NO342825B1

NO342825B1 - Gjenget forbindelse for stålrør

Info

Publication number: NO342825B1
Application number: NO20055742A
Authority: NO
Inventors: Pierre Dutilleul; Shigeo Nagasaku; Eric Verger; Masaaki Sugino; Miyuki Yamamoto; Gabriel Roussie; Michihiko Iwamoto
Original assignee: Sumitomo Metal Ind; Vallourec Mannesmann Oil & Gas France Sas
Priority date: 2003-06-06
Filing date: 2005-12-05
Publication date: 2018-08-13
Also published as: MY143348A; AR044631A1; EP1631762A4; EP1631762B2; EG23564A; ES2349166T5; WO2004109173A1; JP2006526747A; WO2004109173A8; BRPI0411049B1; CN100451420C; BRPI0411049A; PL1631762T3; NO20055742L; JP4535064B2; CA2527944A1; ES2349166T3; UA82694C2; CA2527944C; EP1631762B1

Abstract

En gjenget skjøt for stålrør omfatter et hannparti (1) og et hunnparti (2). Hannpartiet har utvendig gjenge (11), en tettende overflate (13) og en skulderoverflate (14) som er lokalisert på endeflaten av hannpartiet. Tilsvarende har hunnpartiet innvendig gjenge (21), en tettende overflate (23) og en skulderoverflate (24) som kan føres sammen med eller til kontakt med de korresponderende partier av hannpartiet. Skulderoverflaten (14) av hannpartiet (1) er anordnet på en endeflate av hannpartiet Den tettende overflate (13) av hannpartiet (l) er lokalisert på en rørendeside nær den utvendige gjenge (11). Et neseparti (15) er anordnet på hannpartiet (1) mellom den tettende overflate (13) og skulderoverflaten (14), idet nesepartiet (15) ikke er i kontakt med et motsvarende parti av hunnpartiet (2).

Description

Den foreliggende oppfinnelse vedrører generelt en gjenget skjøt i bruk ved forbindelse av stålrør så som oljebrønnrør eller OCTG (oil country tubular goods), inkludert produksjonsrør og fôringsrør, stigerør og ledningsrør til bruk ved leting etter og produksjon fra oljebrønner og gassbrønner, og særlig en gjenget skjøt for stålrør som har utmerket tetthet i forhold til utvendig trykk og bestandighet mot kompresjon.

Gjengede skjøter er i utstrakt bruk for å forbinde stålrør, så som OCTG og stigerør, til bruk i industrielt oljeproduksjonsutstyr.

Tidligere har det typisk blitt brukt standard gjengede skjøter som er spesifisert av API (American Petroleum Institute) standarder til å forbinde stålrør til bruk ved leting etter og produksjon av olje og gass. I løpet av de siste årene har imidlertid de omgivelser hvor leting etter og produksjon av råolje og naturgass skjer blitt stadig strengere, slik at spesielle gjengede skjøter med høy ytelse, benevnt premium skjøter (premium joints), blir brukt i økende grad.

En premium skjøt omfatter vanligvis, på hvert rør, en konisk gjenge, et metall-mot-metall tetningsparti, det vil si en tettende overflate som har evnen til å danne en tetning når den er i nær kontakt med metall-mot-metall tetningen på det andre elementet av skjøten, og et dreiemoment skulderparti, det vil si en skulderoverflate som funksjonerer som en stopper under sammenskruing av skjøten.

Tidligere, siden vertikale brønner var mest vanlig, kunne en gjenget skjøt for OCTG funksjonere tilfredsstillende så lenge den kunne motstå en strekkraft som skyldes vekten av de rør som var innfestet til den, og kunne forhindre lekkasje av et høyttrykksfluid som passerte gjennom dens indre. I løpet av de siste årene, fordi brønner blir dypere, fordi antallet retningsbrønner og horisontale brønner som har en krum brønnboring har vært økende, og fordi utviklingen av brønner i strenge omgivelser, så som offshore eller på høyere breddegrader, har vært økende, er det imidlertid påkrevd med et større mangfold av egenskaper for gjengede skjøter, så som bestandighet mot kompresjon, bestandighet mot bøying, tetthet mot utvendig trykk og enkelthet ved håndtering på feltet.

Figur 2(a) og 2(b) er skjematiske forklarende riss av en ordinær premium skjøt av koplingstypen for OCTG, som omfatter et utvendig gjenget element 1 (nedenfor referert til som et tappelement eller simpelthen en tapp) og et motsvarende innvendig gjenget element 2 (nedenfor referert til som et muffeelement) eller simpelthen som en muffe).

Tappelementet 1 har på sin utvendige overflate en utvendig gjenge 11 og et ikke-gjenget parti 12 som kalles en leppe, og som er lokalisert ved enden av tappen 1 og tilstøtende den utvendige gjenge 11. Leppen 12 har et metall-motmetall tetningsparti 13 på den utvendige periferioverflate av leppen, og et dreiemomentskulderparti 14 på endeflaten av leppen.

Det korresponderende muffeelement 2 har på sin innvendige overflate en innvendig gjenge 21, et metall-mot-metall tetningsparti 23 og et dreiemoment skulderparti 24, hvilket er partier som kan føres sammen med eller til kontakt med henholdsvis den utvendige gjenge 11, metall-mot-metall tetningspartiet 13 og dreiemoment skulderpartiet 14 på tappen 1.

Figur 3 er et skjematisk diagram som illustrerer formen og dimensjonene til en trapesgjenge, eksemplifisert med en API sagtanngjenge. De fleste gjenger til bruk i premium skjøter er trapesgjenger som er modulert på denne API sagtanngjengen. Mange gjenger kopierer nesten direkte dimensjonene til en API sagtanngjenge med hensyn på høyde/bredde-forholdet for gjengens tenner, flankevinkel og andre trekk.

På figur 3, hvis gjengen er API sagtanngjenge som for eksempel har en gjengestigning på 5 TPI (5 threads per inch, 5 gjenger per 25,4 mm), er gjengehøyden 741,575 mm, lastflankevinkelen 71 er 3 grader, innsettingsflankevinkelen 72 er 10 grader og den aksiale åpning 73 mellom innsettingsflankene er rundt 100 μm (det vil si 30 til 180 μm) i gjennomsnitt.

En overlapp i radial retning som kalles en interferens er tilveiebrakt mellom de tettende overflater av tappen og muffen. Når skjøten skrus sammen inntil skulderoverflatene av tappen og muffen ligger an mot hverandre, bringes de tettende overflater av de to elementer inn i nærkontakt med hverandre over hele omkretsen av skjøten for å danne en tetning.

Skulderoverflatene funksjonerer som stoppere under sammenskruing, og de bærer også nesten all kompresjonslast som påføres på skjøten. De kan derfor ikke motstå en stor kompresjonslast med mindre veggtykkelsen av skulderoverflatene er stor (eller med mindre stivheten av skuldrene er høy).

Når utvendig trykk påføres på en konvensjonell premium skjøt så som den som er beskrevet ovenfor, penetrerer det påførte utvendige trykk gjennom åpninger mellom gjengene til et parti 31 som på figur 2 er vist rett før tetningspartiene.

