MXPA01011019A - Conexion roscada con alta calidad compresiva. - Google Patents

Abstract

Las areas de superficie disponibles para absorber la carga compresiva de una conexion (30) roscada se incrementa al incrementar el area acoplada de un soporte (35) de par de torsion en la conexion (30) y al reducir el espacio entre los flancos de esfuerzo de las roscas (33, 34). Las areas se incrementan al incrementar las dimensiones de los componentes y al disminuir las tolerancias de la maquina permitidas en la fabricacion de los componentes. El espacio (x) en la conexion adyacente al soporte de par de torsion se reduce para que el area de superficie de contacto de soporte de par de torsion se incremente mientras la proximidad cercana a las paredes cilindricas circundantes de la conexion reduzca los huecos que puede recibir la deformacion plastica de las esquinas del soporte de par de torsion. Las superficies adyacentes al soporte de par de torsion tienen forma cilindrica (37, 38) en lugar de ser conicas para reducir los costos de maquinacion y aumentar la velocidad de fabricacion de la conexion.

Description

CONEXIÓN ROSCADA CON ALTA CAPACIDAD COMPRESIVA DESCRIPCIÓN DE LA INVENCIÓN flB Es a solicitud está relacionada con, y reclama el beneficio de la Solicitud Provisional de EUA con No. de Serie 5 60/131,894 presentada el 30 de abril de 1999. La presente invención está relacionada con conexiones roscadas para asegurar los extremos de cuerpos tubulares. Más específicamente, la presente invención está relacionada con una conexión roscada para conectar cuerpos de 10 tubería tubulares utilizados en la construcción de pozos. Las tuberías utilizadas para perforar y completar los pozos petrolíferos y gas natural y otros pozos empleados para extraer minerales de la tierra típicamente están en la forma de una larga cadena de segmentos de tubería asegurados 15 entre sí por conexiones roscadas proporcionadas al final de cada segmento de tubería. Las conexiones prestan la doble función de sujetar los segmentos adjuntos entre sí y proporcionar un sello a presión en la conexión. Las tensiones • se encuentran en la conexión roscada que resulta de las 20 fuerzas aplicadas a la conexión durante su ensamble inicial en una cadena, fuerzas asociadas con la colocación de la cadena dentro del pozo y fuerzas resultantes de los diferenciales de presión que actúan a través de la conexión acoplada. Cuando las tensiones que actúan sobre la conexión 25 son ya sea excesivas o inadecuadas, la conexión puede fallar, provocando la separación de la cadena o .interrumpiendo el sello de presión dentro de la conexión. Durante la fabricación y subsecuente corrido y utilización de una cadena típica de cubierta o de tubería empleada en un pozo, las fuerzas que actúan en la conexión pueden alternarse entre fuerzas de alta compresión y de alta tensión. Las fuerzas de tensión se imponen, por ejemplo, cuando la conexión es parte de una cadena pesada que está suspendida desde la superficie del pozo. Las fuerzas de compresión ocurren durante la fabricación de la conexión y durante el proceso de colocar la conexión dentro de un pozo donde la perforación del pozo se desvía de modo que la cadena de tubería debe doblarse alrededor de una curva en la perforación del pozo. En esta última situación, la porción de la conexión en la parte interior de la curva es tensionada en compresión con relación a la porción de la conexión en la parte exterior de la curva. La concentración de fuerzas de compresión excesivas dentro de la conexión pueden provocar que la conexión se deforme permanentemente o para fallar cuando las fuerzas de compresión exceden los límites de diseño de la conexión. La perforación actual y las aplicaciones de terminación requieren incrementar la capacidad de compresión para las cadenas que están siendo utilizadas en pozos más profundos y más desviado. Los diseños de cadena de pozo para estas condiciones críticas muy a menudo requieren el uso de conexiones que tienen dimensiones radiales externas que son fj? iguales que aquellas de la tubería o sólo ligeramente mayores que el cuerpo de tubería. Al reducir el volumen de material 5 empleado para formar la conexión en un esfuerzo para reducir el diámetro de tubería incrementa la tensión requerida para ser soportada por el material restante de la conexión. En general, estas conexiones de diámetro reducidas tienen una baja capacidad de compresión elástica en comparación con las 10 conexiones que tienen diámetros exteriores mayores. El uso de conexiones de diámetro más pequeño en pozos críticos incrementa la probabilidad de que la conexión se exponga a tensiones que exceden los límites elásticos de los elementos de la conexión. Al exceder el límite elástico en los 15 componentes de la conexión se cambian las características de la conexión, lo cual incrementa la probabilidad de falla de la conexión. Las conexiones roscadas convencionales caen generalmente en la categoría