專利名稱：油田螺紋連接裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及包括焊接在管道的一端上的銷孔連接器的類型的油田螺 紋連接裝置，所述銷孔連接器與焊接在另一管道的一端上的銷連接器配 合。尤其是，本發(fā)明涉及高負(fù)載的螺紋連接裝置，該螺紋連接裝置能夠可 靠地承受高張力、高壓力和高彎曲。
背景技術(shù)：
各種類型的螺紋連接裝置己經(jīng)被設(shè)計(jì)，用于將管道的端部與螺紋管道
固定到一起。油田螺紋連接裝置通常包括具有內(nèi)螺紋的銷孔連接器(box connector)和具有外螺紋的銷連接器(pin connector)，每一連接器通過 悍接至各自的管道被固定。之后，連接器被螺紋地連接在一起以將管道連 天接在一起。然而，在經(jīng)受高負(fù)載力時(shí)，這些連接器的結(jié)構(gòu)可能失效和/ 或可能泄露。在高張力負(fù)載施加至連接裝置時(shí)，由于螺紋連接器的徑向間 距和管道的較小徑向間距之間的差異，可能產(chǎn)生大的彎曲力。連接器通常 具有比管道直徑大的螺紋中徑，并且因此在極端張力負(fù)載期間在負(fù)載路徑 上產(chǎn)生偏移。張力負(fù)載可使連接裝置在最遠(yuǎn)端處形變，因此造成很難實(shí)現(xiàn) 密封效果。
雖然各種類型的油田螺紋連接裝置存在有這種問題，但是如果增大連 接裝置的尺寸，則可改善該問題，所述問題對(duì)具有大于約18英寸的銷孔 外表面和銷外表面的連接裝置尤其嚴(yán)重。在大多數(shù)這樣的應(yīng)用中，連接裝 置的外徑(0D)比連接器連接至其上的管子或管道的外徑大。大的連接 器可具有38英寸或更大的外直徑。因此連接器外直徑通常遠(yuǎn)大于管道外 直徑。對(duì)于大多數(shù)這樣的連接器，連接器的內(nèi)徑(ID)與連接器焊接至其 上的管道的ID相同或大致相同。對(duì)于大直徑的管道，張力和壓縮力可以 是2000萬(20 million)磅或更大。響應(yīng)于高張力，連接器的端部向外彎 曲，這可能導(dǎo)致連接失效。超過1500(15 million)萬磅的實(shí)際彎曲力矩經(jīng)常
7施加至大的連接裝置。在連接裝置用于深水井構(gòu)造時(shí)，大彎曲負(fù)載是很常 見的。井鉆孔機(jī)，尤其是海上油井的鉆孔機(jī)，逐步轉(zhuǎn)移至更深和更有挑戰(zhàn)性 的井設(shè)計(jì)。在大套管上使用的連接裝置應(yīng)當(dāng)提供可靠的機(jī)械和壓力密封性 能。盡管使用O形環(huán)密封件己經(jīng)成為這種類型連接的內(nèi)壓密封件的標(biāo)準(zhǔn)做 法，但是在生成大直徑連接裝置時(shí)O形環(huán)密封件通常只是習(xí)慣選擇。US專利3,359,013公開了為深水應(yīng)用設(shè)計(jì)的套管接頭。銷上的錐形端 表面接合銷孔上的配合表面以阻止銷和銷孔的軸向分離。US專利 3,870,351公開了管狀連接，銷孔上的圓弧端部接合銷上的圓弧表面。US 專利4,707,001公開這樣的實(shí)施例，銷孔的端部上的錐形表面與銷上的類 似的錐形表面配合。這些參考文件都沒有解決提供高可靠的負(fù)載連接裝置 的問題，該負(fù)載連接裝置能夠承受上述的高張力、高壓力和高彎曲力。US專利4,770,444公開了管接頭，其中，銷部件上的端表面接合銷孔 部件上的錐形端表面。銷部件上的圓弧表面還接合在銷孔部件上的錐形表 面以形成密封。