En leppe er mye tynnere i veggtykkelse enn et rørlegeme, slik at den kan gjennomgå en reduksjon i radius på grunn av det penetrerende utvendige trykk. Når det utvendige trykk økes, dannes en åpning mellom de tettende overflater, hvilket resulterer i lekkasje, det vil si en situasjon hvor fluid på utsiden kommer inn på innsiden av et rør.

Hvis en kompresjonslast påføres på en premium skjøt i situasjoner så som når OCTG er anordnet i en horisontal brønn eller retningsbrønn, siden de fleste skjøter har en relativt stor åpning mellom innsettingsflankene, hvilket er tilfelle med den ovenfor beskrevne API sagtanngjenge, har gjengene dårlig mulighet til å motstå kompresjonslaster, slik at mesteparten av en kompresjonslast bæres av skuldrene.

Veggtykkelsen (det lastbærende område for en kompresjonslast) for en skulderoverflate er imidlertid vanligvis mye mindre enn for et rørlegeme. Derfor, hvis en kompresjonslast som er ekvivalent 40 til 60% av flytegrensen for rørlegemet påføres, gjennomgår de fleste premium skjøter betydelig plastisk deformasjon av dreieskuldermoment skulderpartiet av muffen, hvilket resulterer i en betydelig reduksjon i tettheten for de tilstøtende tettende overflater.

Tettheten for en skjøt med hensyn på utvendig trykk kan forbedres ved å øke stivheten av tappen for å øke dets bestandighet mot deformasjon ved radial kontraksjon. For dette formål brukes ofte en metode hvor en arbeidsprosess for å redusere diameteren av rørenden som kalles senkesmiing utføres på forhånd for å øke tykkelsen av leppens vegg.

Hvis imidlertid mengden av senkesmiing er for stor, i tilfelle av et fôringsrør, kan et rør som settes inn i fôringsrøret bli hengende på det senkesmidde parti, og i tilfelle av produksjonsrør, kan det senkesmidde parti forårsake turbulens i et fluid så som råolje som strømmer inne i produksjonsrøret og forårsake erosjon. Veggtykkelsen av tappens leppevegg kan derfor ikke økes så mye ved senkesmiing.

Andre konvensjonelle teknikker for å øke stivheten av enden av en tapp for å forbedre dets tetthet er beskrevet i US-patent 4.624.488 og US-patent 4.795.200. Disse patenter beskriver teknikker hvor tetthet økes ved tilveiebringelse av et sylindrisk parti som ikke berører en muffe ved enden av en tettende overflate av en tapp, for å øke stivheten med hensyn på deformasjon ved radial kontraksjon av periferien av den tettende overflate av tappen, og for å få de tettende overflater i en skjøt til å få jevn kontakt.

Med en rørskjøt, selv om det utføres senkesmiing, er det nødvendig å tilveiebringe en konisk gjenge, en tetningsoverflate og en skulderoverflate innenfor en begrenset veggtykkelse. I den ovenfor beskrevne kjente teknikk må imidlertid skulderoverflaten anordnes i en annen lokalisering enn på leppen, fordi enden av tappen ikke ligger an mot muffen, slik at veggtykkelsen av leppen nødvendigvis er redusert.

Det er således en grense for hvor mye stivheten av leppen kan økes for å motstå en reduksjon i radius forårsaket av utvendig trykk, og tettheten med hensyn på utvendig trykk kan ikke forbedres vesentlig. I tillegg til dette, fordi skulderoverflaten ikke kan gis en tilstrekkelig radial bredde, kan et høyt nivå av bestandighet mot kompresjon ikke oppnås, og tettheten er dårlig under en kombinasjon av kompresjon og utvendig trykk.

Teknikker for å gi en gjenge evnen til å bære en kompresjonslast for å forbedre bestandighet mot kompresjon er beskrevet for eksempel i US-patent 5.829.797 og US-patent 5.419.595. US-patent 5.829.797 beskriver gjenger hvor lastflankene og innsettingsflankene på trapesgjenger berører hverandre, og radiale åpninger er anordnet både ved gjengens bunner og gjengens kammer. Denne gjengen har en svært god evne til å bære en kompresjonslast, fordi innsettingsflankene alltid berører hverandre.

US-patent 5.419.595 beskriver en gjenge hvor åpningen mellom innsettingsflankene på trapesgjengene er redusert til 30 μm eller mindre, slik at innsettingsflankene bringes i kontakt med hverandre kun når det påføres en kompresjonslast. Selv om denne gjengens evne til å bære en kompresjonslast er mindre enn for den gjenge som er beskrevet i US-patent 5.829.797, er den mye høyere enn for en ordinær sagtanngjenge.

Med den gjenge som er beskrevet i US-patent 5.829.797, hvis bredden av gjengens tenner varierer, kan det imidlertid opptre store variasjoner i bestandighet mot kompresjon, anti-avslipningsegenskaper, sammenskruings dreiemoment og andre egenskaper. Det er derfor nødvendig å gjøre fremstillingstoleransene ekstremt små, og som et resultat av dette har denne gjengen det problem at den er uegnet til masseproduksjon og er ekstremt kostbar å fremstille.

US-patent 5.419.595 har et lignende problem. Nemlig at åpningen mellom innsettingsflankene må settes til en verdi fra 0 til 30 μm. I dette tilfelle er hver av de tillatte variasjoner i bredden av den utvendige gjenges tenner og den innvendige gjenges tenner kun ±7,5 μm, slik at gjengeskjæringen blir ekstremt kostbar og er uegnet til masseproduksjon.

Hensikten med den foreliggende oppfinnelse er å løse problemene ved den ovenfor beskrevne kjente teknikk og tilveiebringe en gjenget skjøt for stålrør som har utmerket bestandighet mot kompresjon og sterkt forbedret generell tetthet med hensyn på utvendig trykk, ikke bare når den utsettes for utvendig trykk alene, men også når den utsettes for en kombinert belastning med kompresjon og utvendig trykk eller strekk og utvendig trykk.

Den foreliggende oppfinnelse tilveiebringer en gjenget skjøt for stålrør omfattende en tapp og en muffe, hvor tappen har en utvendig gjenge, en tettende overflate og en skulderoverflate, muffen har en innvendig gjenge, en tettende overflate og en skulderoverflate, den utvendige gjenge er i innbyrdes inngrep med den innvendige gjenge, den tettende overflate av tappen interfererer radialt med den motsvarende tettende overflate av muffen, og skulderoverflaten av tappen er i aksialt anlegg med den motsvarende skulderoverflate av muffen, hvori

(i) skulderoverflaten av tappen er anordnet ved en endeflate av tappen, (ii) den tettende overflate av tappen er lokalisert på en rørendeside nær den utvendige gjenge, (iii) et neseparti (15) er anordnet på tappen mellom den tettende overflate og skulderoverflaten, idet nesepartiet ikke har kontakt med det parti av muffen som vender mot nesepartiet av tappen, formen av den tettende overflate av tappen er en konisk overflate som er et resultat av at en rett linje som er skråstilt i forhold til aksen er rotert rundt skjøtens akse, konisiteten for den tettende overflate av tappen er mellom 5 og 25 grader og den tettende overflate av tappen er anordnet radialt innenfor, målt fra aksen i tappen, (i) tangenten til kammen av den utvendige gjenge og tuppen av tappen og (ii) forlengelseslinjen av bunnen i den utvendige gjenge, kjennetegnet ved at eksistensen av konisiteten for den tettende overflate av tappen innebærer en på pinnen diskontinuitet av overflate mellom den tettende overflate og den utvendige overflate av nevnte neseparti, ved at den gjengede skjøten omfatter midler for å gjøre det mulig for et parti av den utvendige gjenge som er lokalisert tilstøtende den tettende overflate å unnslippe fra inngrep med en innvendig gjenge, ved at nevnte midler er et omkretsspor som er anordnet på den innvendige overflate av muffen mellom den innvendige gjenge og den tettende overflate av muffen, og ved at den aksiale lengde av omkretssporet målt mellom den innvendige gjenge og den tettende overflate av muffen er mellom 1,5 og 3,5 gjengestigninger.