de interferencia o no 20 interferencia o una combinación de ambas. Las roscas que no interfieren algunas veces son denominadas como de "corrida libre". Una conexión que tiene roscas de interferencia tiene dimensiones de tal modo que las roscas de un componente interfieren con las roscas de los componentes adjuntos para 25 provocar una deformación mecánica del material de las roscas _L-__-_ , « __«_a-»-acopladas. Las roscas en una conexión de corrida libre, del tipo de no interferencia puede acoplarse sin provocar ninguna deformación de rosca mecánica en la conexión Éabricada. Algunas conexiones de rosca pueden incluir una combinación tanto de rosca de interferencia como de no interferencia, o de corrida libre. Un componente importante de la fabricación de una conexión de rosca de corrida libre es un límite mecánico, tal como un soporte de par de torsión, que permite que la conexión se pueda apretar. En muchos casos, el soporte de par de torsión también proporciona una superficie de sellado entre las secciones de tubería acopladas. Algunos diseños de la técnica anterior que utilizan roscas de corrida libre proporcionan un sello radial adyacente al soporte de par de torsión ahusando las superficies internas que se extienden al soporte de par de torsión y forzando las superficies ahusadas a juntarse durante la fabricación. El sellado entre las roscas de ajuste de interferencia normalmente se obtiene por un acoplamiento mecánico de las roscas auxiliado por un compuesto de rosca de llenado de vacío. La Figura 1 ilustra una conexión de la técnica anterior convencional indicada generalmente en 10 utilizando roscas 11 y 12 de corrida libre de doble paso separadas por un soporte 13 de par de porción central. El soporte de par de torsión está formado por el acoplamiento de soportes -— ~ circunferenciales en cada uno de los miembros de ia conexión. La Figura 2 ilustra detalles del soporte de par de torsión de la conexión de la Figura 1. Un área de soporte típica de una conexión roscada con roscas de corrida libre 5 tiene espacios 14 y 15 radiales entre la superficie del componente hembra de la conexión o la caja 16 y el componente macho de la conexión, o el pasador 17. Los espacios 14 y 15 resultan de las grandes tolerancias de fabricación permitidas para hacer que la fabricación de la conexión sea más fácil y ^B 10 menos costosa. La presencia de los espacios 14 y 15 también contribuye a la facilidad de ensamble de la conexión. El soporte 13 de par de torsión está formado en un área de contacto acoplada indicada en 18. La dimensión radial del área 18 de contacto es menor que la dimensión radial de 15 los elementos respectivos del soporte de par de torsión formados en las secciones de pasador y caja por una cantidad igual a la dimensión radial del espacio 14 ó 15. En algunas conexiones convencionales, el área de contacto representada por la superficie 18 de soporte puede ser tan pequeña como 20 70% del área de superficie total disponible del soporte de par de torsión. En una conexión tal como la que se ilustra en la Figura 2, las fuerzas de compresión ejercida contra el soporte de par de torsión durante la fabricación u otra carga 25 de compresión de la conexión puede provocar que las áreas del _____________.___ ........ „L_.. ... _ ____.._ , . -_,.._, .. _, .___»,-__^_ ._.,»,.-,. - t irn-irTifíi soporte de par de torsión con las dimensiones en corte transversal más pequeñas para ser deformadas plásticamente como se indica en la Figura 4. La deformación plástica es acomodada en los espacios 15 y 14 adyacentes al soporte 13 de par de torsión. La deformación del soporte de pasador se indica en 19, y la deformación del soporte de caja se indica en 20. La Figura 4 ilustra que, bajo la influencia de la carga de compresión, las esquinas del soporte 13 de par de torsión se flexionarán y se distorsionarán dentro de los espacios raciales abiertos. Lo cual permite que ceda a una carga que es menor que la teóricamente soportable por un soporte de par de torsión teniendo un acoplamiento completo de las superficies de contacto del soporte 13 de par de torsión. Como se podrá apreciar, una conexión tal como se ilustra en las Figuras 1-4 se limita en sus capacidades de compresión a las fuerzas de compresión que hacen que el punto más débil del soporte de par de torsión ceda lo cual ocurre en el área de corte transversal más pequeño siendo restringidas en la esquina extrema exterior del soporte de par de torsión. El diseño de rosca del conector convencional ilustrado en las Figuras 1-4 también juega una parte en la fuerza de compresión de la conexión. Como se ilustra en la Figura 3, en tales conexiones, existe un espacio 21 entre los flancos de esfuerzo de las roscas 22 del pasador 17 y las _«_-_ « _ _*< ._ ...*.,.*,..;,, j___ J.