ES2278217T3 - Metodo para producir una conexion tubular roscada hermetica con relacion al medio exterior. - Google Patents

Metodo para producir una conexion tubular roscada hermetica con relacion al medio exterior. Download PDF

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ES2278217T3 ES03789406T ES03789406T ES2278217T3 ES 2278217 T3 ES2278217 T3 ES 2278217T3 ES 03789406 T ES03789406 T ES 03789406T ES 03789406 T ES03789406 T ES 03789406T ES 2278217 T3 ES2278217 T3 ES 2278217T3
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Gabriel Roussie
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Abstract

Un método para producir una conexión tubular roscada que consta de un elemento tubular macho (1) que comprende una rosca macho cónica (3), un elemento tubular hembra (2) que comprende una rosca hembra cónica (4) que coopera con dicha rosca macho (3), y un anillo obturador deformable (130) para oponerse a la comunicación de fluido entre el exterior de la conexión tubular roscada y la zona de cooperación de dichas roscas, siendo introducido el anillo obturador en un primer alojamiento anular (20) i) previsto en el elemento hembra e ii) que tiene una superficie periférica (21, 22) que coopera sobre al menos una parte de su longitud axial con la superficie radialmente externa (131, 139) de dicho anillo obturador para comprimir radialmente el último y establecer un contacto herméticamente cerrado entre dichas superficies radialmente externa (139) e interna (132) del anillo obturador, por una parte, y dicha superficie periférica (21, 22) del primer alojamiento (20) del elemento hembra y la superficie enfrentada (52) del elemento macho (1), por otra, en que el extremo libre del elemento macho (1) es aplicado en el elemento hembra (2) y la rosca macho es montada dentro de la rosca hembra, caracterizado porque el primer alojamiento tiene forma de un ensanchamiento del ánima axial del elemento hembra que se extiende axialmente desde el extremo libre del elemento hembra (14) hasta un resalto (25) opuesto a dicho extremo libre.

Description

Método para producir una conexión tubular roscada hermética con relación al medio exterior.
La invención se refiere a un método para producir una conexión tubular roscada que consta de un elemento tubular macho que comprende una rosca macho cónica, un elemento tubular hembra que comprende una rosca hembra cónica que coopera con dicha rosca macho, y un anillo obturador deformable interpuesto entre los elementos macho y hembra para oponerse a la comunicación de fluido entre el exterior de la conexión tubular roscada y la zona de cooperación de dichas roscas.
Dichas conexiones tubulares roscadas son conocidas por ejemplo por el documento US 2002/158469, en el que se basa la reivindicación 1, en que el elemento macho está formado en el extremo de un tubo de gran longitud y el elemento hembra está formado en el extremo de otro tubo de gran longitud o un componente tubular más corto tal como una conexión a manera de manguito llamada "acoplamiento", permitiendo dichas conexiones que se ensamble una pluralidad de tubos extremo con extremo para formar una sarta, en particular para un pozo petrolífero, en que dicha sarta sirve para la explotación de hidrocarburos (sarta de tubería) o para soportar la tierra (sarta de revestimiento).
Hace mucho tiempo, American Petroleum Institute introdujo especificaciones API 5B y 5CT para tales conexiones roscadas con roscas cónicas de configuración triangular redondeada o de configuración trapezoidal. Sin embargo, tales conexiones son selladas solamente a fuerza de grasa cargada con partículas sólidas que llenan los espacios helicoidales entre las roscas macho y hembra.
Se han hecho propuestas para mejorar las características del cierre hermético de dichas conexiones, proporcionando superficies de sellado metálicas en los elementos macho y hembra que están sometidas a presión de contacto mutuo debido a la interferencia radial, o por medio de anillos obturadores formados de materiales deformables tales como politetrafluoroetileno, o usando una combinación de estos medios. El documento GB-A-880283 describe un cierre hermético en el que se basan las reivindicaciones 24 y 25.
El documento EP 0 488 912 A describe una conexión roscada con una superficie de sellado metálica troncocónica dispuesta en el extremo del elemento roscado macho y una superficie de sellado metálica correspondiente prevista en el elemento roscado hembra. Esa conexión roscada proporciona un cierre hermético excelente contra los fluidos que circulan por el exterior y por el interior de la conexión. Sin embargo, puede infiltrarse fluido desde el exterior sobre toda o una parte de las roscas, produciendo riesgo de corrosión de las últimas cuando el fluido es
corrosivo.
Las mismas ventajas y desventajas son presentadas por la conexión roscada del documento DE 4.317.591 A, que tiene un anillo obturador deformable expuesto en una ranura anular del elemento roscado hembra e introducido a presión dentro de las roscas macho en la proximidad del extremo libre del elemento macho.
