專利名稱：脹式螺紋接頭及實(shí)施方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及尤其用于油氣井或類似井例如地?zé)峋墓苄螛?gòu)件的密封接頭的領(lǐng)域。在接頭使用時(shí)，接頭經(jīng)受很大的壓縮應(yīng)力及拉應(yīng)力和應(yīng)避免脫離。接頭還經(jīng)受流體的內(nèi)壓或外壓載荷、彎曲載荷或甚至扭轉(zhuǎn)載荷，這些載荷必要時(shí)可能組合，其強(qiáng)度會(huì)波動(dòng)和頻率可能變化。不管載荷怎樣，不管在施工現(xiàn)場(chǎng)上的使用條件如何嚴(yán)酷，都應(yīng)確保密封性。
背景技術(shù)：
多年以來，考慮在現(xiàn)場(chǎng)使管經(jīng)受徑向膨脹，產(chǎn)生永久性塑性變形。接頭應(yīng)在隨同管所承受的徑向膨脹的塑性變形之后保持是可使用的。期望的是，在塑性徑向膨脹后，螺紋接頭尤其保持牽引/壓縮機(jī)械性能而無論有還是沒有內(nèi)部或外部超壓、以及保持密封性，同時(shí)保留對(duì)其重要的大部分性能。本申請(qǐng)人的專利FR 2 834 326提出一種接頭，該接頭按呈S形的型廓設(shè)有分別接 合在凹部中的兩個(gè)榫舌，在“S”的上部分和下部分處具有徑向間隙。擰緊結(jié)束時(shí)的接觸在榫舌的彼此相向的基本呈圓柱形的表面和基本呈徑向的表面之間進(jìn)行。在徑向膨脹時(shí)，產(chǎn)生榫舌之一向另一榫舌的傾轉(zhuǎn)，從而加強(qiáng)接頭的密封性。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明旨在改善這種情況，尤其是在膨脹操作是高膨脹率(尤其是大于15%)的操作、或者是在壓縮下的膨脹操作的情況下對(duì)于密封性來說。脹式螺紋接頭可用于油氣井或地?zé)峋目碧交蜷_采中。脹式螺紋接頭包括第一管形構(gòu)件，所述第一管形構(gòu)件包括陽式端部，所述陽式端部包括布置在其外周表面上的第一螺紋區(qū)域和第二螺紋區(qū)域、以及設(shè)在所述第一螺紋區(qū)域和所述第二螺紋區(qū)域之間的嵌入?yún)^(qū)。所述嵌入?yún)^(qū)設(shè)有環(huán)形的第一榫舌、和第一凹部，所述第一榫舌包括凸起的止擋面，所述第一凹部鄰近所述第一榫舌且相對(duì)所述第一榫舌凹縮。脹式螺紋接頭包括第二管形構(gòu)件，所述第二管形構(gòu)件包括陰式端部，所述陰式端部包括布置在其內(nèi)周表面上的第三螺紋區(qū)域和第四螺紋區(qū)域、以及設(shè)在所述第三螺紋區(qū)域和所述第四螺紋區(qū)域之間的嵌入?yún)^(qū)。所述嵌入?yún)^(qū)設(shè)有環(huán)形的第二榫舌、和第二凹部，所述第二榫舌包括凸起的止擋面，所述第二凹部鄰近所述第二榫舌且相對(duì)所述第二榫舌凹縮。所述陽式端部的所述第一螺紋區(qū)域和第二螺紋區(qū)域?qū)?yīng)于所述陰式端部的所述第三螺紋區(qū)域和第四螺紋區(qū)域，以便被擰緊在一起。所述螺紋區(qū)域相應(yīng)地包括陽螺紋和陰螺紋。在擰緊狀態(tài)，所述第一榫舌和第二榫舌分別接合在所述第二凹部和第一凹部中，所述第一榫舌和第二榫舌中的至少一個(gè)榫舌的止擋面相應(yīng)地與所述第二凹部或第一凹部相接觸。所述陽式端部在所述第一螺紋區(qū)域和所述第一榫舌之間包括第一表面，所述陰式端部在所述第三螺紋區(qū)域和所述第二凹部之間包括第二表面。所述第一表面和所述第二表面在擰緊狀態(tài)確定環(huán)形空間，所述環(huán)形空間在所述第一螺紋區(qū)域和第三螺紋區(qū)域側(cè)上包括大徑向尺寸的區(qū)域，和在所述第一榫舌和第二凹部側(cè)上包括小徑向尺寸的區(qū)域。所述小徑向尺寸的區(qū)域適于在膨脹后形成金屬與金屬接觸式的密封。第一榫舌支承在第二榫舌上。在膨脹時(shí)所述大徑向尺寸的區(qū)域有利于陽式端部的變形，和方便第一榫舌向第二榫舌的傾轉(zhuǎn)，以便在這些榫舌之間產(chǎn)生金屬與金屬式密封。小徑向尺寸的區(qū)域允許從徑向膨脹一開始起就在第一和第二表面之間形成金屬與金屬式密封。在一實(shí)施方式中，陽式端部的位于第一榫舌和第一凹部之間的表面與陰式端部的位于第二榫舌和第二凹部之間的表面，在擰緊狀態(tài)下彼此接觸。這些表面可具有的軸向長度相對(duì)所述第一和第二表面的軸向長度較小。在一實(shí)施方式中，陽式端部的第一表面是鼓凸?fàn)畹摹Ｔ谳S向截面上，陽式端部的第一表面可包括靠近第一螺紋區(qū)域的凹形部分以及靠近第一榫舌的凸形部分。在一實(shí)施方式中，陽式端部的第一表面具有最大直徑，最大直徑位于從第一螺紋 區(qū)域起的其長度的三分之一到三分之二之間，優(yōu)選位于其長度的一半到三分之二之間。在一實(shí)施方式中，陽式端部的第一表面在第一榫舌附近具有的直徑大于其在第一螺紋區(qū)域附近的直徑。在一實(shí)施方式中，金屬與金屬接觸式的密封通過在陽式端部的第一榫舌附近的鼓凸部分實(shí)現(xiàn)。截錐形部分可布置在陰式端部的第二凹部附近。在一實(shí)施方式中，陽式端部的第一表面在第一榫舌附近呈截錐形的。陰式端部的第二表面可在第二凹部附近呈截錐形的。在一實(shí)施方式中，在第一和第三螺紋區(qū)域側(cè)上的大徑向尺寸的區(qū)域被限定在截錐形內(nèi)表面和圓弧形外表面之間。在另一實(shí)施方式中，所述大徑向尺寸的區(qū)域被限定在圓弧形內(nèi)表面和截錐形外表面之間。在另一實(shí)施方式中，所述大徑向尺寸的區(qū)域被限定在兩個(gè)圓弧形表面之間。在一實(shí)施方式中，在第一榫舌和第二凹部側(cè)上的小徑向尺寸的區(qū)域具有為零的徑向尺寸。可選地，設(shè)置產(chǎn)生干涉作用。