受保护的一体金属对金属密封件的制作方法
【技术领域】
[0001]本发明大体涉及管状连接器，并且具体而言，涉及用于在插座连接器和插头连接器之间形成密封的密封表面。
【背景技术】
[0002]管状部件连接至彼此以用于各种井孔操作。管状部件可以是例如，导管、钻柱、立管区段、外壳等。在管状部件之间的接头中的一些可使用一体的金属对金属密封件来在相邻部件之间形成不透流体的密封。与在装配期间放置于管状部件之间的单独密封件相比，这种一体密封件可更迅速、并且以更低成本使用。一体的金属对金属密封件的缺点在于，它们要求高表面光洁度，并且因而可容忍非常小的损伤且仍有效地工作。
[0003]油田设备巨大且笨重，这可使得难以进行平缓的操控。例如，大型管状部件必须使用重型设备来运输、定位且连结在一起。设备和管状部件自身的移动可引起对密封表面的损伤。即使管状部件与设备的另一件之间的低速接触也可引起损伤，因为即使在非常低的速率下移动的大质量块也可产生损伤密封件的足够的力。因而，金属对金属密封件元件必须由额外的保护件保护，这增加了成本，且取决于可丢失或移除的保护件设计，从而使得金属对金属密封件易受损伤。因而，期望保护密封表面而不需要附加的保护件。并且，密封表面的保护在插头和插座穿插在一起之后的最终装配期间被需要。
【发明内容】
[0004]管状连接具有管状插座，该管状插座具有从边沿延伸的内螺纹区段，和连结螺纹区段鼻状插口区域。插座密封表面形成在鼻状插口区域中。管状插头具有从插头端延伸的鼻状区域，和连结鼻状区域的外螺纹区段，该外螺纹区段与内螺纹区段配合。环形凹槽位于在插头端与外螺纹区段之间的鼻状区域上。插头密封表面具有位于凹槽中的凹入部分，其接合插座密封表面来形成金属对金属密封接合。
[0005]在一个实施方式中，在插头与插座的接合之前，插头密封表面的最大外径大于插座密封表面的最小内径，从而在彼此接合时引起插头密封表面与插座密封表面的变形。在一个实施方式中，插头密封表面具有位于鼻状区域上的暴露部分，凹入和暴露部分连结彼此来限定圆的凸起表面。
[0006]凹槽为鼻状区域限定出从插头端延伸到凹槽的第一鼻状区段，和从凹槽延伸到插头螺纹区段的第二鼻状区段。插头密封表面位于凹槽与第一鼻状区段的汇合处。第一鼻状区段在汇合处可为圆锥形的。第二鼻状区段也可以是圆锥形。第二鼻状区段相对于插头轴线的角度可与第一鼻状区段在汇合处相对于轴线的角度相同。
[0007]插座密封表面的至少一部分可以是圆柱形的。圆锥形导入表面可延伸到该圆柱形部分。
[0008]当插头与插座装配时，从插头端到插头密封表面的第一鼻状区段可与鼻状插口径向地间隔开。
【附图说明】
[0009]为了获得、并且可更详细地理解本发明的特征、优点和目标、以及其他将变得明显的方式，可参照在形成说明书的一部分的附图中例示的其实施例来进行在上面简要总结的本发明的更具体说明。但是，应当注意到，附图仅例示了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。
[0010]图1是在根据本发明的实施例的管状部件之间的连接的局部剖视等距视图。
[0011]图2是图1的插头部件的放大剖视图。
[0012]图3是图1的插座部件的放大剖视图。
[0013]图4是图1的管状部件之间的连接的密封界面的剖视侧视图。
[0014]图5是图1的管状部件的剖视侧视图，显示了在与插座装配期间处于轴向偏移位置的插头。
[0015]图5a是图5的管状部件的一部分的放大剖视图，显不了在插头穿插入插座中时从插座的轴向地且角度地偏移的插头。
[0016]图5b是与图5a类似的放大剖视图，但显示了与插座轴向地偏移但角度地对准的插头。
[0017]图5c是与图5a和5b类似的放大剖视图，但显示了与插座角度地不对准以与图5a中不同的角度的插头。
[0018]图6是图1的管状部件的剖视侧视图，其显示了在装配期间与螺纹接触的插头部件的实例。
【具体实施方式】
[0019]现在在下文中将参照例示本发明的实施例的附图来更充分地描述本发明。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阐述的例示实施例。相反，提供这些实施例以便本公开将为彻底且完全的，并且将本发明的范围完全地传达至本领域技术人员。相同的标号贯穿全文指代相同的元件，并且撇号(如果使用)指代备选实施例中的类似元件。