Dicha infiltración desde el medio externo es un problema particular cuando las conexiones roscadas están en tubos ascendentes dispuestos entre el fondo del mar y una plataforma situada fuera de la costa para aislar del agua de mar las sartas de producción en campos petrolíferos submarinos, ya que el agua de mar puede producir una corrosión grave en los espacios altamente confinados entre las roscas macho y hembra.
El documento US 5 687 999 A describe una conexión roscada con roscas cónicas que tienen superficies metálicas de sellado en dos extremos longitudinales de las roscas, y que, por tanto, deberán estar libres de las desventajas mencionadas en lo que antecede. Sin embargo, el esfuerzo cíclico a que son sometidas las sartas submarinas debido a las corrientes submarinas tiende a iniciar grietas en las superficies de sellado por deslizamiento mutuo de las superficies macho y hembra. Naturalmente, puede contemplarse impedir dicho deslizamiento colocando los extremos libres de los elementos roscados en apoyo axial a tope, pero esto daría por resultado un aumento en el grosor de los tubos al menos en sus extremos y, como resultado, aumentaría su precio.
El objeto de la invención es eliminar las anteriores desventajas y, como resultado, producir una conexión tubular roscada que es particularmente adecuada para tubos ascendentes sometidos a esfuerzos cíclicos y a microdeformaciones.
Más particularmente, el objeto de la invención es proporcionar una conexión tubular roscada, los elementos macho y hembra de la cual están muy próximos a aquéllos que se usan actualmente para sartas de revestimiento, en particular con respecto a su grosor y que, por consiguiente, son baratos de producir, y que pueden aislar eficazmente la zona roscada de la conexión respecto del ambiente externo, y más particularmente del agua de mar.
Deberá ser posible también producir la conexión tubular roscada de la invención directamente en el extremo de los tubos de gran longitud (conexión enteriza) y entre un tubo y un acoplamiento previsto para conectar dos tubos de gran longitud (conexión acoplada).
La invención se refiere también a un método del tipo definido en la introducción, y prevé que:
el anillo obturador sea introducido en un primer alojamiento anular (20)
i)
previsto en el elemento hembra e
ii)
que tiene una superficie periférica (21, 22) que coopera sobre al menos una parte de su longitud axial con la superficie radialmente externa (131, 139) de dicho anillo obturador para comprimir radialmente el último y establecer un contacto herméticamente cerrado entre dichas superficies radialmente externa (139) e interna (132) del anillo obturador, por una parte, y dicha superficie periférica (21, 22) del primer alojamiento (20) del elemento hembra y la superficie enfrentada (52) del elemento macho (1), por otra,
en que el extremo libre del elemento macho (1) es acoplado en el elemento hembra (2) y la rosca macho es atornillada en la rosca hembra, en que el primer alojamiento tiene forma de un ensanchamiento del ánima axial del elemento hembra que se extiende axialmente desde el extremo libre del elemento hembra (14) hasta un resalto (25) opuesto a dicho extremo libre, y en que:
\bullet
el anillo obturador es colocado alrededor del elemento macho (1) más allá de su rosca (3) con respecto a su extremo libre (7), comprendiendo el anillo obturador (130) un cuerpo y un labio de retención (143) con un grosor radial que es menor que el del cuerpo, extendiéndose axialmente hacia la rosca (3) desde un resalto (144) que define el cuerpo y teniendo una zona adelgazada (145) en la proximidad del cuerpo, estando dicha zona adelgazada (145) en contacto con un nervio anular (53) previsto como saliente radial en el elemento macho; y
\bullet
durante el montaje el anillo obturador es introducido progresivamente en dicho primer alojamiento anular (20), siendo empujado luego el cuerpo (146) a lo largo del elemento macho por el resalto (25) de dicho primer alojamiento (20) del elemento hembra (2), después del apoyo mutuo a tope de los dos resaltos (25, 144), y entrando el nervio anular (53) del elemento macho (1) en contacto con el labio de retención (143) al final del montaje más allá de la zona adelgazada (145), para hacer que el labio de retención penetre en un segundo alojamiento anular (18) formado en el elemento hembra (2) a una distancia axial respecto del primer alojamiento (20) para asegurar la retención axial del anillo obturador por el elemento hembra.
Los términos "cierre hermético" y "contacto de sellado" tal como se utilizan en esta memoria se refieren a medidas que no están necesariamente previstas para impedir completamente el acceso de fluido en contacto con las roscas, sino para limitar al menos dicho acceso a fin de impedir prácticamente la renovación del fluido y, como resultado, impedir cualquier corrosión sustancial.
La conexión de la invención tiene la ventaja de permitir una instalación sencilla del anillo obturador, ya que una vez que ha sido colocado en el nervio del elemento macho sin necesidad de calentamiento, es suficiente atornillar el elemento macho en el elemento hembra para introducir el anillo en los alojamientos anulares del elemento hembra.
