MX2008016126A - Rosca acuñada con sello de metal de gran angulo. - Google Patents

Abstract

Una conexión roscada incluye un miembro de pasador que proporciona una única rosca externa que comprende una primera porción externa y una segunda porción externa, un miembro de caja que proporciona una única rosca interna que comprende una primera porción interna y una segunda porción interna, y un sello radial de metal con metal para sellar entre el miembro de pasador y el miembro de caja, en donde las primera y segundas porciones internas corresponden de manera roscable con las primera y segunda porciones externas, y en donde las primeras porciones interna y externa se caracterizan por una primera proporción de acuñado y las segundas porciones interna y externa se caracterizan por una segunda proporción de acuñado, en donde la primera proporción de acuñado es menor que la segunda proporción de acuñado.

Description

ROSCA ACU ÑADA CON SELLO DE M ETAL DE GRAN ANGULO Antecedentes de la Invención Campo de la Invención La presente invención se refiere en general a com ponentes de conexiones tubulares con rosca acuñada . Más particularmente, la presente invención se refiere a com ponentes de conexiones tubulares con rosca acuñada q ue incorporan un sello metal con metal entre los mismos. Aún más en particular, la presente invención se refiere a conexiones tubu lares con rosca acuñada en un único paso de porciones múlti ples q ue incorporan sellos metal con metal de gran ángulo. Antecedentes de la Técnica Frecuentemente se utilizan conexiones para tuberías, forros, y otros artículos tubulares para perforar, completar, y hacer prod ucir pozos. Por ejemplo, se pueden colocar conexiones de revestimiento en un pozo para estabilizar y proteger una formación contra las altas presiones del pozo ( por ejemplo, presiones en el pozo que superan a la presión de la formación) que de otra manera podrían dañar a la formación . Las conexiones de revestimiento son secciones de tubo ( por ejemplo, de acero o titanio), q ue se pueden acoplar de una manera extremo con extremo mediante conexiones roscadas, conexiones soldadas, o cualesquiera otros mecanismos de conexión conocidos en la técnica. Como tales, las conexiones usualmente se diseñan de tal manera que se forme por lo menos un sello entre un interior de las conexiones de revesti m iento acopladas y el anillo formado entre las paredes exteriores de las conexiones de revestimiento y las paredes interiores del pozo (es decir, la formación). Los sellos pueden ser elastoméricos (por ejemplo, un sello de anillo en O), sellos roscados, sellos de metal con metal , o cualquier otro sello conocido por alguien con una experiencia normal en la técnica. Se debe entender que ciertos términos se utilizan en la presente como se los entiende convencionalmente, en particular donde las conexiones tubulares roscadas se conectan en una posición vertical a lo largo de sus ejes centrales tal como cuando se arma una sarta de tubos para bajar a un pozo. Típicamente, en una conexión tubular roscada macho-hembra, el componente macho de la conexión se denomina un miembro "pasador" y el componente hembra se denomina un miembro "caja". Como se usa en la presente, "armado" se refiere a acoplar un miembro pasador dentro de un miembro caja y roscar los miembros entre sí utilizando torque y rotación. Además, el término "armado seleccionado" se refiere al roscado de un miembro pasador y un miembro caja entre sí con una cantidad deseada de torque o en base a una posición relativa (axial o circunferencial) del miembro pasador con respecto al miembro caja. Además, se entiende que el término "cara de la caja" se refiere al extremo del miembro caja de frente hacia afuera desde las roscas de la caja y se entiende que el término "nariz del pasador" se refiere al extremo del miembro pasador de frente hacia afuera de las roscas de la conexión. Por lo tanto, al armar una conexión, la nariz del pasador se enchufa o inserta dentro y más allá de la cara de la caja. Con referencia a la geometría de las roscas, el término "flanco de carga" designa a la superficie de la pared lateral de una rosca orientada en dirección opuesta al extremo exterior del miembro pasador o caja respectivo en el cual se forma la rosca y soporta el peso (es decir, carga de tracción) del miembro tubular inferior que cuelga en el pozo. De manera similar, el término "flanco de enchufe" designa a la superficie de la pared lateral de la rosca que da de frente hacia el extremo exterior del miembro pasador o caja respectivo y soporta que comprimen a las conexiones una hacia la otra tal como el peso del miembro tubular superior durante el armado inicial de la junta o tal como una fuerza que se aplica para empujar un miembro tubular inferior contra el fondo de un pozo (es decir, una fuerza de compresión). Un tipo de conexión roscada que se utiliza comúnmente en artículos tubulares de yacimientos petrolíferos es una rosca acuñada. Con referencia inicialmente a las Figuras 1 A y 1 B, se muestra una conexión tubular 100 de la técnica anterior que tiene una rosca acuñada. Como se usa en la presente, "roscas acuñadas" son roscas, independientemente de la forma de rosca en particular, que aumentan en ancho (es decir, la distancia axial entre los flancos de carga 225 y 226 y los flancos de enchufe 232 y 231 ) en direcciones opuestas sobre un miembro pasador 101 y un miembro caja 102. La velocidad con que el ancho de las roscas cambia a lo largo de la conexión se define por una variable conocida como la "proporción de acuñado". Como se usa en la presente, "proporción de acuñado" , aunque técnicamente no sea una proporción, se refiere a la diferencia entre el paso del flanco de enchufe y el paso del flanco de carga , que hace que el ancho de las roscas varíe a lo largo de la conexión. Además, como se usa en la presente, un "paso" de rosca se refiere a la distancia diferencial entre un componente de una rosca en roscas consecutivas. Por lo tanto, el "paso de enchufe" es la distancia entre los flancos de enchufe de pasos de la rosca consecutivos a lo largo de la longitud axial de la conexión. Una exposición detallada de las proporciones de acuñado se provee en la Patente de los E. U. No. 6,206,436, otorgada a Mallis, cedida al cesionario de la presente invención, y que se incorpora en la presente por referencia en su totalidad. Además, las roscas acuñadas se divulgan extensamente en la Patente de los E. U. No. RE 30,647 otorgada a Blose, Patente de E.U. No. RE 34,467 otorgada a Reeves, Patente de E. U. No. 4, 703,954 otorgada a Ortloff, y Patente de E. U. No. 5,454,605 otorgada a Mott, todas ellas cedidas al cesionario de la presente invención e incorporadas en la presente por referencia en su totalidad . Aún con referencia a las Figuras 1 A y 1 B, una cresta 222 de la rosca de pasador en un acoplamiento de rosca acuñada es estrecha hacia el extremo distal 108 del miembro pasador 101 mientras que la cresta 291 de la rosca de caja es ancha. Moviéndose a lo largo de un eje 105 (de derecha a izquierda), la cresta 222 de la rosca del pasador se ensancha mientras que la cresta 291 de la rosca de caja se hace más estrecha a medida que se aproxima al extremo distal 1 10 del miembro caja 102. Según se muestra en la Figura 1 A, las roscas son cónicas, lo que significa que una rosca 106 del pasador aumenta de diámetro desde el principio hacia el final mientras que el diámetro de la rosca 107 de caja disminuye de diámetro de manera complementaria. Si la rosca tiene conicidad, esto puede mejorar la capacidad de enchufar el miembro pasador 101 dentro del miembro caja 102 y distribuye los esfuerzos a través de toda la conexión.