這樣，在擰緊時(shí)，陽式端部和陰式端部之間產(chǎn)生接觸。徑向膨脹從一開始就在陽式端部的第一表面與陰式端部的第二表面之間產(chǎn)生金屬與金屬式密封。在另一實(shí)施方式中，在第一榫舌和第二凹部側(cè)上的小徑向尺寸的區(qū)域包括非零的徑向尺寸。這方便擰緊。在一實(shí)施方式中，陽式端部的第一表面在第一螺紋區(qū)域附近具有環(huán)形的凹槽。陰式端部的第二表面在第一螺紋區(qū)域附近則可以或者具有環(huán)形的凹槽，或者具有經(jīng)濟(jì)的簡單的機(jī)加工形狀，例如在第三螺紋區(qū)域的延伸部分中。自陽式端部的第一表面起設(shè)置的環(huán)形的凹槽便于徑向膨脹和第一榫舌的傾轉(zhuǎn)。在另一實(shí)施方式中，陰式端部的第二表面在第三螺紋區(qū)域附近具有環(huán)形的凹槽，陽式端部的第一表面例如在第一螺紋區(qū)域的延伸部分中，具有簡單的形狀。凹槽具有的深度可為管形構(gòu)件在通常區(qū)部上的厚度的6%至13%之間。所謂管形構(gòu)件的通常區(qū)部，是指位于其兩個(gè)端部之間的、例如在陽式端部和陰式端部之間的區(qū)域。在一實(shí)施方式中，第一與第三螺紋區(qū)域和/或第二與第四螺紋區(qū)域包括在擰緊狀態(tài)下同時(shí)在接合側(cè)面上和在支承側(cè)面上產(chǎn)生干涉的螺紋。但是，可能有利的是在接合側(cè)面設(shè)置間隙，以便擰緊。在一實(shí)施方式中，第一與第三螺紋區(qū)域和/或第二與第四螺紋區(qū)域包括徑向上自緊合的螺紋。徑向上自緊合的螺紋可包括呈負(fù)角的側(cè)面和/或鉤牙。徑向上自緊合的螺紋可為燕尾形的。所述螺紋的形狀選擇成避免螺紋脫開或脫離。在一實(shí)施方式中，陽式端部的第一表面的長度為管形構(gòu)件在通常區(qū)部上的厚度的150%至175%之間。在一實(shí)施方式中，陰式端部的第二表面的長度為管形構(gòu)件在通常區(qū)部上的厚度的145%至170%之間。在一實(shí)施方式中，第二凹部的長度為管形構(gòu)件在通常區(qū)部上的厚度的16%至24%之間。在一實(shí)施方式中，陽式端部的在環(huán)形空間的大徑向尺寸的區(qū)域處的厚度，為管形構(gòu)件在通常區(qū)部上的厚度的66%至76%之間。在一實(shí)施方式中，陽式端部的在環(huán)形空間的小徑向尺寸的區(qū)域處的厚度，為管形 構(gòu)件在通常區(qū)部上的厚度的50%至85%之間。在一實(shí)施方式中，陰式端部的在環(huán)形空間的大徑向尺寸的區(qū)域處的厚度，為管形構(gòu)件在通常區(qū)部上的厚度的45%至55%之間。在一實(shí)施方式中，陽式端部的在第一榫舌和第二螺紋區(qū)域之間的厚度，為管形構(gòu)件在通常區(qū)部上的厚度的50%至55%之間。在一實(shí)施方式中，陰式端部的在第二榫舌和第四螺紋區(qū)域之間的厚度，為管形構(gòu)件在通常區(qū)部上的厚度的62%至66%之間。在一實(shí)施方式中，第一榫舌和第一凹部的徑向尺寸為管形構(gòu)件在通常區(qū)部上的厚度的22%至27%之間。在一實(shí)施方式中，第二榫舌的徑向尺寸為管形構(gòu)件在通常區(qū)部上的厚度的10%至15%之間。在一實(shí)施方式中，第二凹部的徑向尺寸為管形構(gòu)件在通常區(qū)部上的厚度的10%至15%之間。在一實(shí)施方式中，第一和第二榫舌具有總體矩形狀的軸向截面。在一實(shí)施方式中，環(huán)形空間的大徑向尺寸的區(qū)域和小徑向尺寸的區(qū)域是連續(xù)的。本發(fā)明還涉及利用如上所述的螺紋接頭實(shí)施密封螺紋接頭的方法。利用直徑大于管形構(gòu)件內(nèi)徑的膨脹球體使所述螺紋接頭在塑性變形的范圍內(nèi)經(jīng)受徑向膨脹。膨脹球體在接頭中軸向移動(dòng)。所述環(huán)形空間的尺寸確定成在徑向膨脹時(shí)，第一表面向第二表面進(jìn)行軸向移動(dòng)，以使所述第一和第二表面在徑向上產(chǎn)生干涉，而形成金屬與金屬式密封，同時(shí)允許環(huán)形空間的大徑向尺寸的區(qū)域繼續(xù)存在。所述環(huán)形空間的尺寸還確定成由于在陰式元件變形時(shí)發(fā)生彎曲同時(shí)陽式元件受到保持，因而第一表面進(jìn)行徑向移動(dòng)。在一實(shí)施方式中，第一表面朝第一榫舌的方向進(jìn)行軸向移動(dòng)。第一榫舌朝第二榫舌的方向進(jìn)行傾轉(zhuǎn)，以便第一榫舌的內(nèi)表面與第二榫舌的外表面在徑向上產(chǎn)生干涉，而形成金屬與金屬式密封。這樣，獲得在軸向上離開的兩個(gè)金屬與金屬式密封。在一實(shí)施方式中，膨脹率大于15%,優(yōu)選地大于20%。


參照后文詳細(xì)說明和附圖，本發(fā)明的其它的特征和優(yōu)點(diǎn)將得到體現(xiàn)，附圖中
一圖I和2以縱剖面圖示意地示出分別處于擰緊狀態(tài)和處于膨脹狀態(tài)的第一螺紋接頭;一圖3是第一螺紋接頭的陰式端部的細(xì)部圖，圖4是第一螺紋接頭的陽式端部的細(xì)部圖；一圖5和6以縱剖面圖示意地示出分別處于擰緊狀態(tài)和處于膨脹狀態(tài)的第二螺紋接頭;一圖7和8以縱剖面圖示意地示出分別處于擰緊狀態(tài)和處于膨脹狀態(tài)的第三螺紋接頭; —圖9和10以局部的縱剖面圖示意地示出分別處于擰緊狀態(tài)和處于膨脹狀態(tài)的第四螺紋接頭；一圖11和12以局部的縱剖面圖示意地示出分別處于擰緊狀態(tài)和處于膨脹狀態(tài)的第五螺紋接頭；和一圖13是燕尾形螺紋的細(xì)部圖。