Se relacionan a continuación características opcionales de la invención que son complementarias o sustitutivas:
\bullet
el anillo obturador está formado de un material seleccionado de materiales sintéticos, metales maleables y materiales compuestos;
\bullet
el anillo obturador está formado de un material que tiene un bajo coeficiente de fricción con el material del elemento macho;
\bullet
el anillo obturador es formado de politetrafluoroetileno con carga o sin carga;
\bullet
al final del montaje, el nervio anular del elemento macho lleva el labio de retención a contacto con el flanco del segundo alojamiento anular del elemento hembra dispuesto en el lado del resalto del primer alojamiento;
\bullet
enfrente del extremo libre del elemento macho, la rosca macho comprende una parte de desvanecimiento en la que la altura radial de la rosca se reduce en general desde un valor nominal hasta un valor de cero;
\bullet
dicha superficie periférica del primer alojamiento comprende una superficie sustancialmente cilíndrica junto a su resalto con un diámetro que es sustancialmente igual al de una superficie externa sustancialmente cilíndrica del cuerpo;
\bullet
dicha superficie periférica del primer alojamiento comprende una superficie abocardada junto al extremo libre del elemento hembra;
\bullet
el elemento macho tiene una superficie de apoyo axial cerca de su extremo libre, cuya superficie puede cooperar con una superficie de apoyo axial del elemento hembra para limitar el montaje;
\bullet
dicha zona adelgazada está definida por una ranura anular formada desde la superficie interna radial del anillo obturador y que puede recibir dicho nervio anular del elemento macho para mantener el anillo obturador en posición después de colocarlo sobre el elemento macho;
\bullet
antes del ensamblaje, dicha cara radialmente interna del anillo obturador tiene un diámetro sustancialmente constante, a excepción de dicha ranura anular;
\bullet
dicho nervio anular está definido por dos ranuras anulares con superficies inferiores que están mecanizadas para ser sustancialmente cilíndricas y del mismo diámetro a fin de cooperar con dicha cara radialmente interna;
\bullet
la ranura anular que define dicho nervio anular que está enfrente del extremo libre del elemento macho tiene un flanco enfrente de dicho nervio que está ligeramente inclinado con respecto al eje de la conexión, que al final del montaje entra en contacto con la superficie radialmente interna del anillo obturador para reforzar la compresión del citado en último lugar y el cierre hermético de la conexión;
\bullet
el cuerpo es macizo y está conectado a una cabeza con un grosor radial que es mayor que el del cuerpo, extendiéndose axialmente desde el cuerpo enfrente del labio de retención y teniendo un rebajo dispuesto entre sus superficies radialmente externa e interna;
\bullet
la compresión radial del anillo obturador incluye compresión radial de la cabeza y su rebajo;
\bullet
dicho rebajo tiene forma de una ranura anular que separa radialmente la cabeza en dos partes respectivamente adyacentes a las superficies radialmente externa y radialmente interna;
\bullet
la parte de la cabeza adyacente a la superficie radialmente externa se apoya en la superficie sustancialmente cilíndrica del primer alojamiento cuando se completa el montaje;
\bullet
dicha ranura anular tiene un perfil en forma de V;
\bullet
dicha superficie externa de la cabeza se abocarda gradualmente desde una superficie sustancialmente cilíndrica del cuerpo hasta el extremo libre de la cabeza;
\bullet
los alojamientos primero y segundo del elemento hembra definen juntos un saliente anular con un diámetro mínimo que es sustancialmente igual al diámetro externo máximo del labio de retención a fin de solapar al último durante el atornillamiento;
\bullet
cuando comienza la compresión de la cabeza, dicho saliente anular está dispuesto más allá del nervio anular del elemento macho en el lado del extremo libre del elemento macho;
\bullet
dicho saliente anular está dispuesto en alineación con el nervio anular del elemento macho cuando los dos resaltos llegan a apoyarse mutuamente;
\bullet
el segundo alojamiento anular del elemento hembra tiene forma de una ranura en un flanco de la cual se abre la rosca hembra.
La invención se refiere también a un anillo obturador deformable y a un conjunto para su uso en el método como se define en lo que antecede, así como también a una conexión tubular roscada obtenida mediante el método.
El anillo de la invención comprende un cuerpo macizo (146), un labio de retención (143) con un grosor radial que es menor que el del cuerpo, extendiéndose axialmente desde un resalto (144) que define el cuerpo y teniendo una zona adelgazada en la proximidad del cuerpo que está definida por una ranura anular (145) formada en la superficie interna radial (132) del anillo obturador (130), dicho anillo obturador (130) comprende además una cabeza (136, 137) conectada al cuerpo (146), que se extiende axialmente desde el cuerpo enfrente del labio de retención y que tiene un grosor radial que es mayor que el del cuerpo con un rebajo (135) dispuesto entre sus superficies radialmente externa (139) e interna (132).