En general , los sellos de rosca son difíciles de conseguir en las roscas no acuñadas (es decir, sin interferencia). Si n em bargo, las formas de rosca que no son capaces de formar un sello acuñado en una configuración sin interferencia pueden crear sellos de rosca cuando se utilizan en una configuración de rosca acuñada. Como debe comprender alguien con una pericia ordinaria , como las roscas acuñadas no req uieren ningún tipo o geometría de forma en particular de la rosca, se pueden utilizar una variedad de formas de rosca . Un ejem plo de una forma de rosca apropiada es una forma de rosca en sem i-cola de milano que se divulga en la Patente de los E. U . No. 5, 360,239, otorgada a Klementich y que se incorpora en la presente por referencia en su totalidad . Otra forma de rosca incluye un flanco de carga o flanco de enchufe multifacetado, como se describe en la Patente de los E. U . , No. 6,722 ,706, otorgada a Church y que se incorpora en la presente por referencia en su totalidad . Se considera que cada una de las anteriores formas de rosca es una forma de rosca "cerrada" [trapped] , lo que significa que por lo menos una porción de los correspondientes flancos de carga y/o los correspond ientes flancos de enchufe se superponen axialmente. En la Patente de los E. U . No. 6 , 578, 880, otorgada a Watts y que se incorpora en la presente por referencia en su totalidad , se divulga una forma de rosca abierta (es decir, no cerrada) con una forma generalmente rectangular. Como tales, las anteriores formas de rosca (es decir, las de Klementich, Church , y Watts) son ejemplos de formas de rosca que se pueden utilizar con modalidades de la invención . En general, las formas de rosca abiertas tales como las de tipo buttress o stub no son apropiadas para las roscas acuñadas porque las mismas pueden aplicar una gran fuerza radial sobre el miembro caja. Sin embargo, se puede utilizar una forma de rosca en general cuadrada, como por ejemplo la que divulga Watts, o una forma de rosca cerrada ya que no aplican una fuerza radial hacia afuera sobre el miembro caja. Por lo tanto, aquellos con pericia ordinaria en el técnica apreciarán que las descripciones contenidas en la presente no se limitan a ninguna forma de rosca en particular. Nuevamente con referencia a las Figuras 1 A y 1 B, en las roscas acuñadas, se puede conseguir un sello roscado mediante la presión de contacto causada por interferencia que ocurre durante el armado sobre por lo menos una porción de la conexión 1 00 entre el flanco de carga 226 del pasador y el flanco de carga 225 de la caja y entre el flanco de enchufe 232 del pasador y el flanco de enchufe 231 de la caja. La proximidad estrecha o interferencia entre las raíces 292 y 221 y las crestas 222 y 291 completa el sello roscado cuando ocurre en la proximidad de dicha interferencia entre flancos. En general, se pueden contener mayores presiones ya sea aumentando la interferencia entre las raíces y las crestas ("interferencia raíz/cresta") sobre el miembro pasador 101 y el miembro caja 102 o aumentando la interferencia entre los flancos mencionada anteriormente. Aunque existen diversas conexiones de rosca acuñada con hombros de torque de tope positivo (por ejemplo, Klementich, a la que se hizo referencia anteriormente), las roscas acuñadas típicamente no tienen hombros de torque, de manera que su armado es "indeterminado", y, como resultado, la posición relativa del miembro pasador y el miembro caja puede variar más durante el armado para un rango de torque determinado a aplicar que para las conexiones con un hombro de torque de tope positivo. Para las roscas acuñadas diseñadas para tener interferencia entre los flancos e interferencia raíz/cresta para un armado seleccionado, la conexión se diseña de tal manera que tanto la interferencia entre los flancos como la interferencia raíz/cresta aumentan a medida que se arma la conexión (es decir, un aumento del torque aumenta la interferencia entre los flancos y la interferencia raíz/cresta). Para roscas cónicas acuñadas con espacio libre entre raíz/cresta, el espacio libre disminuye a medida que se arma la conexión. Independientemente del diseño de la rosca acuñada, durante el armado los flancos correspondientes se acercan entre sí (es decir, disminuye el espacio libre o aumenta la interferencia). Un armado indeterminado permite aumentar la interferencia entre los flancos y la interferencia raíz/cresta aumentando el torque de armado que se aplica sobre la conexión. Por lo tanto, una rosca acuñada puede ser capaz de sellar mediante la rosca mayores presiones de gas y/o líquido diseñando la conexión para que tenga más interferencia entre los flancos y/o interferencia raíz/cresta o aumentando el torque de armado que se aplica sobre la conexión. Sin embargo, el aumento de la interferencia y el torque de armado pueden aumentar el esfuerzo que se aplica sobre la conexión durante el armado, lo'que puede causar una falla prematura de la conexión.

Además, según se muestra, la conexión 100 incluye un sello 112 de metal con metal creado por el contacto entre las correspondientes superficies de sellado 103 y 104, situadas respectivamente sobre el miembro pasador 101 y el miembro caja 102. El sello 112 de metal con metal proporciona una medida adicional de la integridad del sello (es decir, cuando un sello de rosca acuñada no es suficiente) para la conexión roscada 100, y es particularmente útil donde se desea que la conexión 100 contenga gases a alta presión. Aunque el sello de metal con metal se muestra situado en la proximidad del extremo distal 108 del miembro pasador 102, alguien con una pericia ordinaria en la técnica debe comprender que el sello 112 de metal con metal se puede situar en cualquier lugar a lo largo de la longitud de la conexión 100, incluyendo, pero de manera no limitativa, una posición en la proximidad del extremo distal del miembro caja 102. Sin embargo, las superficies de sellado 103 y 104 del sello 112 de metal con metal usualmente se construyen como superficies troncocónicas correspondientes caracterizadas por un ángulo de intersección reducido (por ejemplo, un ángulo menor de aproximadamente 4 ó 5 grados) con las correspondientes superficies restantes de los miembros pasador 101 y caja 102. Típicamente, las superficies de sello 103 y 104 de metal con metal de ángulo reducido se utilizan en conjunto con conexiones de rosca acuñada (por ejemplo, 100) porque el armado indeterminado de las mismas necesita un sello capaz de soportar una alineación axial menos precisa. Como las roscas acuñadas se arman de manera indeterminada, la posición axial relativa del miembro pasador 101 y el miembro caja 102 variarán durante los sucesivos ciclos de armado y separación. Sin embargo, una desventaja de un sello de metal con metal de ángulo reducido es que las superficies de sellado 103 y 104 tienen mayores áreas de contacto con fricción que los sellos con ángulos mayores, y por lo tanto, tienen una menor resistencia al atascamiento durante el armado. Además, como los sellos de metal con metal de ángulos reducidos se acoplan lentamente (es decir, un pequeño desplazamiento radial por vuelta), los sellos deben estar en contacto durante varias revoluciones. Por lo tanto, en una conexión de rosca acuñada que incluye un sello de metal con metal, el sello es típicamente la primera cosa en "armarse", de manera que el acoplamiento inicial del sello marca el estado "ajustado a mano" de tal conexión roscada con dichas características. Por lo tanto, aunque los sellos de ángulo reducido son beneficiosos porque los mismos son compatibles con las características de armado indeterminado de las roscas acuñadas, estos pueden dejar de ser efectivos al repetirse los ciclos de armado y separación porque las superficies de sellado 103 y 104 se deforman y/o se maquinan en frío entre sí hasta quedar fuera de especificaciones. Por el contrario, las roscas sin interferencia que se utilizan en conexiones tubulares de los campos petrolíferos típicamente no forman sellos roscados al armar la conexión. Ahora con referencia a la Figura 2, se muestra una conexión 200 de la técnica anterior con roscas sin interferencia. Las roscas sin interferencia incluyen flancos de carga 254 y 255, flancos de enchufe 257 y 258, crestas 259 y 262, y raíces 260 y 261 . Como es típico de una conexión con roscas sin interferencia, la conexión 200 se basa en un hombro de torque de tope positivo formado por el contacto entre las superficies 252 y 251 dispuestas sobre un miembro pasador 201 y un miembro caja 202, respectivamente. El hombro de torque de tope positivo que se muestra en la Figura 2 comúnmente se denomina un "hombro de nariz del pasador". En vez de eso, en otras conexiones, el hombro de torque de tope positivo puede estar formado por una cara de la caja 263 y un hombro que le corresponde (no se muestra) sobre el miembro de pasador 201 . El hombro de torque de tope positivo también puede proveer un sello. A diferencia de las roscas acuñadas (por ejemplo, aquellas que se muestran en la Figura 1 B), que se arman por el acuñado de la rosca 106 del miembro pasador y la rosca 107 de la caja, las roscas sin interferencia se basan en el hombro de torque de tope positivo para imponer una carga sobre la conexión 200 durante el armado. Para armar la conexión 200, el miembro pasador 201 y el miembro caja 202 se atornillan entre sí hasta que las superficies 251 y 252 hacen tope entre sí, en cuyo punto el flanco de carga del miembro pasador 254 y el flanco de carga de la caja 255 también hacen tope entre sí. Se aplica un torque adicional al miembro pasador 201 y al miembro. caja 202 para cargar las superficies 252 y 251 y el flanco de carga del miembro pasador 254 y el flanco de carga de la caja 255 hasta aplicar la cantidad deseada de torque de armado (es decir, el armado seleccionado) sobre la conexión 200. Como existe un gran espacio 253 entre el flanco de enchufe del miembro pasador 257 y el flanco de enchufe de la caja 258, con la conexión 200 no