纹结构内的径向移动进行限制，以便控制管连接的径向配合。优选地是，该复合外形的刺戳螺纹面是多面的螺纹面，每个刺戳螺纹面至少具有三个面和四个半径。在一个特别优选的实施例中，该外螺纹还具有一复合外形的荷载螺纹面，用于与配合的内螺纹元件的啮合的荷载螺纹面啮合。通过外螺纹元件和内螺纹元件的刺戳螺纹面与荷载螺纹面的这种相互配合，在外螺纹和内螺纹的齿根和齿顶之间形成一间隙，以允许把受阻挡的螺纹润滑剂排出。
还表示出了一个具有密封应力的螺纹工具接头适配器连接。该适配器连接的特点是一个中间元件，具有反向面的外螺纹端部。这个反向面的外螺纹端部与配合的内螺纹元件啮合，内螺纹元件能用于把一标准的旋转的工具接头连接器连接到镦粗管上。在一个实施例中，这个中间元件是由防腐合金制成的。内螺纹元件是由NACE批准的材料制成。外螺纹和内螺纹可以具有前面所描述的复合的刺戳和荷载螺纹面，以便在外螺纹元件和内螺纹元件的螺纹面之间提供期望的相互配合，也可以具有其它楔形螺纹外形。在这种连接的每一端，在内螺纹和外螺纹的啮合表面和螺纹表面的相对范围处形成金属-金属密封。这种金属-金属密封用于对连接的螺纹表面进行密封，从而把密封表面隔离开，使其不遭受腐蚀。
通过下面的书面描述，可以清楚地理解本发明其它的发明目的、特征以及优点。
                         附图说明
图1是采用本发明的经改进的螺纹结构的一螺纹工具的接头适配器连接的侧剖视图；
图2是图1中适配器所用的锥形连接的侧剖视图，表示出本发明的螺纹结构；
图3是处于完全连接的位置的本发明的螺纹结构的部分近视图；
图4是与图3类似的本发明螺纹结构的部分近视图，其中外螺纹元件的刺戳和荷载螺纹面均具有本发明的复合外形；
图5是与图3和图4类似的部分近视图，表示出外螺纹的刺戳螺纹面上的人字形外形；
图6是本发明优选的螺纹结构的部分近视图，表示出某些角度方面和尺寸方面。
                       具体实施方式
图1表示出了一个螺纹工具的接头适配器连接，其总体上由附图标记11表示，它采用了本发明的经改进的螺纹结构。该适配器11包括一中间元件13，中间元件13具有相反朝向的外螺纹端部15、17，每个外螺纹端部都具有外螺纹19，该外螺纹19与相啮合的内螺纹端部元件23、25上的内螺纹啮合。
在本发明的一个特别优选的结构中，中部元件13是由防腐合金(CRA)材料制成的，而端部元件23、25是由符合NACE标准的钻管形成的。防腐合金材料的一些典型的例子包括：(1)不锈钢；传统的奥氏体，高铝奥氏体，马氏体，沉淀硬化，复式和铁素体；(2)沉淀硬化和固体溶液镍基合金；镍铜合金；(3)钴基，钛和锆合金。防腐合金材料的一般分类的这种描述实际上包括无数的材料选择，这取决于所考虑的油井应用，在这里的介绍只是描述实施本发明的一些适合的材料。
除了具有本发明的啮合的楔形螺纹19，21以外，这种连接在螺纹区域的外端和内端采用金属-金属密封27，29。这种结构确保把在螺纹区域使基材受到腐蚀的所有的应力封闭起来，使其与外部的或内部的腐蚀介质隔离开。此外，金属-金属密封可保护接头的内部关键段区域不受腐蚀流体的侵蚀。应力最高的区域通常是在旋转过程中发生破坏的位置，但是，由于这个区域被金属-金属密封区域所保护，甚至在结构上被支撑，从而把破坏位置发生在连接边界外。
