管状接头的螺纹构件制造技术

本发明专利技术涉及螺纹构件，该螺纹构件用来构成一种能旋接在一起和随后旋卸的螺纹管接头。阳螺纹接头元件具有外螺纹，该外螺纹带有插入侧面和负载侧面以及平螺纹顶部和根部，用来与阴螺纹接头元件的匹配内螺纹配接，以构成管接头。插入侧面或负载侧面中的一者由两个刻面和三种半径构成。另一个选择的侧面由三个刻面和四种半径构成，赋予其不规则特征，形成复杂几何学轮廓。该螺纹构件可用来形成高效螺纹接头，和诸如油、气体、水和废物处理井的套管和管系之类的管一起使用。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
本专利技术涉及一种固接管状流动导管以形成所需连续流动通路用的那类螺纹连接的螺纹构件(thread form)。
技术介绍
在现有技术中，已知许多首尾相接而形成流体输送连续流动通路的供连接管状流动导管用的螺纹连接。这种流动导管的典型实例包括用于油、气体、水和废物处理井的套管、可膨胀套管、管系、钻杆和提升器，并用于水平且无管沟钻井应用场合。在油田套管和管系情况下，惯例使用一定长度的金属管，管段连接成串。管串有效地形成一个较长的管道，意欲提供能及达产油层或产气层所处深度的工具，以便将之抽出地表面。 管段由外螺纹接头或"阳螺纹接头"在端口处固接起来，也就是说以螺纹方式接纳于内螺纹接头或"阴螺纹接头"内。 一般说来，各管段在一个管端上有阳螺纹接头，而在相对的管端上有阴螺纹接头。某些管子有固接到双阳螺纹接头管段一端的内螺纹接头，以形成阴螺纹接头。单独的管段常常被称为"管节"。管系与套管的管节通常为30英尺长，但可从20英尺长度变到40英尺或更长。 建井中所用的各种管串通常在钻机或修井作业机的底盘上组装。当后续管节添加到管串时，管串得以加长，并降到井中。在这个组装程序过程中，使添加到管串上的管节下降，阳螺纹接头向下或阳螺纹接头向上，进入朝上或朝下对着伸出钻机底盘的阴螺纹接头。这个程序一般被称为"插入(stabbing)"阳螺纹接头进入阴螺纹接头。在插入后，使所添加的管节旋转，以使阳螺纹接头和阴螺纹接头啮合，将接头固接到管串上。在"去插入"或拆卸管串时，或者为了"去插入"或拆卸管串，过程基本颠倒过来。 一旦没有阴螺纹接头，除下的接头便移到贮存处所。 近年来，在所论及类型的螺纹技术方面已有很大进展。例如，1981年为Blose出版的Re. Pat. No. 30， 647公开了一种管状接头，该接头的螺纹构件提供了非常强固的接头，同时控制接头所连接阳螺纹和阴螺纹接头元件中的应力和应变。该螺纹构件以配套螺旋纹为特征，在相对向螺纹宽度上楔削，以保证相对齿侧楔状啮合，制约接头旋转装配。这种楔式螺纹，如果设计得当，会产生高扭转抗力，而不会在装配接头时诱导轴向或径向应力进入管状接头，使接头更易于卸开，如果必需这样做的话。通过降低螺纹连接中的轴向或径向应力，就可在理论上提供坚固的接头，这种接头能承受更大程度的工作应力和应变。 1986年7月15日出版、授予Blose的美国专利No. 4， 600， 224，涉及对基础楔式螺纹构思的精细设计和更进一步改进。'224专利所公开的专利技术中，展示了一种负载侧面为"人字形"的接头。螺纹连接的径向装配受特定螺纹结构控制，其中螺纹径向移动到配接螺纹槽内是受螺纹连接的两个承载螺纹表面之间人字型啮合限制的，而不是仅取决于螺纹宽度。 1992年12月7日为Reeves出版的Re. Pat. No. 34， 467声称是对基础Blose楔式螺纹设计的改进。正如专利权人所解释的那样，当旋转地装配Blose接头以使正背两个螺纹负载侧面都啮合时，不可压縮螺纹润滑剂或其他的液体可截留在啮合负载侧面之 间。这种截留的螺纹润滑剂可抗拒装配扭矩，并发出错误的扭矩指示，该错误指示导致应力 和应变比Blose接头引起的预期应力和应变低，从而降低设计强度和承载能力。Re. Pat. No. 34， 467中所述专利技术的目的在于，通过从螺纹负载侧面之间排除装配时带进啮合部的螺 纹润滑剂来排除扭矩错误指示的可能性。 在Re. Pat. No. 30， 647和Re. Pat. No. 34， 467中，优选的螺纹的横截面为"鸡尾形"， 螺纹顶处较螺纹根部处宽。美国专利No. 4， 600， 224是一种偏离Blose的设计，其中公开了 半鸠尾螺纹或部分鸠尾螺纹。