Á^£* * roscas 23 ce la caja 16. Al igual que con los espacios formados alrededor del soporte 13 de torsión, el espacio 21 wR resulta de jrandes tolerancias de máquina que contribuyen a simplificar la fabricación y ensamble de la conexión. Cuando 5 la conexión se hace suficientemente cargada en cuanto a compresión, el espacio 21 se cierra y el flanco de esfuerzo de las roscas empieza a compartir la misma carga de compresión ejercida en el soporte de par de torsión. Sin embargo, el grado de fuerza de compresión aplicada necesaria 10 para cerrar el espacio 21 puede exceder a aquella requerida para producir la deformación del soporte de par de torsión indicado en la Figura 4. El resultado neto es que la capacidad de carga de compresión de la conexión ilustrada en las Figuras 1-4 se limita a un valor por debajo del cual se 15 podría producir que se diera la porción más vulnerable y más delgada del soporte de par de torsión. El área de superficie que soporta la carga de compresión en una conexión roscada se incrementa para incrementar la capacidad de compresión de extensión de la 20 conexión. El área de superficie incrementada se obtiene incrementando las áreas de contacto de rosca en cargas de compresión más bajas e incrementando el área acoplada del soporte de par de torsión proporcionada a la conexión. El incremento en el área de soporte de par de torsión se obtiene 25 apretando las tolerancias de fabricación utilizadas para _tn_pfi__ÉI_É_???ri?«ii-? r - i • __________>_>___ - —-»>— _-»»—- - hacer la conexión. El área de contacto de superficie incrementada del soporte de par de torsión reduce la fuerza B por área de unidad y limita el libramiento para recibir la deformación plástica del soporte, lo cual crea un soporte más 5 tieso que reduce la distorsión y la flexión del soporte. El incremento en la dimensión de la rosca reduce la separación entre los flancos de esfuerzo de las roscas para que el espacio entre las roscas de pasador y caja acoplados cierren a una carge de compresión más baja, permitiendo que las B 10 roscas compartan cargas de compresión con el soporte de par de torsión antes de que ceda el soporte de par de torsión. A partir de lo anterior se podrá apreciar que un objeto principal de la presente invención es incrementar la capacidad de carga de torsión de una conexión roscada 15 empleada para asegurar tuberías de pozos entre sí. Otro objeto de la presente invención es incrementar la capacidad de carga de compresión de un conector tubular sin incrementar las dimensiones externas del conector. Un objeto de la presente invención es incrementar 20 el área de contacto de un soporte de par de torsión en una conexión tubular roscada acoplada para reducir la carga de compresión en el soporte de par de torsión. Aún otro objeto de la presente invención es proporcionar una capacidad de carga de compresión 25 incrementada para una configuración de rosca de corrida libre _l_______ri_______________ ^^^ ¡¡^^^m ^ empleando un soporte de par de torsión en donde el área confinada alrededor del soporte de par de torsión acoplado se limita para reforzar el soporte de par de torsión a lo largo de su área de menor dimensión en corte transversal para 5 evitar la deformación plástica del soporte de par de torsión en vacíos adyacentes al área vulnerable del soporte de par de torsión . Otro objeto de la presente invención es proporcionar una conexión que tenga un miembro conector de 10 pasador y caja empleando un soporte de par de torsión en • donde los flancos de esfuerzo entre las roscas de los miembros del conector adjuntos se reducen al máximo posible con lo cual los flancos de esfuerzo de rosca se acoplarán para ayudar a distribuir las fuerzas de compresión antes de 15 que tales fuerzas excedan las limitaciones de rendimiento del soporte de par de torsión. Las anteriores, al igual que otras ventajas, características y objetos de la presente invención podrán más • fácilmente apreciarse y entenderse haciendo referencia a los 20 siguientes dibujos, especificación y reivindicaciones. BREVE DESCRIPCIÓN DE LOS DIBUJOS La Figura 1 es una vista en corte en cuartos ilustrando una conexión de la técnica anterior; la Figura 2 es una vista en detalle ampliado del 25 área de soporte del par de torsión de una conexión de la ______:___!___»____»__--__&-,, __»,_._..._ .. técnica anterior convencional; la Figura 3 es una vista en corte en cuartos • detallada del extremo de caja de una conexión de la técnica anterior convencional; 5 la Figura 4 es una vista en corte en cuartos ampliada de una conexión de la técnica anterior convencional ilustrando la deformación del área del soporte del par de torsión de la conexión bajo carga de compresión; la Figura 5 es una vista en corte en cuartos del 10 conector de la presente invención; • la Figura 6 es una vista en corte en cuartos ampliada y detallada ilustrando el área de soporte de par de torsión de la presente invención; la Figura 6A es una vista en detalle ampliada del 15 área de soporte de par de torsión del conector de la Figura 6 con separaciones entre los componentes siendo exageradas para propósitos descriptivos; la Figura 7 es una vista en corte en cuartos ilustrando detalles en el acoplamiento de rosca de la 20 conexión de la presente invención; y la Figura 8 es una vista en corte en cuartos ampliada ilustrando el sello exterior de ía conexión de la presente invención. La Figura 5 ilustra una conexión de la presente 25 invención indicada generalmente en 30. La conexión 30 incluye ___•,».