正如将要被更详细描述的那样，这种连接没有采用刚性的扭矩止挡件。本发明的楔形螺纹结构吸收所施加的扭矩，并提供半刚性的扭矩止挡件。由于楔形螺纹把外螺纹元件和内螺纹元件锁定在一起，因此，不需要用很高的径向应力来把这种连接夹持在一起。通过去除刚性的扭矩阻挡件，从而就不再需要采用一扭矩台肩了。这又使得不需要采用加工这种台肩所要求的材料。于是，与具有台肩连接的且具有相同扭矩能力的连接相比，本发明的这种连接就能应用在具有小外径OD、更大内径ID或它们的组合的管道上。本发明的螺纹结构的一个优选的应用是用于一更小直径(2-3/8英寸)的工具接头，该工具接头被用于不开挖钻工业中的浅的水平钻进。在采矿行业中也可采用同样的连接。这种连接适合用在水平钻孔机中所用的短长度的钻管上，这种钻孔机常被用于钻孔，并把路面、河流和其它地面障碍物下的管道或缆绳拉起。
虽然在体现本发明的螺纹结构的图1中只表示出了工具接头的螺纹连接，但是应当知道，利用本发明的螺纹结构还可以制造出其它各种类型的连接。例如，连接可以被镦粗(upset)的或不被镦粗的，可以是锥形的或是“圆筒形的”，或是非锥形的连接。这些连接还可以采用其它形式的楔形螺纹，例如采用在Blose的Re.30647和Reeves的Re.34467中所描述的楔形螺纹。
图5更详细地表示出了本发明的一种螺纹结构。如图5所示，外螺纹元件31具有外螺纹，该外螺纹具有螺纹齿顶33和螺纹齿根35。外螺纹元件31的齿顶33和齿根35适合与具有配合螺纹结构的啮合内螺纹元件37啮合。外螺纹齿顶33形成于该螺纹的一刺戳螺纹面39和一荷载螺纹面41之间。
在这里所用的术语“荷载螺纹面”(Load flank)是指面向离开各个设有螺纹的外螺纹元件或内螺纹元件的外端的螺纹的侧壁。术语“刺戳螺纹面(stab flanks)”是指面向各个外螺纹元件或内螺纹元件的外端，并在接头起初装配期间支撑着接头重量的侧壁表面。
外螺纹刺戳螺纹面39是双倾斜的人字形螺纹面，它用于与配合的内螺纹元件37的啮合螺纹面43啮合，以便在外螺纹和内螺纹的刺戳螺纹面之间形成人字形的相互配合。如图5所示，外螺纹人字形刺戳螺纹面39是由一内壁部分45和一相交的外壁部分47组成。内壁部分45与管连接的纵轴线49之间形成一负角α。负角的意思是在内壁部分45与相邻的螺纹齿根35之间所形成的角α是一个锐角，从而内壁部分45向内朝着螺纹齿根35张开。如图5所示，刺戳螺纹面的外壁部分47与纵轴线49之间形成一正角或钝角β，从而外壁部分47从与螺纹面的内壁部分45的交点51向外张开。
外螺纹荷载螺纹面41与纵轴线49之间形成一正角，荷载螺纹面41相对于相邻的外螺纹齿根53向内张开。因此，荷载螺纹面41与内壁部分45不平行。螺纹齿顶33和齿根35可平行于管连接的纵轴线49，但是也可以与该连接的锥度线平行或不平行。
由于外螺纹和内螺纹都是螺旋楔形螺纹，因此，它们的轴向宽度沿着它们的螺旋长度逐渐改变。也就是说，从图5中看外螺纹元件也可以看出，每个连续螺纹的螺纹宽度，从沿着螺旋长度的外螺纹元件外围55到与外螺纹元件口部相邻的内围57逐渐减小。因此，如图5所示，在“X”处外螺纹元件31的螺纹宽度大于螺纹宽度“Y”。内螺纹元件37的轴向螺纹宽度沿相反方向逐渐减小。这种外螺纹和内螺纹的轴向宽度逐渐减小就提供了一种楔形相互配合，从而对管连接的轴向啮合进行限制。
螺纹管连接可以是锥形的，尽管这并不是本发明所必须的。“锥形”的意思是螺纹被设置在一锥形体上(如图5中轴线59所示)。