具體實(shí)施例方式附圖不僅可用于補(bǔ)充說明本發(fā)明，而且必要時(shí)還有助于其定義。本發(fā)明并不局限于作為非限制性示例描述的管接頭實(shí)施例，而是包括本領(lǐng)域技術(shù)人員可考慮的任何變型。這里再考慮用于油氣或地?zé)岬木你@探。傳統(tǒng)上，首先利用例如約500毫米的大直徑的鉆具，在為數(shù)十米的較淺深度上鉆出井的上部，然后利用包括具有所述直徑的管柱進(jìn)行套裝。然后，鉆孔直徑逐步減小，直至井底，井底能以在同一實(shí)施例中約為150毫米的顯著較小的直徑鉆出。這種井因而利用多個(gè)同心管柱進(jìn)行套裝，每個(gè)管柱在鉆到相應(yīng)直徑結(jié)束時(shí)下放，所有管柱從地表懸置；直徑較大的管從地表延伸直至數(shù)十米的深度，直徑較小的管從地表延伸直至深度可達(dá)到數(shù)千米的井底。例如，套裝管和土層之間的空間用水泥鞏固。在井完全地鉆成并套裝好管柱之后，生產(chǎn)套管可下放，以便尤其允許使烴上升直至地表，即井的有效開采?？衫斫獾氖?，該生產(chǎn)套管具有的外徑略小于套管柱的內(nèi)徑。因此，裝備一井導(dǎo)致要使用大量的不同尺寸的管，這些管最經(jīng)常地利用螺紋接頭首尾相接地裝配在一起，這是由于這種裝配類型的優(yōu)點(diǎn)。力求使這些管盡可能薄，以便在地表附近不需要太大直徑的套裝管。不過，遵守適用于螺紋接頭的要求和規(guī)范，往往導(dǎo)致賦予螺紋接頭以大于管通常區(qū)部的厚度的厚度；這要求在將同心管柱在井中向深處下放時(shí)，增大同心管柱之間的直徑級(jí)數(shù)(progression diam6trale)。管的彼此間的裝配或者通過將管的螺紋端部彼此相互間擰緊(所謂整體接頭)進(jìn)行，或者利用覆蓋其端部的螺紋接套進(jìn)行。在管擰緊到前接套或前管的端部中之后，這些管相繼地下放。因此，美國石油學(xué)會(huì)(API)的規(guī)范API 5 CT限定了在兩種大長度管(“整體接頭油管”、“極線套管”)之間的管形螺紋接頭、以及接套式連接螺紋件，所述接套式連接螺紋件包括允許利用接套裝配兩個(gè)大長度管的兩個(gè)螺紋接頭。這些API接頭僅通過添加填充螺紋之間的空隙的載有金屬顆粒的潤滑劑才是密封的。當(dāng)然，在由于每個(gè)接頭至少部分地支撐位于其下方的管而在很大的支承重量范圍內(nèi)，無論管在井中下放時(shí)所經(jīng)受的載荷如何，管之間(或者管與接套之間)的連接應(yīng)保持密封。螺紋接頭的機(jī)械性能看來還與其幾何特性密切相聯(lián)系。對(duì)于螺紋接頭，要確定牽拉聯(lián)接的“效力”，其由管的在螺紋處的橫截面與管的在其長度上的橫截面之間的比率確定。在單頭螺紋接頭的情況下，對(duì)于帶有錐形螺紋和漸消螺紋的接套式接頭，這種效力是100%。相反，接套具有的外徑大于管的外徑，因而接套體積尺寸較大。整體接頭只有在通過鍛造極大地使管端變厚的條件下，才能達(dá)到100%的效力。雙級(jí)圓柱形螺紋在等同體積尺寸下獲得較低的效力，比起漸消螺紋式錐形螺紋擰緊和定位時(shí)間更長。相反，當(dāng)施加在管上的內(nèi)部或外部流體壓力變得過大時(shí)，螺紋可能脫離嚙合。這種脫離嚙合現(xiàn)象部分地與所用螺紋的形狀相關(guān)。所用螺紋一般為具有傾斜側(cè)面和圓頂?shù)娜锹菁y，或者是具有非對(duì)稱的傾斜側(cè)面和平頂?shù)奶菪温菁y。在圓三角螺紋式的螺紋中，徑向力很大，這使該螺紋類型螺紋易咬住和脫開嚙合。由此，不管所采用的螺紋類型如何，雖然使用載有顆粒的潤滑劑，但是依然存在泄漏通道，由于在未接觸的表面之間存在的間隙，因而高壓流體可在所述泄漏通道中流通。對(duì) 于給定的拉伸載荷，存在流體壓力閾值，超過該閾值，結(jié)合的壓力及拉伸力在API螺紋接頭上引起接觸的陽式部分和陰式部分的螺紋脫開嚙合。為避免這種情況，螺紋接頭和螺紋件已得到改進(jìn)例如，專利FR1489013、EP488912, US 4494777旨在實(shí)現(xiàn)所謂高級(jí)或“優(yōu)質(zhì)”的管形螺紋接頭，其借助陽式元件和陰式元件之間的合理布置的止擋部和金屬與金屬密封支承面，是特別密封的。這可通過兩個(gè)干涉接觸的錐形密封支承面進(jìn)行，陽式密封支承面在外部布置在陽螺紋以外，陰式密封支承面以相應(yīng)的方式布置在陰式元件上。結(jié)合使用橫向止擋部，用以定位密封支承面和加強(qiáng)其作用。但是，在外壓的作用下，始終存在支承面的錐部脫離開的危險(xiǎn)，在管于井中下放期間或者在運(yùn)行中所施加的壓縮力和拉伸力的作用下，存在支承面損壞和分離的危險(xiǎn)。管柱在井中下放之后，考慮使管柱經(jīng)受徑向膨脹，永久性塑性變形。這例如利用在管柱內(nèi)部強(qiáng)行通過的球體實(shí)現(xiàn)參見WO 93/25799、W098/00626、WO 99/06670、WO99/35368, WO 00/61915, GB 2344606, GB 2348657。這提供非常有利的可能性一下放小體積尺寸的管柱，然后使管柱強(qiáng)制膨脹；—以這種方式將套管柱安置到位；一同樣，現(xiàn)場(chǎng)堵塞由腐蝕或由鉆桿摩擦穿孔的套裝管或生產(chǎn)管的孔，或者在井中下放小體積尺寸的管，一旦所述管安置到位，就使這些管膨脹到期望的直徑；一最后，尤其是，允許以最少兩個(gè)相繼的套管柱鉆出直徑一致的井。通過全都具有相同直徑的多個(gè)管柱實(shí)施管柱套裝，管在非膨脹狀態(tài)下插入，然后在現(xiàn)場(chǎng)膨脹到井徑。因而可大大減少用于裝備井所需的管的數(shù)量，不使用較大直徑和較大厚度的管。井的成本因而降低。甚至可考慮直接用套管柱鉆井，所述套管柱起鉆桿柱的作用。但是，實(shí)現(xiàn)在膨脹后仍保持其性能的螺紋接頭難度極大，由于這在運(yùn)行條件下應(yīng)(所有接頭需保持)穩(wěn)定和可靠，因而難度更大。通過US 5924745和WO 98/42947已知經(jīng)受膨脹的螺紋接頭。