__. - ei&¿_ - -"""*- -.-——._*_.. ^^n« *^? ^¿ una sección 31 de caja y una sección 32 de pasador. Se proporcionan dos segmentos 33 y 34 de rosca de doble paso en cada lado de un soporte de par de torsión indicado generalmente en 35. El soporte 35 de par de torsión es un soporte de ángulo inverso y las roscas 33 y 34 son una configuración del flanco de carga enganchados, las roscas 33 y 34 representan el acoplamiento de las roscas formadas en la superficie externa de la sección 32 de pasador y la superficie interna de la sección 31 de caja. Los detalles en el soporte 35 de par de torsión se ilustran en las Figuras 6 y 6A de los dibujos. El soporte 35 de par de torsión se ilustra con una superficie 36 de contacto acoplada que se extiende desde una pared 37 cilindrica de la caja 31 a una pared 38 cilindrica del pasador 32. Una pared 37a cilindrica en el pasador 32 se extiende bajo la pared 37 cilindrica en la caja 31 produciendo un libramiento radial "x" entre las dos paredes 37a y 37 cilindrica. De igual manera, una pared 38a cilindrica en la caja 31 se extiende sobre la pared 38 cilindrica en el pasador 32 produciendo un libramiento radial "y" entre las dos paredes 38a y 38 cilindricas. Como fue descrito, la superficie cilindrica de la pared 38 de pasador tiene mayor diámetro que la superficie cilindrica de la pared 37a de pasador y la superficie cilindrica de la pared 37 de caja tiene un mayor diámetro que la superficie cilindrica de J* **** ** -___„, _.,.,«__ .. , , . . ,„.„-_..,.»_w_^__.?__^-_ _._hd_h¡___i la pared 38a de caja. El soporte 35 de par de torsión con esto se forma en los extremos de las secciones de pared • cilindrica del pasador 32 y la caja 31. Los libramientos x y y entre las superficies de pared cilindrica se muestran 5 aproximadamente ampliado en la Figura 6a para ayudar a describir las características de conexión en el área de acoplamiento de superficie. El pasador 32 está proporcionado con un área 39 de muesca anular que se extiende entre el punto de contacto del 10 pasador con la superficie 37 cilindrica y la porción terminal • de las roscas de pasador. Las muescas 39 son muescas de fabricación que facilitan la fabricación de las roscas del pasador proporcionando una zona de transición entre la formación de la rosca y la formación de la superficie 15 cilindrica del pasador que acopla la superficie 37 de caja. Una muesca 40 similar formada internamente en la caja se proporciona para el mismo propósito con respecto al acoplamiento de la superficie 38 cilindrica con la caja. La superficie 36 de contacto tiene una dimensión 20 radial S que ocupa un porcentaje sustancialmente mayor del área entre las paredes 37 y 38 que aquel ocupado por una conexión convencional, tal como se ilustra en las Figuras 1-4 de la técnica anterior. El soporte estrecho proporcionado por las paredes 37 y 38 circundantes elimina vacíos dentro de los 25 cuales el soporte 36 de par de torsión puede ser recibido ,_._.__.-»-_-_ _~. cuando el soporte se deforma plásticamente. En un caso preferido, los libramientos x y y entre el área 36 de soporte ^ de par de torsión y las paredes 37 y 38 circundantes, respectivamente, son ambos de 0.00". De acuerdo con las 5 enseñanzas de la presente invención, con componentes maquinados en extremos opuestos de las tolerancias de fabricación permitidas, el libramiento x entre las paredes 37 y 37a y el libramiento y entre las paredes 38 y 38a son de 0.00" o 0.004". De este modo, el libramiento máximo es de 10 0.004" en comparación con un libramiento máximo de 0.014" utilizando tolerancia de máquina estándar. La longitud del acoplamiento de la caja 31 con el área 37a cilindrica y el acoplamiento del pasador 32 con el área 38a cilindrica es preferiblemente el doble de altura S 15 del soporte 36 de par de torsión; sin embargo, la longitud de superficie de acoplamiento puede ser tan pequeño como la mitad de la altura S del soporte de par de torsión, o menos, tomando en cuenta que puede suficientemente contener la deformación plástica del soporte durante cargas de 20 compresión. Como se podrá apreciar haciendo referencia a la Figura 6, la reducción en el libramiento entre las superficies de pasador y de caja adyacentes al soporte de par de torsión limita la deformación plástica del soporte de par 25 de torsión para proporcionar una compresión incrementada y . < Zv, '.. . »______ ,.