這種連接裝置對(duì)響應(yīng)于高張力和/或高彎曲力向外彎曲的銷 孔連接器提供非常小的阻力，尤其是因?yàn)樗霰砻鎯?yōu)選地間隔開，以及因 為在端表面接合之前圓弧表面和截頭圓錐體形表面接合。US專利 4，757，593公開了將連接部件鎖定在一起的另一技術(shù)。美國(guó)專利4,711,471 公開了一種用于在螺紋接頭上切割鎖定片的技術(shù)以消除鎖定。US專利 4,846,508公開了一種管狀連接裝置，帶有軸環(huán)，用于將兩個(gè)接頭連接在一 起。接頭和連接均可提供鉤形螺紋，多螺紋入口用于在完整的裝配 (makeup)之前減少轉(zhuǎn)動(dòng)。US專利6,682,107公開了預(yù)加載連接裝置，其 中楔形環(huán)裝配在銷連接器的徑向外部槽中，以接合銷孔連接器的錐形端表 面。發(fā)明內(nèi)容通過本發(fā)明克服了現(xiàn)有技術(shù)的缺點(diǎn)，下文公開適合用于可靠地承受高 負(fù)載力的改進(jìn)的螺紋連接裝置。在一個(gè)實(shí)施例中，螺紋連接裝置包括焊接在管道的端部上的銷孔連接 器，該銷孔連接器與用于焊接在另一管道的端部上的銷連接器配合。銷孔8連接器具有內(nèi)螺紋、軸向地在用于焊接至管道的端部的焊接端和內(nèi)螺紋之 間間隔開的銷孔肩、以及銷孔外表面。銷連接器具有用于與內(nèi)螺紋配合的 外螺紋、用于焊接至另一管道的端部的銷焊接端、用于接合銷孔肩的銷端 部以及銷外表面。與銷孔焊接端軸向相對(duì)的銷孔連接器的相對(duì)端包括關(guān)于 內(nèi)螺紋與銷孔焊接端相對(duì)地軸向延伸的突出環(huán)。與銷焊接端軸向相對(duì)的銷 連接器的相對(duì)端具有用于將突出環(huán)容納在其中的環(huán)形槽。在這個(gè)實(shí)施例 中，環(huán)形槽具有徑向內(nèi)壁、徑向外壁以及在內(nèi)壁和外壁之間延伸的基底表 面。銷連接器的徑向外表面和銷孔連接器的接合徑向內(nèi)表面中的至少一個(gè) 是圓弧表面，這些表面中的另一個(gè)表面可以是截頭圓錐體形表面。在一個(gè) 實(shí)施例中，槽的徑向外壁相對(duì)于銷連接器的中心線傾斜0至15。。


本發(fā)明的這些和另外的優(yōu)點(diǎn)將從隨后的詳細(xì)描述中變得清楚，其中， 參考附圖中的圖。圖1是根據(jù)本發(fā)明的適合的螺紋連接裝置的橫截面視圖。圖2是圖1中顯示的連接裝置的放大視圖，顯示出突出環(huán)和接收槽的 進(jìn)一步的細(xì)節(jié)。圖3是在裝配之前的突出環(huán)和槽的放大視圖。圖4示出在連接裝置被軸向地施加拉力時(shí)如圖2顯示的突出銷和槽。 圖5示出具有不同的突出環(huán)和接收槽的可替代的連接裝置的一部分。
具體實(shí)施方式
圖1示出高負(fù)載螺紋連接裝置10的一個(gè)實(shí)施例，該螺紋連接裝置包 括與管道15的端部上的銷連接器14配合的用于焊接在管道13的端部上 的銷孔連接器12。每一連接器的一端可以通過焊接16永久地連接至各自 的管道。每個(gè)連接器的徑向向外或加厚(upset)的部分與各自的管道的外 表面向外間隔開大致徑向的距離。穿過每個(gè)連接器的中心鉆孔11接近管 道的鉆孔。銷孔連接器12包括內(nèi)螺紋18、銷孔肩和銷孔外表面24。內(nèi)螺紋18 在銷孔連接器12的銷孔端部36和肩20之間間隔開。銷連接器14具有用于與內(nèi)螺紋18配合的外螺紋26、用于焊接至管道15的端部的銷焊接端部 28和用于與銷孔肩20配合的銷端部肩30。銷連接器14具有銷外表面32， 對(duì)于本實(shí)施例，該銷外表面32大致等于銷孔連接器的銷孔外表面24的直 徑。肩20、 30可以大致垂直(例如偏離垂直線15°或小于15°)于各自連 接器的軸線，且可起到連接的扭矩接合肩的作用。
