用于构造钻孔和操作油气井的螺纹连接件的组件、螺纹连接件、以及用于构造这种螺纹连 ...的制作方法
【技术领域】
[0001] 本发明设及用于钻孔和/或操作油气井的螺纹连接件，且更准确地设及当连接件 在压缩/张紧状态下作业时就效率和密封而言的连接件整体性能的优化。
【背景技术】
[0002] 术语"螺纹连接件"意味着由基本管状且能够W特定视角通过装配连接到一起 的金属元件所构成的任何组件，构造用于钻探油气井的杆、或维护立管（也已知为检查立 管）、或用于操作所述井，诸如，在操作井中使用的立管、或套管或管柱。
[0003] 每个管状元件包括末端部分，末端部分设有阳螺纹区或阴螺纹区，W用于与类比 元件的对应末端部分装配。当W运种方式装配时，元件被装配，运已知为连接件。
[0004] 连接件的运些管状螺纹部件在预先设定载荷下组装，W响应于过盈配合和由服务 情况提出的密封要求。而且，应该注意到，螺纹管状部件可能尤其当在服务中时必须经历数 次装配-卸开循环。
[0005] 运些螺纹管状部件被使用的条件引起范围广泛的机械载荷，所述机械载荷作用在 运些部件的敏感部分上，诸如，螺纹区、抵接区域或密封表面。
[0006] 出于运个原因，连接件的设计规格是复杂的，要求同时考虑多种参数。因此，推荐 维持连接件的效率、W及管状部件的承载密封表面的区域的厚度，且应该改进当连接件在 压缩/张紧下操作时密封接触点移位的风险。
[0007] 通过VAMHTF◎类型的连接件已经研发了一种解决方案，所述连接件使用两 个螺纹区，第一密封表面和第二密封表面在所述两个螺纹区之间设置在阳端部的唇部处。 运种设计意味着可W获得位于螺纹区之间的第一密封件的良好稳定性，然而第二密封件位 于非常薄的唇部上，运使得密封件的功能是脆弱的。此外，当连接件在压缩/张紧中操作 时，第二密封件由于交替载荷而不稳定。最终，在阳端部的唇部中的密封件的存在减小了阴 端部的效率。
[0008] 在文献US4570982A1中也开发出另一类型的解决方案。运种类型的连接件具有 =个交错的螺纹部分，运意味着=个螺纹区的锥度不一致但平行。在螺纹区中的每个之间 设有密封表面和抵接部。然而，邻近于密封表面定位抵接部弱化了所述表面，因为抵接部是 当载荷幅度较高时在特定载荷下的区域。螺纹区不是自锁定的且在承载牙侧和/或插入牙 侧处具有间隙。然而，由于运种间隙，当连接件在压缩/张紧中操作时，密封表面的稳定性 雙损。
[0009] 利用VAMEdge?类型的连接件也开发了一种类型的解决方案，其采用两个自 锁定的螺纹区，密封表面在两个自锁定的螺纹区之间。与VAMHTF?的情况相同，运种 设计引起在螺纹区处的中间密封件的良好稳定性，然而在齐平或半齐平连接件的情况下， 单一密封表面不足W抵抗内部压力和外部压力。
[0010] 已经开发出诸如VAM21S仁80?连接件的连接件。然而，运种类型的连接件是 T&C类型的连接件，即，提供一种作为阴螺纹元件的联接，所述阴螺纹元件具有大外径和短 长度，在其末端中的每个处联接到具有减小直径和较长长度的阳螺纹元件。
【发明内容】
[0011] 出于运个原因，本发明的目的在于响应于=重目标，包括维持连接件的效率、最大 化管状部件的承载密封表面的区域的厚度，W及避免当连接件在压缩/张紧中操作时密封 接触点移位的风险。
[0012] 更准确的，本发明设及用于构造螺纹连接件的组件，其包括具有旋转轴线的第一、 第二、第=和第四管状部件，第一管状部件在其末端表面中的每个处设有设置在部件的内 周表面上的第一和第二螺纹区，第二管状部件在其末端中的每个处设有设置在部件的外周 表面上的第=和第四螺纹区，第=管状部件在其末端之一处设有分别设置在部件的内周和 外周表面上的第五和第六螺纹区，第四管状部件在其末端之一处设有分别设置在部件的内 周和外周表面上的第屯和第八螺纹区，第一和第六、第=和第五、第二和第八、第四和第屯 螺纹区能够在装配方面一起成对地协作，第一和第六螺纹区的螺距等于第四和第屯螺纹区 的螺距、和/或第二和第八螺纹区的螺距等于第=和第五螺纹区的螺距、和/或第一和第六 螺纹区的螺距等于第=和第五螺纹区的螺距、且第二和第八螺纹区的螺距等于第四和第屯 螺纹区的螺距。