__,._____ _> ,„ _ _ .. . „_._ _ _. ,*_, . » ?m¿m¿ & una resistencia al doblez en la conexión roscada. En la forma de la invención ilustrada en las Figuras 5-8, los espacios flp normales entre las superficies adyacentes del soporte de par de torsión se cierran elevando la cresta 37a del soporte de 5 par de torsión más allá del plano de las raíces 34a de rosca, que incrementan el área de compresión del soporte, y a su vez incrementa la capacidad de soporte de carga elástica del soporte . Las tolerancias de fabricación convencionales en la (B 10 fabricación de superficies cilindricas de las conexiones estándar son de +0.007-0" para el radio de la caja. La variación se duplica para el diámetro. La tolerancia normal de un pasador convencional es de -0.007+0" en el radio. Al aplicar estas tolerancias de fabricación normales, el espacio 15 entre las paredes cilindricas del pasador o de la caja y la pared del soporte del par de torsión de la conexión convencional pueden ser tan grandes como 0.014". De acuerdo con las enseñanzas de la presente invención, la tolerancia permitida para la fabricación de la 20 caja es de preferencia ±0.002" en el radio en lugar de la tolerancia normalmente empleada de 0.007-0". De igual manera, la tolerancia en el pasador es de +0.002" en lugar de -0.007+0", como se emplea acostumbradamente. El resultado es que en una conexión teniendo estas tolerancias, el soporte de 25 par de torsión está en contacto físico estrecho en cada lado M»?_,a______rfc'"«??l-1-»rr?n-r" a.¿ _, _ con las paredes cilindricas circundantes del pasador y caja. En comparación con los diseños de conexión que emplean paredes laterales cónicas para proporcionar un sello radial, la conexión de la presente invención reduce la acción abrasiva lateral y permite una fabricación y calibración más rápida de las superficies del pasador y caja, que son cilindricas en lugar de cónicas. La Figura 7 ilustra detalles en la forma de rosca del conector de la Figura 5. Un espacio 45 sustancialmente reducido se proporciona entre los componentes de pasador y caja de la conexión. Las dimensiones del espacio 45 están determinadas por la configuración y las dimensiones del soporte de par de torsión. De acuerdo con las enseñanzas de la presente invención, bajo cargas de compresión de la conexión, el espacio 45 está diseñado para cerrarse de tal modo que los flancos de esfuerzo que forman el espacio se acoplan a un valor de tensión de compresión que es menor que la tensión de compresión que provoca la deformación del soporte de par de torsión. A medida que se reduce el tamaño, el espacio, el requisito de fabricación se incrementan y la fabricación del pasador y caja se hace más difícil. Un objeto de la presente invención por lo tanto es reducir el espacio 45 sólo lo suficiente para distribuir la carga de compresión en las roscas sin ceder el soporte de par de torsión. A medida que el área de contacto del soporte de par de torsión se incrementa, la necesidad de reducir el espacio 45 se disminuye. Una característica importante de la presente • invención de este modo es la optimización de la conexión para proporcionar un área de contacto de soporte de par de torsión 5 máxima práctica. En una aplicación típica para la conexión de la presente invención, el libramiento entre los flancos de esfuerzo de preferencia serán de 0.002-0.004 pulgadas. El libramiento o espacio entre los flancos de esfuerzo en un 10 diseñó de rosca convencional del tipo ilustrado en las Figuras 1-4 es de 0.0200". En una conexión de la presente invención, el ángulo de flanco de esfuerzo será de preferencia 15-30° desde una línea perpendicular al eje de la conexión. Adicionalmente el ángulo de flanco de carga de 15 preferencia será de -3° a -15° desde una línea perpendicular al eje de la conexión. Mientras que la rosca de la presente invención de preferencia tendrá una interferencia de rosca radial, la rosca puede ser de corrida libre. El espacio entre los flancos de esfuerzo de 20 preferencia se reduce ampliando la anchura de las roscas de la caja. Este cambio también incrementa el área de interferencia entre las roscas acopladas. Otros métodos para reducir el espacio 45 también se pueden emplear sin apartarse del alcance de la presente invención. 25 El soporte 13 de par de torsión de la invención de ___________________ - •*"-&* *-» preferencia se localiza entre dos pasos de rosca cónicos, como se ilustra en la Figura 5; sin embargo, la rosca puede ser recta, y el soporte puede estar localizado en cualquier otro lugar en la conexión. El ángulo de soporte de par de 5 torsión de preferencia es un ángulo inverso de 15° desde una línea perpendicular al eje de la tubería; sin embargo, el ángulo puede ser tan grande como 5° positivo y puede tomar virtualmente cualquier ángulo negativo. La cubierta OD se expande y fabrica, y el pasador 10 ID se estampa y perfora. Mientras que la conexión de caja se ilustra como aplicándose a un tubo expandido, se podrá apreciar que el tubo de la tubería puede ser también sencillo o desajustado. La conexión de la Figura 5 tiene dos pasos de rosca 15 cónicos axialmente separados. Las roscas