關(guān)于內(nèi)螺紋18與焊接端22軸向相對(duì)的銷孔連接器的相對(duì)端34包括 關(guān)于內(nèi)螺紋18與銷孔焊接端相對(duì)地軸向延伸的突出環(huán)36。突出環(huán)36優(yōu)選 地是環(huán)狀部件，該環(huán)狀部件沿遠(yuǎn)離內(nèi)螺紋18的方向從銷孔部件的外表面 24軸向地延伸。與焊接端28相對(duì)的銷連接器14的相對(duì)端38具有環(huán)狀槽 40，該環(huán)狀槽將突出環(huán)36容納在其中。
圖2更詳細(xì)地示出在連接之前的銷孔連接器12和銷連接器14的部件。 更具體地，環(huán)狀槽40顯示有徑向外壁42、徑向內(nèi)壁44和在內(nèi)壁44和外 壁42之間徑向地延伸的基底表面46?；妆砻?6不需要垂直于連接器的 中心軸線，但優(yōu)選地以相對(duì)于垂直線小于約30。的角度傾斜。圖2還示出 螺紋18、 26優(yōu)選地是鉤形螺紋，意味著螺紋側(cè)面中的一個(gè)是"負(fù)的"。圖2 還顯示在銷孔中的絲扣油(dope)接收腔48和在銷中的類似的腔50，這 些腔中的每一個(gè)還用于減少高應(yīng)力集中位置。O形圈密封件52設(shè)置在銷 孔的環(huán)形槽54中，用于接合在螺紋26和肩30之間的銷上的截頭圓錐體 形密封表面56。內(nèi)壓密封件52優(yōu)選地是安裝在銷孔連接器上的彈性密封 件。
現(xiàn)在參考圖3，在裝配或連接之前銷和銷孔的放大橫截面視圖顯示出 銷連接器14上的徑向外表面60傾斜至槽的徑向內(nèi)壁44。優(yōu)選地，至少表 面60的一部分是圓弧(radiused)表面，該圓弧表面的中心(或多個(gè)中心) 徑向地位于表面60的內(nèi)部。槽的徑向內(nèi)壁44可以是錐形的(截頭圓錐體 形的)表面。在一種選擇中，外部槽壁42可以是圓柱形表面，突出環(huán)36 的外表面62可以是截頭圓錐體形表面?？商娲?，槽壁42可以是截頭圓 錐體形，表面62可以是圓柱形。銷連接器的徑向外表面60因此可與銷孔 連接器的徑向內(nèi)表面64配合。 一個(gè)表面可以是截頭圓錐體形表面，配合 表面可以是圓弧表面。在壓縮負(fù)載期間，外部銷孔肩68可以大致垂直于 管道的軸線，外部銷孔肩68可接合銷外部肩70，突出環(huán)36的端表面72
10可接合槽40的基底表面46。這些表面通常在高張力或彎曲負(fù)載下不接合。 本發(fā)明的優(yōu)選的特征是表面60、 64中的一個(gè)是圓弧表面，與這個(gè)表 面配合的表面中的另一表面是截頭圓錐體形表面。圓弧表面具有在高外力 作用期間與截頭圓錐體形表面很好配合的軸向突出，和還可形成高可靠的 金屬至金屬密封。表面42和62中的至少一個(gè)也可以是截頭圓錐體形，另 一表面可以是截頭圓錐體形或可以是圓柱形。優(yōu)選地，表面42、 62被布 置，使得隨著銷和銷孔接合，表面60、 64形成較緊密的接合。在另一實(shí) 施例中，銷連接器的徑向外表面60和銷孔連接器的徑向內(nèi)壁64中的每一 個(gè)可以是圓弧表面。