se consigue un sello en la rosca. El espacio 253 aparece como resultado de la manera en que se ajustan las roscas sin interferencia con hombros de torque de tope positivo. La aplicación de torque sobre la conexión 200 durante el armado contra el hombro de torque de tope positivo hace que el miembro pasador 201 sea comprimido mientras que el miembro caja 202 es estirado bajo tensión. Nótese que cuando se utiliza un hombro en la cara de la caja, el miembro caja 202 es comprimido mientras que el miembro pasador 201 es estirado bajo tensión. La fuerza entre el miembro pasador 201 y el miembro caja 202 se aplica a través del flanco de carga del miembro pasador 254 y el flanco de carga de la caja 255. Notablemente, el flanco de enchufe del miembro pasador 257 y el flanco de enchufe de la caja 258 no son sometidos a carga durante el armado. Esto da como resultado una presión de contacto entre los flancos de carga 254 y 255 y la aparición del espacio 253 entre los flancos de enchufe 257 y 258. Según se expuso anteriormente, una rosca acuñada (por ejemplo, Figura 1 ) forma un sello roscado en parte debido a la interferencia entre los flancos de carga 225 y 226 y los flancos de enchufe 232 y 231 . En las roscas acuñadas, esto ocurre cerca del final del armado de la conexión debido al ancho variable de la rosca 106 del miembro pasador y de la rosca 107 de la caja. Para que haya una interferencia similar entre los flancos de carga 254 y 255 y los flancos de enchufe 257 y 258 en una rosca cilindrica (es decir, no cónica) sin interferencia, la interferencia existiría sustancialmente durante todo el armado de la conexión porque la rosca 206 del miembro de pasador y la rosca 207 de la caja tienen un ancho continuo. Además, la interferencia raíz/cresta, si es que la hay, existiría sustancialmente durante todo el armado de la conexión. Esto podría causar el atascamiento de las roscas y dificultades al armar la conexión. La variación del ancho de la rosca para una rosca acuñada ocurre como resultado de los flancos de carga que tienen pasos diferentes a los de los flancos de enchufe. Un paso de rosca se puede cuantificar en centímetros por revolución o por el término inverso que se utiliza comúnmente "paso de filete", (es decir, filetes por centímetro). En la Figura 3A se muestra una gráfica de los pasos de una rosca acuñada de la técnica anterior. Para esta conexión, el paso de carga 14 es constante a lo largo de la longitud de la conexión y mayor que el paso de enchufe 1 2, que también es constante. El paso nominal se muestra como artículo 10. Según se usa en la presente, "paso nominal" se refiere al promedio del paso de carga 14 y el paso de enchufe 1 2. La rosca se ensanchará con cada revolución por la diferencia entre el paso de carga 14 y el paso de enchufe 12. Según se describió anteriormente, la diferencia entre el paso de carga 1 4 y el paso de enchufe 12 es la "proporción de acuñado". Para una rosca sin interferencia (es decir, una rosca no acuñada), el paso de carga 14 y el paso de enchufe 12 serían sustancialmente iguales, haciendo de esa manera que la rosca sin interferencia tenga un ancho de rosca sustancialmente constante (es decir, una proporción de acuñado cero). En la técnica anterior se ha divulgado la formación de variaciones intencionales en los pasos de las roscas con el propósito de distribuir la carga. Un ejemplo de un paso de rosca con variación para la distribución de los esfuerzos se divulga en la Patente de los E. U. No. 4, 582, 348 otorgada a Dearden, que se incorpora en la presente por referencia en su totalidad . Dearden divulga una conexión con roscas sin interferencia que tiene a la rosca de pasador y la rosca de caja divididas en tres secciones, cada una de las cuales tiene pasos diferentes (nótese que Dearden se refiere al paso de filete, que se cuantifica como filetes por pulgada). En la Figura 3B, se muestra una gráfica de los pasos de las roscas para el miembro caja y el miembro pasador, de Dearden. Como se muestra en la gráfica, en un extremo de la conexión, el paso 21 de rosca de pasador es mayor que el paso 22 de rosca de la caja. En la sección intermedia 23, el paso 21 de rosca del pasador y paso 22 de rosca de caja son sustancialmente iguales. Luego, en el otro extremo de la conexión, el paso 22 de rosca de caja es mayor que el paso 21 de rosca del pasador. En Dearden, los cambios del paso 21 de rosca del pasador y el paso 22 de rosca de la caja son cambios de paso (es decir, cambios sustancialmente instantáneos del paso). La intención de los pasos con variación de las roscas que divulga Dearden es distribuir la carga a través de una mayor porción de la conexión, y no tienen efecto sobre la capacidad de las roscas sin interferencia de formar un sello roscado. Dearden no divulga una variación del paso de carga o del paso de enchufe independientes entre sí.

En la Patente de los E.U. No. 6,976, 71 1 , otorgada a Sivley, cedida al cesionario de la presente invención, y que se incorpora en la presente por referencia en su totalidad se divulga otra conexión. Sivley describe conexiones con una variación del paso de carga y/o del paso de enchufe en uno o ambos del miembro pasador y el miembro caja. En la Figura 3C se muestra una gráfica de una modalidad que describe Sivley. Sivley describe la variación del paso 14 de carga con relación al paso 12 de enchufe con una determinada proporción por lo menos sobre una porción de la rosca del pasador y/o la rosca de la caja. En la Figura 3C, la conexión es una rosca acuñada según se muestra por la diferencia entre el paso 1 4 de carga y el paso 1 2 de enchufe. El paso 14 de carga y el paso 12 de enchufe convergen con una proporción lineal hacia el extremo de la rosca. Sivley divulga otras diversas modalidades con pasos 14 de carga y pasos 12 de enchufe que varían con proporciones lineales en su relación entre sí. La variación de los pasos de las roscas distribuye las cargas que experimenta la conexión a lo largo de la longitud de la conexión. Ahora con referencia a la Figura 4, se muestra una conexión en dos pasos de la técnica anterior. Las roscas que forman la conexión se encuentran separadas a través de múltiples "pasos", un paso grande, indicado por una llave 31 , y un paso pequeño, indicado por una llave 32. La porción entre el paso grande 31 y el paso pequeño 32 se denomina comúnmente un paso intermedio 33. En algunas conexiones, el paso intermedio 33 se puede utilizar como un sello de metal con metal . Preferiblemente, una cresta de la rosca de pasador (que en una conexión roscada no cónica frecuentemente se denomina como un diámetro mayor) en el paso pequeño 32 del miembro pasador 401 , en su altura completa de diseño, no interfiere con la cresta de la rosca de la caja (que en una conexión roscada no cónica frecuentemente se denomina un diámetro menor) en el paso grande 31 del miembro caja 402 cuando el miembro pasador 401 se enchufa dentro del miembro caja 402. El diámetro del paso pequeño 32 del miembro pasador 401 es menor que el diámetro de la rosca de cresta a cresta más pequeño en el paso grande 31 del miembro caja 402 de tal manera que la rosca del miembro pasador 406 en el paso pequeño 32 se puede enchufar más allá de la rosca de la caja 407 en el paso grande 31 . Las roscas tanto del paso pequeño 32 como del paso grande 31 , que tienen sustancialmente el mismo paso nominal, se acoplan con cada revolución para armar la conexión. Por lo tanto, para una misma cantidad de filetes acoplados se reduce la cantidad de revoluciones durante las cuales las roscas se deslizan o frotan entre sí. Una conexión de pasos múltiples permite que cada uno de los pasos tenga roscas con características diferentes con la condición de que haya poca o ninguna variación del paso nominal de las roscas en los pasos. En la Patente de los E. U. No. 6,206,436, otorgada a Mallis, y que se incorpora en la presente por referencia se describe una conexión con rosca acuñada en dos pasos. Mallis describe una conexión con rosca acuñada en dos pasos con diferente proporciones de acuñado, donde una de las mismas se considera una proporción de acuñado agresiva y la otra una proporción de acuñado conservadora, donde "agresiva" se refiere a una mayor proporción de acuñado, y "conservadora" se refiere a una menor proporción de acuñado. Si todas las otras características de la rosca se mantienen constantes, una mayor proporción de acuñado mostrará un armado más determinado. Sin embargo, una proporción de acuñado demasiado grande puede tener un efecto de acuñado inadecuado, lo que puede provocar que la conexión se melle durante el uso. A la inversa, las menores proporciones de acuñado resisten mejor las melladuras de la conexión, pero pueden ocasionar un armado indeterminado de un tipo que haga que pueda ocurrir un atascamiento a lo largo de la distancia de armado de mayor longitud. Mallis describe que uno de los pasos en una rosca de pasos múltiples puede tener una proporción de acuñado optimizada para un armado más determinado (agresiva), mientras que otro paso puede tener una proporción de acuñado optimizada para impedir que la conexión se melle (conservadora). Las Patentes de los E.U. , Nos. 6, 1 74,001 y 6,270, 127 otorgadas a Enderle, cedidas al cesionario de la presente invención, y que se incorpora en la presente por referencia, describen roscas acuñadas de dos pasos, de bajo torque para conexiones tubulares. En las referencias, uno de los pasos se provee de tal manera que haya interferencia durante el armado a lo largo de por lo menos uno de los flancos de enchufe, flancos de carga, ra íces, y crestas complementarios mientras que se provee un espacio libre a lo largo de otro paso a lo largo de por lo menos uno de los flancos de enchufe, flancos de carga , ra ices, y/o crestas com plementarios. Esta configuración reduce la magnitud del torque necesaria para armar la conexión a la vez que conserva la sensibilidad al torque, capacidad de establecer un sello, y las roscas necesarias para propósitos estructurales.

