[發明專利]用于構造鉆孔和操作油氣井的螺紋連接件以及用于構造這種螺紋連接件的方法

有效

• 申請號: 201480034773.X
• 申請日: 2014-06-17
• 公開（公告）號: CN105378359B
• 公開（公告）日: 2021-05-18
• 發明（設計）人: P·B·馬丁;S·科林;X·芒卡利亞;K·呂芬
• 申請（專利權）人: 瓦盧瑞克石油天然氣法國有限公司;日本制鐵株式會社
• 主分類號: F16L15/00
• 分類號: F16L15/00;E21B17/042
• 代理公司: 中國貿促會專利商標事務所有限公司 11038
• 代理人: 羅聞

本發明涉及用于構造螺紋連接件的套件，其包括具有旋轉軸線(10)的第一管狀部件(UCS)、第二管狀部件(BCS)、第三管狀部件(PIN?A)和第四管狀部件(PIN?B)，第一管狀部件在其末端中的每個處設有設置在部件的內周表面上的第一螺紋區(T1)和第二螺紋區(T2)，第二管狀部件在其末端中的每個處設有設置在部件的外周表面上的第三螺紋區(T3)和第四螺紋區(T4)，第三管狀部件在其末端之一處設有分別設置在部件的內周和外周表面上的第五螺紋區(T5)和第六螺紋區(T6)，第四管狀部件在其末端之一處設有分別設置在部件的內周和外周表面上的第七螺紋區(T7)和第八螺紋區(T8)，第一和第六、第三和第五、第二和第八、第四和第七螺紋區能夠在裝配時彼此協作，第一和第六螺紋區的螺距等于第四和第七螺紋區的螺距，或第二和第八螺紋區的螺距等于第三和第五螺紋區的螺距，或第一和第六螺紋區的螺距等于第三和第五螺紋區的螺距且第二和第八螺紋區的螺距等于第四和第七螺紋區的螺距。本發明也涉及螺紋連接件和用于構造所述連接件的方法。

技術領域

本發明涉及用于鉆孔和/或操作油氣井的螺紋連接件，且更準確地涉及當連接件在壓縮/張緊狀態下作業時就效率和密封而言的連接件整體性能的優化。

背景技術

術語螺紋連接件意味著由基本管狀且能夠以特定視角通過裝配連接到一起的金屬元件所構成的任何組件，構造用于鉆探油氣井的桿、或維護立管(也已知為檢查立管)、或用于操作所述井，諸如，在操作井中使用的立管、或套管或管柱。

每個管狀元件包括末端部分，末端部分設有陽螺紋區或陰螺紋區，以用于與類比元件的對應末端部分裝配。當以這種方式裝配時，元件被裝配，這已知為連接件。

連接件的這些管狀螺紋部件在預先設定載荷下組裝，以響應于過盈配合和由服務情況提出的密封要求。而且，應該注意到，螺紋管狀部件可能尤其當在服務中時必須經歷數次裝配-卸開循環。

這些螺紋管狀部件被使用的條件引起范圍廣泛的機械載荷，所述機械載荷作用在這些部件的敏感部分上，諸如，螺紋區、抵接區域或密封表面。

出于這個原因，連接件的設計規格是復雜的，要求同時考慮多種參數。因此，推薦維持連接件的效率、以及管狀部件的承載密封表面的區域的厚度，且應該改進當連接件在壓縮/張緊下操作時密封接觸點移位的風險。

通過類型的連接件已經研發了一種解決方案，所述連接件使用兩個螺紋區，第一密封表面和第二密封表面在所述兩個螺紋區之間設置在陽端部的唇部處。這種設計意味著可以獲得位于螺紋區之間的第一密封件的良好穩定性，然而第二密封件位于非常薄的唇部上，這使得密封件的功能是脆弱的。此外，當連接件在壓縮/張緊中操作時，第二密封件由于交替載荷而不穩定。最終，在陽端部的唇部中的密封件的存在減小了陰端部的效率。

在文獻US 4570982A1中也開發出另一類型的解決方案。這種類型的連接件具有三個交錯的螺紋部分，這意味著三個螺紋區的錐度不一致但平行。在螺紋區中的每個之間設有密封表面和抵接部。然而，鄰近于密封表面定位抵接部弱化了所述表面，因為抵接部是當載荷幅度較高時在特定載荷下的區域。螺紋區不是自鎖定的且在承載牙側和/或插入牙側處具有間隙。然而，由于這種間隙，當連接件在壓縮/張緊中操作時，密封表面的穩定性受損。

利用類型的連接件也開發了一種類型的解決方案，其采用兩個自鎖定的螺紋區，密封表面在兩個自鎖定的螺紋區之間。與的情況相同，這種設計引起在螺紋區處的中間密封件的良好穩定性，然而在齊平或半齊平連接件的情況下，單一密封表面不足以抵抗內部壓力和外部壓力。

已經開發出諸如連接件的連接件。然而，這種類型的連接件是TC類型的連接件，即，提供一種作為陰螺紋元件的聯接，所述陰螺紋元件具有大外徑和短長度，在其末端中的每個處聯接到具有減小直徑和較長長度的陽螺紋元件。

發明內容

出于這個原因，本發明的目的在于響應于三重目標，包括維持連接件的效率、最大化管狀部件的承載密封表面的區域的厚度，以及避免當連接件在壓縮/張緊中操作時密封接觸點移位的風險。