槽的徑向外壁62可以是截頭圓錐體形表面，其相對(duì)于銷連接器的中 心線以0。至15°傾斜。這提供了所需的高凸輪(camming)外力，以在連 接裝置的裝配期間徑向向內(nèi)壓突出環(huán)36。在優(yōu)選的實(shí)施例中，突出環(huán)36 的徑向厚度接近環(huán)形槽的外壁42和銷外表面32之間的徑向厚度。如上所 述，槽的基底表面46和銷連接器端表面72在螺紋連接裝置的軸向壓縮過 程中可以接合。
在銷連接器的徑向外表面60和銷孔連接器的徑向內(nèi)表面64之間的金 屬至金屬過盈的軸向中心線與突出環(huán)36的徑向外表面62和槽的徑向外壁 42之間的接合的接合中點(diǎn)(如圖3所示的標(biāo)示為點(diǎn)75)軸向地間隔開小 于30°。這種過盈因此被軸向地間隔開，緊密地鄰近銷和銷孔的過盈，使 得高負(fù)載外力可以可靠地通過所述連接裝置來傳遞。在另一實(shí)施例中，在 銷連接器的徑向外表面和銷孔連接器的徑向內(nèi)表面之間的過盈的軸向中 心線與所述中點(diǎn)(例如圖3中顯示的點(diǎn)75)之間的軸向間距，小于槽的軸 向深度的約3倍。
如下文所述，圖4示出在施加拉力時(shí)連接裝置的一部分。圖4還顯示 接合表面42和62的軸向中點(diǎn)75和接合表面60、 64之間的軸向中點(diǎn)84 之間的角間距。圖4因此顯示出點(diǎn)84與點(diǎn)70間隔開的角度小于30。，從 而導(dǎo)致高負(fù)載外力在點(diǎn)84處在銷和銷孔部件之間傳遞。
在連接裝置軸向擴(kuò)展期間或高彎曲力施加至所述連接裝置期間，可以 是圓弧表面的銷連接器的外表面60連續(xù)用于密封銷孔部件上的截頭圓錐 體形表面64。特定特征在于圓弧表面設(shè)置在銷部件上，使得這些表面之間的過盈位置不會(huì)發(fā)生可觀的變化，g卩，截頭圓柱體形表面相對(duì)于圓弧表面 軸向地移動(dòng)，但表面之間的密封或過盈的位置不會(huì)發(fā)生可觀的變化。即使 突出環(huán)可能因此在使用連接裝置的期間相對(duì)于槽軸向地移動(dòng)，在高張力和
/或高彎曲過程中傳統(tǒng)移動(dòng)將仍然將突出環(huán)36保持在槽中，從而防止向外 彎曲銷孔連接器的與焊接端相對(duì)的端部。在另一實(shí)施例中，表面60和64 都是圓弧表面。
在優(yōu)選的實(shí)施例中，銷孔部件上的內(nèi)表面64和銷部件上的外表面60 之間的過盈也可能足以在這些表面之間形成高可靠的金屬至金屬密封，使 得連接裝置的流體外部由螺紋來密封。在其它情形中，相當(dāng)?shù)偷耐耆芊?件可被提供，例如表面64和60之間的過盈可以是使得通常阻止水或其它 液體向內(nèi)流入，并接合螺紋，但是氣體有限地從外部遷移至螺紋18、 26 是可以允許的。
圖1示出在高負(fù)載施加至連接裝置之前突出銷36相對(duì)于槽的示例性 位置。如圖4所示，連接裝置被軸向地施加拉力，使得通過軸向間距82 將銷孔外部肩68與銷外部肩70軸向地分離開，與沒有施加負(fù)載至所述連 接裝置時(shí)的間距相比，軸向間距82增加。類似地，槽的基底46通過與連 接裝置沒有負(fù)載時(shí)相比較增加的軸向間距，與銷和表面72分離開。在圖4 的實(shí)施例中，表面42和62之間的接觸點(diǎn)75的軸向中心線還被從槽的基 底表面46移開，過盈表面64和60之間的中點(diǎn)84還從槽的基底46略微 軸向地移開。然而，所述設(shè)計(jì)提供高負(fù)載，因?yàn)橥怀霏h(huán)36仍然保持在槽 內(nèi)，并提供高作用力以抵制銷孔端向外膨脹，同時(shí)在表面60和64之間傳 遞高密封力。