Un problema con conexiones de dos pasos es que la conexión debe ser gruesa para alcanzar el 100 por ciento de eficiencia del cuerpo del tubo. Como se usa en la presente, "eficiencia del cuerpo del tubo" es la resistencia a la tensión de la conexión con relación a la resistencia a la tensión del tubular. La razón primaria de la necesidad de una conexión más gruesa es el espacio desacoplado del paso intermedio, q ue es necesario para que las roscas en el paso grande puedan pasa r sin acoplarse sobre las roscas del paso pequeño durante el enchufado. Debido a la falta de acoplamiento mediante una rosca , el paso intermedio no contribuye a la resistencia total de la conexión . Las ventajas de tener dos roscas separadas son que esto frecuentemente contribuye a reducir la eficiencia del cuerpo del tubo, sin em bargo, es deseable tener una rosca en un único paso que pueda poseer las ventajas de las conexiones de dos pasos. Breve Descripción de la Invención En un aspecto, la presente Invención se refiere a una conexión roscada que i ncluye un miembro pasador que proporciona una única rosca acuñada externa con una primera porción externa y una segunda porción externa. Además, la conexión roscada incluye un miembro caja que proporciona una única rosca acuñada interna con una primera porción interna y una segunda porción interna, donde las primera y segu nda porciones internas se corresponden con las primera y segunda porciones externas formando una rosca . Además, las primeras porciones interna y externa preferiblemente se caracterizan por una primera proporción de acuñado y las segundas porciones interna y externa preferiblemente se caracterizan por una segunda proporción de acuñado, donde la pri mera proporción de acuñado es menor que la segunda proporción de acuñado y un sello radial metal con metal establece un sello entre el miem bro macho y el miem bro caja y donde el sello radial de metal con metal comprende un ángulo de sello de entre aproximadamente 4 grados y aproximadamente 1 5 grados . En otro aspecto, la presente invención se refiere a una conexión roscada con un miembro pasador que proporciona una única rosca acuñada externa que comprende una primera porción externa y una segunda porción externa. Además, la conexión roscada tiene un miembro caja q ue proporciona una única rosca acuñada interna que comprende una primera porción interna y una segunda porción interna, donde las pri mera y segunda porciones internas se corresponden con las primera y segunda porciones externas formando una rosca. Además, las primeras porciones interna y externa preferiblemente se caracterizan por una pri mera proporción de acuñado y las segundas porciones interna y externa preferiblemente se caracterizan por una segunda proporción de acuñado. Aún adicionalmente, se forma un sello radial de metal con metal entre el miembro pasador y el miembro caja, y el miembro pasador y el miembro caja están configurados de tal manera que, durante el armado, las primeras porciones externa e interna alcanzan un primer armado especificado antes del acoplamiento del sello radial de metal con metal y un segundo armado especificado de las segundas porciones externa e interna. En otro aspecto, la presente invención se refiere a un método para acoplar una conexión roscada que incluye acoplar un extremo del miembro pasador de la conexión dentro de un extremo de caja de la conexión, donde el extremo del miembro pasador comprende una rosca acuñada externa y el extremo de la caja comprende una rosca acuñada interna. Además, el método incluye hacer girar la conexión hasta una primera posición para armar una primera porción de la rosca acuñada del extremo del miembro pasador con una primera porción de la rosca acuñada del extremo de la caja con una primera proporción de acuñado y hacer girar la conexión hasta una segunda posición para acoplar un sello radial de metal con metal de la conexión roscada. Aún adicionalmente, el método incluye hacer girar la conexión hasta una tercera posición para armar una segunda porción de la rosca acuñada del extremo del pasador y una segunda porción de la rosca acuñada del extremo de la caja con una segunda proporción de acuñado. En otro aspecto, la presente invención se refiere a una conexión roscada que tiene roscas acuñadas, donde la conexión roscada incluye un miembro pasador que comprende una rosca de pasador que tiene una cresta de rosca del pasador, una raíz de la rosca del pasador, un flanco de carga del pasador, y un flanco de enchufe del pasador, donde la rosca del pasador com prende por lo menos una primera porción, una región de transición, y una segunda porción formada sobre la misma de manera consecutiva . Además, la conexión roscada incl uye un miembro caja que comprende una rosca de caja con una cresta de la rosca de la caja , u na raíz de la rosca de la caja , un flanco de carga de la caja, y un flanco de enchufe de la caja, donde la rosca de la caja comprende por lo menos una primera porción , una región de transición, y una segunda porción formada sobre la misma de manera consecutiva , donde las porciones sobre la rosca de la caja se corresponden en general en posición axial con las porciones sobre la rosca del pasador. Preferiblemente, la primera porción tiene una primera proporción de acuñado, la región de transición tiene una proporción de acuñado de transición , y la segunda porción tiene una segunda proporción de acuñado, donde los pasos de las roscas son sustancial mente constantes dentro de cada una de las porciones. Además, la conexión roscada incluye un sello radial de metal con metal para sellar entre el miembro pasador y el miembro caja, en donde los miembros pasador y de caja están configurados de tal manera que durante el armado, las primeras porciones alcanzan un primer armado especificado antes de acoplam iento del sello radial de metal con metal y un segundo armado especificado de las segundas porciones. Breve Descri pción de las Dibujos Las Figuras 1 A y 1 B m uestran vistas en sección transversal de una conexión tubular que tiene roscas acuñadas de la técnica anterior.