Figur 4 er en skjematisk illustrasjon av en leppe som ble brukt ved grunnleggende studier som ble utført i forbindelse med den foreliggende oppfinnelse.

For å oppnå den ovenfor beskrevne hensikt, utførte oppfinnerne for den foreliggende oppfinnelse finite elementanalyse med hensyn på de følgende fire designfaktorer for å bestemme formen av en leppe i en premium skjøt som hadde den ovenfor beskrevne struktur: (1) leppens tykkelse 41, (2) leppens lengde 42, (3) skulderens vinkel 43 og (4) tetningens konisitet (konisitet av den tettende overflate) 44. For hver faktor undersøkte de dens effekt på tettheten med hensyn på utvendig trykk.

Som et resultat av dette ble det funnet at leppens tykkelse 41 og leppens lengde 42 har størst effekt på tettheten med hensyn på utvendig trykk, og at jo tykkere leppens tykkelse og jo lengre leppens lengde er, jo mer tydelig er tettheten med hensyn på utvendig trykk forbedret.

Det ble funnet at for å forbedre bestandighet mot kompresjon, økes leppens tykkelse fortrinnsvis så mye som mulig. Som for skulderens vinkel 43, blir tettheten under en kombinert belastning med kompresjon og utvendig trykk forbedret hvis skulderens vinkel for en tapp er slik at et utvendig parti av skulderen av en tapp er konisk, slik at det danner en hakeformet skulderoverflate, som vist (en slik vinkel blir nedenfor referert til som en hakevinkel). En slik skuldervinkel resulterer imidlertid i økt skade på skulderens overflate for et muffeelement ved en kompresjonslast. Derfor, hvis det er tilveiebrakt en skuldervinkel, er skulderens overflate for muffeelementet fortrinnsvis forsterket eller det brukes fortrinnsvis en gjenge som har stor evne til å bære en kompresjonslast.

Det ble funnet at tetnings konisitet 44 kun har en liten effekt på tettheten med hensyn på utvendig trykk. Hvis imidlertid tetningens konisitet er for stor, blir kontakttrykket på tetningen (tetningstrykk) tydelig redusert når det påføres strekk, og hvis tetningens konisitet er for liten, opptrer det avsliting på de tettende overflater, hvilket skyldes en økning i glideavstand under sammenskruing og oppskruing.

Basert på de ovenstående resultater innså oppfinnerne for den foreliggende oppfinnelse at hvis både leppens tykkelse og leppens lengde økes (forlenges) så mye som mulig, kan tettheten med hensyn på utvendig trykk forbedres betydelig, og at bestandigheten mot kompresjon samtidig kan forbedres.

Med hensyn på gjenger, anvendelse av de konvensjonelle teknikker i US-patent 5.829.797 og 5.419.595 på gjengeformen er best hvis man kun tar hensyn til bestandighet mot kompresjon. Disse konvensjonelle teknikker har imidlertid de ovenfor beskrevne problemer, og er ikke egnet til masseproduksjon.

Oppfinnerne for den foreliggende oppfinnelse innså at siden bestandighet mot kompresjon ved hjelp av selve skulderen kan forbedres betydelig med den ovenfor beskrevne leppeform som har en økt leppetykkelse, selv om det ikke er enkelt å produsere gjenger som har ultrahøy ytelse og disse ikke anvendes, kan bestandighet mot kompresjon for en samlet skjøt forbedres betydelig ved anvendelse av gjenger med høy ytelse som er enkle å produsere.

Basert på denne idé utførte oppfinnerne for den foreliggende oppfinnelse forskning på en utførelse som vedrørte det funn at jo lengre leppens lengde er, jo bedre er tettheten med hensyn på utvendig trykk. Som et resultat av dette ble det funnet at de tettende overflater av tappdelen og muffedelen er i kontakt med hverandre kun på sin bunnside (den side som er nærmest gjengene), mens en økning i volumet av det gjenværende berøringsfrie parti av leppen fra enden av kontaktpartiet til tuppen av leppen tjener til å øke stivheten av leppen mot utvendig trykk.

I utførelsen på figur 4, som ikke representerer foreliggende oppfinnelse, selv om leppens lengde er økt, siden det berøringsfrie parti av leppen fra enden av den tettende overflate til tuppen av leppen er konisk, en øking av leppens lengde øker ikke i vesentlig grad volumet av det berøringsfrie parti av leppen, og uønsket resulterer dette i en reduksjon i arealet av skulderens overflate, hvilket reduserer skulderpartiets evne til å bære en kompresjonslast. Leppens form ble derfor forandret til det som er vist på figur 1.

På figur 1, for å øke veggtykkelsen av skulderens overflate så mye som mulig og øke volumet av det berøringsfrie parti av leppen fra den tettende overflate til enden av leppen så mye som mulig, er et parti 15 (nedenfor vist til som et neseparti) av en leppe 12 mellom en tetningsparti 13 og et skulderparti 13 av et tappelement 1 gjort tilnærmet sylindrisk, og den utvendige overflate av nesepartiet 15 er tillaget slik at det ikke berører et muffeelement 2.

Ved å gi leppen en slik form, blir veggtykkelsen av skulderens overflate og veggtykkelsen av den tettende overflate på en vellykket måte øket så mye som mulig innenfor en begrenset veggtykkelse av røret. Imidlertid, på grunn av fremstillingsfeil, er tverrsnittet av røret ikke en perfekt sirkel, men har variasjoner i veggtykkelse eller ovalhet. En skråfas 16 kan derfor tildannes på den innvendige kant av endepartiet av tappen i et omfang som korresponderer til fremstillingstoleransen for røret, for å sørge for at den innvendige kant av enden av tappen ikke vil rage lenger frem enn en perfekt sirkel for en forhåndsbestemt diameter som er sentrert om skjøtens akse. I et slikt tilfelle kan den innvendige kant av muffen 2 også ha en korresponderende skråfas 26, som senere beskrevet.

På tappen, hvis gjengen er anordnet så nær den tettende overflate som mulig, blir stivheten av leppen på tappen mot utvendig trykk ytterligere økt, og tettheten med hensyn på utvendig trykk blir også økt.