图3表示出了本发明的另一个实施例，其中，外螺纹元件61具有一复合外形的刺戳螺纹面63，用于与内螺纹元件67的一啮合刺戳螺纹面65相啮合。在这个例子中，外螺纹元件的刺戳螺纹面63做成多个面的螺纹面，每个刺戳螺纹面至少具有三个面69，71，73(见图3)和四个半径。这些面以角度的方式表示出来，它们是图3中的角τ，Π，γ。应注意，相对于管连接的纵轴线75，角τ和Π为钝角，而角γ相对于轴线75则为锐角。如图3所示，荷载螺纹面77与轴线75形成一钝角μ，并沿相邻的齿根79的方向向内倾斜。
图4表示出了与图3相类似的本发明的另一个实施例，其中，这种连接的相同部分用带撇号的附图标记来表示。然而，在这个例子中，除了复合外形的刺戳螺纹面63’以外，外螺纹元件61’还具有一复合外形的荷载螺纹面81。在图4所示的实施例中，复合外形的荷载螺纹面81也是多个面的螺纹面，它至少具有三个面83，85，87。面83，85，87与面69’，71’，73’相同，但朝向相反，并与这种连接的纵轴线75’分别形成角度δ，ε，θ。
参照图6，面89，91形成30度正角面，并作为外螺纹元件61’的荷载螺纹面，而面93，95形成30度的正角面，作为外螺纹元件61’的外螺纹刺戳螺纹面。在图6中，B1表示内螺纹齿根槽宽度，B2表示内螺纹齿根的齿宽，P1表示外螺纹齿顶的齿宽，P2表示外螺纹齿根的齿宽，B3表示内螺纹齿顶的齿宽，P3表示外螺纹齿根槽的宽度，而L1表示荷载螺纹面的长度(load flanklead)。应注意，内螺纹齿顶比外螺纹齿根宽，外螺纹齿顶比内螺纹齿根宽。由于在宽度方面，齿顶的齿宽小于齿根的齿宽，因此，螺纹齿的尺寸与传统的燕尾螺纹是相反的。一旦构成这种连接时，就会在齿根与齿顶之间形成一偏移间隙94，例如该间隙的数量级为0.01英寸，以便排出被阻挡的润滑剂。齿根和齿顶可以平行于管的轴线，也可以平行于或不平行于管的锥度线(见图6中的96)。
图2是图1中的一部分工具接头适配器连接的一个近视图，图中表示出了利用本发明的如图3表示的复合外形的刺戳螺纹面实施例的两段螺纹结构。因此，外螺纹刺戳螺纹面63具有前面所描述的复合外形。在图2所示的实施例中，螺纹结构97设置在较大的半径上，而第二段螺纹99设置在较小半径上或离这种连接的纵轴线101一定的距离处。这两段螺纹可以是圆柱形的，也可以是锥形的，并且在安装期间的组装速度也是被公认的。如果需要的话，可以用螺纹排泄槽103，105，107储存润滑剂，或把这些螺纹排泄全去掉。在图2中的109处以近视图的形式表示出了金属-金属密封区域。位于109处的金属-金属密封被设置成短的、低角度密封，它具有在约0.200与0.400英寸之间的啮合长度，优选的是约0.250英寸，锥度在1度与5度之间。短密封的目的在于，一旦构成这种连接时，就允许被阻挡的润滑剂随时排出，而不会损坏这种密封，使径向屈服或外螺纹端部112倒踏。
在111处的金属-金属密封设计成一长的低角度密封，该密封的啮合长度大约是内部密封的三倍。优选地是，这个长的低角度密封的啮合长度至少为0.400英寸，锥度在1度与5度之间。这个长密封的目的在于向图2中“C”所示的关键段提供最大的机械支撑。已经知道，在这种结构中，图中111处所示的机械支撑密封，将大大减小由于这种连接的转动和弯曲而造成的关键断面中的疲劳应力。
已经发现，在这种结构中，一旦转动地形成这种连接，被阻挡的过多的螺纹复合物的流动路径，是在111处从这种连接的外部区域通向并经过109处的这种连接的内部区域。在图6中94所示的螺纹齿根与齿顶之间的间隙有利于这种流通，而不会因阻挡的螺纹润滑剂所产生的压力而对这种连接造成结构上的损坏。