tienen un flanco de carga enganchado, con una interferencia de rosca radial en la raíz del pasador/cresta de caja. El libramiento de rosca radial está proporcionado en la cresta de pasador/raíz de • caja con un pequeño libramiento entre Los flancos de 20 esfuerzo. Cuando está totalmente cargada en compresión, la conexión proporciona un sello radial de metal con metal contra las paredes cilindricas acopladas que rodean el soporte de par de torsión. La Figura 8 ilustra detalles en el sello exterior 25 de la conexión de la presente invención. El extremo de la caja 31 forma un sello 50 de interferencia con la superficie exterior del pasador 32. El sello 50 funciona para evitar que los fluidos en el área externa a la conexión entren en el área roscada entre el pasador y la caja acoplados. Como se 5 puede ver mejor, haciendo referencia a la Figura 5, se proporciona un sello 51 similar entre el extremo del pasador 32 y la superficie interna de la caja 31. El sello 51 evita que los fluidos dentro de la conexión entren en el área entre el pasador y la caja que contienen las roscas acopladas. k 10 En una conexión de la presente invención, para una cubierta OD de 9.625 pulgadas teniendo un espesor de pared de 0.545 pulgadas, en una conexión de doble paso de acero de 53.50 libras/pies con una inclinación de 3/4 de pulgada/pie en el diámetro, un paso de rosca de cinco roscas por pulgada 15 con una altura nominal de 0.061-0.062 pulgadas, y una tolerancia de entrada de ±0.001 pulgadas por pasos y 0.002 pulgadas entre pasos, las superficies 37 y 38 cilindricas se fabrican con una tolerancia de +0.002 pulgadas. El espacio de flanco de esfuerzo en una conexión ensamblada de una cubierta 20 de 9 5/8 pulgadas de la presente invención es de 0.0035 pulgadas, la cual se reduce sustancialmente de aquella del espacio estándar de 0.020 pulgadas. La reducción de espacio se obtiene incrementando la anchura de la rosca de caja sin cambiar las dimensiones del pasdador para mantener la 25 capacidad de intercambio entre las conexiones que tienen roscas de pasador y caja convencionales y las conexiones equipadas con el diseño de rosca de la presente invención. En un análisis hecho para comparar una conexión NJO estándar hecha por GrantPrideco, Inc. con una conexión 5 mejorada de la presente invención, la capacidad de compresión de una conexión NJO estándar para una tubería de 11 3/4", 65#/pie, P110 con un espacio de flanco de esfuerzo de 0.0190" es de 13.4%, es decir, 1474 psi. La misma conexión hecha como se describió en la presente solicitud con un espacio de • 10 flanco de esfuerzo de 0.0035" se calcula para tener una capacidad de compresión de 40.1%, es decir, 44,110 psi. Mientras que la invención ha sido descrita haciendo referencia a conexiones de unión integral, se podrá apreciar que la invención puede emplearse en tuberías acopladas. 15 También se deberá entender que la invención puede emplearse con diferentes formas de rosca y diseños de conexión sin apartarse del espíritu o alcance de la invención. La descripción y ejemplos anteriores ilustran las • modalidades seleccionadas de la presente invención. A la luz 20 de las mismas, se podrán sugerir variaciones y modificaciones a aquellos expertos en la técnica, todas las cuales se encuentran dentro del espíritu y alcance de esta invención.

Claims (1)

1. REIVINDICACIONES 1. Una conexión roscada para asegurar cuerpos flB tubulares juntos caracterizado porque comprende: un miembro de pasador que se extiende axialmente 5 teniendo un área externa proporcionada con roscas de pasador teniendo un flanco de esfuerzo y un flanco de carga; un miembro de caja que se extiende axialmente teniendo un área interna proporcionada con roscas de caja teniendo un flanco de esfuerzos y un flanco de carga, las 10 roscas de caja se adaptan para acoplarse roscadamente con las roscas de pasador a lo largo de un eje común del miembro de pasador y el miembro de caja; un soporte de par de torsión de pasador proporcionado en el miembro de pasador, el soporte de par de 15 torsión de pasador está formado entre una primera y segunda superficies de pasador cilindrica teniendo diferentes diámetros y formados coaxialmente con el miembro de pasador en el área externa; un soporte de par de torsión de caja proporcionado 20 en el miembro de caja, el soporte de par de torsión de caja está formado entre una primera y segunda superficie de caja cilindrica teniendo diferentes diámetros y formada coaxialmente con un miembro de caja en el área interna, el soporte de par de torsión de caja está adaptado para acoplar 25 el soporte de torsión de pasador para axialmente limitar el acoplamiento roscado del pasador y la caja; y en donde el diámetro de la primera superficie de caja cilindrica se selecciona para ser mayor que el diámetro de la primera superficie de pasador cilindrica por una 5 cantidad suficiente para confinar los soportes de par de torsión de la caja y pasador para limitar la deformación plástica del soporte de par de torsión en vacío entre las superficies de pasador y de caja cilindrica cuando los soportes de par de torsión de pasador y de caja se deforman ^fe 10 plásticamente por una carga de compresión de ía conexión. 