Dette konseptet er ganske forskjellig fra det som er i den kjente teknikk beskrevet i US-patent 4.624.488 og US-patent 4.795.200 ved at enden av tappen brukes som en skulderoverflate, og tykkelsen av leppen kan derfor økes sterkt sammenlignet med den kjente teknikk hvor skulderens overflate er i en forskjellige lokalisering.

I tillegg til dette, fordi veggtykkelsen av nesepartiet kan økes så mye som mulig, kan tettheten med hensyn på utvendig trykk økes sterkt kun ved en liten økning av den aksiale lengde av nesepartiet (nedenfor referert til som neselengden).

Skulderens overflate kan videre være forstørret, og skulderpartiet kan oppnå sin maksimale evne til å bære en kompresjonslast. Følgelig, hvis evnen til å bære en kompresjonslast er noe større enn for en sagtanngjenge, kan bestandigheten mot kompresjon av den gjengede skjøt forbedres betydelig ved å anvende den leppe som har nesepartiet.

Kort beskrivelse av tegningene

Figur 1 er et skjematisk diagram som illustrerer formene til en leppe og periferien av leppen for en gjenget skjøt for stålrør i henhold til den foreliggende oppfinnelse.

Figur 2(a) og 2(b) er skjematiske forklarende riss av en ordinær premium skjøt av koplingstypen for OCTG, hvor figur 2(a) er et forstørret riss av et parti av figur 2(b), og figur 2(b) er et snittriss av helheten.

Figur 3 er et skjematisk riss som illustrerer formen og dimensjonene til en trapesgjenge som er eksemplifisert ved en API sagtanngjenge.

Figur 4 er et skjematisk forklarende riss av de faktorer som bestemmer formen av en leppe som brukes i grunnleggende studier i forbindelse med den foreliggende oppfinnelse.

Figur 5 er et skjematisk forklarende riss av faktorer som definerer formene av leppen og periferien av leppen for en gjenget skjøt for stålrør i henhold til den foreliggende oppfinnelse.

Figur 6 er et skjematisk forklarende riss av formene av leppen og periferien av leppen for en gjenget skjøt for stålrør i henhold til den foreliggende oppfinnelse, hvor en skulderoverflate er vinklet.

Figur 7(a) er et skjematisk forklarende riss som viser posisjonsrelasjonen mellom den innvendige diameter av et muffespor og en linje som forløper fra bunnen av en innvendig gjenge, og figur 7(b) er et skjematisk forklarende riss som viser posisjonsrelasjonen mellom en tettende overflate av en tapp og en ledning som forløper fra bunnen av en utvendig gjenge eller en tangent til den utvendige gjenge og nesepartiet.

Figur 8 er et skjematisk diagram som illustrerer en annen utførelse av den foreliggende oppfinnelse hvor en annen skulder er anordnet på en endeflate av en muffe.

Figur 9 er et skjematisk diagram som illustrerer en annen utførelse av den foreliggende oppfinnelse hvor en annen tetning er anordnet ved enden av en muffe.

Figur 10 er et skjematisk diagram som viser et eksempel på en utførelse av den foreliggende oppfinnelse hvor en skjøt ifølge den foreliggende oppfinnelse er anordnet på et tappelement, med en ende som har blitt utsatt for senkesmiing.

Figur 11 er et skjematisk diagram som illustrerer en integrert skjøt.

Figur 12 er et skjematisk diagram som illustrerer sekvensen for påføring av en last på en prøve under FEM-analyse av eksempler.

Figur 13 er et skjematisk forklarende riss av en konvensjonell premium skjøt som brukes som et sammenlignende eksempel.

Figur 14 er et skjematisk diagram som illustrerer en annen utførelse hvor den utvendige gjenge omfatter et innkjøringsparti hvor omkretsen av den utvendige gjenges bunner har en redusert konisitet sammenlignet med gjengens konisitet.

Figur 15 er et skjematisk diagram av en annen utførelse som har en torisk-konisk tettende overflate på muffen som samvirker med en konisk overflate på tappen.

Den foreliggende oppfinnelse vil nå bli beskrevet i nærmere detalj med henvisning til figurene og med hensyn på foretrukne utførelser. På figurene har de samme elementer eller partier av en skjøt de samme henvisningstall.

Figurene 1 og 5 er skjematiske forklarende riss av en gjenget skjøt for stålrør i henhold til den foreliggende oppfinnelse, hvilken omfatter et tappelement 1 og et muffeelement 2 som er forbundet til hverandre ved hjelp av gjenget inngrep. Tappelementet 1 har en utvendig gjenge 11, minst én tettende overflate 13 og minst én skulderoverflate 14 som er tildannet på endepartiet av et rør. Muffeelementet 2 har en innvendig gjenge 21, minst én tettende overflate 23 og minst én skulderoverflate 24 som motsvarer (er i stand til å føres sammen med eller til kontakt med) henholdsvis den utvendige gjenge 11, den tettende overflate 13 og skulderflaten 14 av tappelementet 1 som er tildannet på enden av et rør. Denne skjøten er en type av premium skjøt.

I en slik gjenget skjøt for stålrør fullføres sammenskruing når skulderoverflaten 14 på endeflaten av tappelementet 1 ligger an mot den korresponderende skulderoverflate 24 av muffeelementet 2.

Tappelementet har ifølge den foreliggende oppfinnelse et neseparti 15 som ikke berører det motsvarende parti av muffeelementet 2 (det vil si det parti av muffeelementet 2 som vender mot nesepartiet 15 av tappelementet 1). Nesepartiet 15 er lokalisert mellom den tettende overflate 13 (som er lokalisert på den utvendige periferi av tappelementet nærmere enden av tappelementet enn den utvendige gjenge på tappelementet) og skulderoverflaten 14 (som er lokalisert på endeflaten av tappelementet). Som et resultat av dette, siden lengden av leppen 12 er økt uten en reduksjon av skulderoverflaten 14, kan skjøtens tetthet mot utvendig trykk forbedres betydelig. I tillegg til dette, ved å anordne den utvendige gjenge 11 i nærheten av (og fortrinnsvis i den umiddelbare nærhet av) den tettende overflate 13 av tappen 1, blir stivheten til leppen 12 mot reduksjoner i diameter økt, og tettheten mot utvendig trykk økes ytterligere.

Med henvisning til figur 5, i en foretrukket utførelse av den foreliggende oppfinnelse, har det blitt funnet at en gjenget skjøt for stålrør som har den konfigurasjon som er beskrevet ovenfor kan forbedres ved spesifisering av dens form og dimensjoner.

Oppfinnerne for den foreliggende oppfinnelse gjennomførte nemlig studier på områdene av dimensjoner og former for hvert parti for mer effektivt å oppnå de ovenfor beskrevne effekter av den foreliggende oppfinnelse.

For en vanlig premium skjøt er bestandighet mot kompresjon som er ekvivalent til ca 20% av flytegrensen for rørlegemet påkrevd, men enkelte brønner krever bestandighet mot kompresjon som er lik mer enn 60% av flytegrensen.