[0013] 下面列出本发明的选择性补充或替代特征。
[0014] 第一和第六螺纹区的螺距可W等于第四和第屯螺纹区的螺距，且第=管状部件的 第六螺纹区可具有与第四管状部件的第屯螺纹区的锥度相同的锥度，所述锥度的范围从 5%至25%，对应于半峰角正切范围从0.025至0. 125,且优选锥度的范围从10%至18%， 对应于半峰角正切范围从0. 05至0. 09。
[0015] 第二和第八螺纹区的螺距可W等于第=和第五螺纹区的螺距，且第=管状部件的 第五螺纹区可具有与第四管状部件的第八螺纹区的锥度相同的锥度，所述锥度的范围从 5%至25%，对应于半峰角正切范围从0.025至0. 125,且优选锥度的范围从10%至18%， 对应于半峰角正切范围从0. 05至0. 09。
[0016] 第=管状部件可具有基本垂直于旋转轴线延伸的终端表面，所述终端表面设有第 一抵接表面，第一抵接表面能够与设置在第一管状部件的肩部上的对应第二表面抵接地协 作，且所述终端表面设有第=抵接表面，第=抵接表面能够与设置在第二管状部件的肩部 上的对应第四表面抵接地协作。
[0017] 第四管状部件可具有基本垂直于旋转轴线延伸的终端表面，所述终端表面设有第 五抵接表面，第五抵接表面能够与设置在第一管状部件的肩部上的对应第六表面抵接地协 作，且所述终端表面可设有第屯抵接表面，第屯抵接表面能够与设置在第二管状部件的肩 部上的对应第八表面抵接地协作。
[0018] 第=管状部件的外周表面可具有设有第一抵接表面的肩部，第一抵接表面能够与 设置在第一管状部件的肩部上的对应第二表面抵接地协作，且第=管状部件的内周表面可 具有设有第=抵接表面的肩部，第=抵接表面能够与设置在第二管状部件的肩部上的对应 第四表面抵接地协作。
[0019] 第四管状部件的外周表面可具有设有第五抵接表面的肩部，第五抵接表面能够与 设置在第一管状部件的肩部上的对应第六表面抵接地协作，且第四管状部件的内周表面可 具有设有第屯抵接表面的肩部，第屯抵接表面能够与设置在第二管状部件的肩部上的对应 第八表面抵接地协作。
[0020] 第=管状部件的外周表面可具有在其终端之前的非螺纹部分，非螺纹部分设有第 一密封表面，第一密封表面能够与设置在第一管状部件上的对应第二表面W密封过盈配合 协作。
[0021] 第=管状部件的内周表面可具有在其终端之前的非螺纹部分，非螺纹部分设有第 =密封表面，第=密封表面能够与设置在第二管状部件上的对应第四表面W密封过盈配合 协作。
[0022] 第四管状部件的外周表面可具有在其终端之前的非螺纹部分，非螺纹部分设有第 五密封表面，第五密封表面能够与设置在第一管状部件上的对应第六表面W密封过盈配合 协作。
[0023] 第四管状部件的内周表面可具有在其终端之前的非螺纹部分，非螺纹部分设有第 屯密封表面，第屯密封表面能够与设置在第二管状部件上的对应第八表面W密封过盈配合 协作。
[0024] 第=和第四管状部件的密封表面可分别设置在承载所述管状部件的抵接表面的 肩部和所述管状部件的自由端之间。
[0025] 所述至少一个密封表面之一可W是成锥度表面，另一对应的相向的密封表面是半 径R范围从2. 5至60mm的环面。
[00%] 第一和第二管状部件可W是一体的，W使得它们形成单一部件，第一和第六螺纹 区的螺距则等于第=和第五螺纹区的螺距，且第二和第八螺纹区的螺距等于第四和第屯螺 纹区的螺距。
[0027] 本发明也设及通过装配依据W上描述的任一组件的组件生成的螺纹连接件。
[0028] 本发明也设及用于构造连接件的第一方法