但是，這里涉及裝配所謂EST (expandable slotted tubings :可膨脹割縫管)構(gòu)件,其設(shè)有縱向的貫穿縫隙,和在油氣井底部(通過脹開芯軸在管中通過)經(jīng)受徑向膨脹；縫隙經(jīng)過擴(kuò)寬，允許構(gòu)件外部的流體(來自礦床的烴)進(jìn)入構(gòu)件中，以在其中上升到地表。在這種情況下，接頭的密封性顯然不重要，由于接頭在井底，接頭沒有承受這樣高的機(jī)械載荷。本發(fā)明涉及本身密封的管，而不涉及構(gòu)造上可透的這種構(gòu)件。實(shí)際上，管柱的塑性膨脹的最初提出是基于焊接接頭(預(yù)先通過焊接對(duì)接的管形成的管卷，這些管卷從地表展開)，或者甚至基于摩擦式接頭(“slips”)。但是，這種接頭不具有螺紋接頭的性能，尤其是涉及到機(jī)械強(qiáng)度、在多變的工作條件下的密封性、還有相繼多次拆除/重裝的可能性的組合方面。如根據(jù)US 4494777的普通的管形螺紋接頭不支持塑性徑向膨脹。在這些接頭上進(jìn)行膨脹后會(huì)發(fā)現(xiàn)一缺乏密封性(其另外還阻止通過在管柱中液壓地推動(dòng)球體來進(jìn)行膨脹); 一陽式端部向接頭的內(nèi)部彎曲，這通過在可用內(nèi)徑所確定的空間中形成內(nèi)部凸起，而使管柱的可用內(nèi)徑以不可接受的方式極大地縮?。灰挥捎谕耆仃柺皆完幨皆暮穸认鄬?duì)于管體厚度的變化，而超過特別地受應(yīng)力的一些區(qū)域的變形能力，可能造成陽式端部的唇緣斷裂。已經(jīng)尋求實(shí)現(xiàn)一種密封螺紋接頭，以便裝配本身具有密封結(jié)構(gòu)和在膨脹后具有期望的可使用性能的構(gòu)件。力求適當(dāng)?shù)胤乐姑芊饴菁y接頭螺紋脫離嚙合的危險(xiǎn)。文獻(xiàn)WO 2005/064219提出一種陽式端部，其配有會(huì)接納在陰式端部的座槽中的唇緣，膨脹時(shí)，陽式端部部分地凸伸到陰式端部的凹槽中。陰式端部的唇緣應(yīng)特別地牢固，以便耐受陽式端部的唇緣所施加的作用力，同時(shí)所述唇緣足夠長，以避免由于徑向膨脹所引起的軸向移位而使所述唇緣之間喪失接觸。此外，螺紋脫出嚙合的危險(xiǎn)依然存在。另外，由于陰式元件的臨界截面小，因而這種接頭的張緊效力非常小，這限制了這種接頭的機(jī)械性能。同時(shí)，對(duì)于高膨脹率，在內(nèi)支承面處的陽式元件和陰式元件之間的相對(duì)移位，會(huì)引起唇緣與凹槽脫離接觸和脫出嚙合。文獻(xiàn)US 6 409 175提出在陽式端部的末端表面附近增加輔助密封元件。密封元件所需的座槽通過減小臨界截面而削弱了陽式端部。螺紋脫出嚙合、陽式端部和陰式端部相對(duì)于彼此徑向移動(dòng)的危險(xiǎn)性仍然沒有改變。文獻(xiàn)US 2006/162937描述了從外部在接合處添加的接套。接套占附加厚度，由此減小有效直徑。膨脹在接套處變得更困難，這需要不希望的增大的膨脹壓力。文獻(xiàn)US 2007/102927可與FR 2 834 326相近。陰式端部的臨界截面較小。文獻(xiàn)WO 2006/47685描述了一種脹式螺紋接頭，其螺紋的長度逐漸增大，使得在擰緊狀態(tài)側(cè)面之間達(dá)到為零的間隙。螺紋的根部和頂部之間存在徑向間隙，由此密封性一般。此外，膨脹有在膨脹之前在預(yù)先接觸的螺紋側(cè)面之間再產(chǎn)生軸向間隙的危險(xiǎn)性。因此，滲漏危險(xiǎn)很大。文獻(xiàn)WO 2007/16074提出在兩個(gè)螺紋部分之間進(jìn)行金屬與金屬接觸實(shí)現(xiàn)密封。螺紋具有漸增的軸向長度，在旋擰結(jié)束時(shí)側(cè)面之間的間隙為零。這種接觸幾乎不能經(jīng)受很大的徑向膨脹。陽式端部和陰式端部趨向于分離，由于彈性恢復(fù)、差異塑性變形、尤其是殘余應(yīng)力而產(chǎn)生徑向空間。另外，這種接頭對(duì)徑向膨脹實(shí)施的條件非常敏感。在圖I上，一接頭包括陽螺紋端部I或陽螺紋元件，其布置在第一管11的端部。陽式端部I旋擰抵靠在布置在第二管12的端部的陰螺紋端部2或陰螺紋元件內(nèi)。這里，陽螺紋端部的內(nèi)徑等于管11、12的內(nèi)徑。僅作為例子，陰螺紋端部2的外徑等于管11、12的外徑。圖I上示出接頭在任何徑向膨脹操作之前處于簡單地?cái)Q緊抵靠的狀態(tài)。圖2上，示出接頭處于膨脹狀態(tài)。如圖所示的第二管12是大長度管。以未示出的方式，該第二管可以是這樣的接套其在一側(cè)配有陰式端部2，在另一側(cè)配有另一陰式端部，其相對(duì)于徑向平面對(duì)稱或不對(duì)稱，旋擰到位于另一大長度管的端部的陽式元件上。陽式端部I包括總體上呈圓柱形的孔la，在唇緣/凹槽區(qū)域附近具有截錐形部分。陽式端部I包括末端表面lb，這里，末端表面Ib基本為徑向形狀。陽式端部I的末端表面Ib在軸向上與陰式端部2隔離開。陽式端部I包括第一螺紋區(qū)域21和 第二螺紋區(qū)域22，第一螺紋區(qū)域21布置在外周表面上，第二螺紋區(qū)域22同樣布置在其外周表面上和具有較小的直徑。相應(yīng)地，陰式端部2包括第三螺紋區(qū)域23和第四螺紋區(qū)域24，第三螺紋區(qū)域23對(duì)應(yīng)于第一螺紋區(qū)域21，第四螺紋區(qū)域24對(duì)應(yīng)于第二螺紋區(qū)域22。在擰緊狀態(tài)，第一螺紋區(qū)域21和第三螺紋區(qū)域23相接合，第二螺紋區(qū)域22和第四螺紋區(qū)域24相接合。每個(gè)螺紋區(qū)域21、22、23、24配有螺紋。在所示的實(shí)施方式中，螺紋在徑向上以負(fù)角自緊合，以獲得防脫螺紋效應(yīng)，還可參見圖13。換句話說，至少一部分螺紋具有在其頂部附近比在其根部附近更寬大的齒。