En kompresjonslast påføres ikke bare på skulderpartiet, men også på gjengen. Hvis en gjenge som har stor evne til å bære en kompresjonslast anvendes, kan lasten på skulderpartiet reduseres tilsvarende. Hvis imidlertid leppens tykkelse 41 (veggtykkelsen av tappen ved senteret for tetningskontaktområdet 50) har et leppetykkelsesforhold (forholdet mellom leppens tykkelse og veggtykkelsen for rørlegemet) på minst 25% og fortrinnsvis minst 50%, kan en tilstrekkelig bestandighet mot kompresjon oppnås ved hjelp av leppen alene (uten bruk av en gjenge med en stor evne til å bære en kompresjonslast).

Den øvre grense for leppetykkelsesforholdet kan økes til ca 85% (av veggtykkelsen av rørlegemet) hvis den nedenfor beskrevne senkesmiing utføres.

Siden tettheten med hensyn på utvendig trykk forbedres når tykkelsen av tetningspartiet og nesepartiet av leppen økes, er vinkelen 46 for skråfasen 16 som er anordnet på den innvendige overflate av enden av leppen fortrinnsvis 9 til 76 grader i forhold til skjøtens akse.

En brå forandring i rørets innvendige diameter kan imidlertid forårsake turbulens og erosjon, og den innvendige diameter 48 av muffen er derfor innrettet til å være tilnærmet lik den innvendige diameter 49 av tappens leppe, og en skråfas 26 som har en skråfasvinkel 47 og en form som ligner den som er for tappen er anordnet på den innvendige periferi av skulderoverflaten av muffen. Skråfasvinkelen for muffen er således fortrinnsvis i området 104 til 171 grader, av de samme årsaker som er gitt for tappens skråfas.

På denne måte minimeres forandringen i diameter for skjøten, slik at forekomst av turbulens kan forhindres, og samtidig forsterkes skulderpartiet av muffen. Størrelsen av en kompresjonslast som kan bæres av skulderpartiene blir derfor økt, for å forbedre bestandigheten mot kompresjon av skjøten.

Neselengden 45 avhenger av størrelsen av røret, men er ca 4 mm til 20 mm for den størrelse av rørene som brukes som OCTG (hvilket har en utvendig diameter på ca 50 til 550 mm).

Som tidligere angitt, jo lengre neselengde jo bedre, men effekten med forbedring av tettheten går i metning når neselengden når et visst nivå, slik at en maksimum neselengde på 20 mm er tilstrekkelig for et virkelig produkt.

Når de utvendige og innvendige gjenger er koniske gjenger, omfatter den utvendige gjenge fortrinnsvis, på den tettende overflates side av gjengen, et innkjøringsparti som tildannes først under gjengeskjæring for å danne den utvendige gjenge. I dette innkjøringspartiet har omkretsen av den utvendige gjenges bunner en redusert konisitet sammenlignet med gjengens konisitet (se figur 14). En slik redusert konisitet for omkretsen av gjengens bunner i innkjøringspartiet forårsaker flere fordeler: enkelhet ved maskinering av den tettende overflate av tappen uten riper, og en økning i stivhet av leppen, og således i tetthet overfor utvendig trykk. Fortrinnsvis, som beskrevet senere, er innkjøringspartiet på den utvendige gjenge fortrinnsvis ikke i inngrep med innvendige gjenger. Omkretsen av den utvendige gjenges bunner i innkjøringspartiet er mest foretrukket en sylindrisk overflate.

Formen av den tettende overflate av tappen er:

en konisk overflate som er et resultat av at en rett linje som er skråstilt i forhold til skjøtens akse er rotert rundt aksen.

Formen av den tettende overflate av muffen kan være

(i) en konisk overflate som er et resultat av at en rett linje som er skråstilt i forhold til skjøtens akse er rotert rundt aksen, eller (ii) en utbulende overflate som er et resultat av at en kurve er rotert rundt skjøtens akse, og mer bestemt en torisk overflate hvis kurven er en sirkulær bue, eller

(iii) en torisk-konisk overflate som er et resultat av at en linje som er en kombinasjon av den skråstilte rette linje og den sirkulære bue er rotert rundt skjøtens akse.

Den tettende overflate av tappen er en konisk overflate. Den tettende overflate på det andre elementet (dvs. muffen) er enten en torisk overflate eller en torisk-konisk overflate, idet det koniske parti av den torisk-koniske tettende overflate er på nesesiden og har hovedsakelig den samme konisitet som den koniske tettende overflate (se figur 15).

Samvirkningen mellom en konisk tettende overflate og en torisk-konisk tettende overflate har vist en utmerket stabilitet for kontakttrykket (og således for tettheten) for de forskjellige servicebetingelser, for eksempel som et resultat av en lastsyklus så som på figur 12.

For utbulende, torisk eller torisk parti av torisk-koniske tettende overflater, er krumningsradien for overflaten fortrinnsvis større enn 20 mm, og mer foretrukket større enn 40 mm.

Av de årsaker som er angitt ovenfor, er vinkelen for den tettende overflate med hensyn på skjøtens akse, det vil si tetningens konisitet 44, fortrinnsvis 5 til 25 grader og mer foretrukket 10 til 20 grader.

Eksistensen av en konisitet for tetningen innebærer en diskontinuitet på tappens overflate mellom den tettende overflate og den utvendige overflate av nesen.

Den tettende overflate krever et område med betydelig kontakt med en aksial lengde på minst ca 1 til 1,5 mm for å garantere tetningsegenskaper.

Hvis den tettende overflate imidlertid er for lang, kan en tilstrekkelig veggtykkelse av dreiemoment skulderpartiet ikke oppnås, og kostnaden som er påkrevd for ferdigbehandling av den tettende overflate øker, hvilket resulterer i en reduksjon i produktivitet.

Den aksiale lengde av det område av den tettende overflate hvor det er betydelig kontakt er derfor 2 til 8 mm, og fortrinnsvis 3 til 5 mm.

Skulderoverflaten kan være hovedsakelig perpendikulær på skjøtens akse, som vist på figur 5. Imidlertid, i henhold til de ovenfor beskrevne undersøkelser, blir tettheten når en kompresjonslast påføres forbedret hvis hakevinkelen er anordnet som vist på figur 6, selv om, hvis hakevinkelen er for stor, stivheten av skulderoverflaten for muffen er redusert, hvilket resulterer i en redusert bestandighet mot kompresjon. Derfor, hvis en skuldervinkel 43 er tilveiebrakt, er den fortrinnsvis 4 til 16 grader i forhold til et plan som står perpendikulært på skjøtens akse.

Figur 6 er et skjematisk forklarende riss av formen av leppen og periferien av leppen når en hakevinkel er anordnet på skulderoverflaten av en gjenget skjøt for stålrør i henhold til den foreliggende oppfinnelse.

I disse utførelser er tappens skulder en enkelt overflate som uten diskontinuitet forløper mellom en utvendig overflate og en innvendig overflate av nesen.

Interferenser er til stede mellom de tettende overflater og mellom gjengene på tappen og muffen. Hvis de tettende overflater er for nær gjengeinngrepspartiene på gjengene, blir utstrekningen av betydelig interferens mellom de tettende overflater uønsket redusert, hvilket skyldes interferensen mellom gjengene.

Imidlertid, når det gjelder tappen, som tidligere beskrevet, er tilstedeværelsen av ytterligere gjenger i partiet mellom gjengen og den tettende overflate ønskelig, for å øke stivheten av tappen mot utvendig trykk.

