[發明專利]具有高彎曲和轉矩容量的螺紋連接

在審

• 申請號: 201380080512.7
• 申請日: 2013-12-27
• 公開（公告）號: CN105683487A
• 公開（公告）日: 2016-06-15
• 發明（設計）人: M·D·芬克
• 申請（專利權）人: 哈里伯頓能源服務公司
• 主分類號: E21B17/02
• 分類號: E21B17/02;E21B19/16
• 代理公司: 上海專利商標事務所有限公司 31100
• 代理人: 丁曉峰

1.一種螺紋連接，包括：

所述螺紋連接的第一組件，所述第一組件包括

第一外徑；

所述第一外徑處的第一螺紋部分；以及

鄰近所述第一螺紋部分的端部；

所述螺紋連接的第二組件，所述第二組件包括

大于所述第一外徑的第二外徑；

第二螺紋部分，所述第二螺紋部分被配置成螺紋接合所述第一螺 紋部分，其中所述第一螺紋部分和所述第二螺紋部分中的至少一個包 括可變螺距和可變錐度中的至少一個；以及

內部胎肩，所述內部胎肩被定位成當所述第一螺紋部分與所述第 二螺紋部分接合時接觸所述第一組件的所述端部；以及

連接環，所述連接環耦接到所述第二組件并且被定位成當所述第 一組件被定位在所述第二組件內時與所述第一組件接合。

2.如權利要求1所述的螺紋連接，其中所述連接環包括錐形區 并且在所述第一組件與所述第二組件之間提供干涉配合。

3.如權利要求1所述的螺紋連接，其中所述第一螺紋部分和所 述第二螺紋部分包括約60度與約90度之間的螺紋夾角。

4.如權利要求1至3中任一項所述的螺紋連接，其中

所述第一組件進一步包括穿過所述第一組件的鉆孔所界定的內 徑；并且

當所述第一螺紋部分與所述第二螺紋部分接合時，所述螺紋連接 的所述截面模量包括所述第一組件的所述內徑和所述第二外徑組件。

5.如權利要求4所述的螺紋連接，其中所述可變螺距和/或可變 錐度改變對應的第一螺紋部分和/或螺紋部分的長度上的線性和非線 性中的一個。

6.如權利要求1和5中一項所述的螺紋連接，其中使用信息處 理系統計算所述可變螺距和/或可變錐度以產生所述第一螺紋部分和 所述第二螺紋部分上的均勻螺紋載荷或在公差范圍內接近均勻的螺 紋載荷。

7.如權利要求6所述的螺紋連接，其中至少部分基于所述第一 組件和所述第二組件中的至少一個的模型化變形來計算所述可變螺 距和/或可變錐度。

8.如權利要求1所述的螺紋連接，其中所述第二組件包括鉆頭 柄并且所述第一組件包括使所述鉆頭柄耦接到井下導向總成的驅動 軸。

9.如權利要求1所述的螺紋連接，其中所述連接環、所述第一 螺紋部分和所述第二螺紋部分中的至少一個包括防止磨損的材料或 涂層。

10.一種用于在螺紋連接的第一組件與所述螺紋連接的第二組 件之間設計螺紋連接的方法，所述方法包括

確定所述第一組件上的第一螺紋部分的螺紋長度，所述螺紋長度 提供與所述第一組件的端部與所述第二組件的內部胎肩之間的接觸 面積相等的軸向突出螺紋接觸面積，

至少部分基于由耦接到所述第二組件的連接環所界定的所述第 一組件的外徑和所述第二組件的內徑來確定所述第一螺紋部分的外 徑；以及

計算所述第一螺紋部分的可變錐度和可變螺距中的至少一個。

11.如權利要求10所述的方法，其中確定所述第一組件上的所 述第一螺紋部分的所述螺紋長度包括計算在所述第一螺紋部分上呈 均勻螺紋載荷的所述螺紋長度，所述螺紋長度提供與所述第一組件的 所述端部與所述第二組件的所述內部胎肩之間的所述接觸面積相同 的軸向突出螺紋接觸面積。

12.如權利要求10所述的方法，其中計算所述第一螺紋部分的 所述可變錐度和所述可變螺距中的至少一個進一步包括

當在所述第一組件與所述第二組件之間完成所述螺紋連接時，確 定所述第一組件的所述端部與所述第二組件的所述內部胎肩之間的 軸向力；以及

計算所述第一螺紋部分的所述可變錐度和/或所述可變螺距以使 所述軸向力平衡。