對(duì)于圖5中的實(shí)施例，作為銷孔部件12上的徑向內(nèi)表面的表面64是 圓弧表面，作為銷部件14上的外表面的配合表面60是截頭圓錐體形表面。 圖5中顯示的實(shí)施例對(duì)于特定應(yīng)用可能是需要的。通過將圓弧表面設(shè)置在 銷部件上而獲得的優(yōu)點(diǎn)在于，表面60和64之間的金屬至金屬密封的軸向 位置將會(huì)更加精確地被獲知，因?yàn)樵谶@個(gè)表面上"高點(diǎn)"相對(duì)于銷是固定 的。對(duì)于圖5的實(shí)施例，高點(diǎn)是在銷孔部件上的圓弧表面64上，隨著銷 孔部件移動(dòng)以接合銷，高點(diǎn)軸向地移動(dòng)。因此，金屬至金屬過盈的中心軸 線位置和這些表面之間的密封是較不確定的，其影響密封的設(shè)計(jì)和可靠性。
本發(fā)明的連接裝置尤其非常適合于在銷和銷孔之間形成大直徑的螺 紋連接，即這樣的連接，其中，銷孔連接器和銷連接器中的每一個(gè)的外表
面大于18英寸。如圖1和2所見，銷孔外表面和銷外表面中的每一個(gè)徑
向地位于各自管道的外表面的外面。
根據(jù)本發(fā)明的優(yōu)選的扭矩肩連接包括成與垂直線成略小于90°的角度 (即，略小的正角)或成垂直于連接的中心軸線的角度的扭矩肩。這種角 度可與螺紋上的負(fù)的負(fù)載側(cè)面角一起，用于減少螺紋油施加的靈敏度。盡 管用于這樣連接的優(yōu)選的實(shí)施例是具有臺(tái)階形螺紋和螺紋臺(tái)階之間的肩 的扭矩肩連接，但是所述構(gòu)思還可應(yīng)用至具有扭矩肩的一體連接器和其它 連接器。在可替代的實(shí)施例中，負(fù)載側(cè)面螺紋和扭矩肩之間的期望關(guān)系可 通過使用在螺紋上的正負(fù)載側(cè)面和負(fù)扭矩肩角來獲得。對(duì)于這種應(yīng)用，因 此扭矩肩可具有負(fù)角度(例如5°)和螺紋上的負(fù)載側(cè)面可具有正角度(例 如6。)。
雖然已經(jīng)在此處對(duì)本發(fā)明的具體實(shí)施例進(jìn)行詳細(xì)描述，但是其目的僅 是為了說明本發(fā)明的各個(gè)方面，而不是要限制如在隨后的權(quán)利要求中限定 的本發(fā)明的范圍。本領(lǐng)域技術(shù)人員將會(huì)理解，所顯示和描述的實(shí)施例是示 例性的，在不偏離本發(fā)明的范圍的情況下，可在實(shí)施本發(fā)明時(shí)進(jìn)行各種其 它的替代、替換和修改，其包括但不限于此處具體描述的這些設(shè)計(jì)。
權(quán)利要求
1.一種負(fù)載螺紋連接裝置，包括銷孔連接器，所述銷孔連接器用于焊接在管道的一端上以與用于焊接在另一管道的一端上的銷連接器配合，該負(fù)載螺紋連接裝置包括所述銷孔連接器具有內(nèi)螺紋、在用于連接至所述管道的所述一端的銷孔連接端和所述內(nèi)螺紋之間軸向地間隔開的銷孔肩，以及銷孔外表面；所述銷連接器具有用于與所述內(nèi)螺紋配合的外螺紋、用于連接至所述另一管道的所述一端的銷連接端、用于接合所述銷孔肩的銷端部，以及銷外表面；與所述銷孔連接端軸向相對(duì)的所述銷孔連接器的相對(duì)端，所述銷孔連接器的相對(duì)端包括關(guān)于所述內(nèi)螺紋與所述銷孔連接端相對(duì)地軸向延伸的突出環(huán)；與所述銷連接端軸向相對(duì)的所述銷連接器的相對(duì)端，所述銷連接器的相對(duì)端具有用于將所述突出環(huán)容納在其中的環(huán)狀槽，所述環(huán)狀槽具有徑向外壁、徑向內(nèi)壁以及在所述內(nèi)壁和所述外壁之間延伸的基底表面；軸向上在所述槽基底表面和所述銷連接器上的外螺紋之間的所述銷連接器的徑向外表面與在所述銷孔連接器上的內(nèi)螺紋和所述突出環(huán)的端部之間的所述銷孔連接器的徑向內(nèi)表面中的一個(gè)是圓弧表面。
