具有次级肩部的管连接器的制造方法
【技术领域】
[0001]本发明大体涉及油气井的钻探和生产，并且尤其涉及具有次级负载传递肩部的管状连接器。
【背景技术】
[0002]海上烃井通常包含为大直径管线(例如16英寸或更大)的一个或更多个套管柱。从海底井设备延伸至表面的生产立管也由相当大直径的管线组成。不管是在套管柱还是在生产立管柱中，管线的接头均通过螺纹连接而连接在一起。典型的螺纹连接在箱的圆锥部分上具有内螺纹，其接合销上的外螺纹。通常，销在螺纹的基部处具有外肩部，该外肩部在组成时由箱的边沿接合。套管柱上的压缩负载相对于外部肩部作用。典型地，连接器的压缩负载能力小于管线的压缩负载能力。
[0003]在现有技术中已知具有外和内负载肩部两者的连接器。销的鼻部接合内负载肩部，并且箱的边沿接合外负载肩部。但是，公差叠加和高刚度使得难以实现内和外肩部两者的正确接合。在压缩负载下，外径肩部还形成从压缩负载路径偏移的内弯曲力矩，该压缩负载路径穿过管线传递至连接器并回传到管线中。弯曲力矩有助于具有比管部件单独的压缩负载强度小的压缩负载强度的连接器。内肩部独自形成十分偏心的路径，该路径用于张力负载和组合的压缩和内压力下的十分高的应力。作为结果，连接器通常由较强的材料形成或具有较大的直径，以适应额外的压缩负载。这可使得难以制造管，增加它们的重量，并且使得操纵管更困难。此外，在连结的管同心地行进穿过另一组管处，外管必须增大尺寸来适应接头的较大直径。
[0004]已尝试将双重负载传递肩部放置在连接器的内和外径二者上来增大负载传递区域并抵消弯曲力矩。但是，这由于公差叠加问题和内肩部的高刚度而导致了传递负载处的更少控制。
【发明内容】
[0005]通过提供具有次级负载传递肩部的管连接器的本发明的优选实施例，大体上解决或避免这些和其它问题，并且大体上实现了技术优点。根据本发明的实施例，管连接器具有销，该销具有:鼻部、外肩部、和外肩部与鼻部之间的包含一组外螺纹的圆锥部分。箱具有:孔；边沿，其接合外肩部；和孔中的一组内螺纹，其接合外螺纹。当箱的边沿接合外肩部时，孔中的内肩部由鼻部的端部接合。环形凹部在内肩部的与鼻部相反的一侧上形成于箱的孔中。环形凹部在尺寸方面确定为对内肩部提供挠性，以便允许内肩部在由鼻部的端部接合时偏斜。
[0006]当销端部管部件的销端部插入箱端部管部件的箱端部中时，销端部管部件的销端部和箱端部管部件的箱端部将销端部管部件固连至箱端部管部件。销端部凸缘的销端部肩部邻近箱端部管部件的箱端部的端部的平面表面，并且向内悬垂凸缘的箱端部肩部邻近销端部管部件的销端部部分的端部的平面表面。压缩负载传递通过箱端部部分的端部与销端部肩部的平面表面和销端部部分的端部与箱端部肩部的平面表面中的至少一者发生。当增大的压缩负载施加至销端部管部件和箱端部管部件时，压缩负载的一部分跨过箱端部管部件的箱端部部分的向内悬垂凸缘的箱端部肩部和销端部管部件的销端部部分的端部来传递。
[0007]优选实施例的优点为，其提供一种管连接器，该管连接器具有优于现有技术管连接器的增大的压缩负载能力。在一些公开实施例中，管连接器的压缩强度等于由管连接器连结的管线的压缩强度。而且，公开实施例提供一种内肩部，其不经历现有技术内肩部的公差叠加和高刚度复杂化。内肩部为一种设计的弹簧，其在施加有负载时偏斜且变得更坚硬。当负载增大时，其不全部去往外肩部，并且因为内肩部与管线成直线，因而负载路径是笔直的。笔直的负载路径导致与传统外肩部相比产生更小的力矩。公开实施例还提供一种管连接器，其具有比现有技术管连接器大的弯曲能力。而且，公开实施例不与穿过连结的管的中央通路的流轮廓干涉。公开实施例还提供用于管部件的接头连接器，其不需要接头直径方面的显著增大以具有增大的能力。