Strukturen til tappen er således fortrinnsvis slik at den utvendige gjenge forløper slik at den er så nær den tettende overflate som mulig. For dette formål, har den tettende overflate fortrinnsvis en avstand fra den utvendige gjenge som maksimalt er lik en stigning av gjengen, for å øke stivheten av leppen. Samtidig er et omkretsspor 32 anordnet i muffen for å hindre at partiene av gjengene nær de tettende overflater av tappen og muffen kommer i inngrep med hverandre. Hvis et innkjøringsparti er anordnet på den utvendige gjenge, motsvarer innkjøringspartiet på den utvendige gjenge det nylig nevnte parti av den utvendige gjenge som er forhindret fra inngrep med den innvendige gjenge ved hjelp av sporet 32.

Hvis den aksiale lengde 51 av omkretssporet 32 er liten, blir den betydelige interferens mellom de tettende overflater redusert på grunn av gjengeinterferensen. På den annen side, hvis den aksiale lengde 51 av sporet 32 er for stor, reduseres tettheten, og fremstillingskostnadene øker unødig. Et Området for lengden 51 av sporet 32 er 1,5 til 3,5 ganger gjengens stigning.

Figur 7(a) er et skjematisk forklarende riss som viser posisjonsrelasjonen mellom den innvendige diameter av sporet i muffen og en linje 63 som forløper langs bunnen av den innvendige gjenge, og figur 7(b) er et skjematisk forklarende riss som viser posisjonsrelasjonen mellom den tettende overflate av tappen og en linje 62 som forløper langs bunnen av den utvendige gjenge eller en tangent 61 til den utvendige gjenge og nesepartiet.

Som vist på figur 7(a), er den innvendige diameter av omkretssporet i muffen fortrinnsvis slik at den innvendige overflate i sporet er anordnet radialt utenfor forlengelseslinjen 63 for bunnen i den innvendige gjenge med hensyn på aksen i muffen. Hvis imidlertid den innvendige diameter i sporet er økt for mye, øker også den utvendige diameter av muffen på en ufordelaktig måte. Den innvendige diameter i sporet bør derfor være større enn den radiale avstand fra aksen i muffen til forlengelseslinjen 63 for bunnen av den innvendige gjenge kun i den utstrekning fremstilling enkelt kan utføres.

Som vist på figur 7(b), er posisjonsrelasjonen mellom gjengen, den tettende overflate og nesepartiet (den utvendige overflate) av tappen slik at den tettende overflate er anordnet radialt innenfor (målt fra aksen i tappen) både tangenten 61 til kammen av den utvendige gjenge og tuppen av tappen (nesepartiet) eller forlengelseslinjen 62 for bunnen i den utvendige gjenge.

Ved å anvende et slikt arrangement blir det vanskelig for den tettende overflate å bli skadet selv om enden av tappen treffer mot noe under bruk på feltet, og en reduksjon i tetthet kan forebygges.

Åpningen mellom innsettingsflankene og innsettingsflankevinkelen har en signifikant påvirkning på bestandigheten mot kompresjon for gjengene. Som tidligere beskrevet er åpningen mellom innsettingsflankene 30 μm til 180 μm for en API sagtanngjenge. Ved antakelse om at hyppigheten av fremstillingsfeil for en API sagtanngjenge har en normalfordeling, vil produkter som har en åpning mellom innsettingsflanker på ca 100 μm være mest tallrike. En slik åpningsstørrelse frembringer imidlertid ikke en særlig høy bestandighet mot kompresjon.

Ved å gjennomføre undersøkelser basert overveiende på finite elementmetoden, fant oppfinnerne for den foreliggende oppfinnelse at en høy bestandighet mot kompresjon oppnås hvis åpningen mellom innsettingsflankene er maksimalt 90 μm.

Imidlertid, hvis innsettingsåpningen er for liten, kan trykket (referert til som gjengetetningsmiddeltrykket) for et smøremiddel som benevnes gjengetetningsmiddel, som belegges på gjengene under sammenskruing, stige til at abnormt nivå og negativt påvirke skjøtens ytelse. I tillegg, hvis innsettingsflankene berører hverandre som beskrevet i det ovenfor beskrevne US-patent 5.829.797, kan det opptre avslitning eller variasjoner i sammenskruingsdreiemoment.

Effektene av den foreliggende oppfinnelse kan således oppnås ved å innrette åpningen mellom innsettingsflanker til å være i området fra 10 μm til 150 μm med tanke på normalfordelingen av fremstillingsfeil. Åpningen mellom innsettingsflankene er fortrinnsvis fra 20 til 90 μm, for å oppnå ytterligere forbedrede effekter.

Gjengenes evne til å bære en kompresjonslast øker når innsettingsflankevinkelen minker. Omvendt, når innsettingsflankevinkelen øker, glir den utvendige gjenge og den innvendige gjenge langs en helling, og gjengenes evne til å motstå en kompresjonslast reduseres. Den øvre grense for innsettingsflankevinkelen slik at evnen til å motstå en kompresjonslast ikke reduseres alvorlig er ca 36 grader.

På den annen side, hvis innsettingsflankevinkelen er for liten, blir skade på grunn av slitasje av gjengeskjæreverktøyet alvorlig, og det blir svært vanskelig å opprettholde fremstillingstoleranser. Den nedre grense er derfor satt til 3 grader.

I den foregående beskrivelse ble en utførelse av den foreliggende oppfinnelse beskrevet hvor en tettende overflate og en skulderoverflate er anordnet på leppen ved enden av en tapp, men andre utførelser enn det som er beskrevet ovenfor er mulig for stålrør for spesielle applikasjoner.

For eksempel som vist på figur 8 og 9, når den foreliggende oppfinnelse anvendes på et borerør med en ende med en fortykkelse eller en OCTG med en ekstremt stor veggtykkelse, er det mulig med en utførelse hvor en annen serie av skulderoverflater 33 og/eller en annen serie av tettende overflater 34 er tilveiebrakt sammen med tappen 1 og muffen 2 i kombinasjon med den struktur av tappens leppe 12 som har nesepartiet i henhold til den foreliggende oppfinnelse.

Figur 8 er et skjematisk diagram som viser en utførelse av den foreliggende oppfinnelse som har en annen serie av skulderoverflater av tappen og muffen på endeflaten av muffen.

Figur 9 er et skjematisk diagram som viser en utførelse av den foreliggende oppfinnelse som har en annen serie av tettende overflater av tappen og muffen ved enden av muffen.

Figur 10 er et skjematisk diagram som viser et eksempel på en utførelse av den foreliggende oppfinnelse hvor skjøten ifølge den foreliggende oppfinnelse er anordnet på en tapp som har en ende som har blitt utsatt for senkesmiing for å redusere både rørets diameter ved enden og øke veggtykkelsen av tappens leppe.