2. 如權(quán)利要求1所限定的螺紋連接裝置，進(jìn)一步包括-所述銷連接器的徑向外表面和所述銷孔連接器的徑向內(nèi)表面中的另一個(gè)是用于與所述圓弧表面接合的截頭圓錐體形表面。
3. 如權(quán)利要求1所限定的螺紋連接裝置，進(jìn)一步包括所述銷連接器的徑向外表面是所述圓弧表面；所述銷孔連接器的徑向內(nèi)表面是沿遠(yuǎn)離所述外螺紋的方向徑向向內(nèi)成錐形的截頭圓錐體形表面；和所述突出環(huán)的徑向外表面和所述環(huán)形槽的徑向外壁中的至少一個(gè)成錐形，以在形成連接時(shí)朝向所述銷連接器推動(dòng)所述突出環(huán)。
4. 如權(quán)利要求3所限定的螺紋連接裝置，其中，所述槽的徑向外壁和所述突出環(huán)的徑向外表面的滑動(dòng)接合，在所述突出環(huán)朝所述槽的基底軸向移動(dòng)時(shí)，徑向向內(nèi)推動(dòng)所述突出環(huán)。
5. 如權(quán)利要求1所限定的螺紋連接裝置，其中，所述銷連接器的徑向外表面和所述銷孔連接器的徑向內(nèi)表面中的每一個(gè)是圓弧表面。
6. 如權(quán)利要求l所限定的螺紋連接裝置，進(jìn)一步包括-關(guān)于所述內(nèi)螺紋與所述突出環(huán)軸向相對(duì)的內(nèi)壓密封件，用于在所述銷孔連接器和所述銷連接器之間進(jìn)行密封，以密封所述連接裝置內(nèi)的內(nèi)壓。
7. 如權(quán)利要求6所限定的螺紋連接裝置，其中，所述內(nèi)壓密封件是安裝在所述銷孔連接器上的彈性密封件。
8. 如權(quán)利要求1所限定的螺紋連接裝置，其中，所述槽的徑向外壁相對(duì)于所述銷連接器的中心線傾斜0至15°。
9. 如權(quán)利要求1所限定的螺紋連接裝置，其中，在所述銷連接器的徑向外表面和所述銷孔連接器的徑向內(nèi)表面之間的金屬至金屬過盈的軸向中心線，與所述突出環(huán)的徑向外表面和所述槽的徑向外壁之間的金屬至金屬過盈的軸向中心線以小于30。軸向間隔開。
10. 如權(quán)利要求1所限定的螺紋連接裝置，其中，所述銷連接器的徑向外表面和所述銷孔連接器的徑向內(nèi)表面之間的金屬至金屬過盈的軸向中心線與所述突出環(huán)的徑向外表面和所述槽的徑向外壁之間的金屬至金屬過盈的軸向中心線之間的軸向間距小于所述槽的軸向深度的3倍。
11. 如權(quán)利要求1所限定的螺紋連接裝置，其中，所述突出環(huán)的徑向厚度接近所述環(huán)形槽的徑向外壁和所述銷外表面之間的徑向厚度。
12. 如權(quán)利要求1所限定的螺紋連接裝置，其中，所述內(nèi)螺紋和所述外螺紋每個(gè)是鉤形螺紋。
13. 如權(quán)利要求1所限定的螺紋連接裝置，其中，所述銷孔連接器的-外表面和所述銷連接器的外表面中的每一個(gè)大于18英寸。
14. 如權(quán)利要求1所限定的螺紋連接裝置，其中，所述銷孔外表面和所述銷外表面徑向地位于所述管道和所述另一管道中的每一個(gè)的外表面的外面。