El conjunto de la invención comprende:
\bullet
un anillo obturador deformable que comprende un cuerpo y un labio de retención con un grosor radial que es menor que el del cuerpo, que se extiende axialmente desde un resalto que define el cuerpo y que tiene una zona adelgazada en la proximidad del cuerpo;
\bullet
un elemento tubular macho que comprende una rosca macho cónica y un nervio anular que sobresale radialmente más allá de dicha rosca con respecto a su extremo libre;
\bullet
un elemento tubular hembra que comprende una rosca hembra cónica que puede cooperar con la rosca macho, un primer alojamiento anular previsto en el elemento hembra en forma de un ensanchamiento de su ánima axial, que se extiende axialmente desde su extremo libre hasta un resalto y que tiene una superficie periférica junto a dicho resalto, y un segundo alojamiento anular dispuesto a una distancia axial respecto del primer alojamiento.
La conexión de la invención comprende un elemento tubular macho que incluye una rosca macho cónica, un elemento tubular hembra que comprende una rosca hembra cónica que coopera con la rosca macho, y un anillo obturador deformable interpuesto entre los elementos macho y hembra para oponerse a la comunicación de fluido entre el exterior de la conexión tubular roscada y la zona de cooperación de dichas roscas, estando situado el anillo obturador axialmente entre dichas roscas y el extremo libre del elemento hembra y comprendiendo un cuerpo y un labio de retención con un grosor radial que es menor que el del cuerpo, que se extiende axialmente hacia dichas roscas desde un resalto que define al cuerpo y que tiene una zona adelgazada en la proximidad del cuerpo, estando alojado el cuerpo en un primer alojamiento previsto en el elemento hembra en forma de un ensanchamiento de su ánima axial, que se extiende axialmente desde su extremo libre hasta un resalto y que tiene una superficie periférica junto a dicho resalto, que está en contacto con el anillo obturador para compresión radial del mismo, un nervio anular que sobresale radialmente dispuesto en el elemento macho que está en contacto con el labio de retención más allá de dicha zona adelgazada para hacer que el labio de retención penetre en un segundo alojamiento anular formado en el elemento hembra a una distancia axial del primer alojamiento para asegurar la retención axial del anillo obturador por el elemento hembra.
Otras características y ventajas de la invención resultarán evidentes de la siguiente descripción hecha con referencia a los dibujos que se acompañan.
La figura 1 es una semivista en sección transversal de un elemento tubular macho previsto para formar parte de una conexión tubular roscada de la invención.
La figura 2 es una semivista en sección transversal de un elemento tubular hembra previsto para ser asociado con el elemento macho de la figura 1 para formar la conexión tubular roscada de la invención.
La figura 3 es una semivista en sección transversal de un anillo obturador previsto para proporcionar el cierre hermético externo de la conexión tubular roscada de la invención después de montar los elementos de las figuras 1 y 2.
Las figuras 4 a 7 son semivistas en sección transversal que ilustran diferentes fases del montaje de la conexión.
Los dibujos contienen los elementos esenciales de las características. Por tanto, no sólo sirven para proporcionar un mejor entendimiento de la descripción, sino que contribuyen también a definir la invención, si es necesario.
El elemento roscado macho o espiga de la figura 1 está formado en el extremo de un tubo de gran longitud 101, es decir, un tubo de varios metros de longitud. Comprende una rosca macho cónica continua 3 que tiene forma trapezoidal. Sobre una parte 11 de su longitud, la rosca 3 tiene formadas roscas perfectas que tienen una altura de rosca constante igual a un valor nominal entre una envolvente de raíces de rosca 15 y una envolvente de crestas de rosca 16, siendo ambas troncocónicas. Sobre la parte restante de la rosca, las roscas son imperfectas o terminan con una envolvente de raíces de rosca troncocónica que se extiende por el de las roscas perfectas y una envolvente de crestas de rosca constituída por la superficie periférica externa cilíndrica 19 del tubo 101.
El elemento 1 comprende un labio macho 9 que se extiende entre el extremo libre 7 y la rosca 3. El extremo libre puede estar definido por una superficie plana perpendicular al eje de la rosca. Preferiblemente, como se muestra, está definido por una superficie troncocónica cóncava 7, el semiángulo de vértice de la cual es de 75º por ejemplo. Esta superficie actúa de apoyo axial durante el montaje del elemento macho dentro del elemento hembra y sus efectos se han descrito con más detalle en el documento EP 0 488 912 A.