Den foreliggende oppfinnelse tilveiebringer tilstrekkelig tetthet selv om enden av tappen ikke utsettes for senkesmiing. Hvis det imidlertid er ønskelig for eksempel å oppnå et svært høyt nivå av bestandighet mot torsjon eller bestandighet mot kompresjon, kan veggtykkelsen av skulderoverflaten økes ved å tildanne den gjengede skjøt ifølge den foreliggende oppfinnelse på enden av en tapp som på forhånd har blitt utsatt for senkesmiing (se figur 10). I dette tilfelle bør imidlertid forandringen i den innvendige diameter av skjøten passende velges slik at det ikke vil forekomme turbulens.

Utførelser av den foreliggende oppfinnelse har blitt beskrevet ved bruk av en skjøt av koplingstypen som vist på figur 2 som et eksempel. Imidlertid, som vist på figur 11, kan den foreliggende oppfinnelse som beskrevet ovenfor anvendes på en integrert skjøt (én hvor rør er direkte forbundet til hverandre uten bruk av en kopling, men istedet ved å anordne en tapp på én ende av et rørlegeme og anordne en muffe på den andre enden).

Figur 11 er et skjematisk diagram som illustrerer en integrert skjøt hvor et tappelement 1 og et muffeelement 2 som er anordnet i respektive endepartier av rørlegemer direkte er i inngrep med hverandre for å danne en gjenget skjøt.

Eksempler

For klart å demonstrere effektene av den foreliggende oppfinnelse, ble tallrike simuleringsanalyser ved hjelp av den elastoplastiske finite elementmetode utført for de prøver som er vist i tabell 1.

Prøvene som er vist i tabell 1 var alle gjengede skjøter av koplingstypen for OCTG, lik det som er vist på figur 2, til bruk sammen med 5-1/2”20# (lb/ft) stålrør (utvendig diameter 139,7 mm og veggtykkelse 9,17 mm). Stålmaterialet som ble brukt for alle prøvene var det som er spesifisert som P110 i API standarder.

Prøve B var et sammenlignende eksempel i form av en konvensjonell premium skjøt. Den hadde en form av tappens leppe som vist på figur 13. På figur 13 angir henvisningstall som er de samme som tidligere ble brukt de samme elementer.

Prøvene C-O hadde i hovedsak den samme skjøtstruktur som for prøve A, med unntak av at dimensjonene av de forskjellige partier ble variert som vist i tabell 1.

Imidlertid, for prøve J, ble den ende av et rørlegeme som har den ovenfor beskrevne størrelse utsatt for fortykkelse ved hjelp av utvendig pålegging, slik at dens utvendige diameter ble økt til 148,4 mm, og, som vist på figur 8, var andre skuldre, som hver for seg besto av en flat overflate som stod perpendikulært på skjøtens akse og som hadde en tykkelse som tilsvarte omfanget av fortykkelsen av rørlegemet, anordnet på endeflaten av muffen og den motsvarende tappen.

Prøve L var et annet sammenlignende eksempel hvor skulderoverflater var anordnet på endeflaten av muffen (istedenfor på endeflaten av tappen, som ved den foreliggende oppfinnelse) og på den motsvarende posisjon på tappen.

Gjengeformen slik den er definert på figur 3 var den samme for alle prøvene med hensyn på konisiteten (1/18), gjengens høyde 74 (1,575 mm), gjengens stigning (5,08 mm) og lastflankevinkelen 71 (3 grader). Den aksiale åpning 73 for innsettingsflankene og innsettingsflankevinkelen 72 ble variert og er vist i tabell 1 sammen med de andre dimensjoner av skjøten, inkludert leppetykkelsesforholdet (forholdet mellom leppens tykkelse 41 og rørveggens tykkelse, hvor leppens tykkelse ble målt ved senter for tetningskontaktpartiet 50), lengden av nesepartiet (nesens lengde) 45, konisiteten av de tettende overflater (tetningens konisitet) 44, den aksiale lengde av tetningskontaktpartiet (tetningens lengde) 50, skulderens vinkel 43, skråfasvinklene for tappens og tappens skuldre, 46 og 47, tilstedeværelsen eller fraværet av omkretssporet 32 og avstanden mellom gjengen og den tettende overflate av tappen (uttrykt ved gjengens stigning) (se figur 5 og 6).

I finite elementanalysen ble materialet modellert som et elastoplastisk materiale med isotropisk herding og med en elastisitetsmodul på 210 GPa og en nominell flytegrense i form av en flytegrense ved 0,2% deformasjon på 110 ksi (758 MPa).

Sammenskruing ble utført for hver prøve ved å bringe skulderoverflatene på tappen og muffen i kontakt med hverandre og deretter utføre en ytterligere omdreining på 1,5/100 deler av en rotasjon.

I en første analyse ble en kompresjonslast (2852 kN) som tilsvarte 100% av flytegrensen for rørlegemet påført på hver sammenskrudde prøve, og bestandigheten mot kompresjon ble evaluert basert på restdreiemomentforholdet definert som verdien av det opprettholdte dreiemoment som var igjen etter fjerning av lasten (tilsvarende det oppskruingsdreiemoment som er det løsnende dreie moment for forbindelsen etter belastning) dividert på sammenskruingsdreiemomentet. (Jo større forholdet er, jo mindre løsning av skjøten har skjedd. En verdi på minst 40% anses nødvendig).

I en annen analyse ble den lastsekvens som er vist på figur 12 og i tabell 2 påført på hver sammenskrudde prøve. Tettheten med hensyn på utvendig trykk ble evaluert ved å sammenligne minimumsverdiene for det gjennomsnittlige tetningskontakttrykk i sekvensen. (Jo større verdien er, jo bedre er tettheten).

Resultatene er vist i tabell 3. Fra resultatene i tabell 3 kan det ses at en gjenget skjøt for stålrør i henhold til den foreliggende oppfinnelse hadde et høyere nivå av gjenværende dreiemomentbestandighet og opprettholdt et høyere tetningskontakttrykk enn noen av de sammenlignbare skjøter, og at den derfor hadde utmerket bestandighet mot kompresjon og tetthet med hensyn på utvendig trykk.

Det er således, i henhold til den foreliggende oppfinnelse oppnådd en gjenget skjøt for stålrør med utmerket bestandighet mot kompresjon og tetthet med hensyn på utvendig trykk. Samtidig kan håndtering av skjøten på feltet gjøres enklere. Selv om den foreliggende oppfinnelse har tilfredsstillende ytelse selv om prosessering så som senkesmiing ikke utføres, hvis senkesmiing utføres for å øke veggtykkelsen av tappens leppe, kan ikke bare bestandigheten mot kompresjon og tetthet med hensyn på utvendig trykk, men også bestandigheten mot torsjon, forbedres enda mer. For spesielle rør, så som rør med en ekstremt stor veggtykkelse, kan det ved i tillegg å tilveiebringe en annen skulder og/eller et metall-mot-metall tetningsparti, oppnås et høyt nivå av bestandighet mot kompresjon, bestandighet mot torsjon og/eller tetthet med hensyn på utvendig trykk.

Selv om den foreliggende oppfinnelse har blitt beskrevet med hensyn på foretrukne utførelser, er de kun illustrative og ikke tiltenkt å begrense den foreliggende oppfinnelse. Det skal forstås av de som har fagkunnskap innen teknikken at forskjellig modifikasjoner av de utførelser som er beskrevet ovenfor kan gjøres uten å avvike fra rammen av den foreliggende oppfinnelse slik den er fremsatt i kravene.