15. —種螺紋連接裝置，包括銷孔連接器，用于焊接在管道的一端上以與用于焊接在另一管道的一端上的銷連接器配合，該螺紋連接裝置包括所述銷孔連接器具有內(nèi)螺紋、在用于焊接至所述管道的所述一端的 銷孔焊接端和所述內(nèi)螺紋之間軸向地間隔開的銷孔肩，以及銷孔外表面；所述銷連接器具有..用于與所述內(nèi)銷螺紋配合的外螺紋、用于焊接至 所述另一管道的所述一端的焊接端、用于接合所述銷孔肩的銷端部，以及 銷外表面；與所述銷孔焊接端軸向相對(duì)的所述銷孔連接器的相對(duì)端，所述銷孔連 接器的相對(duì)端包括關(guān)于所述內(nèi)螺紋與所述銷孔焊接端相對(duì)地軸向延伸的 突出環(huán)；與所述銷孔焊接端軸向相對(duì)的所述銷連接器的相對(duì)端，所述銷連接器 的相對(duì)端具有用于將所述突出環(huán)容納在其中的環(huán)狀槽；軸向上在所述槽和所述銷連接器上的外螺紋之間的所述銷連接器的 徑向外表面與在所述銷孔連接器上的內(nèi)螺紋和所述突出環(huán)之間的所述銷 孔連接器的徑向內(nèi)表面中的一個(gè)是圓弧表面；所述銷連接器的徑向外表面和所述銷孔連接器的徑向內(nèi)表面中的另 一個(gè)是用于與所述圓弧表面接合的截頭圓錐體形表面；和所述突出環(huán)的徑向外表面和所述環(huán)形槽的徑向外壁中的至少一個(gè)成 錐形，以在形成連接時(shí)朝向所述銷連接器推動(dòng)所述突出環(huán)。
16. 如權(quán)利要求15所限定的螺紋連接裝置，進(jìn)一步包括 所述銷孔連接器的徑向內(nèi)表面是沿遠(yuǎn)離所述外螺紋的方向徑向向內(nèi)成錐形的截頭圓錐體形表面；和所述突出環(huán)的徑向外壁沿軸向地遠(yuǎn)離所述內(nèi)螺紋的方向徑向向內(nèi)成 錐形。
17. 如權(quán)利要求15所限定的螺紋連接裝置，其中，所述突出環(huán)的徑向厚度接近所述環(huán)形槽的外表面和所述銷外表面之間的徑向厚度。
18. 如權(quán)利要求15所限定的螺紋連接裝置，其中，所述槽的徑向外壁 相對(duì)于所述銷連接器的中心線傾斜0至15°。
19. 如權(quán)利要求15所限定的螺紋連接裝置，其中，在所述銷連接器的 徑向外表面和所述銷孔連接器的徑向內(nèi)表面之間的金屬至金屬過盈的軸 向中心線，與所述突出環(huán)的徑向外表面和所述槽的徑向外壁之間的金屬至 金屬過盈的軸向中心線以小于30。軸向間隔開。
20. 如權(quán)利要求15所限定的螺紋連接裝置，其中，所述銷連接器的徑 向外表面和所述銷孔連接器的徑向內(nèi)表面之間的金屬至金屬過盈的軸向 中心線與所述突出環(huán)的徑向外表面和所述槽的徑向外壁之間的金屬至金 屬過盈的軸向中心線之間的軸向間距小于所述槽的軸向深度的3倍。
21. 如權(quán)利要求15所限定的螺紋連接裝置，其中，所述銷孔連接器的 外表面和所述銷連接器的外表面中的每一個(gè)大于18英寸。
22. 如權(quán)利要求15所限定的螺紋連接裝置，其中，所述內(nèi)螺紋和所述 外螺紋每個(gè)是鉤形螺紋。
23. 如權(quán)利要求15所限定的螺紋連接裝置，進(jìn)一步包括 關(guān)于所述內(nèi)螺紋與所述突出環(huán)軸向相對(duì)的內(nèi)壓密封件，用于在所述連接器和所述銷連接器之間進(jìn)行密封以密封所述連接裝置內(nèi)的內(nèi)壓。