【附图说明】
[0008]为了获得、并且可更详细地理解本发明的特征、优点和目标、以及其它将变得明显的方式，可通过参照在附图中例示的本发明的实施例来进行在上面简要总结的本发明的更具体的说明，附图形成本说明书的一部分。但是，应当注意到，附图仅例示本发明的优选实施例，并因而不认为是其范围的限制，因为本发明可允许其他同等地有效的实施例。
[0009]图1是根据实施例的在海底井口组件与表面平台之间延伸的立管的示意图。
[0010]图2是根据实施例的用于连接图1的立管的两个管的接头的一部分的侧视剖面图。
[0011]图3是根据实施例的图2的接头的次级肩部的剖面详图。
【具体实施方式】
[0012]现在将在下文中参照例示本发明的实施例的附图来更加充分地描述本发明。但是，本发明可以以许多不同形式具体化，并且不应认为限于在本文中提出的例示实施例。而是，提供这些实施例以便该公开将为彻底的且完全的，并且将使本发明的范围充分地传达至本领域技术人员。自始至终，相同的标号指相同的元件。
[0013]在下列讨论中，提出许多具体细节以提供本发明的彻底理解。但是，本发明可在没有这些具体细节的情况下实施这点对于本领域技术人员将是显而易见的。此外，对于多数部分，涉及钻机操作、海底组件连接、立管使用等的细节已省略，因为不认为这些细节对于获得本发明的完全理解而言是必须的，并且不认为在相关领域技术人员的技能内。
[0014]在本文中描述了将管连接以形成管柱的实例实施例。在图1中以侧视图显示了海上平台11的一个实例，其具有生产立管13，该生产立管13在海底悬垂以用于与在海床上示出的海底井口组件15连接。立管13可由多个管形成，例如在平台11与海底井口组件15之间延伸数千英尺的下管17和上管19。在图1的实施例中，立管13通过以在下面更详细描述的方式在接头21处将管17、19连接而装配。
[0015]参照图2，示出了处于组成位置的接头21的剖面图。下管17具有销端部23，销端部23在下管17的外径部分上具有面朝上肩部25。如在图2中所显示，销端部23包括外径凸缘27，外径凸缘27具有比下管17的直径大的外径。外凸缘27可沿着下管17的轴线31与销端部23的端部29轴向地间隔。面朝上肩部25从销端部23的外径径向向外延伸至凸缘27的外径。销端部23包括向上延伸的销33。销33包括紧接凸缘27的圆柱形近侧销端部部分35。近侧销端部部分35可紧接面朝上的肩部25连结凸缘27。销33包括圆锥中间销端部部分37，其从近侧销端部部分35朝端部29延伸。在示出的实施例中，中间销端部部分37从近侧销端部部分35渐缩至销33的端部29处的销33的鼻部或远侧销端部部分39。在示出的实施例中，中间销端部部分37在近侧销端部部分35处比在远侧销端部部分39处更宽。螺纹或凹槽41可形成在中间销端部部分37的外径表面上。远侧销端部部分39可如在图2中所示地为大体圆柱形的，并且具有使得端部29可与中间销端部部分37间隔开的轴向长度。远侧销端部部分39还包括端部29处的面朝上的端部或肩部43。在示出的实施例中，面朝上的肩部43可为圆锥的并且稍微面朝轴线31。在该实例中，本领域技术人员将理解，在其它实施例中，面朝上的肩部43可为圆柱形的。
[0016]继续参照