La superficie extrema 7 está conectada a una superficie de sellado troncocónica 5, como se describe también en el documento EP 0 488 912 A.
Más allá de la rosca 3 con respecto a su extremo libre 7, el elemento 1 tiene dos ranuras sucesivas 51 y 52 obtenidas por mecanizado, que incluyen superficies inferiores cilíndricas con el mismo diámetro. La parte no mecanizada que queda entre las dos ranuras 51 y 52 forma un saliente anular entre (nervio) 53. La forma del saliente está diseñada para no causar efectos perjudiciales de fatiga. Una superficie cónica 54 inclinada en aproximadamente 5º asegura la conexión entre la parte inferior cilíndrica de la ranura 52 a la que está conectada a través de un radio de reborde y la superficie cilíndrica externa 19. En el extremo de la rosca 13, el diámetro de las raíces de rosca es mayor que la parte inferior de la ranura 51, lo que significa que la ranura sirve no sólo de asiento para el cierre hermético elástico sino también de ranura para aliviar esfuerzos en las roscas.
El elemento roscado hembra 2 o caja mostrado en la figura 2 está formado en el extremo de un tubo corto o manguito 102 llamado "acoplamiento" que permite un ensamblaje conocido como "roscado y acoplado" de dos tubos de gran longitud tal como 101, estando montados respectivamente sus elementos roscados macho en dos elementos hembra formados en los dos extremos del acoplamiento. En una variación, el elemento roscado hembra puede estar formado en el extremo de un tubo de gran longitud para permitir que sea acoplado al tubo 101, formando entonces los elementos 1 y 2 una conexión roscada enteriza.
El elemento 2, tal como se muestra, comprende una rosca cónica hembra continua 4 con roscas trapezoidales formadas exclusivamente por roscas perfectas.
Las características geométricas de las roscas 3 y 4 están diseñadas para permitir que cooperen.
El elemento 2 tiene un labio hembra 10 que se extiende más allá de la rosca 4 hasta su extremo libre definido por una cara plana 14 perpendicular al eje del tubo 102. En una región intermedia de su longitud, el labio 10 tiene una superficie cilíndrica interna 16 con una longitud axial corta y con un diámetro que es mayor que el diámetro de la superficie 19 del tubo 101. En cualquier lado de la superficie 16, el labio está ahuecado hacia afuera internamente para formar una ranura anular 18 en el lado de la rosca 4, y un alojamiento 20 en el lado del extremo libre 14, que están previstos para recibir partes respectivas del anillo obturador. La rosca 4 se abre dentro de la ranura 18 permitiendo que se desaplique la herramienta usada para producir la rosca. El alojamiento 20 tiene una superficie cilíndrica 22 con su eje de revolución idéntico al eje longitudinal del elemento 2 y una superficie plana 25 perpendicular al eje y adyacente a la superficie 16. El alojamiento 20 se abre en el extremo 14 del elemento 2 a través de una parte achaflanada 21 prevista para facilitar la introducción del elemento macho 1 y del anillo dentro del elemento hembra 2.
Más allá de la rosca 4 con respecto al extremo libre 14, el elemento hembra 2 tiene una superficie de apoyo troncocónica 8 que puede cooperar con la superficie 7 del elemento macho y una superficie de sellado troncocónica 6 que puede cooperar con la superficie de sellado 5 del elemento macho.
El anillo obturador 130 mostrado en la figura 3 está formado de un material de sellado deformable elástico, preferiblemente con un bajo coeficiente de fricción, por ejemplo, de politetrafluoroetileno, politetrafluoroetileno reforzado con fibras de vidrio, poliamida o un metal blando tal como cobre.
El anillo 130 tiene forma toroidal de revolución axialmente subdividido en tres partes, a saber una cabeza 136, 137, un cuerpo 146 y un labio de retención 143.
La cabeza está separada en dos labios 136 y 137 a través de una ranura anular 135 con un perfil en V formado en una cara extrema 133 del anillo. El labio 136 está limitado radialmente hacia afuera por una superficie troncocónica 139, el diámetro de la cual disminuye desde la cara 133 hacia el cuerpo, y que conecta con su superficie cilíndrica externa 131. En contraposición a la cabeza, el cuerpo 146 es macizo, es decir, no incluye ningún rebajo. El labio de retención 143 se extiende axialmente hasta la superficie extrema 134 enfrente de la cara 133 y tiene una superficie cilíndrica externa 147 con un diámetro que es menor que el de la superficie 131 y que está conectado a la misma a través de un resalto plano 144. El anillo 130 está limitado radialmente hacia adentro por una superficie cilíndrica 132 que se extiende desde la cara 133 hasta la cara 134 y está interrumpida solamente por una ranura 145 formada en el labio de retención 143 en la proximidad del cuerpo 146, y que tiene una configuración que se adapta para recibir el saliente (nervio) 53 en el elemento macho.