然而，按照术语"鸠尾"的传统定义，螺纹顶部宽度仍然大于 螺纹根部宽度。 授予Kris L. Church的美国专利No. 6， 254， 146和6， 722， 706，是要进一步完善所 论述类型的螺纹构件。Church的这些早期专利中所展现的螺纹构件包括特定螺纹结构，其 中一个螺纹径向移动到匹配螺纹槽中是受螺纹连接的两个匹配螺纹表面之间的复杂轮廓 啮合控制的。该复杂的轮廓可存在于插入侧面上，可存在于负载侧面上，或可存在于两个齿 侧面的结合部上。在相啮合螺纹的匹配顶部之间提供受控的公隙来预防螺纹顶部和根部间 残存润滑剂所引起液压增大。插入侧面和负载侧面复杂的轮廓优选为多刻面齿侧面，这些 多刻面齿侧面各至少具有三个刻面和四种半径。阳螺纹接头元件顶部具有顶部宽度，而阳 螺纹接头元件根部具有根部宽度。顶部的宽度小于螺纹根部的宽度，这全然与一般的鸠尾 设计相反。 尽管对上面所讨论的螺纹构件设计作了改进，但仍旧存在着对能够快速并高效耦接管状管段的需要，这种螺纹构件能形成牢固的接合，而且能以低成本生产。 也存在着对这样一种螺纹构件的需要，该螺纹构件提供比现有结构更通用的结构；该螺纹构件因最终用途不同而达到不同的目的，例如提供更易于且更快机加工而不会损失预期性能指标的内螺纹管接头，例如可用于可膨胀套管连接器的内螺纹管接头。 也存在着对联接管状管段的改良螺纹构件的需要，该螺纹构件允许制造过程中机加工更多的每英寸螺纹数，从而使某些类型接头的总长度比先前可能的更短一些。 也存在着对设有刻面几何形状的改良螺纹构件的需要，该改良螺纹构件可按照螺纹在高度上塑性坍陷的方式来成型，产生一种例如用于可膨胀的管加工的改良互锁结构。 也存在着对这样一种改良螺纹构件的需要，该螺纹构件的螺纹高度可另外设计成很耐螺纹高度塑性坍陷，例如可用于钻杆工具接头或加厚修理接头。 也存在着对这样一种螺纹构件的需要，该螺纹构件可设计成螺纹高度相对小，例 如，以供在轴向张力和压縮能力高的不加厚螺纹管材上使用。 也存在着对这样一种改良螺纹构件的需要，该改良螺纹构件为要求接头在整个接 头长度上具有低或受控的应力的维修提供半径和直径上的应力控制。
技术实现思路
该本专利技术的目的是对上面所讨论基础螺纹构件提供更进一步的改进，这种改进提 供优于现有技术的设计特征和性能，而且这种改进满足上面所讨论现有技术所列举的种种 需求。 本专利技术螺纹构件可用来构成螺 管接头，该螺纹管接头能旋接在一起并随后旋卸。该螺纹构件用在一种接头上，该接头包括阳螺纹接头元件，该阳螺纹接头元件具有外螺 纹，其中包括插入侧面与负载侧面以及平螺纹顶部和根部，用来与阴螺纹接头元件的匹配 内螺纹配接，构成管接头。在本专利技术的一种优选形式中，阳螺纹接头元件为一般圆筒形的、 具外螺纹的元件，其中外螺纹在负载侧面上各由两个刻面和三种半径构成。另一方面，阳螺 纹接头元件的插入侧面上的外螺纹具有不规则的侧面特征，对于每个插入侧面而言，该不 规则的特征包括三个刻面和4种半径。 本专利技术螺纹构件的特征还在于，设有一定的总螺纹高度，该总螺纹高度在螺纹顶 部和根部之间测得。以不同的名称描述的螺纹刻面各有一个径向高度，该径向高度沿总螺 纹高度的相同方向测得。在本专利技术的一种形式中，插入侧面上刻面之一的径向高度小于其 余两个刻面的径向高度。在本专利技术的一种形式中，螺纹还具有给定的总螺纹高度，该总螺纹 高度在螺纹顶部和根部之间测得，其中各螺纹刻面各有径向高度，该径向高度在与螺纹高 度的相同方向上测得；而且本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种螺纹构件，用于构成能旋接在一起且之后能旋卸的螺纹管接头，该螺纹构件包括：阳螺纹接头元件，具有带插入侧面和负载侧面以及平顶部和根部的外螺纹，该外螺纹用来与阴螺纹接头的匹配内螺纹配接，以构成管接头，其中外螺纹的负载侧面各由两个刻面和三种半径组成，而且其中外螺纹的插入侧面各有不规则的侧面特征，该不规则的侧面特征是每个插入侧面包括三个刻面和４种半径。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】...

【专利技术属性】
技术研发人员：克里斯L丘奇，
申请(专利权)人：甘迪技术公司，
类型：发明
国别省市：US[美国]