带有螺旋对接端的管状组件的制作方法

文档序号:11633429阅读:228来源:国知局
带有螺旋对接端的管状组件的制造方法与工艺

本发明涉及一种管状组件,其通过装配连接于类似的组件以形成连续的管道系统。有利地,本发明应用于生产由钻管、重型钻管和钻铤形成的钻杆,钻管、重型钻管和钻铤规则地装配在一起和分开。这种钻杆尤其可用于旋转驱动以钻探油气井。或者,这种管状组件也可用在钻杆立管中或用于实际上是操作这种井时的立管中。



背景技术:

每个管状组件具有至少一个螺纹端部元件,即阳式端部元件或阴式端部元件。一般说来,一个管状组件具有一个阳式端部元件和一个相对的阴式端部元件。一个螺纹端部元件用于与另一个组件的具有互补螺纹的端部元件进行装配。连接时,两个组件的两个端部元件形成一个连接机构。

车螺纹的管状组件在精心控制的符合拧紧、有时是密封的技术要求的负荷之下进行连接,其视使用条件而定。一般说来,连接机构的螺纹端部元件具有至少一个轴向对接端,该轴向对接端在装配结束时起作用,并通过施加预定装配转矩抵靠相应的表面夹紧。拧紧结束时施加的装配转矩称为对凸肩的转矩,相当于轴向对接端起作用所需的转矩。

当两个组件彼此装配时,对凸肩施加太小的转矩,例如过早停止装配,会形成不符合技术规范的连接机构。那么,跳出断开联接或意外断开的危险很高。在断开联接本身发生之前,也可能丧失紧固性。拧紧不够,会使连接机构快速磨损,增大意图断开的难度。

对凸肩施加过高转矩,例如转矩过度,也会导致连接机构不符合技术规范。部分组件处于塑性变形危险之中,会因转矩过度而损坏。因此,每一组件的不同表面之间意欲配合,不再得到确保。连接机构的工况难以预测。这种损坏难以修复。

为了限制这些危险,对凸肩的标称上限转矩通常确定在凸肩转矩,对凸肩的下限转矩通常确定在屈服转矩。固定于对凸肩的标称转矩及其容差范围,可确保连接机构在所需使用条件下具有令人满意的机械强度。限定于该范围,可限制故障危险。对凸肩的容许转矩范围的限制随每种组件配置而改变。这种限制的标称值取决于组件的尺寸,特别是壁厚,其随所需应用而变化。

实际上,装配/断开操作在困难的条件下就地进行,例如在海上平台上进行。实际装配条件可能与实验室中的理论条件大不相同。

在本发明的应用中,一个连接机构的一个螺纹端部元件可具有两个轴向上分开的轴向对接端,分别为内对接端和外对接端,在装配结束时起作用,通过施加预定的标称装配转矩,紧固在相应的表面上。对接表面加倍,则增大这些连接机构的预定装配转矩。

待钻井很复杂,很长,对上游管状组件施加的转矩随着上游管状组件与下游管状组件之间距离的增大而增大。本发明旨在通过提出管状组件来改善这种情况,所述管状组件能通过提出比现行的连接机构高的标称装配转矩用于耐高工作负荷,而既不增大连接机构的外部尺寸,也不增大管柱的重量。此外,本发明的另一个优点是提出一种端部元件,特别是一种对接端,其完整性在整个使用中得到保持,其对液体的密封即使在多次装配-断开操作之后也予以确保。

对于相同的壁厚来说,本发明的管状组件具有至少一个对接端,其有效表面大于公知管状组件的有效表面。本发明的配置意味着局部接触压力不增大,从而防止塑化并确保对接端保持张紧牵引,因而即使在使用中也保持不透水。

使用高装配转矩,本发明的对接面上的接触压力每单位面积的负荷与普通环形曲面或环面的负荷相同。因此,超过其可能发生塑化现象的装配转矩较高。



技术实现要素:

为此,本发明提供一种管状钻杆组件,其具有端部元件,端部元件具有回转轴线并且设有围绕回转轴线延伸的螺纹,端部元件适于通过装配连接于另一个管状钻杆组件的设有互补螺纹的相应的端部元件,端部元件具有至少一个外对接端,所述外对接端布置成在装配结束时另一个管状组件的相应的外对接端接触,其中,所述外对接端具有至少一个螺旋面,螺旋面的螺旋轴线与回转轴线重合。