En el modo de ensamblaje mostrado en las figuras 4 a 7, el anillo obturador 134 se instala inicialmente a temperatura ambiente en la parte inferior cilíndrica de las ranuras 51 y 52 del elemento macho 1, dispuesto a caballo en el nervio 53. Su flexibilidad diseñada permite que pase sobre las roscas.
La forma de la ranura 145, que está adaptada al nervio 53 del elemento macho, hace posible que el anillo obturador 134 sea retenido en el elemento macho contra traslación cuando se inicia su atornillamiento dentro del elemento hembra. El cuerpo 146 y el labio 143 son solapados entonces por las respectivas superficies cilíndricas 22 y 16 del elemento hembra sin esfuerzos (figuras 4 y 5), lo que tiene el efecto de retener radialmente el anillo 130 cuando se somete a esfuerzos.
La retención axial del anillo en el elemento macho permite entonces que la cabeza penetre en el alojamiento 20, que necesita más esfuerzo para deformar el labio 136 con contracción de la ranura (rebajo) 135. El anillo deja de penetrar en el alojamiento 20 cuando la superficie 25 del alojamiento 20 se apoya a tope contra el resalto 144 del anillo, estando situados la ranura 145 y el nervio 53 mirando hacia la superficie 16 (figura 6).
El anillo avanza entonces a lo largo del elemento macho 1 al tiempo que la parte trasera del labio 143 es elevada por el nervio 53 del elemento macho 1 y penetra en la ranura 18 del elemento hembra 2 que forma así un alojamiento para dicha parte trasera. Cuando se completa el montaje, esta parte trasera está axialmente pinzada entre el nervio 53 y el flanco de la ranura 18 junto a la superficie 16, cuyo pinzamiento, junto con la cooperación entre los resaltos 25 y 144, inmoviliza axialmente el anillo 130 con respecto a los elementos 1 y 2. Al mismo tiempo, el labio 137 es elevado por la superficie troncocónica 54 acentuando la compresión de la cabeza del anillo y mejorando el cierre hermético a bajas presiones. El rebajo 135 asegura también una junta a altas presiones externas de 150 a 400 bares, por ejemplo, aumentando la componente radial de las fuerzas ejercidas por la presión externa sobre los flancos del rebajo en V 135 la presión de contacto resultante de la interferencia radial de los labios 136, 137 entre la superficie 22 del alojamiento hembra y la superficie macho 54.

Claims (26)

1. Un método para producir una conexión tubular roscada que consta de un elemento tubular macho (1) que comprende una rosca macho cónica (3), un elemento tubular hembra (2) que comprende una rosca hembra cónica (4) que coopera con dicha rosca macho (3), y un anillo obturador deformable (130) para oponerse a la comunicación de fluido entre el exterior de la conexión tubular roscada y la zona de cooperación de dichas roscas, siendo introducido el anillo obturador en un primer alojamiento anular (20)
i)
previsto en el elemento hembra e
ii)
que tiene una superficie periférica (21, 22) que coopera sobre al menos una parte de su longitud axial con la superficie radialmente externa (131, 139) de dicho anillo obturador para comprimir radialmente el último y establecer un contacto herméticamente cerrado entre dichas superficies radialmente externa (139) e interna (132) del anillo obturador, por una parte, y dicha superficie periférica (21, 22) del primer alojamiento (20) del elemento hembra y la superficie enfrentada (52) del elemento macho (1), por otra,
en que el extremo libre del elemento macho (1) es aplicado en el elemento hembra (2) y la rosca macho es montada dentro de la rosca hembra, caracterizado porque el primer alojamiento tiene forma de un ensanchamiento del ánima axial del elemento hembra que se extiende axialmente desde el extremo libre del elemento hembra (14) hasta un resalto (25) opuesto a dicho extremo libre, y porque:
\bullet
el anillo obturador es colocado alrededor del elemento macho (1) más allá de su rosca (3) con respecto a su extremo libre (7), comprendiendo el anillo obturador (130) un cuerpo y un labio de retención (143) con un grosor radial que es menor que el del cuerpo, extendiéndose axialmente hacia la rosca (3) desde un resalto (144) que define el cuerpo y teniendo una zona adelgazada (145) en la proximidad del cuerpo, estando dicha zona adelgazada (145) en contacto con un nervio anular (53) previsto como un saliente radial en el elemento macho; y
\bullet
durante el montaje el anillo obturador es introducido progresivamente en dicho primer alojamiento anular (20), siendo empujado luego el cuerpo (146) a lo largo del elemento macho por el resalto (25) de dicho primer alojamiento (20) del elemento hembra (2), después del apoyo mutuo a tope de los dos resaltos (25, 144), y entrando el nervio anular (53) del elemento macho (1) en contacto con el labio de retención (143) al final del montaje más allá de la zona adelgazada (145), para hacer que el labio de retención penetre en un segundo alojamiento anular (18) formado en el elemento hembra (2) a una distancia axial respecto del primer alojamiento (20) para asegurar la retención axial del anillo obturador por el elemento hembra.