圖13示出在擰緊狀態(tài)的燕尾形螺紋，其接合側(cè)面和支承側(cè)面相對(duì)于對(duì)應(yīng)頂部形成銳角。特別是，螺紋區(qū)域21的齒31具有基本呈圓柱形形狀的頂部31a、支承側(cè)面31b和接合側(cè)面31c。齒31由根部33和35環(huán)繞。齒31在擰緊狀態(tài)下接合到螺紋區(qū)域23中，更確切的說，凸伸到齒32和34之間的根部36中。齒31的頂部31a與根部36的底部接觸。陰螺紋區(qū)域22的齒32、34每個(gè)都具有一頂部32a、34a，所述頂部32a、34a與陽螺紋區(qū)域21的相對(duì)應(yīng)的根部33和35的底部相距一段短的徑向距離。螺紋區(qū)域21和23呈截錐形。根部33的直徑大于根部35的直徑。齒34的直徑大于齒32的直徑。齒31的支承側(cè)面31b和齒34的支承側(cè)面34b相互接觸。齒31的接合側(cè)面31c和齒32的接合側(cè)面32c相隔較短的軸向距離。但是，在一變型中，螺紋可以是在接合側(cè)面上干涉的類型。在這種情況下，接合側(cè)面31c和32c在擰緊狀態(tài)下彼此接觸?；氐綀DI和2，在擰緊狀態(tài)以及在膨脹狀態(tài)，陽式端部I的第二螺紋區(qū)域22可延伸直至末端表面Ib附近，或者可通過圓柱表面或略呈截錐形的表面與其分開。在螺紋區(qū)域21和22之間，陽式端部I包括陽式嵌入?yún)^(qū)25，陽式嵌入?yún)^(qū)與在陰式端部2上設(shè)于第三螺紋區(qū)域23和第四螺紋區(qū)域24之間的陰式嵌入?yún)^(qū)26進(jìn)行接觸。在第一螺紋區(qū)域21以外和朝第一管11的方向，陽式端部I包括凸肩27，凸肩27例如呈截錐形的，其后跟隨著基本截錐形的密封部分28，密封部分28通過第二凸肩29連接于第一管11的外表面。陰式端部2包括回轉(zhuǎn)外表面2a和末端表面2b，這里，末端表面2b呈圓形狀，在擰緊狀態(tài)下與凸肩29分離開。在末端表面2b和第三螺紋區(qū)域23之間，陰式端部2包括內(nèi)表面2c，內(nèi)表面2c在膨脹狀態(tài)，和必要時(shí)在擰緊狀態(tài)，與截錐形表面28相接觸。與末端表面2b相鄰的內(nèi)表面2c可呈圓柱形，或者優(yōu)選地，可呈鼓凸?fàn)?，例如呈圓弧形。內(nèi)表面2c可直接地或者通過凹形區(qū)域2d連接于陰式端部2的第三螺紋區(qū)域23，凹形區(qū)域2d在擰緊狀態(tài)和在膨脹狀態(tài)基本面對(duì)著陽式端部I的凸肩27。凹部2d提供柔性，以在膨脹后保持內(nèi)表面2c與截錐形表面28之間的接觸和避免末端表面2c徑向抬起。
陽式嵌入?yún)^(qū)25和陰式嵌入?yún)^(qū)26更詳細(xì)地示于圖3和4上。陽式嵌入?yún)^(qū)25包括第一榫舌41。陰式嵌入?yún)^(qū)26包括第二榫舌42。榫舌41和42呈環(huán)形。每個(gè)榫舌41、42具有形成凸起的止擋面41a、42a的一自由端。每個(gè)榫舌41、42包括呈圓柱形或略呈截錐形的小直徑表面41b、42c以及呈圓柱形或略呈截錐形的大直徑表面41c、42b。大直徑表面41c相切于陽式嵌入?yún)^(qū)25的第一大直徑表面47。每個(gè)陽式嵌入?yún)^(qū)25、陰式嵌入?yún)^(qū)26分別包括一第一凹部43或凹口與第二凹部44或凹口，其鄰近第一榫舌41和第二榫舌42。第一榫舌41的小直徑表面41b限定第一凹部43，形成其外壁。這里，凹部43的小直徑壁由基本呈圓柱形的表面45形成，表面45在所述第一凹部43中延伸直至第二螺紋區(qū)域22。凹部43的底部可為基本呈徑向的形狀。第二榫舌42的大直徑表面42b在徑向上朝內(nèi)限定第二凹部44，形成其小直徑壁。第二凹部44的大直徑壁由陰式嵌入?yún)^(qū)26的第二表面48形成，第二表面48局部地略呈截錐形或圓形的形狀。第二凹部44的底部具有基本呈徑向的形狀。陰式嵌入?yún)^(qū)26具有的表面46相切于第 二榫舌42的小直徑表面42c，延伸在所述第二榫舌42和陰式端部2的第四螺紋區(qū)域24之間。在擰緊狀態(tài)，陽式嵌入?yún)^(qū)25的表面45和陰式嵌入?yún)^(qū)26的表面46軸向地位于相同高度，可彼此接觸或由小徑向間隙分開。一般來說，第一榫舌41和第一凹部43具有S形型廓。第二榫舌42和第二凹部44具有對(duì)應(yīng)尺寸的倒S形型廓，以致在擰緊狀態(tài)，第一榫舌41凸伸到第二凹部44中，第二榫舌42凸伸到第一凹部43中。在擰緊狀態(tài)，第一榫舌41的小直徑表面41b與第二榫舌42的大直徑表面42b接觸。在膨脹狀態(tài)，可產(chǎn)生略微軸向縮退，但仍保持第一榫舌41和第二榫舌42之間的所述接觸。第一表面47具有的直徑大于表面45的直徑。外表面47延伸在第一螺紋區(qū)域21和第一榫舌41之間。在圖3和4的實(shí)施方式中，第一表面47包括第一部分47a,其基本呈圓柱形，鄰近第一螺紋區(qū)域21 ;第二部分47b，其基本呈截錐形，從第一部分47a起，直徑逐漸增大；圓形頂部47c ；以及第三部分47d，其基本呈截錐形，遠(yuǎn)離第一螺紋區(qū)域21，而直徑逐漸減小。第三部分47d以相切的方式連接第一榫舌41的大直徑表面41c。第二表面48面對(duì)陽式嵌入?yún)^(qū)25的第一表面47，延伸在第三螺紋區(qū)域23和第二凹部44之間。第二表面48在膨脹之前包括第一部分48a和第二部分48b，第一部分48a鄰近第三螺紋區(qū)域23，基本呈圓柱形，第二部分48b延長第一部分48a直至第二凹部44，具有圓弧形的形狀。如圖I上所示，在擰緊狀態(tài)，第一表面47和第二表面48在它們之間仍留有環(huán)形空間，該環(huán)形空間在第一螺紋區(qū)域21和第三螺紋區(qū)域23側(cè)上包括大徑向尺寸的區(qū)域49，和在第一榫舌41和第二凹部44側(cè)上包括小徑向尺寸或徑向尺寸為零的區(qū)域50。