在另一方面中,本申请人提出一种具有两个如上所述的不同组件的两个端部元件的连接机构。两个组件通过第一组件的端部元件与第二组件的相应的端部元件的装配而彼此连接。

单独地或彼此组合地,组件可具有以下可选的特征。

特别是,螺纹具有螺纹断面角,使得螺旋面的螺旋角小于或等于螺纹的螺纹断面角。有利地,螺旋角可以在0.5°至7°的范围内。

特别是,围绕螺旋面可以在其上延伸的回转轴线的角部分之和可以在180°至360°的范围内。

由于存在螺旋面,端部元件还具有连接于所述螺旋面的至少一个圆周端部的圆周凸肩。

特别是,该圆周凸肩可具有至少一个大致平面的平表面,该平表面的平面与回转轴线形成一个在0°至75°的范围内的角。特别是,圆周凸肩可具有至少一个大致平面的平表面,其平面可平行于回转轴线或者可与回转轴线重合。

根据不同的实施方式,圆周凸肩可经由一个圆角半径或者一个倾斜的平面连接于螺旋面。特别是,当存在圆角半径时,其可具有在0.5至10.0毫米的范围内的曲率半径。

有利地,端部元件可具有两个对接端,即一个内对接端和一个外对接端,两个对接端中每个都具有至少一个圆周凸肩。或者,端部元件可具有两个对接端,即分别为内对接端和外对接端,只有外对接端设有一个螺旋面。

特别是,端部元件可具有仅位于外对接端上的单个螺旋面。

有利地,螺旋面可与螺纹隔开一定距离;车螺纹的端部与螺旋面之间的距离可尤其为至少8毫米。

更具体地,本发明也涉及一种具有本发明的两个管状钻杆组件的连接机构,其中,一个组件的外对接端或者另一个组件的相应的外对接端之一布置在管状钻杆组件的端部元件的自由远端部。

附图说明

在下面参照附图进行的详细说明中,本发明的其他特征、细节和优点将显示出来,附图如下:

图1是本发明的两个组件的纵向局部剖面图;

图2是本发明的组件的阳式端部元件的透视图;

图3是本发明的组件的阳式端部元件的一个实施变型的透视图;

图4是本发明的组件的对应图3的阳式端部元件的阴式端部元件的透视图;

图5至8是本发明的组件的端部元件的细部的实施变型的透视图;

图9、10和11是本发明的组件的阳式端部元件的实施变型的透视图;

图12是本发明的设有三个螺旋面的阳式端部元件的另一个实施变型。

具体实施方式

附图和下面的描述大致涉及具有特定属性的元件。因此,它们不仅用来更好地理解本发明,而且也有助于必要时对本发明进行限定。

第一管状组件1和第二管状组件101示于图1。组件1和101通常呈一个围绕回转轴线xx的回转体的形式。在图1中,组件1和101彼此对准。因此,回转轴线xx重合。回转轴线xx的方向称为轴向方向。

为便于理解,第二组件101的数字标号加上100。组件1和101每个都具有一个端部元件2或者103。这里,第一组件1具有一个阳式端部元件2(或者销件),而第二管状组件101具有一个阴式端部元件103(或者箱状件)。组件1和101每个都具有一个规则的管部分9或者109。规则的管部分9与阳式端部元件2成整体,并且在相对的一端部与第二阴式端部元件(未示出)成整体,第二阴式端部元件与阴式端部元件103相同。同样,规则的管部分109与阴式端部元件103成整体,并且在相对的一端部也与另一个阳式端部元件(未示出)成整体,所述另一个阳式端部元件与阳式端部元件2相同。

两个组件1和101的规则的管部分9和109彼此相似。管状组件1和101在结构和材料上是不透水的。特别是,管状组件形成金属结构,尤其由钢或者铬镍铁合金制成。作为一个实施例,材料的等级约为130ksi,屈服强度在120000至140000psi的范围内;但是,也可选自约为140ksi、150ksi和165ksi的更高等级,以及更低钢级,例如那些限定在约为80ksi或者95ksi甚至110ksi的钢级。端部元件2和103可由与管9和109的材料相同或者不同的材料制成。