2. Un método según la reivindicación 1, en el que el anillo obturador está formado de un material seleccionado de materiales sintéticos, metales maleables y materiales compuestos.
3. Un método según la reivindicación 1 o la reivindicación 2, en el que el anillo obturador está formado de un material con un bajo coeficiente de fricción con el material del elemento macho.
4. Un método según una de las reivindicaciones anteriores, en el que el anillo obturador está formado de politetrafluoroetileno con carga o sin carga.
5. Un método según una de las reivindicaciones precedentes, en el que al final del montaje, el nervio anular (53) del elemento macho (1) lleva al labio de retención (143) a contacto con el flanco del segundo alojamiento anular (18) del elemento hembra (2) dispuesto en el lado del resalto (25) del primer alojamiento (20).
6. Un método según una de las reivindicaciones precedentes, en el que enfrente del extremo libre (7) del elemento macho, la rosca macho comprende roscas de desvanecimiento (13), la altura radial de las cuales se reduce generalmente desde un valor nominal hasta un valor de cero.
7. Un método según una de las reivindicaciones precedentes, en el que dicha superficie periférica (21, 22) del primer alojamiento (20) comprende una superficie sustancialmente cilíndrica (22) adyacente a su resalto (25) con un diámetro que es sustancialmente igual al de una superficie externa sustancialmente cilíndrica (131) del cuerpo.
8. Un método según una de las reivindicaciones precedentes, en el que dicha superficie periférica (21, 22) del primer alojamiento (20) comprende una superficie abocardada (21) adyacente al extremo libre (14) del elemento hembra.
9. Un método según una de las reivindicaciones precedentes, en el que el elemento macho (1) tiene una superficie de apoyo axial (7) cerca de su extremo libre, cuya superficie puede cooperar con una superficie de apoyo axial (8) del elemento hembra (2) para limitar el montaje.
10. Un método según una de las reivindicaciones precedentes, en el que dicha zona adelgazada está definida por una ranura anular (145) formada en la superficie radial interna (132) del anillo obturador (130) y que puede recibir dicho nervio anular (53) del elemento macho para mantener el anillo obturador (130) en posición después de colocarlo en el elemento macho.
11. Un método según la reivindicación 10, en el que antes del ensamblaje dicha cara radialmente interna (132) del anillo obturador (130) tiene un diámetro sustancialmente constante a excepción de dicha ranura anular (145).
12. Un método según la reivindicación 11, dependiendo de la reivindicación 10, en el que dicho nervio anular (53) está definido por dos ranuras anulares (51, 52) con superficies inferiores que están mecanizadas de manera que son sustancialmente cilíndricas y del mismo diámetro para cooperar con dicha cara radialmente interna (132).
13. Un método según la reivindicación 12, en el que la ranura anular (52) que define dicho nervio anular (53) que está enfrente del extremo libre (7) del elemento macho tiene un flanco (54) enfrente de dicho nervio (53) que está ligeramente inclinado con respecto al eje de la conexión que a final del montaje entra en contacto con la superficie radialmente interna (132) del anillo obturador para reforzar la compresión del último y el cierre hermético de la conexión.
14. Un método según una de las reivindicaciones precedentes, en el que el cuerpo (146) es macizo y está conectado a una cabeza (136, 137) con un grosor radial que es mayor que el del cuerpo, extendiéndose axialmente desde el cuerpo enfrente del labio de retención y teniendo un rebajo (135) dispuesto entre sus superficies radialmente externa (139) e interna (132).
15. Un método según la reivindicación 14, en el que la compresión radial del anillo obturador incluye compresión radial de la cabeza (136, 137) y su rebajo (135).
16. Un método según la reivindicación 14 o la reivindicación 15, en el que dicho rebajo tiene forma de una ranura anular (135) que separa radialmente la cabeza en dos partes (136, 137) respectivamente adyacentes a las superficies radialmente externa (139) y radialmente interna (132).
17. Un método según la reivindicación 16, dependiendo de la reivindicación 7, en el que la parte (136) de la cabeza adyacente a la superficie radialmente externa (139) se apoya en la superficie sustancialmente cilíndrica (22) del primer alojamiento cuando se completa el montaje.
18. Un método según la reivindicación 16 o la reivindicación 17, en el que dicha ranura anular (135) tiene un perfil en V.