Tabell 2

PBYS: Pipe Body Yield Strength, det vil si flytegrense av rørlegemet.

API: Kollapstrykk (knusende utvendig trykk) for rørlegemet

definert i API spesifikasjon 5C3.

Tabell 3

*(opprettholdt dreiemoment etter fjerning av last)/(sammenskruingsdreiemoment).

Claims

Patentkrav

1. Gjenget skjøt for stålrør omfattende en tapp (1) og en muffe (2), hvor tappen har en utvendig gjenge (11), en tettende overflate (13) og en skulderoverflate (14), muffen har en innvendig gjenge (21), en tettende overflate (23) og en skulderoverflate (24), den utvendige gjenge er i innbyrdes inngrep med den innvendige gjenge, den tettende overflate av tappen interfererer radialt med den motsvarende tettende overflate av muffen, og skulderoverflaten av tappen er i aksialt anlegg med den motsvarende skulderoverflate av muffen, hvori

(i) skulderoverflaten av tappen er anordnet ved en endeflate av tappen, (ii) den tettende overflate av tappen er lokalisert på en rørendeside nær den utvendige gjenge, (iii) et neseparti (15) er anordnet på tappen mellom den tettende overflate og skulderoverflaten, idet nesepartiet ikke har kontakt med det parti av muffen som vender mot nesepartiet av tappen, formen av den tettende overflate av tappen er en konisk overflate som er et resultat av at en rett linje som er skråstilt i forhold til aksen er rotert rundt skjøtens akse, konisiteten for den tettende overflate av tappen er mellom 5 og 25 grader og den tettende overflate (13) av tappen er anordnet radialt innenfor, målt fra aksen i tappen, (i) tangenten (61) til kammen av den utvendige gjenge og tuppen av tappen og (ii) forlengelseslinjen (62) av bunnen i den utvendige gjenge,

k a r a k t e r i s e r t v e d at

eksistensen av konisiteten for den tettende overflate av tappen innebærer en på pinnen diskontinuitet av overflate mellom den tettende overflate og den utvendige overflate av nevnte neseparti, v e d at den gjengede skjøten omfatter midler for å gjøre det mulig for et parti av den utvendige gjenge (11) som er lokalisert tilstøtende den tettende overflate (13) å unnslippe fra inngrep med en innvendig gjenge (21), v e d at nevnte midler er et omkretsspor (32) som er anordnet på den innvendige overflate av muffen mellom den innvendige gjenge og den tettende overflate av muffen, og v e d at den aksiale lengde av omkretssporet (32) målt mellom den innvendige gjenge og den tettende overflate av muffen er mellom 1,5 og 3,5 gjengestigninger.

2. Gjenget skjøt for stålrør som angitt i krav 1, k a r a k t e r i s e r t v e d at nesen (15) har en utvendig overflate som er sylindrisk.

3. Gjenget skjøt for stålrør som angitt i krav 1 eller 2,

k a r a k t e r i s e r t v e d at den aksiale lengde av nesen (15) er mellom 4 mm og 20 mm for rør som har en utvendig diameter mellom 50 og 550 mm.

4. Gjenget skjøt for stålrør som angitt i ett av kravene 1 til 3,

k a r a k t e r i s e r t v e d at den tettende overflate av tappen (13) er lokalisert i en avstand til den utvendige gjenge som ikke er mer enn én gjengestigning.

5. Gjenget skjøt for stålrør som angitt i ett av kravene 1 til 4,

k a r a k t e r i s e r t v e d at de utvendige og innvendige gjenger er koniske gjenger, og at den utvendige gjenge har som et trekk et innkjøringsparti hvor omkretsen av den utvendige gjenges bunner har en redusert konisitet sammenlignet med gjengens konisitet.

6. Gjenget skjøt for stålrør som angitt i krav 5, k a r a k t e r i s e r t v e d at omkretsen av den utvendige gjenges bunner i innkjøringspartiet er en sylindrisk overflate.

7. Gjenget skjøt for stålrør som angitt i ett av kravene 1 til 6,

k a r a k t e r i s e r t v e d at skulderoverflatene (14, 24) av tappen og muffen er plane overflater som står perpendikulært på skjøtens akse.

8. Gjenget skjøt for stålrør som angitt i ett av kravene 1 til 6,

k a r a k t e r i s e r t v e d at skulderoverflatene (14, 24) av tappen og muffen er koniske og danner en vinkel som er mindre enn 16 grader med normalen på skjøtens akse, slik at skulderoverflaten av tappen er haket fast av skulderoverflaten av muffen.

9. Gjenget skjøt for stålrør som angitt i ett av kravene 1 til 8, k a r a k t e r i s e r t v e d at formen av den tettende overflate av muffen er uavhengig valgt fra (i) en konisk overflate som er et resultat av at en rett linje som er skråstilt i forhold til aksen er rotert rundt skjøtens akse, (ii) en utbulende overflate som er et resultat av at en kurve er rotert rundt skjøtens akse og mer bestemt en torisk overflate hvis kurven er en sirkulær bue, og (iii) en torisk-konisk overflate som er et resultat av at en linje som er en kombinasjon av den skråstilte rette linje og den sirkulære bue er rotert rundt skjøtens akse.

10. Gjenget skjøt for stålrør som angitt i krav 9, k a r a k t e r i s e r t v e d at den tettende overflate (13, 23) muffen enten er en torisk overflate eller en toriskkonisk overflate, idet det koniske parti av den torisk-koniske tettende overflate er på nesesiden og har hovedsakelig den samme konisitet som den koniske tettende overflate.

11. Gjenget skjøt for stålrør som angitt i ett av kravene 1 til 10,

k a r a k t e r i s e r t v e d at den innvendige overflate av tappen nær skulderoverflaten er skråfaset (26), slik at den innvendige kant av tappens skulder danner en sirkel som er konsentrisk med skjøtens akse.

12. Gjenget skjøt for stålrør som angitt i ett av kravene 1 til 11,

k a r a k t e r i s e r t v e d at den innvendige overflate av muffen nær skulderoverflaten er skråfaset (26).

13. Gjenget skjøt for stålrør som angitt i ett av kravene 1 til 12,

k a r a k t e r i s e r t v e d at den utvendige gjenge (11) og den innvendige gjenge (21) hver for seg generelt har en trapesform som omfatter en lastflanke, en innsettingsflanke, en gjengebunn og en gjengekam, idet innsettingsflankenes vinkel med normalen på skjøtens akse ikke er mindre enn 3 grader og ikke mer enn 36 grader.

14. Gjenget skjøt for stålrør som angitt i krav 13, k a r a k t e r i s e r t v e d at det er en kontakt mellom lastflankene, og at en aksial åpning mellom innsettings-flankene av de utvendige og innvendige gjenger når den gjengede skjøt skrus sammen ikke er mindre enn 10 μm og ikke mer enn 150 μm.

15. Gjenget skjøt for stålrør som angitt i ett av kravene 1 til 14,

k a r a k t e r i s e r t v e d at den gjengede skjøt for stålrør videre tilveiebringer en annen serie av skulderoverflater og/eller en annen serie av tettende overflater ved et endeparti av muffen.