出于比例原因，在圖I上可看到區(qū)域50具有為零的徑向尺寸。但是，區(qū)域50可在第一表面47的頂部47c附近具有為零的徑向尺寸，而在頂部47c以外具有小的但非零的徑向尺寸?？蛇x地，小徑向尺寸的區(qū)域50是連續(xù)的，包括在頂部47c附近。第一表面47包括整體鼓凸的形狀。第一表面47的頂部47c位于從第一螺紋區(qū)域21開始的所述第一表面47的長度的三分之一到三分之二之間，優(yōu)選地，位于其長度的一半到三分之二之間。第三部分47d的直徑大于第一部分47a的直徑。在圖2上所示的膨脹狀態(tài)，大徑向尺寸的區(qū)域49在較小長度上仍存在，且徑向尺寸也較小。金屬與金屬式接觸60由第一表面47的頂部47c擠壓在陰式嵌入?yún)^(qū)26的第二表面48的圓形部分48b上產(chǎn)生。第一榫舌41和第二榫舌42分別從第二凹部44和第一凹部43略微退縮出。由此，在第二榫舌42的凸起面42a相對(duì)于第一凹部43的底部、和在第一榫舌41的凸起面41a和第二凹部44的底部之間產(chǎn)生軸向距離。第一榫舌41略微沿順時(shí)針方向樞轉(zhuǎn)。換句話說，第一榫舌41的直徑趨向于減小，尤其是在其凸起面41a的附近。第二金屬與金屬式接觸61形成于第一榫舌41的小直徑表面41b和第二榫舌42的大直徑表面42b之間的界接處。接頭的尺寸確定特別復(fù)雜。在該實(shí)施方式中，單獨(dú)或非單獨(dú)地采用的以下尺寸是非常適合的—陽式端部I的第一表面47的長度介于管形構(gòu)件在通常區(qū)部(sectioncourante)上的厚度的150%至175%之間； 一陰式端部2的第二表面48的長度介于管形構(gòu)件在通常區(qū)部上的厚度的145%至170%之間；一第二凹部44的長度介于管形構(gòu)件在通常區(qū)部上的厚度的16%至24%之間；—陽式端部I的在環(huán)形空間的大徑向尺寸的區(qū)域處的厚度，介于管形構(gòu)件在通常區(qū)部上的厚度的66%至76%之間；一陽式端部I的在環(huán)形空間的小徑向尺寸的區(qū)域處的厚度，介于管形構(gòu)件在通常區(qū)部上的厚度的75%至85%之間；一陰式端部2的在環(huán)形空間的大徑向尺寸的區(qū)域處的厚度，介于管形構(gòu)件在通常區(qū)部上的厚度的45%至55%之間；一陽式端部I的在第一榫舌和第二螺紋區(qū)域之間的厚度，介于管形構(gòu)件在通常區(qū)部上的厚度的50%至55%之間；一陰式端部2的在第二榫舌和第四螺紋區(qū)域之間的厚度，介于管形構(gòu)件在通常區(qū)部上的厚度的62%至76%之間；一第一榫舌41和第一凹部43的徑向尺寸，介于管形構(gòu)件在通常區(qū)部上的厚度的22%至27%之間；一第二榫舌42的徑向尺寸介于管形構(gòu)件在通常區(qū)部上的厚度的10%至15%之間；一第二凹部44的徑向尺寸介于管形構(gòu)件在通常區(qū)部上的厚度的10%至15%之間。在圖5和6上所示的實(shí)施方式中，與前述實(shí)施方式中類似的元件的標(biāo)號(hào)予以保留。陰式端部2的陰式嵌入?yún)^(qū)26的第二表面48類似于前述實(shí)施方式。陽式端部I的陽式嵌入?yún)^(qū)25的第一表面47包括環(huán)形的凹槽47e，該凹槽在軸向截面上形成圓形根部47e。凹槽47e位于第一部分47a和頂部47c之間。換句話說，在該實(shí)施方式中，凹槽47e取代圖4的第二截錐形部分47b。凹槽47e—方面允許增大環(huán)形空間在其大徑向尺寸的區(qū)域49中的徑向尺寸，另一方面允許方便通過減小陽式端部I的續(xù)存厚度的膨脹操作。膨脹所需的作用力因而得到減小。凹槽47e具有的深度介于管形構(gòu)件在通常區(qū)部上、即在端部之間的厚度的6%至13%之間。此外，凹槽47e通過增大構(gòu)成陽式端部I的材料在接觸陰式端部2的陰式嵌入?yún)^(qū)26的第二表面48之前徑向地朝外的可能的徑向移動(dòng)，允許增大第一榫舌41徑向地朝內(nèi)的樞轉(zhuǎn)現(xiàn)象。這種現(xiàn)象對(duì)應(yīng)于榫舌41圍繞大體位于頂部47c附近的幾何軸線的樞轉(zhuǎn)，或者在位于陽式嵌入?yún)^(qū)25的厚度中的、軸向地基本在頂部47c處的區(qū)域中的樞轉(zhuǎn)。在圖6上所示的膨脹狀態(tài)，環(huán)形空間的大徑向尺寸的區(qū)域49部分地仍存在。金屬與金屬式接觸60基本在頂部47c處形成，尤其是在圖6上所示的圓圈中。金屬與金屬式輔助接觸61在榫舌41和42之間在圖6的加圓框區(qū)域中形成。在圖7和8的實(shí)施方式中，陽式端部I類似于第一實(shí)施方式中的陽式端部。陰式端部2設(shè)有凹槽48c，凹槽48c在陰式嵌入?yún)^(qū)26中布置在基本呈圓柱形的第一部分48a和這里基本呈截錐形的第二區(qū)域48b之間。凹槽48c在軸向截面上呈環(huán)形和圓形的。相對(duì)于第一實(shí)施方式來說，凹槽48c可增加所述大徑向尺寸的區(qū)域49的徑向尺寸。由此方便了膨脹時(shí)所述陽式嵌入?yún)^(qū)25向外的徑向移動(dòng)，第一表面47與凹槽48c的接觸相對(duì)于第一實(shí)施方式推遲。但是，第一榫舌41的傾轉(zhuǎn)可略小于圖5和6的實(shí)施方式中觀察到的第一榫舌的傾轉(zhuǎn)。凹槽48c具有的深度介于管形構(gòu)件在通常區(qū)部上的厚度的6%至13%之間。在圖9和10的實(shí)施方式中，包括大徑向尺寸的區(qū)域49和小徑向尺寸的區(qū)域50的環(huán)形空間是連續(xù)的。換句話說，第一表面47和第二表面48在擰緊狀態(tài)，在徑向上隔開。