这里,端部元件,特别是2和103,其构型符合标准api-7,或者api-rp-7g,或者甚至iso-10407-1。在实施变型中,端部元件2和103具有专有的构型,例如以商标express销售的端部元件,或者甚至wo-2006/092649或wo-2012/089305中描述的端部元件。

规则的管部分9在形状上通常呈圆柱形,对于长组件例如钻管长度在5至15米的范围内,对于短组件例如井口使用的耐磨插入件长度在1至5米的范围内。内径例如在25至400毫米的范围内,而外径在50至500毫米的范围内。

通过将端部元件摩擦焊接于一个管的形成规则的部分9的每个端部,可获得组件1。组件101可采用相同的制造方式。在这种情况下,规则的管部分9的端部可以已经锻造、镦锻或者增厚,以增大金属的径向表面。如在图1中可见,焊接平面5或者105分别在规则的管部分9和109分别与端部元件2和103之间的接合部形成。或者,管状组件可以是整体的,即无焊接,由单个坯件获得。规则的管部分9、109在图2至8上未示出。

端部元件2、103在形状上通常呈管状。端部元件2、103分别具有外表面11、121,其大致为圆柱形。

端部元件2、103分别具有内表面17、127或者钻孔,其大致为圆柱形。

一般说来,组件1和101的回转面与属于回转轴线xx的中心大致同心。组件1、101的壁的厚度在周向上是大致均匀的,在端部元件的位置除外。

使用中,组件1用作动筒(ram)操纵。作动筒通过组件的端部元件2或103来保持组件1。端部元件2和103非常适合于承受施加的负荷,在装配/断开操作期间尤其如此。特别是,外接触面11或者121局部地具有最大外径,用于接纳在工作管钳的卡爪中,以确保待形成连接头的最终装配转矩。此外接触面是在钻杆旋转期间抵靠井壁摩擦接触的接触面。

现在参照图1、2和3说明组件1的阳式端部元件2的三个实施方式。阳式端部元件2具有大致锥形的外表面12,在该外表面上形成至少一个称为阳螺纹的外螺纹。端部元件2还具有一个端部表面13和一个中央表面16。锥形的外表面12轴向上位于端部表面13与中央表面16之间。端部表面13和中央表面16没有任何螺纹。在所示的实施例中,端部表面13和中央表面16具有大致圆柱形的型面。

在所示的实施例中,带有螺纹的锥形的外表面12具有带有单头螺线的螺纹。

端部表面13连接于一个大致根据端部元件2的厚度延伸、大致垂直于端部表面13的表面15。该表面形成一个内对接端15。内对接端15在分离条件下限定组件1的端部元件2的自由远端部。该内对接端15在内部连接于大致圆柱形的内表面17。内对接端15称为阳式内对接端。

中央表面16通过一个大致沿端部元件2的一部分厚度延伸的表面连接于外接触面11。该中央表面形成一个外对接端18。外对接端18形成组件1的端部元件2的一个外凸肩。外对接端18称为阳式外对接端。

有利地,内对接端15和外对接端18中至少一个具有一个螺旋面。在端部元件2具有单个螺旋面的情况下,该螺旋面在外对接端18上形成,如同图2所示的螺旋面38的情形。

在图2中,螺旋面38与螺纹隔开一定距离。没有螺纹的中央表面16的轴向长度d1可被限定;特别是,该距离d1至少为8毫米,例如小于24毫米。该距离d1相当于螺旋面38与大致锥形的具有螺纹的外表面12之间沿轴线xx的最小轴向距离。

螺旋面38由与回转轴线xx重合的螺旋轴线限定。螺旋面38的螺旋方向相当于锥形的外表面12的螺纹的方向。螺旋面38具有一个螺旋角α。锥形的外表面12的螺纹具有一个螺纹断面角β。在该实施例中,螺旋面38的螺旋角α等于螺纹的螺纹断面角β。