19. Un método según una de las reivindicaciones 14 a 18, en el que dicha superficie externa (139) de la cabeza se abocarda gradualmente desde una superficie sustancialmente cilíndrica (131) del cuerpo hasta el extremo libre de la cabeza (136, 137).
20. Un método según una de las reivindicaciones precedentes, en el que los alojamientos primero y segundo (20, 18) del elemento hembra (2) definen juntos un saliente anular (16) con un diámetro mínimo que es sustancialmente igual al diámetro externo máximo del labio de retención para solapar al último durante el montaje.
21. Un método según la reivindicación 20, en el que cuando comienza la compresión del anillo obturador (130), dicho saliente anular (16) es dispuesto más allá del nervio anular (53) en el elemento macho (1) en el lado del extremo libre (7) del elemento macho.
22. Un método según la reivindicación 20 o la reivindicación 21, en el que dicho saliente anular (16) es dispuesto en alineación con el nervio anular (53) del elemento macho (1) cuando los dos resaltos (25, 144) llegan a poyarse mutuamente.
23. Un método según una de las reivindicaciones precedentes, en el que el segundo alojamiento anular del elemento hembra (2) tiene forma de una ranura (18) en un flanco de la cual se abre la rosca hembra (4).
24. Un anillo obturador deformable (130) para su uso en el método de acuerdo con una de las reivindicaciones precedentes, que comprende un cuerpo macizo (146), un labio de retención (143) con un grosor radial que es menor que el del cuerpo, que se extiende axialmente desde un resalto (144) que define el cuerpo y que tiene una zona adelgazada en la proximidad del cuerpo que está definida por una ranura anular (145) formada en la superficie interna radial (132) del anillo obturador (130), dicho anillo obturador (150) comprende además una cabeza (136, 137) conectada al cuerpo (146), que se extiende axialmente desde el cuerpo enfrente del labio de retención y que tiene un grosor radial que es mayor que el del cuerpo, caracterizado porque dicha cabeza (136, 137) tiene un rebajo (135) dispuesto entre sus superficies parcialmente externa (139) e interna (132).
25. Un conjunto para su uso en el método según una de las reivindicaciones 1 a 23, que comprende:
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un anillo obturador deformable (130) que comprende un cuerpo (146) y un labio de retención (143) con un grosor radial que es menor que el del cuerpo, que se extiende axialmente desde un resalto (144) que define el cuerpo y que tiene una zona adelgazada en la proximidad del cuerpo;
\bullet
un elemento tubular macho (1) que comprende una rosca macho cónica (3) y un nervio anular que sobresale radialmente (53) más allá de dicha rosca (3) con respecto a su extremo libre (7); y
\bullet
un elemento tubular hembra que comprende una rosca hembra cónica (4) que puede cooperar con la rosca macho (3), un primer alojamiento anular (20) previsto en el elemento hembra en forma de un ensanchamiento de su ánima axial, que se extiende axialmente desde su extremo libre (14) hasta un resalto (25) y que tiene una superficie periférica (22) adyacente a dicho resalto (25), y un segundo alojamiento anular (18) dispuesto a una distancia axial respecto del primer alojamiento (20).
26. Una conexión tubular roscada obtenida por el método de una de las reivindicaciones 1 a 23, que comprende un elemento tubular macho (1) que incluye una rosca macho cónica (3), un elemento tubular hembra (2) que comprende una rosca hembra cónica (4)que coopera con la rosca macho (3), y un anillo obturador deformable (130) interpuesto entre los elementos macho y hembra para oponerse a la comunicación de fluido entre el exterior de la conexión tubular roscada y la zona de cooperación de dichas roscas, estando situado el anillo obturador (130) axialmente entre dichas roscas y el extremo libre del elemento hembra (2) y comprendiendo un cuerpo (146) y un labio de retención (143) con un grosor radial que es menor que el del cuerpo, que se extiende axialmente hacia dichas roscas (3, 4) desde un resalto (144) que define al cuerpo y que tiene una zona adelgazada (145) en la proximidad del cuerpo, estando alojado el cuerpo en un primer alojamiento (20) previsto en el elemento hembra en forma de un ensanchamiento de su ánima axial, que se extiende axialmente desde su extremo libre (14) hasta un resalto (25) y que tiene una superficie periférica (22) junto a dicho resalto (25), que está en contacto con el anillo obturador para compresión radial del mismo, un nervio anular que sobresale radialmente (53) dispuesto en el elemento macho que está en contacto con el labio de retención (143) más allá de dicha zona adelgazada (145) para hacer que el labio de retención penetre en un segundo alojamiento anular (18) formado en el elemento hembra (2) a cierta distancia axial del primer alojamiento (20) para asegurar la retención axial del anillo obturador por el elemento hembra.
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