第一表面47包括第一部分47a，第一部分47a位于螺紋區(qū)域21的延伸部分中，例如具有小的 錐度，便于切割工具的移動(dòng)。然后，第一表面47遠(yuǎn)離螺紋區(qū)域21地包括輕微的凸肩47f，其限定凹槽47e。在另一側(cè)，凹槽47e由截錐形部分47g限定，截錐形部分47g連接于大直徑部分47d,大直徑部分47d相切于第一榫舌41的大直徑表面41c。大直徑部分47d可呈圓柱形。陰式端部2的嵌入?yún)^(qū)26的第二表面48包括基本呈圓柱形的第一部分48a、和向外非常輕微地鼓凸的、例如呈圓弧形的第二部分48b。在圖10上所示的膨脹狀態(tài)，大徑向尺寸的區(qū)域49以較小徑向尺寸繼續(xù)存在。凹槽47e趨向于通過陽式嵌入?yún)^(qū)25的材料徑向地朝外移動(dòng)而被填塞。第一表面47的大直徑部分47d會(huì)向外呈圓弧形變形,與第二表面48的第二部分48b進(jìn)行接觸,形成金屬與金屬式接觸60。金屬與金屬式輔助接觸61通過榫舌41徑向地朝內(nèi)移動(dòng)從而與第二榫舌42徑向地產(chǎn)生干涉來形成。在圖11和12的實(shí)施方式中，第一表面47與前述實(shí)施方式的區(qū)別在于大直徑部分47d在軸向截面上呈圓弧形的鼓凸?fàn)睿鋵⑴c陰式嵌入?yún)^(qū)26的第二表面48的第二部分48b擰緊接觸。換句話說，小徑向尺寸的區(qū)域50為零徑向尺寸式的。第二表面48類似于前述實(shí)施方式中的第二表面。一般來說，在徑向膨脹時(shí)，金屬與金屬式接觸60形成在大直徑部分47d的區(qū)域中，與第一榫舌41間離開。實(shí)際上,第一榫舌41趨向于相對(duì)于第二榫舌42朝內(nèi)徑向地移動(dòng)。應(yīng)當(dāng)理解的是，這種移動(dòng)是相對(duì)的，因?yàn)樵趶较蚺蛎洉r(shí)，榫舌41和42兩者全都徑向地朝外移動(dòng)，榫舌41趨向于比榫舌42移動(dòng)得少，由此，相對(duì)的徑向移動(dòng)允許在第一榫舌41和第二榫舌42的面對(duì)著的表面之間形成金屬與金屬輔助接觸61式的密封。這些移動(dòng)非常適合于大于15%、優(yōu)選地大于20%的高膨脹率。
權(quán)利要求
1.脹式螺紋接頭，其在油氣井勘探或開采中使用，所述脹式螺紋接頭包括第一管形構(gòu)件，所述第一管形構(gòu)件具有陽式端部(I )，所述陽式端部包括布置在其外周表面上的第一螺紋區(qū)域(21)和第二螺紋區(qū)域(22)、以及設(shè)在所述第一螺紋區(qū)域(21)和所述第二螺紋區(qū)域(22)之間的嵌入?yún)^(qū)(25)，所述嵌入?yún)^(qū)設(shè)有環(huán)形的第一榫舌(41)、和第一凹部(43)，所述第一榫舌包括凸起的止擋面(41a)，所述第一凹部鄰近所述第一榫舌且相對(duì)所述第一榫舌凹縮；所述脹式螺紋接頭還包括第二管形構(gòu)件，所述第二管形構(gòu)件具有陰式端部(2)，所述陰式端部包括布置在其內(nèi)周表面上的第三螺紋區(qū)域(23)和第四螺紋區(qū)域(24)、以及設(shè)在所述第三螺紋區(qū)域(23)和所述第四螺紋區(qū)域(24)之間的嵌入?yún)^(qū)(26)，所述嵌入?yún)^(qū)設(shè)有環(huán)形的第二榫舌(42)、和第二凹部(44)，所述第二榫舌包括凸起的止擋面(42a)，所述第二凹部鄰近所述第二榫舌且相對(duì)所述第二榫舌凹縮，所述陽式端部的所述第一螺紋區(qū)域和第二螺紋區(qū)域?qū)?yīng)于所述陰式端部的所述第三螺紋區(qū)域和第四螺紋區(qū)域以便被擰緊在一起，所述螺紋區(qū)域(21，22，23，24)相應(yīng)地包括陽螺紋和陰螺紋；在擰緊狀態(tài)，所述第一榫舌(41)和第二榫舌(42)分別接合在所述第二凹部(44)和第一凹部(43)中，所述第一榫舌和第二榫舌中的至少一個(gè)榫舌的止擋面相應(yīng)地與所述第二凹部或第一凹部相接觸，所述陽式端部(I)在所述第一螺紋區(qū)域和所述第一榫舌之間包括第一表面(47)，所述陰式端部在所述第三螺紋區(qū)域和所述第二凹部之間包括第二表面(48)， 其特征在于，所述第一表面(47)和所述第二表面(48)在擰緊狀態(tài)確定環(huán)形空間，所述環(huán)形空間在所述第一螺紋區(qū)域和第三螺紋區(qū)域側(cè)上包括大徑向尺寸的區(qū)域(49)，和在所述第一榫舌和第二凹部側(cè)上包括小徑向尺寸的區(qū)域(50)，所述小徑向尺寸的區(qū)域適于在膨脹后形成金屬與金屬接觸(60)式密封，所述第一榫舌(41)此時(shí)支承在所述第二榫舌(42)上。
2.根據(jù)權(quán)利要求I所述的脹式螺紋接頭，其特征在于，在擰緊狀態(tài)，所述陽式端部的布置在所述第一榫舌(41)和所述第一凹部(43)之間的表面與所述陰式端部的布置在所述第二榫舌(42)和所述第二凹部(44)之間的表面相接觸。
3.根據(jù)前述權(quán)利要求中任一項(xiàng)所述的脹式螺紋接頭，其特征在于，所述陽式端部(I)的第一表面(47)具有最大直徑，所述最大直徑位于其長度的1/3至2/3之間。
4.根據(jù)前述權(quán)利要求中任一項(xiàng)所述的脹式螺紋接頭，其特征在于，所述陽式端部(I)的第一表面(47)在所述第一榫舌(41)附近具有的直徑大于在所述第一螺紋區(qū)域(21)附近的直徑。
5.根據(jù)前述權(quán)利要求中任一項(xiàng)所述的脹式螺紋接頭，其特征在于，所述金屬與金屬接觸式密封通過在所述陽式端部的第一榫舌附近的鼓凸部分實(shí)現(xiàn)。
6.根據(jù)前述權(quán)利要求中任一項(xiàng)所述的脹式螺紋接頭，其特征在于，在所述第一螺紋區(qū)域和第三螺紋區(qū)域側(cè)上的所述大徑向尺寸的區(qū)域(49)被限定在截錐形內(nèi)表面和圓弧形外表面之間、圓弧形內(nèi)表面和截錐形外表面之間、或者兩個(gè)圓弧形表面之間。