[0020]参考图1，显示了插头部件(“插头”)102和插座部件(“插座”)106的管状连接或导管接头100。插头102是管状部件104上的连接器，并且插座106是管状部件108上的连接器。管状部件104和108可为任意类型的管状部件，包括例如，导管、立管区段、钻柱区段、和外壳。管状部件104和108可在各端部处各自具有连接器，例如，一端处的插头102和另一端处的插座106。插头102具有外螺纹110，外螺纹110从插头圆柱形主体114朝插头端112向下延伸。插头鼻状区域121从插头端112延伸至外螺纹110。以类似的方式，插座106具有协作的内螺纹116，并且从边沿或插座端118延伸到插座开孔120。出于说明的目的，假设插头102朝下，使得插头端112是插头102的最低部分，且插座106朝上，使得插座端118是插座106的最高部分。在本说明书中描述的相对位置，例如“高于”或者“低于”仅是为了说明。描述的构件可在任何定向上使用。
[0021]还参考图2和6，显示了插头102的下部分的放大视图。插头102是管状部件104 (图1)的端部上的连接器。插头鼻状区域121可具有圆锥形对准或鼻状表面124，该表面124从插座端112向上延伸到鼻状圆柱形表面122。鼻状圆柱形表面122连结圆锥形对准表面124并向上延伸到外螺纹110。圆柱形表面122相对于插头轴线128是同心的。圆锥形对准表面124的全部或部分可相对于插头轴线128处于相同的角度126。弯曲凹口或环形凹槽136位于鼻状圆锥形对准表面124上。凹槽136位于插头端112上方选定的距离，从而将对准表面124分成下圆锥形对准表面124a和上圆锥形对准表面124b。
[0022]插头密封表面132具有部分地位于凹槽136中且部分地位于下圆锥形对准表面124b上的部分。如在图4和6所示，密封表面132的位于凹槽136中的凹入部分132a是圆锥形的，其具有沿向下方向增大的直径。密封表面132的位于下对准表面124b上的暴露部分132b也是圆锥形的，但是具有沿向下方向减小的直径。部分132a和132b限定圆的凸起密封表面。暴露部分132b可为对准表面124b的如下部分，该部分与对准表面124b平齐，因此相对插头轴线128以相同的角度126延伸。备选地，暴露的插头密封表面132b可从对准表面124b向外突出。插头密封表面132、凹槽136和对准表面124是整体的部分。在其他实施例中，插头密封表面132可为凹槽136和对准表面124b上的不同材料的嵌入物。插头密封表面132可被抛光成比凹槽136和下对准表面124b的其他部分更光滑的光洁度，或者插头密封表面132可具有与对准表面124b和凹槽136的其他部分相同的表面光洁度。
[0023]凹槽136可具有如图所示的连续弯曲的凹面形状。凹入的插头密封表面132a具有上边缘，该上边缘位于凹槽136的基部与凹槽136的下边之间大约一半长度附近。因为插头密封表面132位于从下对准表面124b到凹槽136的过渡处，故插头密封表面132具有大体凸起的形状。插头密封表面132在其在凹槽136内的上边缘处的外径小于凹槽136连结下对准表面124b处的插头密封表面132的外径。插头密封表面132在其在下对准表面124b上的下边缘处的外径可等于或小于密封表面132在其在凹槽136内的上边缘处的外径。
[0024]参考图3，显示了插座106的放大视图。插座106是管状部件108 (图1)的端部上的圆柱形连接器。鼻状插口区域140从内螺纹116向下延伸。鼻状插口区域140可具有圆柱形区段139，圆柱形区段139从内螺纹116向下延伸选定的距离。在该实例中，上圆锥形对准区段141a连结鼻状插口圆柱形区段139并由其向下延伸。并且，在该实例中，上圆锥形导入区段143a以更小的角度从上对准区段141a向下延伸。下圆锥导入部分143b以更小的角度从上导入区段143b向下延伸。圆柱形插座密封表面142连结下导入区段143b并由其向下延伸。在该实例中，插座密封表面142连结圆锥下对准表面141b，该表面141b延伸至肩部145，肩部145在与插座108的轴线垂直的平面中。上和下对准表面141a，141b不为若非被导入表面143a、143b和插座密封表面142分离则处于相同的圆锥角度和相同的圆锥形表面。导入表面143a、1423b和插座密封表面142从如下线径向在内地定位:该线以与圆锥形对准表面141a、141b相同的角度在圆锥形对准表面141a、141b之间延伸。尽管显不为平直的分离的圆锥形表面，但对准表面141a、141b和导入表面143a、143b可结合在一起并且具有多种形状。而且，插座密封表面142可不同于圆柱形，例如，圆的凸起轮廓表面。
[0025]插座密封表面142可轴向地定位，使得当插头102的外螺纹110接合插座106的内螺纹116，并且插头102 (图2)固紧至预定位置或预定量的扭矩时，插头密封表面132 (图2、4)与插座密封表面142轴向地