La Figura 2 es una vista en sección transversal de una conexión tubular con roscas sin interferencia de la técnica anterior. Las Figuras 3A, 3B, y 3C muestran representaciones gráficas de los pasos de las roscas para diversas conexiones tubulares de la técnica anterior. La Figura 4 es una vista en sección transversal de una conexión tubular en dos pasos con roscas sin interferencia de la técnica anterior. Las Figuras 5A, 5B, y 5C representan esquemáticamente una conexión con rosca acuñada en dos porciones. Las Figuras 6A, 6B, y 6C representan esquemáticamente una conexión con rosca acuñada en dos porciones. Las Figuras 7A y 7B representan esquemáticamente una conexión con rosca acuñada en dos porciones. Descripción Detallada de la Invención Algunas modalidades de la presente invención incluyen conexiones con rosca acuñada en un único paso que tiene variaciones en la proporción de acuñado, de tal manera que en las mismas se puede utilizar un sello de metal con metal de gran ángulo. Además, algunas modalidades se caracterizan por un armado de múltiples etapas de una conexión con rosca acuñada, de tal manera que una primera porción de la rosca acuñada se puede armar con una proporción de acuñado conservadora antes de que acople un sello de metal con metal y antes de armar una segunda porción de la rosca acuñada con una proporción de acuñado agresiva. Aún adicionalmente, en algunas modalidades, el sello de metal con metal puede acoplarse simultáneamente con el armado de la segunda porción mientras que, en otras modalidades, el sello de metal con metal puede acoplarse antes del armado de la segunda porción. Con referencia ahora a las Figuras 5A-5C, se muestra una conexión 500 con rosca acuñada de tres porciones. En particular, la Figura 5A representa esquemáticamente a la conexión 500 con un miembro 506 de pasador roscado y un miembro 507 de caja roscado. La siguiente Figura 5B es una representación gráfica del paso de rosca de la caja del miembro 507 de caja. Además, la Figura 5C es una representación gráfica del paso de rosca del miembro de pasador del miembro 506 de pasador. Como tales, las Figuras 5B y 5C representan sus respectivas longitudes del paso de la rosca (por ejemplo, en centímetros) como una función de la posición axial (es decir, la cantidad de roscas). Sin embargo, para una mayor claridad, la conexión 500 se muestra en la Figura 5A parcialmente armada, en vez de con un armado final seleccionado. Con referencia a la Figura 5A, el miembro 506 de pasador roscado que corresponde a la gráfica de la Figura 5C se muestra parcialmente armado con un miembro 507 caja roscado que corresponde a la gráfica que se muestra en la Figura 5B. La rosca parcialmente armada que se muestra en la Figura 5A tiene tres porciones de rosca, 501 A, 503, y 501 B. La porción 503 de la rosca está definida por los extremos distales de la porción 503A de la rosca de la caja y de la porción 503B de la rosca del miembro pasador, según se muestra en las Figuras 5B y 5C, cuando los miembros caja y pasador están parcialmente armados. Con referencia ahora a las Figuras 5B y 5C, se representan las longitudes de diversos pasos de las roscas como una función de la posición axial, en donde cada unidad del eje de la posición axial representa aproximadamente una vuelta de 360 grados de un paso de filete. Por ejemplo, las porciones 501 A y 501 B de rosca tienen cada una aproximadamente siete pasos del filete, mientras que la otra porción 503 de la rosca es de aproximadamente un paso del filete. En la Figura 5A, la rosca 506 del pasador incluye flancos 531 de enchufe del pasador y flancos 526 de carga del pasador y la rosca 507 de la caja incluye flancos 532 de enchufe de la caja y flancos 525 de carga de la caja. Ambas roscas de pasador y caja están divididas en tres porciones de rosca, 501 A, 503A, y 501 B. Aunque la conexión 500 roscada acuñada se muestra como una conexión en tres porciones, se debe entender que se pueden utilizar otras configuraciones (por ejemplo, dos o más de tres porciones) para crear conexiones con rosca acuñada de acuerdo con las modalidades de la presente invención. Con referencia aún a las Figuras 5B y 5C, las porciones 501 A de rosca tienen una proporción de acuñado 51 1 A y las porciones 501 B de rosca tienen una proporción de acuñado 51 1 B, donde las proporciones de acuñado 51 1 A y 51 1 B son sustancialmente las mismas. La porción 503 de la rosca A del miembro 507 caja y del miembro 506 pasador muestra una proporción de acuñado 513 mayor que las proporciones de acuñado 51 1 A y 51 1 B. Como se muestra, la porción 503A de la rosca de la caja y la porción 503B de la rosca del pasador son de la misma longitud axial , pero como se demostrará más adelante, las porciones 503A y 503B de rosca pueden ser de diferentes longitudes axiales. Como las porciones 501 A y 501 B de rosca pueden tener las mismas características, en conjunto, se pueden considerar como una única, rosca 501 no continua, que está "interrumpida" o "perturbada" por las porciones 503A y 503B de rosca. Como el paso 514 de carga y el paso 516 de enchufe se hacen variar de manera complementaria tanto sobre el miembro 506 de pasador como sobre el miembro 507 caja, el paso 510 nominal es sustancialmente constante a lo largo de la longitud de ambos miembros pasador 506 y caja 507. En el extremo de la primera porción 501 A de la rosca, la proporción de acuñado 51 1 A aumenta hacia una segunda proporción de acuñado 513 aumentando el paso 514 de carga mientras que reduce proporcionalmente el paso 516 de enchufe, de tal manera que el paso 510 nominal se mantiene sustancialmente constante. Como se mencionó anteriormente, la segunda proporción de acuñado 513 es mayor que ambas; la proporción de acuñado 51 1 A de la porción 501 A de la rosca y la proporción de acuñado 51 1 B de la porción 501 B de la rosca. Además, en algunas modalidades, la longitud helicoidal de la porción 503 armada de la rosca puede hacerse por incrementos de aproximadamente 360 grados para impedir la carga excéntrica de la conexión 500. Después de la porción 503, la proporción de acuñado 51 3 disminuye hasta una proporción de acuñado 51 1 B característica de la porción 501 B de la rosca, que, como se muestra en las Figuras 5A-5C, es sustancialmente igual a la proporción de acuñado 51 1 A de la porción 501 A de la rosca. En la condición parcialmente armada que se muestra en la Figura 5A, puede haber contacto entre el flanco 531 de enchufe del miembro pasador y el flanco 532 de enchufe de la caja, y entre el flanco 526 de carga del miembro pasador y el flanco 525 de carga de la caja tanto en la porción 501 A de la rosca como en la porción 501 B de la rosca , pero con espacio libre 504 entre los flancos de enchufe y de carga en la porción 503 armada de la rosca. Adicionalmente, las Figuras 5B-5C describen un desplazam iento 505 entre el comienzo de la porción 503B de la rosca sobre la rosca 506 del pasador ( Figura 5C) y el com ienzo de segmento 503A de la rosca en la rosca 507 de la caja (Figura 5B). Como se m uestra , la porción 503A de la rosca comienza en una posición axial seleccionada poco antes sobre el miembro 507 de caja que la porción 503B de la rosca en el miembro 506 de pasador. Este desplazamiento permite que las roscas del miembro 507 de caja se "a bran" o ensanchen poco antes que la rosca 506 del pasador, para dar como resultado la creación de un espacio libre entre los flancos en la porción 503 de la rosca cuando la conexión está parcialmente armada como se m uestra en la Figura 5A. Para volver al contacto del flanco (o interferencia), la porción 501 B de la rosca puede comenza r en una posición axial anterior en el miembro 507 de caja, permitiendo de esa manera q ue las roscas del miembro 506 de pasador se "alcancen". Por lo tanto, la magnitud del desplazamiento 505 puede dictar el contacto relativo entre flancos en los segmentos 501 A, 503, y 501 B de la rosca. Por ejem plo, suponiendo que la conexión 500 que se m uestra en las Figuras 5A a 5C (en donde, para un armado parcial seleccionado, los flancos de la rosca en las porciones 501 A y 501 B de rosca están en contacto y los flancos de la rosca en la porción 505 de la rosca no están en contacto entre sí), el aumento del desplazamiento 505 sin cambiar ninguna de las otras características de la rosca aumentaría el espacio libre entre flancos en la porción 503 de la rosca y reduciría o eliminaría el contacto entre flancos en la porción 501 B de la rosca. De manera similar, el contacto relativo entre flancos en los segmentos 501 A, 503, y 501 B de la rosca con un armado seleccionado se puede cambiar alterando las longitudes axiales relativas de la porción 503A de la rosca de la caja y la porción 503B de la rosca del pasador. Por ejemplo, suponiendo que la conexión 500 mostrada en las Figuras 5A a 5C, el aumento de la longitud axial de la porción 503B de la rosca del pasador en la Figura 5C daría como resultado una mayor tensión por el contacto en la porción 501 B de la rosca, una reducción de la tensión por el contacto en la porción 501 A de la rosca, y un aumento del espacio libre en la porción 503 de la rosca. Por lo tanto, la conexión 500 tendería a acoplarse primero en los flancos de la porción 501 B de la rosca. Al variar la magnitud del desplazamiento 505 y los anchos relativos de las porciones de rosca 503A y 503B en las roscas de caja y pasador respectivamente, un diseñador de roscas puede ajusfar la relación entre los flancos en las tres porciones 501 A, 503, y 501 B de rosca para un armado final seleccionado. Por ejemplo, en una modalidad, los flancos de la rosca en por lo menos una de las tres porciones 501 A, 503, y 501 B de rosca, pueden no estar en contacto para un armado seleccionado. De manera similar, en otras modalidades, la interferencia entre flancos en la porción 503 de la rosca para un armado final seleccionado puede ser menor que, igual a, o mayor que la interferencia entre flancos en las porciones 501 A ó 501 B de rosca. En otra modalidad, con un armado seleccionado puede haber interferencias entre flancos en todas las porciones 501 A, 503, y 501 B de rosca que serán todas diferentes entre sí. En tal modalidad , puede ocurrir contacto de flancos en una porción de rosca de la rosca acuñada antes de que otra porción de rosca en un armado preliminar, pero donde ambas porciones presentan interferencia entre flancos con un armado seleccionado. Además, una o más porciones de rosca pueden tener interferencia entre solamente los flancos de carga o los flancos de enchufe en vez de ambos. Como las proporciones de acuñado 51 1 A y 51 1 B son conservadoras con relación a la proporción de acuñado 51 3 de la porción 503, el esfuerzo de contacto entre los flancos que se corresponden en las porciones de rosca 501 A y 501 B aumentará lentamente con el armado incrementado, mientras que los esfuerzos de contacto entre flancos en la porción 503 aumentarán más rápidamente. En la modalidad representada por las Figuras 5A a 5C, en un armado parcial, los flancos de las porciones 501 A y 501 B de rosca pueden estar en contacto mientras que los flancos de la porción 503 de rosca pueden no estar en contacto. Subsiguientemente, un armado final seleccionado, la interferencia entre flancos puede ser la misma en las tres porciones 501 A, 503, y 501 B de rosca. En otra modalidad, en un armado final seleccionado la interferencia entre flancos en las porciones 501 A y 503 de rosca puede ser la misma mientras que la interferencia entre flancos en la porción 501 B de la rosca puede ser menor. Esta modalidad puede ser útil, por ejemplo, en aplicaciones de alto torque donde la porción 501 B de la rosca, que tiene una menor interferencia de flancos en un armado final seleccionado, puede actuar como un hombro de torque "de respaldo".