显然,螺旋面38不是平面的。从另一个视角来看,螺旋面38限定一个表面,其位置随涉及的角区段或组件1的所述角部分而沿轴向方向变化。

在图2中,外对接端18通过一个环形斜面20连接于外表面11。

在图3所示的一个实施变型中,端部元件2具有两个螺旋面,从而内对接端15具有螺旋面35,外对接端18具有螺旋面38。

在图3中,螺旋面35也与螺纹隔开一定距离。没有螺纹的端部表面13的轴向长度d2可被限定;特别是,该距离d2至少为8毫米,例如小于24毫米。该距离d2相当于螺旋面35与大致锥形的具有螺纹的外表面12之间沿轴线xx的最小轴向距离。该距离d2也相当于端部元件2的自由远端部与车螺纹的外表面12之间的轴向距离。

在图2和3所示的实施方式中,螺旋面38的每个角部分在径向方向上延伸,即垂直于回转轴线xx延伸。换句话说,从通过回转轴线xx的纵剖面来看,螺旋面38的型面可由一条在径向方向上定向的直线段表示。因此,螺旋面38的宽度大致等于外对接端18的径向距离。相对于内对接端15来说,类似的分析适用于螺旋面。

在实施变型(未示出)中,螺旋面38的型面可为直线的,相对于径向方向具有一个非零倾角。在这种情况下,螺旋面38具有通常锥形的构型。因此,螺旋面38的宽度大致大于外对接端18的径向厚度。在其他实施变型中,螺旋面38的型面可以是曲面的,例如为凹面的或者凸面的。因此,螺旋面38的径向宽度大致大于外对接端18。

在图2和3所示的实施方式中,螺旋面35和38在其相应的对接端的整个圆周即约360°上延伸。螺旋面35和38的螺旋角α大致相同。在该实施例中,螺旋角α大致等于锥形外表面12的螺纹的螺纹断面角β。螺旋面38的螺旋角α例如在0.5°至7°的范围内。

螺旋面35和38的存在导致在每个对接端15和18上形成一个圆周凸肩36或39。两个圆周凸肩可以是大致平面的,每个都形成一个具有轴线xx的平面。其可设计成处于相同的平面上。

因此,端部元件2的外对接端18具有圆周凸肩39。圆周凸肩39在端部元件2的轴向位置上延伸,其与螺旋面38在其上延伸的轴向位置相同。当螺旋面38为360°时,圆周凸肩39使螺旋面38的两个圆周端部彼此连接。

图5示出图3所示实施方式的圆周凸肩36的细部。螺旋面35的两个圆周端部在轴向方向上对准,并且因此这里,圆周凸肩36具有零圆周分量。在图2和3所示的实施例中,螺旋面38的圆周端部在轴向方向上对准,这里,圆周凸肩39具有零圆周分量。在这些构型中,圆周凸肩39限定一个通过轴线xx的平面。特别是在图3中,圆周凸肩36和39限定在相同的平面上。

在图6中,圆周凸肩36具有大致平面的表面。平表面的平面与回转轴线xx形成一个角γ。在图2和3所示的实施例中,圆周凸肩36和39的相应的平表面的平面,这里与回转轴线xx大致重合。因此,角γ大致为零。圆周凸肩36和39的平表面大致垂直于螺旋面35和38延伸,或大或小具有螺旋角。

在图2所示的实施例中,圆周凸肩39通过锐边界或边缘连接于螺旋面38的两个圆周端部。对于圆周凸肩36和39来说,图3上也是这种情况。

图6、7和8示出螺旋面的实施变型。为使这些实施变型更清楚,其示于内对接端15上。显然,每个实施变型也可应用于螺旋面位于外对接端18上的实施方式,如图9、10和11所示。这些实施变型与图3所示实施方式的不同之处主要在于,螺旋面35在小于360°的角部分上延伸。螺旋面35的两个圆周端部在轴向方向上未对准。使之联接的圆周凸肩36具有一个非零圆周分量。圆周凸肩36在具有几度例如1°至15°之间的一个角部分上延伸。