在利用单一的人字形或多个面的复合螺纹结构来进行组装期间，通常是首先与刺戳螺纹面接触。这种连接通常首先跨在刺戳螺纹面上，直到在人字形上产生一些干扰为止。该干扰一般是结构内部的干扰，或者是，在没有结构干扰情况下，干扰是由管状元件的椭圆度造成的。这种连接通常是运行自由直到发生动力啮合为止。其作用把刺戳螺纹面荷载传递到荷载螺纹面。一旦发生这种传递，荷载螺纹面啮合就作为一刚性阻挡。即使内螺纹元件齿顶和外螺纹元件齿根还没有接触，也会使该移动停止。如果施加其它扭矩，在螺纹面的接触表面上的作用力的平衡将停止，就会发生内螺纹元件的螺纹沿径向移入外螺纹槽内，并且在刺戳和荷载螺纹面之间对螺纹进行轴向挤压，阻止进一步地形成这种连接。位于螺纹齿顶和齿根之间的径向间隙的大小(图6中的94)，是由所采用的人字形或其它复合外形螺纹面的角度来确定的。通过正确地确定这些角度，就能控制这个间隙空间，而不会象一些现有技术中的楔形螺纹结构那样完全取决于螺纹宽度。
本发明具有多个优点。本发明能控制螺纹连接的轴向啮合，而无需通过螺纹本身的楔紧作用把一台肩邻接在接头上。径向啮合能通过特殊的螺纹结构来控制，其中，通过刺戳螺纹面、荷载螺纹面或它们的组合上的复合外形，对螺纹沿径向移入啮合螺纹槽内的移动进行限制。通过控制啮合螺纹之间的径向互配合，就能防止润滑剂的阻塞。荷载螺纹面和刺戳螺纹面的多个面的复合外形，在螺纹楔形啮合时产生平衡的应力。通过正确地设计多面的螺纹面的角度，能平衡由扭矩支承荷载所造成的径向应力、与由刺戳螺纹面和荷载螺纹面之间螺纹楔紧作用所造成的相反应力。从而形成应力平衡，使得当啮合螺纹的齿顶和齿根处于间隙内时不能产生径向作用力。
本发明的无台肩连接消除了在台肩接合点处的应力集中。这种无台肩连接还省去了台肩的加固作用。这种减少是刚性的使得管组件比在其它情况下能通过一个更紧的半径。本发明的楔形螺纹结构具有一低外形连接，这种连接允许管元件的内径是张开的。本发明的螺纹工具接头适配器利用金属-金属密封对外螺纹元件和内螺纹元件的螺纹区域进行密封，从而密封了内部压力和外部压力，确保把那些会使基材遭受腐蚀的所有应力密封起来并被分隔开。此外，金属-金属密封可以保护接头的内部关键段，使其不受腐蚀性流体侵蚀。保护了应力最高的区域，从而消除了传统上的缺点。
虽然上述只表示出了本发明的三种结构，但是本发明并不局限于这三种结构，在未脱离本发明的构思情况下，可以对本发明进行各种改变和变型。

Claims (29)

1、一种用于管连接的螺纹结构，具有一外螺纹元件，该外螺纹元件适于与一内螺纹元件啮合，从而形成管连接，它包括：
一外螺纹元件，该外螺纹元件具有外螺纹，外螺纹具有螺纹齿顶和螺纹齿根，这些螺纹齿顶和螺纹齿根用于与一啮合内螺纹元件啮合，该啮合内螺纹元件具有一互补的螺纹结构，外螺纹齿顶设置在外螺纹的一刺戳螺纹面和一荷载螺纹面之间；
所说的外螺纹具有一复合外形的刺戳螺纹面，该刺戳螺纹面至少由一内壁部分和一相交的外壁部分组成，该内壁部分和外壁部分一起形成双倾斜螺纹面，用于与互补的内螺纹元件的啮合刺戳螺纹面啮合，以便在外螺元件和内螺纹元件的刺戳螺纹面之间提供相互配合，这种相互配合用作对外螺纹移入内螺纹元件的互补螺纹结构内的径向移动进行限制，以便控制该管连接的径向啮合；和
其中外螺纹元件上的螺纹被螺旋地制造成一楔形。
2、根据权利要求1所述的螺纹结构，其中复合外形的刺戳螺纹面是多面的螺纹面，每个刺戳螺纹面至少具有三个面和四个半径。