Con referencia ahora a las Figuras 6A a 6C, se muestra una conexión 600 con rosca acuñada de tres porciones. En la Figura 6A, se muestra un miembro 606 de pasador que corresponde a la gráfica de la Figura 6C en un armado final seleccionado con un miembro 607 de caja que corresponde a la gráfica de la Figura 6B. En esta modalidad, las roscas del miembro 606 de pasador y del miembro 607 de caja muestran una interferencia entre los flancos de carga 625 y 626 y los flancos de enchufe 631 y 632 en una primera porción 601 y una segunda porción 603, tanto en una primera porción 601 (análoga al paso pequeño 32 de la Figura 4) como en una segunda porción 603 (análoga al paso grande 31 de la Figura 4) de la conexión 600 con rosca acuñada para un armado seleccionado. Además, se muestra una región 602 de transición entre la primera porción 601 y la segunda porción 603. Por lo tanto, las Figuras 6A a 6C representan una primera porción 601 de aproximadamente siete pasos de filete, una región 602 de transición de aproximadamente un paso, y una segunda porción 603 de aproximadamente siete pasos. Al contrario, en la Patente de los E.U. No. 6,206,436 otorgada a Mallis, discutida anteriormente, se describen conexiones de dos pasos con proporciones de acuñado diferenciales. Como las enseñanzas de Mallis (incluyendo todas las ventajas), como se aplican a las conexiones de dos pasos que tienen dos proporciones de acuñado diferentes, son aplicables generalmente a las conexiones con múltiples porciones de rosca con un único paso descritas en la presente. Usando la terminología de Mallis, en la modalidad que se muestra en las Figuras 6A a 6C, la segunda porción 603 muestra una proporción de acuñado "agresiva" 613, mientras que la primera porción 601 muestra una proporción de acuñado "conservadora" 61 1 . Sin embargo, a diferencia de la descripción de allis y las Figuras 5A a C expuestas anteriormente, las Figuras 6A a 6C representan roscas continuas, de un sólo paso, sin interrupciones entre las porciones. Aunque la región de transición 602 se muestra con un espacio libre entre los flancos de carga 625, 626 y los flancos de enchufe 631 , 632, alguien con una experiencia normal debe entender que la región de transición 602 puede tener interferencia entre los flancos de carga 625, 626 o los flancos de enchufe 631 , 621 . Además, aunque la región de transición 602 se muestra extendiéndose sólo sobre un paso de filete, se debe entender que se puede utilizar una región de transición 602 mayor o menor. Adicionalmente, en una modalidad, durante el armado la interferencia entre flancos puede ocurrir sobre una porción de la rosca acuñada antes que la otra, en donde tanto la primera porción 601 como la segunda porción 603 tienen interferencia durante el armado seleccionado. Además, una o más de las porciones 601 , 602, y 603 de rosca pueden tener interferencia sólo entre los flancos de carga o entre los flancos de enchufe en vez de ambos.

Para conseguir la configuración de tres porciones que se muestra en la Figura 6A, un paso de carga 614 y un paso de enchufe 616 se puede hacer variar de una manera complementaria tanto en el miembro 606 de pasador como en el miembro 707 de caja, como se muestra en las Figuras 6B y 6C. Como se muestra, el paso nominal 610 se mantiene sustancialmente constante a lo largo de la longitud de las roscas tanto sobre el miembro 606 de pasador como sobre el miembro 607 de caja. A lo largo de la primera porción 601 , la diferencia entre el paso 614 de carga y el paso 616 de enchufe (es decir, la proporción de acuñado 61 1 ) es sustancialmente constante. En el extremo de la primera porción 601 , la proporción de acuñado 61 1 aumenta hasta una proporción de acuñado 61 2 de transición aumentando el paso 614 de carga hasta una cantidad seleccionada mientras que el paso 616 de enchufe disminuye proporcionalmente, manteniendo sustancialmente el paso nominal 610. Como se puede ver, la proporción 612 de acuñado de transición es mayor que tanto la proporción de acuñado 61 1 de la primera porción 601 como la proporción de acuñado 61 3 de la segunda porción 603. La longitud de las roscas en la región de transición 602 permite una transición entre la primera porción 601 y la segunda porción 603, y tiene una longitud helicoidal relativamente corta en comparación con la primera porción 601 y la segunda porción 603. En algunas modalidades, la longitud helicoidal de la región de transición 602 puede hacerse por incrementos de aproximadamente 360 grados para impedir la carga excéntrica de la conexión. A continuación de la región de transición 602, la proporción de acuñado de transición 612 disminuye hasta una proporción de acuñado 613 característica de la segunda porción 603, que, en las Figuras 6A a 6C, se muestra mayor que la proporción de acuñado 61 1 de la primera porción 601 . Adicionalmente, las Figuras 6A a 6C describen también un desplazamiento 605 en la porción de transición 602 de la rosca del miembro 606 de pasador y el miembro 607 de caja. Como se muestra, la porción de transición 602 de la rosca comienza en una posición axial seleccionada, ligeramente más hacia el principio del miembro 607 de caja que del miembro 606 de pasador. Este desplazamiento permite que las roscas del miembro caja 607 se "abran" o ensanchen ligeramente antes que aquellas del miembro pasador 606, para dar como resultado un espacio libre entre flancos seleccionado en la región de transición 602. Para volver a la interferencia entre flancos, una segunda porción 603 puede comenzar en una posición axial anterior seleccionada en el miembro caja 607, permitiendo de esa manera que las roscas del miembro pasador 606 se "alcancen". Alternativamente, la segunda porción 603 del miembro caja 607 y el miembro pasador 606 pueden comenzar simultáneamente para retrasar adicionalmente un armado seleccionado de la segunda porción 603 después del armado seleccionado de la primera porción 601 . Por lo tanto, las variaciones del paso 614 de carga y el paso 616 de enchufe a lo largo de la longitud de las roscas permiten que una conexión muestre diferentes características de armado en cada porción de la conexión. Aquellos con una pericia ordinaria en la técnica apreciarán que se pueden utilizar diversas combinaciones de las porciones (por ejemplo, 601 , 602, 603) de acuerdo con las modalidades de la presente invención. Con referencia ahora a las Figuras 7A a 7B, se muestra esquemáticamente una conexión 700 con rosca acuñada en dos porciones. La conexión 700 es diferente de la conexión 600 de las Figuras 6A a 6B en que la conexión 700 no incluye una porción de transición de la rosca (por ejemplo, 602) entre una primera porción 701 y una segunda porción 703. Por lo tanto, la conexión 700 se caracteriza por una proporción de acuñado 71 1 de la primera porción 701 que se expande instantáneamente hasta una mayor proporción de acuñado 71 3 de la segunda porción 703. De manera similar a las conexiones que se muestran en las Figuras 5 y 6, en la segunda porción de la rosca de pasador el paso de rosca de la caja se puede atrasar mediante un desplazamiento 705 para permitir que la rosca de la caja se abra o ensanche ligeramente antes que la rosca del miembro pasador. Aunque el cambio de la proporción de acuñado de 71 1 a 71 3 se muestra como un cambio de paso sustancialmente instantáneo, se puede utilizar un cambio gradual más suave. Como se describió anteriormente, las roscas acuñadas se caracterizan por su