[發(fā)明專利]管狀接頭的螺紋構(gòu)件

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 200880023576.2
• 申請日: 2008-02-28
• 公開（公告）號: CN101779072A
• 公開（公告）日: 2010-07-14
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 克里斯·L·丘奇
• 申請（專利權(quán)）人: 甘迪技術(shù)公司
• 主分類號: F16L25/00
• 分類號: F16L25/00
• 代理公司: 北京市柳沈律師事務(wù)所 11105
• 代理人: 曲瑩

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及一種固接管狀流動導(dǎo)管以形成所需連續(xù)流動通路用的那類螺紋連接的螺紋構(gòu)件(thread?form)。?

背景技術(shù)

在現(xiàn)有技術(shù)中，已知許多首尾相接而形成流體輸送連續(xù)流動通路的供連接管狀流動導(dǎo)管用的螺紋連接。這種流動導(dǎo)管的典型實例包括用于油、氣體、水和廢物處理井的套管、可膨脹套管、管系、鉆桿和提升器，并用于水平且無管溝鉆井應(yīng)用場合。在油田套管和管系情況下，慣例使用一定長度的金屬管，管段連接成串。管串有效地形成一個較長的管道，意欲提供能及達產(chǎn)油層或產(chǎn)氣層所處深度的工具，以便將之抽出地表面。?

管段由外螺紋接頭或“陽螺紋接頭”在端口處固接起來，也就是說以螺紋方式接納于內(nèi)螺紋接頭或“陰螺紋接頭”內(nèi)。一般說來，各管段在一個管端上有陽螺紋接頭，而在相對的管端上有陰螺紋接頭。某些管子有固接到雙陽螺紋接頭管段一端的內(nèi)螺紋接頭，以形成陰螺紋接頭。單獨的管段常常被稱為“管節(jié)”。管系與套管的管節(jié)通常為30英尺長，但可從20英尺長度變到40英尺或更長。?

建井中所用的各種管串通常在鉆機或修井作業(yè)機的底盤上組裝。當(dāng)后續(xù)管節(jié)添加到管串時，管串得以加長，并降到井中。在這個組裝程序過程中，使添加到管串上的管節(jié)下降，陽螺紋接頭向下或陽螺紋接頭向上，進入朝上或朝下對著伸出鉆機底盤的陰螺紋接頭。這個程序一般被稱為“插入(stabbing)”陽螺紋接頭進入陰螺紋接頭。在插入后，使所添加的管節(jié)旋轉(zhuǎn)，以使陽螺紋接頭和陰螺紋接頭嚙合，將接頭固接到管串上。在“去插入”或拆卸管串時，或者為了“去插入”或拆卸管串，過程基本顛倒過來。一旦沒有陰螺紋接頭，除下的接頭便移到貯存處所。?

近年來，在所論及類型的螺紋技術(shù)方面已有很大進展。例如，1981年為Blose出版的Re.Pat.No.30,647公開了一種管狀接頭，該接頭的螺紋構(gòu)件提?供了非常強固的接頭，同時控制接頭所連接陽螺紋和陰螺紋接頭元件中的應(yīng)力和應(yīng)變。該螺紋構(gòu)件以配套螺旋紋為特征，在相對向螺紋寬度上楔削，以保證相對齒側(cè)楔狀嚙合，制約接頭旋轉(zhuǎn)裝配。這種楔式螺紋，如果設(shè)計得當(dāng)，會產(chǎn)生高扭轉(zhuǎn)抗力，而不會在裝配接頭時誘導(dǎo)軸向或徑向應(yīng)力進入管狀接頭，使接頭更易于卸開，如果必需這樣做的話。通過降低螺紋連接中的軸向或徑向應(yīng)力，就可在理論上提供堅固的接頭，這種接頭能承受更大程度的工作應(yīng)力和應(yīng)變。?

1986年7月15日出版、授予Blose的美國專利No.4,600,224，涉及對基礎(chǔ)楔式螺紋構(gòu)思的精細設(shè)計和更進一步改進?！?24專利所公開的發(fā)明中，展示了一種負載側(cè)面為“人字形”的接頭。螺紋連接的徑向裝配受特定螺紋結(jié)構(gòu)控制，其中螺紋徑向移動到配接螺紋槽內(nèi)是受螺紋連接的兩個承載螺紋表面之間人字型嚙合限制的，而不是僅取決于螺紋寬度。?

1992年12月7日為Reeves出版的Re.Pat.No.34,467聲稱是對基礎(chǔ)Blose楔式螺紋設(shè)計的改進。正如專利權(quán)人所解釋的那樣，當(dāng)旋轉(zhuǎn)地裝配Blose接頭以使正背兩個螺紋負載側(cè)面都嚙合時，不可壓縮螺紋潤滑劑或其他的液體可截留在嚙合負載側(cè)面之間。這種截留的螺紋潤滑劑可抗拒裝配扭矩，并發(fā)出錯誤的扭矩指示，該錯誤指示導(dǎo)致應(yīng)力和應(yīng)變比Blose接頭引起的預(yù)期應(yīng)力和應(yīng)變低，從而降低設(shè)計強度和承載能力。Re.Pat.No.34,467中所述發(fā)明的目的在于，通過從螺紋負載側(cè)面之間排除裝配時帶進嚙合部的螺紋潤滑劑來排除扭矩錯誤指示的可能性。?

在Re.Pat.No.30,647和Re.Pat.No.34,467中，優(yōu)選的螺紋的橫截面為“鳩尾形”，螺紋頂處較螺紋根部處寬。美國專利No.4,600,224是一種偏離Blose的設(shè)計，其中公開了半鳩尾螺紋或部分鳩尾螺紋。然而，按照術(shù)語“鳩尾”的傳統(tǒng)定義，螺紋頂部寬度仍然大于螺紋根部寬度。?

授予Kris?L.Church的美國專利No.6,254,146和6,722,706，是要進一步完善所論述類型的螺紋構(gòu)件。Church的這些早期專利中所展現(xiàn)的螺紋構(gòu)件包括特定螺紋結(jié)構(gòu)，其中一個螺紋徑向移動到匹配螺紋槽中是受螺紋連接的兩個匹配螺紋表面之間的復(fù)雜輪廓嚙合控制的。該復(fù)雜的輪廓可存在于插入側(cè)面上，可存在于負載側(cè)面上，或可存在于兩個齒側(cè)面的結(jié)合部上。在相嚙合螺紋的匹配頂部之間提供受控的公隙來預(yù)防螺紋頂部和根部間殘存潤滑劑所引起液壓增大。插入側(cè)面和負載側(cè)面復(fù)雜的輪廓優(yōu)選為多刻面齒側(cè)面，這?些多刻面齒側(cè)面各至少具有三個刻面和四種半徑。陽螺紋接頭元件頂部具有頂部寬度，而陽螺紋接頭元件根部具有根部寬度。頂部的寬度小于螺紋根部的寬度，這全然與一般的鳩尾設(shè)計相反。?