3、根据权利要求1所述的螺纹结构，其中外螺纹还具有一复合外形的荷载螺纹面。
4、根据权利要求3所述的螺纹结构，其中该复合外形的荷载螺纹面是多面的螺纹面，每个刺戳螺纹面至少具有三个面和四个半径。
5、根据权利要求1所述的螺纹结构，其中外螺纹齿顶具有一个齿顶宽度，外螺纹齿根具有一个齿根宽度，螺纹齿顶的宽度小于螺纹齿根的宽度。
6、根据权利要求1所述的螺纹结构，其中外螺纹元件具有水平轴线，外螺纹齿根和齿顶平行于外螺纹元件的水平轴线。
7、根据权利要求1所述的螺纹结构，其中外螺纹元件具有一水平轴线，外螺纹齿根和齿顶不平行于外螺纹元件的水平轴线。
8、一种螺纹管连接，包括：
一个具有内螺纹的内螺纹元件和一个具有外螺纹的外螺纹元件，其中，所说的内螺纹具有刺戳螺纹面和荷载螺纹面、平的齿根和齿顶，所说的外螺纹具有刺戳螺纹面和荷载螺纹面、以及平的齿顶和齿根，所说的外螺纹用于与内螺纹元件的内螺纹啮合，以便形成管连接，螺纹在内螺纹元件上的一个方向以及在外螺纹元件的另一个方向上宽度增大，从而在形成管连接期间，螺纹的齿根、齿顶和螺纹面移动到一起；和
所说外螺纹具有一复合外形的刺戳螺纹面，它至少由一内壁部分和一相交的外壁部分组成，该内壁部分和相交的外壁部分一起形成双倾斜螺纹面，用于与互补的内螺纹元件的一啮合刺戳螺纹面相啮合，以便在外螺纹元件和内螺纹元件的刺戳螺纹面之间形成相互配合，这种相互配合用作对外螺纹移入内螺纹元件的互补螺纹结构内的径向移动进行限制，从而控制该管连接的径向啮合。
9、根据权利要求8所述的管连接，其中所说的复合外形的刺戳螺纹面是多面的螺纹面，每个刺戳螺纹面至少具有三个面和四个半径。
10、根据权利要求8所述的管连接，其中外螺纹还具有一复合外形的荷载螺纹面，用于与互补的内螺纹元件的啮合荷载螺纹面啮合。
11、根据权利要求8所述的管连接，其中复合外形的荷载螺纹面是多面的螺纹面，每个刺戳螺纹面至少具有三个面和四个半径。
12、根据权利要求8所述的管连接，其中外螺纹齿顶具有一个齿顶宽度，外螺纹齿根具有一个齿根宽度，螺纹齿顶的宽度小于齿根的宽度。
13、根据权利要求8所述的管连接，其中外螺纹元件具有一水平轴线，外螺纹齿根和齿顶平行于外螺纹元件的水平轴线。
14、根据权利要求8所述的管连接，其中外螺纹元件具有一水平轴线，外螺纹齿根和齿顶相对于外螺纹元件的水平轴线呈锥形。
15、根据权利要求8所述的管连接，其中外螺纹元件和内螺纹元件的刺戳螺纹面和荷载螺纹面的这种相互配合，在外螺纹和内螺纹的齿根和齿顶之间形成一间隙，以便允许排出任何被阻塞的螺纹润滑剂。
16、一种用于具有水平轴线的管的螺纹管连接，这种连接包括：
一内螺纹元件和一外螺纹元件，其中的内螺纹元件具有锥形的内螺纹，该内螺纹具有刺戳螺纹面和荷载螺纹面以及不平行于管的纵轴线的平的齿顶和齿根，其中的外螺纹元件具有锥形的外螺纹，该外螺纹具有刺戳螺纹面和荷载螺纹面以及不平行于管的纵轴线的平的齿顶和齿根，外螺纹元件上的外螺纹与内螺纹元件的内螺纹啮合，从而形成管连接，螺纹在内螺纹元件上的一个方向以及在外螺纹元件的另一个方向上宽度增大，从而在形成管连接期间，螺纹的齿根、齿顶和螺纹面移动到一起；和
所说外螺纹具有一复合外形的多角度的刺戳螺纹面，它至少由一内壁部分和一相交的外壁部分组成，该内壁部分和相交的外壁部分一起形成双倾斜螺纹面，用于与互补的内螺纹元件的一啮合刺戳螺纹面相啮合，以便在外螺纹元件和内螺纹元件的刺戳螺纹面之间形成相互配合，这种相互配合用作对外螺纹移入内螺纹元件的互补螺纹结构内的径向移动进行限制，从而控制管连接的径向啮合，并在外螺纹和内螺纹的齿顶和齿根之间形成一偏移间隙，以允许排出任何被阻挡的螺纹润滑剂。
