優(yōu)先權(quán)要求

本申請(qǐng)要求于2014年9月12日提交的第62/049,947號(hào)美國(guó)臨時(shí)專(zhuān)利申請(qǐng)的權(quán)益，上述美國(guó)臨時(shí)專(zhuān)利申請(qǐng)的全部?jī)?nèi)容通過(guò)引用整體并入本文。

本發(fā)明大致涉及用于管道的高強(qiáng)度耐疲勞的管連接件；以及，更具體但并非限制性地涉及用于海上立管和管道的高強(qiáng)度耐疲勞的管連接件，例如那些連接至主要用于石油和天然氣的海上生產(chǎn)的浮式生產(chǎn)系統(tǒng)(floatingproductionsystems,fps)的管連接件。

背景技術(shù)：

在本領(lǐng)域中某些同軸(例如，非螺旋形)螺紋銷(xiāo)和箱連接件系統(tǒng)使眾所周知的，用于連接大直徑(例如，12英寸至36英寸)的海上鋼筋束和立管。然而，已證明這種連接件系統(tǒng)難以適應(yīng)較小直徑(例如，6英寸至8英寸)的管。例如，這種連接件系統(tǒng)的銷(xiāo)件和箱件通常通過(guò)在銷(xiāo)件和箱件之間的螺紋環(huán)中提供高壓(通常5000psi至10000psi)的液壓流體來(lái)使銷(xiāo)件和箱件接合和脫離，其中，該液壓流體在銷(xiāo)件和箱件各自的螺紋直徑中使箱件膨脹并使銷(xiāo)件收縮。隨著連接件設(shè)計(jì)的直徑變小，連接件的箍應(yīng)力對(duì)于徑向螺紋位移成比例地增加。因此，這種直徑較小的連接件系統(tǒng)所需的螺紋脫離接合可超過(guò)通常用于這種連接件的材料(例如，普通鋼合金)的屈服強(qiáng)度。雖然這種連接件可使用強(qiáng)度較高的合金和材料，但是使用這些合金和材料可能不現(xiàn)實(shí)。例如，這種材料可與管道流體、環(huán)境條件(例如，海水)不相容，或可難以焊接至通常用于所連接管子的普通合金。

在美國(guó)第8,056,940號(hào)專(zhuān)利中公開(kāi)了管連接件的一個(gè)示例。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本公開(kāi)包括連接件系統(tǒng)的實(shí)施方式。

本裝置提供了一種新穎又實(shí)用的高強(qiáng)度且耐疲勞的、用于管道的管連接件，其結(jié)構(gòu)更簡(jiǎn)單，可以更普遍地用于各種應(yīng)用，并且在操作中比先前已知的連接件更為通用。

在一些實(shí)施方式中，該連接件包括銷(xiāo)部件和箱部件，銷(xiāo)部件和箱部件每個(gè)均包括配合的截頭錐體、同軸(非螺旋形)槽形配合表面或螺紋配合表面以及平坦配合表面，同軸(非螺旋形)槽形配合表面或螺紋配合表面配置成使銷(xiāo)部件和箱部件螺紋互鎖，平坦配合表面通過(guò)銷(xiāo)件軸向前進(jìn)至箱件中進(jìn)行密封并預(yù)加載。在至少一些實(shí)施方式中，銷(xiāo)件軸向運(yùn)動(dòng)至錐形配合的箱件中，導(dǎo)致箱件的徑向膨脹和銷(xiāo)件的徑向收縮，直至同軸螺紋圖案匹配并互鎖地卡扣至連接位置，以使得在卡扣接合后，連接件在銷(xiāo)件和箱件的外徑(outerdiameter，od)和內(nèi)徑(innerdiameter，id)的對(duì)接肩部處進(jìn)行密封并預(yù)加載。在至少一些實(shí)施方式中，包括箱部件的外徑和/或內(nèi)徑中、和/或在銷(xiāo)部件的外徑中的輪廓徑向突出部，從而加強(qiáng)并控制相應(yīng)部件的徑向順應(yīng)性，使得連接件壁不會(huì)通過(guò)在連接或分離期間所采用的液壓加壓排量受到過(guò)度應(yīng)力。在至少一些實(shí)施方式中，楔形彈性環(huán)(例如，能夠在箱部件和銷(xiāo)部件的連接和分離期間施加的壓力和所施加的力作用下彈性變形)配置成設(shè)置在連接件的內(nèi)徑處(例如，并且至少部分地對(duì)齊)，從而在構(gòu)成連接件期間容許軸向運(yùn)動(dòng)，并在連接件內(nèi)徑中產(chǎn)生密封。