在图6、7和8所示的实施变型中,从通过回转轴线xx的纵剖面来看,圆周凸肩36的表面的型面可由在径向方向上定向的直线段表示。如同螺旋面35那样,在一实施变型中,圆周凸肩36的型面是直线的,相对于径向方向具有一个倾角。在其他实施变型中,圆周凸肩36的表面的型面可以是曲面的,例如是凹形的或者凸形的。

在图6所示的实施变型中,圆周凸肩36具有大致平面的表面。平表面的平面与回转轴线xx形成一个角γ。这里,角γ是非零的,例如在0°至75°的范围内。如同图2那样,圆周凸肩36通过锐边界或边缘连接于螺旋面35的两个圆周端部。

在图7所示的实施变型中,圆周凸肩36具有两个圆角半径,一个是凹形的,另一个是凸形的。圆角半径每个都具有一个曲率半径,分别标记为r1和r2。圆周凸肩36与螺旋面35之间的连接部不具有锐边界或边缘。在一个未示出的实施变型中,圆周凸肩36可以不必具有一个平表面,以致圆角半径由一个拐点彼此连接,使得圆周凸肩36在螺旋面35的两个圆周端部之间形成大致连续的联接。这里,曲率半径r1和r2大致相等。曲率半径r1和r2例如在0.5至10毫米的范围内。

在图8所示的实施变型中,圆周凸肩36具有两个大致平面的、彼此相交的表面。第一平面36'与回转轴线xx形成一个零角γ。与图3所示的情况相反,平表面经由一个呈斜面形式的、这里大致为45°的第二平面36"连接于螺旋面35的两个圆周端部之一。这里,斜面设置在具有螺旋面35的凹形连接部一侧。替换地或附加地,斜面也可设置在具有螺旋面35的凸形连接部一侧。

在其他实施变型中,螺旋面35在稍大于360°、即一转加少数几度例如361°至365°之间上延伸。因此,螺旋面35的圆周端部部分在组件1的一单个角部分在轴向方向上略微叠置。因此,圆周凸肩36成形成一个使螺旋面35的两个圆周端部彼此连接的凹部。

在图9、10和11所示的实施变型(未示出)中,内对接端15可以不具有一个螺旋面,而在一个实施变型中,内对接端设有单个螺旋面。

在其他实施方式中,对接端15具有一个螺旋面35,该螺旋面在一个显著小于360°、例如小于270°、或者更优选地小于180°或小于90°的角部分上延伸。

在螺旋面在一个显著小于360°的角部分上延伸的情况下,因此,对接端具有所述单个螺旋面、单个圆周凸肩以及对接端的其余角部分,该其余角部分限定呈一个环的一部分形式的表面。所述呈一个环的一部分形式的表面的型面,从纵剖面来看,可以是平面的并平行于径向方向,相对于径向方向可以是平面的和倾斜的,或甚至是曲面的,例如是凸形的或者凹形的。对接端18沿圆周相继地具有呈一个环的一部分形式的表面、螺旋面38和圆周凸肩39。在这种情况下,圆周凸肩39使螺旋面38的一个圆周端部连接于所述呈一个环的一部分形式的表面的一个圆周端部。

在图12所示的实施变型中,对接端18具有至少两个螺旋面38。因此,对接端18具有与螺旋面38一样多的圆周凸肩39。对接端18沿圆周相继地具有一个第一螺旋面38'、一个第一圆周凸肩39'、一个第二螺旋面38"、以及一个第二圆周凸肩39"。在图12所示的实施例中,内对接端15也具有一个螺旋面35,因此,其构成一个具有三个螺旋面的实施方式。

根据本发明,n个螺旋面的存在可以同n个呈一个环的一部分形式的平表面相结合。因此,对接端沿圆周具有一系列的n个组合,每个组合由一个螺旋面、一个呈一个环形式的表面以及一个圆周凸肩构成。

n个螺旋面在其上延伸的角部分之和例如在180°至360°的范围内。

上述描述中关于对接端15的每个特征、实施方式、实施变型和组合,可以转用到对接端18上,反之亦然。此外,组件1的第一端部元件2可具有:

i)一个根据上述实施方式之一的位于里侧的对接端15,以及一个具有本身公知的构型的位于外侧的对接端;