17、根据权利要求16所述的螺纹连接，其中复合的多角度的刺戳螺纹面是多面的螺纹面，每个刺戳螺纹面至少具有三个面和四个半径。
18、根据权利要求16所述的螺纹连接，其中外螺纹还具有一复合的多角度的荷载螺纹面。
19、一种螺纹工具接头适配器连接，其具有被密封的应力，该适配器连接包括：
一个具有内螺纹的内螺纹元件和一个具有外螺纹的外螺纹元件，其中，所说的内螺纹具有刺戳螺纹面和荷载螺纹面、平的齿根和齿顶，所说的外螺纹具有刺戳螺纹面和荷载螺纹面、以及平的齿顶和齿根，所说的外螺纹用于与内螺纹元件的内螺纹啮合，以便形成管连接，螺纹在内螺纹元件上的一个方向以及在外螺纹元件的另一个方向上宽度增大，从而在形成管连接期间，螺纹的齿根、齿顶和螺纹面移动到一起；
所说外螺纹具有一复合外形的刺戳螺纹面，用于与互补的内螺纹元件的一配合刺戳螺纹面相啮合，以便在外螺纹元件和内螺纹元件的刺戳螺纹面之间形成相互配合，这种相互配合用作对外螺纹移入内螺纹元件的互补螺纹结构内的径向移动进行限制，从而控制管连接的径向啮合，和
一个金属-金属密封，形成于螺纹表面的相反范围上的内螺纹元件和外螺纹元件的啮合表面之间，该金属-金属密封形成一内部密封和一个相反设置的外部密封，该密封用于把该连接的螺纹表面密封起来，从而把密封表面分隔开，使密封表面不遭受腐蚀。
20、根据权利要求19所述的螺纹工具接头适配器连接，其中复合外形的刺戳螺纹面是多面的螺纹面，每个刺戳螺纹面至少具有三个面和四个半径。
21、根据权利要求20所述的螺纹工具接头适配器连接，其中外螺纹还具有一复合外形的荷载螺纹面，用于与所说的互补的内螺纹元件的一啮合荷载螺纹面啮合。
22、根据权利要求21所述的螺纹工具接头适配器连接，其中复合外形的荷载螺纹面是多面的螺纹面，每个刺戳螺纹面具有至少三个面和四个半径。
23、根据权利要求19所述的螺纹工具接头适配器连接，其中外螺纹齿顶具有一个齿顶宽度，外螺纹齿根具有一齿根宽度，其中齿顶宽度小于齿根宽度。
24、根据权利要求19所述的螺纹工具接头适配器连接，其中外螺纹元件具有一水平轴线，外螺纹齿根和齿顶平行于该外螺纹元件的水平轴线。
25、根据权利要求19所述的螺纹工具接头适配器连接，其中外螺纹元件具有一水平轴线，外螺纹齿根和齿顶相对于外螺纹元件的水平轴线呈锥形。
26、根据权利要求19所述的螺纹工具接头适配器连接，其中外螺纹和内螺纹的刺戳螺纹面和荷载螺纹面的相互配合，在外螺纹和内螺纹的齿根和齿顶之间形成一间隙，以允许排出任何被阻塞的螺纹润滑剂。
27、根据权利要求19所述的螺纹工具接头适配器连接，其中内密封是一个短的低角度密封，该内密封的啮合长度在0.200英寸与0.400英寸之间，锥度在1度至5度之间，外密封是一个长的低角度的密封，该外密封的啮合长度至少为0.400英寸，锥度在1度和5度之间。
28、根据权利要求27所述的螺纹工具接头适配器连接，其中外密封的啮合长度大于内密封的啮合长度，外密封的啮合长度与内密封的啮合长度的比大于2∶1。
29、根据权利要求27所述的螺纹工具接头适配器连接，其中外密封的啮合长度大于内密封的啮合长度，外密封的啮合长度与内密封的啮合长度的比大于2∶1。
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