2. La conexión de conformidad con la reivindicación 1, caracterizada porque el diámetro de la primera superficie de caja cilindrica es menor de 0.014 pulgadas mayor que el diámetro de la primera superficie de pasador cilindrica. 15 3. La conexión de conformidad con la reivindicación 1, caracterizada porque el diámetro de la primera superficie de caja cilindrica es menor a 0.008 pulgadas mayor que el diámetro de la primera superficie de pasador cilindrica. • 4. El conector de conformidad con la reivindicación 20 1, caracterizado porque los flancos de esfuerzo de las roscas de pasador y las roscas de caja están dimensionadas para cerrarse y acoplarse en una carga de compresión de la conexión por debajo de aquella que provoca la deformación plástica de los soportes de par de torsión de pasador o de 25 ca a con lo cual la carga de compresión se distribuye sobre , . , - - .*_».,_,,., .....- -i____ .. . . , ,._ . , „.__^._j,-^ • i .- ___8¿_a*__fa- las roscas de pasador y de caja y los soporte de par de torsión para incrementar la capacidad de ca ga de compresión de la conexión. 5. La conexión de conformidad con la reivindicación 4, caracterizada porque la separación axial entre los flancos de esfuerzo de las roscas de pasador y de caja acopladas es menor de 0.0200 pulgadas antes de que la conexión se cargue por compresión. 6. La conexión de conformidad con la reivindicación 4, caracterizada porque la separación axial entre el flanco de esfuerzo de las roscas de pasador y de caja acopladas es de entre 0.0020 y 0.0012 pulgadas antes de que la conexión se cargue por compresión. 7. La conexión de conformidad con ia reivindicación 4, caracterizada porque las roscas de ca a se hacen más anchas axialmente con relación a las roscas de pasador para reducir la separación de flanco de esfuerzo entre las roscas de pasador y de caja acopladas cuando están acopladas. 8. El conector de conformidad con la reivindicación 1, caracterizado porque las roscas de pasador y las roscas de caja se acoplan con las interferencias radiales de las raíces de rosca de pasador y las crestas de rosca de ca a. 9. El conector de conformidad con la reivindicación 1, caracterizado porque las crestas de las roscas de pasador no interfieren radialmente con las raíces de las roscas de íjj?^^^^*^^g«¡?s*y^^^^ caj a . 10. El conector de conformidad con la reivindicación 8, caracterizado porque las crestas de las roscas de pasador no interfieren radialmente con las raíces de las roscas de caja. 11. El conector de conformidad con la reivindicación 1, caracterizado porque el soporte de pasador se interpone axialmente entre las roscas de pasador y el soporte de par de torsión de caja se interpone axialmente entre las roscas de caja. 12. El conector de conformidad con la reivindicación 1, caracterizado porque los soportes de par de torsión de pasador y de caja forma una superficie de ángulo inverso de acoplamiento. 13. El conector de conformidad con la reivindicación 1, caracterizado porque el miembro de caja está fabricado en una sección de extremo radialmente expandida de un cuerpo tubular. 14. El conector de conformidad con la reivindicación 13, caracterizado porque el miembro de pasador está formado en un diámetro interno perforado y estampado de un cuerpo tubular. 15. El conector de conformidad con la reivindicación 1, caracterizado porque la longitud axial de la superficie de pasador cilindrica se encuentra entre 1.5 y &¿ -¿4^j^^^ 3 veces la dimensión radial del soporte de par de torsión de pasador o ca a 16. El conector de conformidad con la reivindicación 12, caracterizado porque la superficie de ángulo inverso del acoplamiento se encuentra entre 15° a 30° de la línea perpendicular al eje común. 17. El conector de conformidad con la reivindicación 1, caracterizado porque el flanco de carga del pasador y la caja se encuentra entre -3° a -15° de una línea perpendicular al eje común. 18. Un conector de conformidad con la reivindicación 11, en donde las roscas del pasador y las roscas de la caja comprenden dos pasos de rosca cónicos. 19. El conector de conformidad con la reivindicación 1, caracterizado porque las conexiones de pasador y de caja se proporcionan en cualquiera de los extremos de un cuerpo tubular. 20. El conector de conformidad con la reivindicación 19, caracterizado porque el cuerpo tubular está roscado pasador por pasador y el miembro de caja está proporcionado por el acoplamiento de un acoplamiento de caja por caja acoplada a un pasador del cuerpo tubular. 21. El conector de conformidad con la reivindicación 1, caracterizado porque el soporte de par de torsión de pasador tiene una cresta elevada por encima de un ^^¿¿¿¿¿¡^¿¿^ plano de raíz de la rosca de pasador. 