ii)一个根据上述实施方式之一的位于外侧的对接端18,以及一个具有本身公知的构型的位于里侧的对接端;

iii)根据上述实施方式之一的位于里侧的对接端15与位于外侧的对接端18的组合,对接端15和18类似;或者

iv)根据上述实施方式之一的位于里侧的对接端15与根据上述实施方式之一的位于外侧的对接端18的组合,对接端15和18具有不同的构型。

圆周凸肩36或39可布置在组件1的相同的角部分上,如图3所示,或者彼此偏置。

现在参照图1和4来说明组件101的阴式端部元件103的两个实施方式。图4所示的阴式端部元件103与图3所示的组件1的阳式端部元件2的形状匹配。因为形状匹配,所以至少可期望内对接端15与外对接端18可在360°上与阴式端部元件103的相应的表面密封接合,车螺纹的部分可接合在一起。

阴式端部元件103具有一个大致锥形的内表面122,在该内表面上设有内螺纹。端部元件103还具有一个端部表面或远端表面126以及一个中央表面或临近表面123。锥形的内表面122的螺纹轴向上位于端部表面126与中央表面123之间。端部表面126和中央表面123没有螺纹。端部表面126和中央表面123为大致圆柱形,与阳式端部元件2的中央表面16和端部表面13的形状匹配。一个空间设置在这些相应的圆柱形部分之间,以形成用于沉淀在螺线上的润滑脂的一个回流区;该润滑脂的沉淀量可能多于装配结束时设在螺线之间的剩余孔隙空间。

端部表面126的直径大于中央表面123的直径。锥形的内表面122的螺纹径向上位于端部表面126与中央表面123之间。

在连接期间,装配轴线相当于回转轴线xx。装配方向由锥形的外表面12和锥形的内表面122的互补螺纹的方向加以限定。图3和4所示的实施方式具有带常规装配方向的螺纹,即端部元件2、103具有右旋螺线。

都大致圆柱形的中央表面123和内表面127,经由一个大致沿端部元件103的厚度的一部分延伸的表面彼此连接。该表面形成一个对接端125。内对接端125形成组件101的端部元件103的一个内凸肩。

都大致圆柱形且同心的端部表面126和外表面121,经由一个大致沿端部元件103的厚度延伸的表面彼此连接。该表面形成一个外对接端128。外对接端128在断开联接状态限定组件101的端部元件103的自由远端部或者终端部。

因其相应的径向位置,内对接端125可称为阴式内对接端,而外对接端128可称为阴式外对接端。

组件101的端部元件103的内对接端125对应组件1的端部元件2的内对接端15。对接端125的形状与对接端15的形状匹配。对接端15和对接端125布置成在装配结束时彼此抵靠夹持接触,从而在内对接端15面对对接端125的所有部位,获得足够的接触压力,以确保对流体密封,至少是对液体密封。

组件101的端部元件103的外对接端128对应组件1的端部元件2的外对接端18。对接端128的形状与对接端18的形状匹配。对接端18和对接端128布置成在装配结束时彼此抵靠夹持接触,从而在外对接端18面对对接端128的所有部位,获得足够的接触压力,以确保对流体密封,至少是对液体密封。

在两个组件1和101通过装配彼此连接时获得的连接机构中,第一组件1的端部元件2对应第二组件101的端部元件103。n个螺旋面35或38与n个螺旋面145或148相同,n个圆周凸肩36或39与设置在端部元件103上的n个圆周凸肩146或149相同。

在图4中,螺旋面148与螺纹隔开一定距离。没有螺纹的端部表面126沿轴线xx具有轴向距离d3,距离d3不是必须等于轴向距离d1。轴向距离d3也相当于端部元件103的自由远端部与车螺纹的锥形的内表面122之间的距离。该非零的轴向距离d3至少为8毫米,例如小于24毫米。

锥形的外表面12的螺纹和锥形的内表面122的螺纹互补。

这里,锥形的外表面12的螺纹和锥形的内表面122的螺纹为单螺线。在实施变型中,螺纹具有几个螺线,例如两个、三个或者四个螺线。这些称为多头螺纹。螺纹具有恒定的螺距。