armado indeterminado. Sin embargo, se puede hacer variar la magnitud de la indeterminación de una conexión con rosca acuñada cambiando la proporción de acuñado subyacente. Por ejemplo, las conexiones con rosca acuñada con una proporción de acuñado más conservadora (es decir, menor), se acoplan con una cantidad seleccionada de interferencia entre flancos de una manera más indeterminada que aquellas con proporciones de acuñado más agresivas. Por lo tanto, una conexión con una proporción de acuñado más conservadora requerirá más rotación (y torque) para alcanzar un armado seleccionado, y por lo tanto será más indeterminada que una conexión con una proporción de acuñado agresiva. Al contrario, las conexiones que muestran proporciones de acuñado más agresivas se armarán de una manera más determinada, pero serán menos resistentes al mellado que las conexiones con proporciones de acuñado conservadoras. Por lo tanto, las conexiones con rosca acuñada en un único paso que tienen por lo menos dos porciones roscadas con diferentes proporciones de acuñado son muy beneficiosas en las conexiones con un sello de metal con metal (por ejemplo, 103 y 104 de la Figura 1 A) para reducir la magnitud del desgaste y atascamiento que experimentan dichos sellos. En particular, se puede utilizar una conexión con rosca continua, acuñada, donde una primera porción de la rosca tiene una rosca acuñada conservadora, y una segunda porción de la rosca tiene una rosca acuñada agresiva, para permitir un acople más determinado de un sello con dichas características.

Por ejemplo, en una modalidad de acuerdo con la presente invención , se puede construir una conexión con rosca acuñada continua, en un único paso con dos (o más) porciones, en donde una primera porción tiene una proporción de acuñado convencional (menos agresiva), y una segunda porción tiene una proporción de acuñado mayor (más agresiva). Debido a la alta proporción de acuñado de la segunda porción, la conexión puede incluir un sello radial de metal con metal con un ángulo de sello de entre aproximadamente 4 y aproximadamente 1 5 grados. Además, en algunas modalidades, se pueden utilizar ángulos de sello de aproximadamente 7 grados, aproximadamente 14 grados, o cualquier valor entre los mismos. Como se describió anteriormente, el sello de metal con metal puede ser un sello en la nariz del miembro pasador, sello en la cara de la caja, o cualquier otro sello conocido por alguien con una pericia ordinaria en la técnica. Además, para una conexión con rosca acuñada de dos porciones, la segunda porción más agresiva puede comprender un menor porcentaje de la cantidad total de pasos que la primera porción más conservadora. Por ejemplo, si una rosca acuñada estándar convencional tiene diez pasos y una proporción de acuñado de 0,0381 cm/paso (es decir, el ancho de la rosca crece en 10 pasos · 0.0381 cm/paso = 0.381 cm a lo largo de la longitud de la rosca), una rosca acuñada en dos porciones de la misma longitud axial puede tener dos pasos con una proporción de acuñado de 0.030 en la segunda porción y los restantes ocho pasos del filete con una proporción de acuñado de 0.0285 cm/paso (es decir, [0.381 cm - 2 · 0.0762 cm]/8) en la primera porción y aún así mantener el mismo crecimiento en el ancho de la rosca a lo largo de la longitud de la rosca. Alternativamente, las primera y segunda porciones pueden ser de una cantidad sustancialmente igual de pasos o de longitud. Alternativamente también, una conexión con rosca acuñada en varias porciones puede tener varias porciones conservadoras y agresivas alternadas, donde cada pareja conservadora/agresiva actúa armando selectivamente la conexión en paralelo. La secuencia de armado para una conexión con rosca acuñada continua en dos porciones, de acuerdo con las modalidades de la presente invención, puede incluir el armado de la primera porción (por ejemplo, una rotación preliminar) antes del acoplamiento del sello de metal con metal (por ejemplo, una rotación secundaria) y el armado de la segunda porción (por ejemplo, una rotación terciaria). Preferiblemente, la proporción de acuñado de la segunda porción puede estar relacionada con el ángulo del sello de metal con metal, de tal manera que la segunda porción alcance su armado seleccionado al mismo tiempo que el sello de metal con metal se acopla por completo. En general, para conseguir esta meta, un ángulo de sello más agudo requerirá una mayor proporción de acuñado en la segunda porción de la rosca. Por ejemplo, como el sello de metal con metal que tiene un ángulo de sello de aproximadamente 14 grados se acoplará completamente en 1 /4 de vuelta de una rosca acuñada típica, la posición axial y la proporción de acuñado de la segunda porción se pueden seleccionar de tal manera que la segunda porción alcance la interferencia entre flancos deseada en aproximadamente 1 /4 de vuelta, al alcanzar esencialmente el mismo armado seleccionado con que el sello de metal con metal alcanza el acoplamiento completo. Se debe entender que las conexiones con rosca acuñada, de acuerdo con las modalidades de la presente invención, presentan ventajas con respecto a las de la técnica anterior porque los sellos de metal con metal contenidos en las mismas pueden ser más duraderos y menos susceptibles de sufrir daños durante el servicio y durante los ciclos de armado y separación. Los sellos metal de con metal de gran ángulo, de acuerdo con las modalidades de la presente invención, son menos susceptibles de sufrir daños debidos al contacto excéntrico durante el armado y la separación porque se acoplan después de armar una primera porción de una conexión con rosca acuñada continua con múltiples porciones. Por lo tanto, el armado de la primera porción antes del acoplamiento de los sellos de metal con metal puede actuar para "guiar" a los componentes del sello para acoplarse con una menor probabilidad de contacto excéntrico. De manera similar, durante la separación, los sellos se pueden desacoplar antes de la separación de la primera porción, permitiendo nuevamente de esta manera que la primera porción "guíe" a los componentes del sello a alejarse en sentido axial, protegiendo de esa manera a las superficies del sello del contacto excéntrico. De esa manera, acoplamiento temprano/ desacoplamiento tardío de la primera porción de una conexión con rosca acuñada continua de varias porciones puede proteger a las superficies del sello guiando a los componentes de un sello de metal con metal para que se acoplen y desacoplen a lo largo del eje de la conexión. Además, como se describió anteriormente, el área de contacto reducida de un sello de gran ángulo, de acuerdo con las modalidades de la presente invención, se traduce en una menor área del sello de metal con metal , reduciendo de esa manera la probabilidad y la magnitud del atascamiento entre los mismos. Además, como los sellos de gran ángulo se acoplan con un menor desplazamiento rotacional que los sellos de ángulo reducido, hay un menor desplazamiento con fricción de metal con metal a través de dicha área del sello. Aunque la invención se ha descrito con respecto a una limitada cantidad de modalidades, aquellos con pericia en la técnica apreciarán que, con el beneficio de la presente descripción, se pueden concebir otras modalidades que no se apartan del alcance de la invención como se describe en la presente. Por lo tanto, el alcance de la invención debe estar limitado sólo por las reivindicaciones adjuntas.