24. —種螺紋連接裝置，包括銷孔連接器，所述銷孔連接器用于焊接 在管道的一端上以與用于焊接在另一管道的一端上的銷連接器配合，該螺 紋連接裝置包括所述銷孔連接器具有內(nèi)螺紋、在用于焊接至所述管道的所述一端的銷孔焊接端和所述內(nèi)螺紋之間軸向地間隔開的銷孔肩，以及銷孔外表面； 所述銷連接器具有用于與所述內(nèi)螺紋配合的外螺紋、用于焊接至所述另一管道的所述一端的銷焊接端、用于接合所述銷孔肩的銷端部，以及銷夕卜表面；與所述銷孔焊接端軸向相對(duì)的所述銷孔連接器的相對(duì)端，所述銷孔連 接器的相對(duì)端包括關(guān)于所述內(nèi)螺紋與所述銷孔焊接端相對(duì)地軸向延伸的 突出環(huán)；與所述銷焊接端軸向相對(duì)的所述銷連接器的相對(duì)端，所述銷連接器的相對(duì)端具有用于將所述突出環(huán)容納在其中的環(huán)狀槽；軸向上在所述外螺紋和所述槽的基底之間的所述銷連接器的徑向外 表面是圓弧表面；所述銷孔連接器的徑向內(nèi)表面是沿遠(yuǎn)離所述內(nèi)螺紋的方向徑向向內(nèi) 成錐形的截頭圓錐體形表面，用于與所述圓弧表面密封接合；和所述突出環(huán)的徑向外表面和所述環(huán)形槽的徑向外壁中的至少一個(gè)成 錐形，以在形成連接時(shí)朝向所述銷連接器推動(dòng)所述突出環(huán)。
25. 如權(quán)利要求24所限定的螺紋連接裝置，其中，所述槽的徑向外壁 和所述突出環(huán)的徑向外表面的滑動(dòng)接合在所述突出環(huán)朝向所述槽的基底 軸向移動(dòng)時(shí)，徑向向內(nèi)推動(dòng)所述突出環(huán)。
26. 如權(quán)利要求24所限定的螺紋連接裝置，其中，所述內(nèi)螺紋和所述 外螺紋的每個(gè)是鉤形螺紋，所述銷孔外表面和所述銷外表面中的每一個(gè)徑 向地位于所述管道和所述另一管道的外表面的外面。
27. 如權(quán)利要求24所限定的螺紋連接裝置，其中，在所述銷連接器的 徑向外表面和所述銷孔連接器的徑向內(nèi)表面之間的金屬至金屬過盈的軸 向中心線，與所述突出環(huán)的徑向外表面和所述槽的徑向外壁之間的金屬至 金屬過盈的軸向中心線以小于3(T軸向間隔開。
28. 如權(quán)利要求24所限定的螺紋連接裝置，其中，所述銷連接器的徑 向外表面和所述銷孔連接器的徑向內(nèi)表面之間的金屬至金屬過盈的軸向 中心線，與所述突出環(huán)的徑向外表面和所述槽的徑向外壁之間的金屬至金 屬過盈的軸向中心線之間的軸向間距小于所述槽的軸向深度的3倍。
29. 如權(quán)利要求24所限定的螺紋連接裝置，其中，所述突出環(huán)的徑向 厚度接近所述環(huán)形槽的徑向外壁和所述銷外表面之間的徑向厚度。
全文摘要
螺紋連接器10包括具有內(nèi)螺紋18的銷孔連接器12和具有用于配合內(nèi)螺紋的外螺紋26的銷連接器14。銷孔連接器的軸向相對(duì)端34包括相對(duì)于內(nèi)螺紋與銷孔焊接端相反地軸向延伸的突出環(huán)36。銷連接器14具有用于接收突出環(huán)36的環(huán)形槽40，所述槽具有內(nèi)壁44、外壁42以及基底表面46。銷連接器的徑向外表面60和銷孔連接器的徑向內(nèi)表面64中的至少一個(gè)是圓弧表面。
文檔編號(hào)E21B17/042GK101668923SQ200880010586
公開日2010年3月10日 申請(qǐng)日期2008年3月19日 優(yōu)先權(quán)日2007年3月28日
發(fā)明者戈登·W·克雷格, 馬修·A·黑格勒 申請(qǐng)人:格蘭特普萊德科有限公司