现在来说明两个组件1和101的连接操作。在图1或者图3和4所示的实施例中,第一组件1的阳式端部元件2与第二组件101的阴式端部元件103连接在一起。这相当于使第二组件101的阳式端部元件(如同2)与第一组件1的阴式端部元件(如同103)连接。因此,上述第一组件1的每一表面可与第二组件101的一个相应的表面配合。在断开联接操作即断开期间,下列情况及其次序相反。

在连接之前,组件1和101彼此对准,使得其回转轴线xx重合,第一组件1的阳式端部元件2面对第二组件101的阴式端部元件103布置。

开始连接时:

-阳式端部元件2通过沿回转轴线xx平移运动,部分插入到阴式端部元件103中,以使组件1、101彼此相向移动;

-利用螺旋运动,锥形的外表面12的螺纹与锥形的内表面122的螺纹彼此接合。

在旋拧结束时:

-外表面11和121大致沿轴向方向处于彼此的延伸部分中,且彼此接近;

-内表面17和127大致沿轴向方向处于彼此的延伸部分中,且彼此接近;

-对接端15抵靠对接端125接触。换句话说,内对接端15和125彼此接触;

-对接端18抵靠对接端128接触。换句话说,外对接端18和128彼此接触;

-n个螺旋面35抵靠n个螺旋面145接触。换句话说,螺旋面35和145成对地接触;

-n个螺旋面38抵靠n个螺旋面148接触。换句话说,螺旋面38和148成对地接触;

-n个圆周凸肩36面对n个圆周凸肩146彼此接近。换句话说,圆周凸肩36和146成对地彼此接近;

-n个圆周凸肩39面对n个圆周凸肩149彼此接近。换句话说,圆周凸肩39和149成对地彼此接近。

拧紧结束时:

-外表面11和121形成一个从一个组件1、101到另一个组件的准连续外表面;

-内表面17和127形成一个从一个组件1、101到另一个组件的准连续外钻孔;

-对接端15抵靠对接端125夹持接触,其意味着可施加大装配转矩;

-对接端18抵靠对接端128夹持接触,其意味着可施加大装配转矩;

-圆周凸肩36和146接触或者差不多接触;

-圆周凸肩39和149接触或者差不多接触。

具有至少一个螺旋面的本发明的对接端的有效表面大于现有技术中由一个呈一个平面环形式的、垂直于回转轴线xx的表面构成的对接端。例如通过机加工使螺旋面成形成管状组件的平表面意味着,可增大负荷传递表面。端部元件的径向尺寸,例如内径和外径以及管壁厚度,保持不变。使用中发生故障的危险和断开操作期间的难度得以减少。

作为例子,对于图3所示的其螺旋面分别在外对接端和内对接端上形成的实施方式来说,对于在车螺纹的区域中具有单头螺线的连接部获得下列结果:

对于具有相同构型、具有两个螺旋面、但在车螺纹的区域中设有双头螺线的连接部结果如下:

螺线的螺距越大,螺旋角会越大,因此,可获得对于提高标称装配转矩的有益效果。

应当指出,有利地,当螺线为多头时,最终装配转矩方面的增益较大。因为有多螺线头时螺距较大,所以增大螺纹断面角意味着可获得螺旋角的增大。

也应当指出,对通常从钻井顶端长距离布置在井的深底、极难对其产生高装配扭矩的小直径管状组件提高增益,可获得另一种很大的优点。

在外侧上分开圆周凸肩39和149的距离从连接机构的外侧可见。因此,这可构成一个目视指示器,以使操作员监控装配质量。

当圆周凸肩39和149以及如果适当的圆周凸肩36和146接触时,对抗装配的反作用力骤然增大。因此,圆周凸肩36和146或者圆周凸肩39和149形成圆周对接端以停止装配。延续装配所需的转矩骤然增大。此骤然增大易于由配有测力传感器的装配工具检测到。装配可在发生转矩过大之前停止。当检测到转矩骤然增大时停止装配可自动进行。连接机构的组件1、101的端部元件例如2和103的损坏危险得以减少。

本发明不局限于仅作为例子给出的上述组件和连接机构的实施例,而包括现有技术人员在以下权利要求书的范围实施的任何实施变型。

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