7.根據(jù)前述權(quán)利要求中任一項(xiàng)所述的脹式螺紋接頭，其特征在于，在所述第一榫舌和第二凹部側(cè)上的所述小徑向尺寸的區(qū)域(50)具有為零的徑向尺寸。
8.根據(jù)前述權(quán)利要求中任一項(xiàng)所述的脹式螺紋接頭，其特征在于，所述陽式端部(I)的第一表面(47)和/或所述陰式端部(2)的第二表面(48)在所述第一螺紋區(qū)域附近具有環(huán)形的凹槽(47e，48c)。
9.根據(jù)權(quán)利要求8所述的脹式螺紋接頭，其特征在于，所述凹槽(47e，48c)具有的深度介于所述管形構(gòu)件在通常區(qū)部上的厚度的6%至13%之間。
10.根據(jù)前述權(quán)利要求中任一項(xiàng)所述的脹式螺紋接頭，其特征在于，所述第一螺紋區(qū)域(21)與第三螺紋區(qū)域(23)和/或所述第二螺紋區(qū)域(22)與第四螺紋區(qū)域(24)包括徑向上自緊合的螺紋，優(yōu)選地，呈燕尾形的徑向上自緊合的螺紋。
11.根據(jù)前述權(quán)利要求中任一項(xiàng)所述的脹式螺紋接頭，其特征在于，所述陽式端部(I)的第一表面(47)的長度介于所述管形構(gòu)件在通常區(qū)部上的厚度的150%至175%之間，所述陰式端部(2)的第二表面(48)的長度介于所述管形構(gòu)件在通常區(qū)部上的厚度的145%至170%之間，所述第二凹部(44)的長度介于所述管形構(gòu)件在通常區(qū)部上的厚度的16%至24%之間。
12.根據(jù)前述權(quán)利要求中任一項(xiàng)所述的脹式螺紋接頭，其特征在于，所述陽式端部(I)在所述環(huán)形空間的大徑向尺寸的區(qū)域處的厚度介于所述管形構(gòu)件在通常區(qū)部上的厚度的66%至76%之間，所述陽式端部(I)在所述環(huán)形空間的小徑向尺寸的區(qū)域處的厚度介于所述 管形構(gòu)件在通常區(qū)部上的厚度的75%至85%之間，所述陰式端部(2)在所述環(huán)形空間的大徑向尺寸的區(qū)域處的厚度介于所述管形構(gòu)件在通常區(qū)部上的厚度的45%至55%之間。
13.根據(jù)前述權(quán)利要求中任一項(xiàng)所述的脹式螺紋接頭，其特征在于，所述陽式端部(I)在所述第一榫舌和所述第二螺紋區(qū)域之間的厚度介于所述管形構(gòu)件在通常區(qū)部上的厚度的50%至55%之間，所述陰式端部(2)在所述第二榫舌和所述第四螺紋區(qū)域之間的厚度介于所述管形構(gòu)件在通常區(qū)部上的厚度的62%至76%之間。
14.根據(jù)前述權(quán)利要求中任一項(xiàng)所述的脹式螺紋接頭，其特征在于，所述第一榫舌(41)和所述第一凹部(43)的徑向尺寸介于所述管形構(gòu)件在通常區(qū)部上的厚度的22%至27%之間，所述第二榫舌(42)的徑向尺寸介于所述管形構(gòu)件在通常區(qū)部上的厚度的10%至15%之間，所述第二凹部(44)的徑向尺寸介于所述管形構(gòu)件在通常區(qū)部上的厚度的10%至15%之間。
15.利用根據(jù)前述權(quán)利要求中任一項(xiàng)所述的螺紋接頭實(shí)施密封螺紋接頭的方法，其中，利用直徑大于管形構(gòu)件內(nèi)徑的膨脹球體使所述螺紋接頭在塑性變形的范圍內(nèi)經(jīng)受徑向膨脹，所述膨脹球體在所述螺紋接頭中軸向地移動(dòng)，環(huán)形空間的尺寸確定成在徑向膨脹時(shí)第一表面向第二表面進(jìn)行徑向移動(dòng)，以便所述第一表面和所述第二表面在徑向上產(chǎn)生干涉，而形成金屬與金屬式密封，同時(shí)允許所述環(huán)形空間的大徑向尺寸的區(qū)域仍存在。
16.根據(jù)權(quán)利要求15所述的方法,其特征在于,所述第一表面朝所述第一榫舌的方向進(jìn)行軸向移動(dòng)，所述第一榫舌朝所述第二榫舌的方向傾轉(zhuǎn)，以便所述第一榫舌的內(nèi)表面與所述第二榫舌的外表面在徑向上產(chǎn)生干涉，而形成金屬與金屬式密封。
17.根據(jù)權(quán)利要求15或16所述的方法，其特征在于，膨脹率大于15%，優(yōu)選大于20%。
全文摘要
脹式螺紋接頭，包括第一管形構(gòu)件，其具有陽式端部(1)，陽式端部包括第一和第二螺紋區(qū)域(21，22)及嵌入?yún)^(qū)(25)，嵌入?yún)^(qū)設(shè)有第一環(huán)形榫舌(41)和第一凹部(43)，第一榫舌包括凸起止擋面(41a)；第二管形構(gòu)件，其具有陰式端部(2)，陰式端部包括第三和第四螺紋區(qū)域(23，24)及嵌入?yún)^(qū)(26)，嵌入?yún)^(qū)設(shè)有第二環(huán)形榫舌(42)和第二凹部(44)，第二榫舌包括凸起止擋面(42a)；第一和第二榫舌(41，42)在擰緊狀態(tài)分別接合在第二和第一凹部(44，43)中，至少一榫舌的止擋面與至少一凹部接觸，陽式端部(1)在第一螺紋區(qū)域和第一榫舌之間包括第一表面(47)，陰式端部在第三螺紋區(qū)域和第二凹部之間包括第二表面(48)，第一和第二表面(47，48)在擰緊狀態(tài)限定環(huán)形空間，環(huán)形空間包括大徑向尺寸的區(qū)域(49)和適于在膨脹后形成金屬與金屬接觸(60)式密封的小徑向尺寸的區(qū)域(50)，第一榫舌(41)支承在第二榫舌(42)上。
文檔編號(hào)E21B17/042GK102803807SQ201180009875
公開日2012年11月28日 申請(qǐng)日期2011年2月11日 優(yōu)先權(quán)日2010年2月17日
發(fā)明者J·迪里沃, A-S·比雷奧-巴亞爾, E·韋爾熱 申請(qǐng)人:瓦盧萊克曼內(nèi)斯曼油氣法國公司