Claims (1)

1. REIVINDICACIONES 1. Una conexión roscada, que comprende: un miembro de pasador que provee una única rosca acuñada externa que comprende una primera porción externa y una segunda porción externa; un miembro de caja que provee una única rosca acuñada interna que comprende una primera porción interna y una segunda porción interna, en donde las primera y segunda porciones internas se corresponden con las primera y segunda porciones externas formando una rosca; en donde las primeras porciones interna y externa se caracterizan por una primera proporción de acuñado y las segundas porciones interna y externa se caracterizan por una segunda proporción de acuñado, donde la primera proporción de acuñado es menor que la segunda proporción de acuñado; un sello radial de metal con metal que se forma entre el miembro de pasador y el miembro de caja; y en donde el sello radial de metal con metal comprende un ángulo de sello de entre aproximadamente 4 grados y aproximadamente 15 grados. 2. La conexión roscada de la reivindicación 1, en donde los miembros de pasador y de caja están configurados de tal manera que, durante el armado, las primeras porciones externa e interna alcanzan un primer armado especificado antes del acoplamiento del sello radial de metal con metal y un segundo armado especificado de las segundas porciones externa e interna. 3. La conexión roscada de la reivindicación 1, en donde el sello radial de metal con metal se selecciona entre el grupo que consiste en sellos en la nariz del pasador, sellos en la cara de la caja, y sellos en la rosca media. 4. La conexión roscada de la reivindicación 1 , en donde el sello radial de metal con metal comprende un ángulo de sello de entre aproximadamente 7 grados y aproximadamente 1 4 grados. 5. La conexión roscada de la reivindicación 1 , que además comprende una región de transición entre las primeras porciones interna y externa y las segundas porciones interna y externa. 6. La conexión roscada de la reivindicación 1 , que además comprende un desplazamiento entre la segunda porción interna y la segunda porción externa. 7. La conexión roscada de la reivindicación 1 , que además comprende una tercera porción en cada uno del miembro de caja y el miembro de pasador, en donde las terceras porciones se caracterizan por tener una tercera proporción de acuñado sustancialmente igual a la primera proporción de acuñado. 8. Una conexión roscada, que comprende: un miembro de pasador que provee una única rosca acuñada externa que comprende una primera porción externa y una segunda porción externa; un miembro de caja que provee una única rosca acuñada interna que comprende una primera porción interna y una segunda porción interna, en donde las primera y segunda porciones internas corresponden, de manera roscable, con las primera y segunda porciones externas; en donde las primeras porciones interna y externa se caracterizan por una primera proporción de acuñado y las segundas porciones interna y externa se caracterizan por una segunda proporción de acuñado; y un sello radial de metal con metal para sellar entre el miembro de pasador y el miembro de caja; en donde, los miembros de pasador y de caja están configurados de tal manera que, durante el armado, las primeras porciones externa e interna alcanzan un primer armado especificado antes del acoplamiento del sello radial de metal con metal y un segundo armado especificado de las segundas porciones externa e interna. 9. La conexión roscada de la reivindicación 8, en donde el sello radial de metal con metal se selecciona entre el grupo que consiste de sellos en la nariz del pasador, sellos en el hombro de la caja, y sellos en el hombro de la parte media. 10. La conexión roscada de la reivindicación 8, en donde el sello radial de metal con metal comprende un ángulo de sello de entre aproximadamente 4 grados y aproximadamente 1 5 grados. 1 1 . La conexión roscada de la reivindicación 8, en donde la primera proporción de acuñado es menor que la segunda proporción de acuñado. 12. La conexión roscada de la reivindicación 8, que además comprende una región de transición entre las primeras porciones interna y externa y las segundas porciones interna y externa. 13. La conexión roscada de la reivindicación 8, que además comprende un desplazamiento entre la segunda porción interna y la segunda porción externa. 14. La conexión roscada de la reivindicación 1 3, en donde la primera proporción de acuñado y la segunda proporción de acuñado son sustancialmente iguales. 1 5. La conexión roscada de la reivindicación 8, en donde el sello radial de metal con metal se acopla antes del segundo armado especificado de las segundas porciones interna y externa. 16. La conexión roscada de la reivindicación 8, en donde el sello radial de metal con metal se acopla simultáneamente con el segundo armado especificado de las segundas porciones externa e interna. 17. La conexión roscada de la reivindicación 8, donde el primer armado especificado ocurre cuando los flancos de carga y de enchufe de las primeras porciones interna y externa alcanzan una magnitud de interferencia especificada. 18. La conexión roscada de la reivindicación 8, en donde el segundo armado especificado ocurre cuando los flancos de carga y de enchufe de las segundas porciones interna y externa alcanzan una magnitud de interferencia especificada. 19. Un método para acoplar una conexión roscada, el método que comprende: acoplar un extremo de pasador de la conexión dentro de un extremo de caja de la conexión, en donde el extremo de pasador comprende una rosca acuñada externa y el extremo de la caja comprende una rosca acuñada interna; hacer girar la conexión hasta una primera posición para armar una primera porción de la rosca acuñada del extremo de pasador con una primera porción de la rosca acuñada del extremo de la caja con una primera proporción de acuñado; hacer girar la conexión hasta una segunda posición para acoplar un sello radial de metal con metal de la conexión roscada; y hacer girar la conexión hasta una tercera posición para armar una segunda porción de la rosca acuñada del extremo de pasador y una segunda porción de la rosca acuñada del extremo de la caja con una segunda proporción de acuñado. 20. El método de la reivindicación 19, en donde hacer girar la conexión hasta las segunda y tercera posiciones se lleva a cabo simultáneamente. 21 . El método de la reivindicación 19, en donde el sello radial de metal con metal se selecciona del grupo que consiste en un sello en la nariz de pasador, un sello de hombro de la caja, y un sello de hombro de la parte media. 22. El método de la reivindicación 19, en donde el sello radial de metal con metal comprende un ángulo de sello de entre aproximadamente 4 grados y aproximadamente 15 grados. 23. El método de la reivindicación 19, en donde la primera proporción de acuñado es menor que la segunda proporción de acuñado. 24. El método de la reivindicación 19, en donde los componentes del sello radial de metal con metal no se acoplan hasta que la conexión se hace girar hasta la segunda posición. 25. Una conexión roscada que tiene roscas acuñadas, la conexión roscada comprende: un miembro de pasador que comprende una rosca de pasador que tiene una cresta de la rosca de pasador, una raíz de la rosca de pasador, un flanco de carga de pasador, y un flanco de enchufe de pasador, en donde la rosca de pasador comprende por lo menos una primera porción, una región de transición, y una segunda porción formada sobre la misma de manera consecutiva; un miembro caja que comprende una rosca de la caja que tiene una cresta de la rosca de la caja, una raíz de la rosca de la caja, un flanco de carga de la caja, y un flanco de enchufe de la caja, donde la rosca de la caja comprende por lo menos una primera porción, una región de transición, y una segunda porción formada en forma consecutiva sobre la misma, en donde las porciones sobre la rosca de la caja corresponden en general en posición axial con las porciones sobre la rosca del miembro macho; en donde la primera porción tiene una primera proporción de acuñado, la región de transición tiene una proporción de acuñado de transición, y la segunda porción tiene una segunda proporción de acuñado; en donde los pasos de las roscas son sustancialmente constantes dentro de cada una de las porciones; en donde se forma un sello radial de metal con metal entre el miembro de pasador y el miembro de caja; y en donde los miembros de pasador y de caja están configurados de tal manera que durante el armado, las primeras porciones alcanzan un primer armado especificado antes del acoplamiento del sello radial de metal con metal y un segundo armado especificado de las segundas porciones. RESUM EN Una conexión roscada incluye un miembro de pasador que proporciona una única rosca externa que com prende una pri mera porción externa y una segunda porción externa, un miembro de caja que proporciona una única rosca interna que comprende una primera porción interna y una segu nda porción interna , y un sello radial de metal con metal para sellar entre el miembro de pasador y el miem bro de caja , en donde las primera y segundas porciones internas corresponden de manera roscable con las primera y segunda porciones externas, y en donde las primeras porciones interna y externa se caracterizan por una primera proporción de acuñado y las segundas porciones interna y externa se caracterizan por una segunda proporción de acuñado, en donde la primera proporción de acuñado es menor que la segunda proporción de acuñado .