22. Una conexión roscada para asegurar cuerpos tubulares entre sí caracterizada porque comprende: un miembro de pasador que se extiende axialmente 5 teniendo un área externa proporcionada con roscas de pasador teniendo un flanco de esfuerzo y un flanco de carga; un miembro de caja que se extiende axialmente teniendo un área interna proporcionada con roscas de caja teniendo un flanco de esfuerzos y un flanco de carga, las 10 roscas de caja están adaptadas para roscadamente acoplarse • con las roscas de pasador a lo largo de un eje común del miembro de pasador y el miembro de caja; un soporte de par de torsión de pasador proporcionado en el área externa del miembro de pasador; 15 un soporte de par de torsión de caja proporcionado en el área interna del miembro de caja, el soporte de par de torsión de caja está adaptado para acoplar el soporte de par de torsión de pasador para axialmente limitar el acoplamiento • roscado del pasador y la caja; y 20 en donde los flancos de esfuerzo de ias roscas de pasador y las roscas de caja están dimensionadas para cerrar y acoplar los flancos de esfuerzo de las roscas de pasador y caja a una carga de compresión de la conexión por debajo de aquella que provoca la deformación plástica de los soportes 25 de torsión de pasador o de caja con lo cual la carga de ,^,A? compresión se distribuye sobre las roscas de pasador y de caja y los soportes de par de torsión para incrementar la capacidad de carga de compresión de la conexión. 23. La conexión de conformidad con la reivindicación 22, caracterizada porque la separación axial entre los flancos de esfuerzo de acoplamiento de las roscas de pasador y de caja es menor a 0.0200 pulgadas antes de que la conexión se cargue por compresión. 24. La conexión de conformidad con la reivindicación 22, caracterizada porque la separación axial entre el flanco de esfuerzo de las roscas de pasador y de caja acopladas está entre 0.020 y 0.0012 pulgadas antes de que la conexión se cargue por compresión. 25. La conexión de conformidad con la reivindicación 22, caracterizada porque las roscas de caja se hacen más anchas axialmente con relación a las roscas de pasador para reducir la separación de flancos de esfuerzo entre las roscas de pasador y de caja acopladas antes de que la conexión se cargue por compresión. 26. El conector de conformidad con la reivindicación 22, caracterizado porque las roscas de pasador y las roscas de caja se acoplan con las interferencias radiales en las raíces de rosca de pasador y las crestas de rosca de caja. 27. El conector de conformidad con la reivindicación 22, caracterizado porque las crestas de las roscas de pasador no interfieren radialmente con las raíces de las roscas de caja. • 28. El conector de conformidad con la 5 reivindicación 26, caracterizado porque las crestas de las roscas de pasador no interfieren radialmente con las raíces de las roscas de caja. 29. El conector de conformidad con la reivindicación 22, caracterizado porque los soportes de par 10 de torsión de pasador y de caja se interponen axialmente entre las roscas de pasador y las roscas de caja respectivamente . 30. El conector de conformidad con la reivindicación 22, caracterizado porque los soportes de par 15 de torsión de pasador y de caja forman una superficie de ángulo inverso de acoplamiento. 31. El conector de conformidad con la reivindicación 22, caracterizado porque el miembro de caja se fabrica en una sección de extremo radialmente expandida de un 20 cuerpo tubular. 32. El conector de conformidad con la reivindicación 31, caracterizado porque el miembro de pasador está formado en un diámetro interno perforado y estampado de un cuerpo tubular. 25 33. El conector de conformidad con la : ,_a_^a_te__g_J reivindicación 22, caracterizado porque la longitud axial de la superficie de caja cilindrica y la superficie de pasador cilindrica está entre 1.5 y 3 veces la dimensión radial del soporte de par de torsión de pasador. 34. El conector de conformidad con la reivindicación 30, caracterizado porque la superficie de ángulo inverso del acoplamiento está entre 15° a 30° de una línea perpendicular al eje común. 35. El conector de conformidad con la reivindicación 22, caracterizado porque los flancos de carga del pasador y de la caja están entre -3° a -15° de una línea perpendicular al eje común. 36. El conector de conformidad con la reivindicación 29, caracterizado porque las roscas de pasador y las roscas de caja comprenden dos pasos de rosca cónicos. 37. El conector de conformidad con la reivindicación 22, caracterizado porque las conexiones de pasador y de caja se proporcionan en ambos extremos del cuerpo tubular. 38. El conector de conformidad con la reivindicación 37, caracterizado porque el cuerpo tubular es roscado pasador por pasador y el miembro de caja está proporcionado por el acoplamiento de un acoplamiento de caja por caja acoplado a un pasador del cuerpo tubular. __»_.. «... '.^ ^^.