該連接件系統(tǒng)的一些實(shí)施方式包括：銷(xiāo)部件，限定中空內(nèi)部區(qū)域，該中空內(nèi)部區(qū)域在銷(xiāo)部件的近端與鄰近銷(xiāo)部件的遠(yuǎn)端的密封部分之間具有大致恒定的第一內(nèi)徑(id)，并且銷(xiāo)部件具有錐形外表面，該錐形外表面具有多個(gè)齒狀部，密封部分具有比銷(xiāo)部件的第一內(nèi)徑大的第二內(nèi)徑；以及箱部件，具有錐形內(nèi)表面，該錐形內(nèi)表面具有多個(gè)齒狀部，該多個(gè)齒狀部配置成接合銷(xiāo)部件的齒狀部，并且箱部件具有外表面，該外表面具有第一部分和第二輪廓部分，第一部分具有沿箱部件的大部分長(zhǎng)度延伸的、大致恒定的第一外徑(od)，第二輪廓部分具有可變外徑，該可變外徑在第一部分與箱部件的遠(yuǎn)端之間變化。

該連接件系統(tǒng)的一些實(shí)施方式還包括：密封環(huán)，具有外徑并且配置成設(shè)置于銷(xiāo)部件的內(nèi)徑密封部分中，使得密封環(huán)的外徑鄰接銷(xiāo)部件的第二內(nèi)徑。在一些實(shí)施方式中，密封環(huán)包括具有第一寬度的內(nèi)表面、具有小于內(nèi)表面的第二寬度的外表面以及在內(nèi)表面與外表面之間延伸的兩個(gè)成角度的側(cè)表面。在一些實(shí)施方式中，兩個(gè)側(cè)表面相對(duì)于平分上表面和下表面中的每個(gè)的軸線(xiàn)處于相等大小的鏡像角度。在其他實(shí)施方式中，密封環(huán)包括具有第一寬度的內(nèi)表面、平行于內(nèi)表面的外表面以及每個(gè)都垂直于內(nèi)表面和外表面的兩個(gè)側(cè)表面。在這些其他實(shí)施方式中的一些中，倒角連接外表面和兩個(gè)側(cè)表面中的一個(gè)。

在該連接件裝置的一些實(shí)施方式中，銷(xiāo)部件的密封部分包括環(huán)狀縱向突出部，該環(huán)狀縱向突出部具有限定第二內(nèi)徑的徑向內(nèi)表面。在一些實(shí)施方式中，箱部件的近端包括環(huán)狀縱向內(nèi)徑密封槽部，該環(huán)狀縱向內(nèi)徑密封槽部配置成接納內(nèi)徑密封部分的突出部。在一些實(shí)施方式中，內(nèi)徑密封槽部配置成以過(guò)盈配合接納內(nèi)徑密封部分的突出部。

在該連接件裝置的一些實(shí)施方式中，箱部件的遠(yuǎn)端包括外徑密封部分，該外徑密封部分具有比箱部件的第一外徑小的第二外徑，從而限定環(huán)狀縱向突出部。在一些實(shí)施方式中，銷(xiāo)部件的近端包括環(huán)狀縱向外徑密封槽部，該環(huán)狀縱向外徑密封槽部配置成接納外徑密封部分的突出部。在一些實(shí)施方式中，外徑密封槽部配置成以過(guò)盈配合接納外徑密封部分的縱向突出部。

在該連接件裝置的一些實(shí)施方式中，箱部件的第二部分的可變外徑首先隨著遠(yuǎn)離箱部件的第一部分的第一外徑的距離增加至最大可變外徑，然后隨著進(jìn)一步遠(yuǎn)離第一部分的第一外徑的距離減小至最小可變外徑。在一些實(shí)施方式中，最小可變外徑大致與箱部件的第一部分的第一外徑相等。在一些實(shí)施方式中，箱部件的、沿可變外徑減小的部分的側(cè)壁在最大可變外徑部分與內(nèi)徑密封部分之間具有大致恒定的厚度。在一些實(shí)施方式中，箱部件的側(cè)壁在第一外徑密封部分與內(nèi)徑密封部分之間具有大致恒定的厚度。

在該連接件裝置的一些實(shí)施方式中，銷(xiāo)部件和箱部件中的每個(gè)的多個(gè)齒狀部包括同軸的非螺旋形螺紋。在一些實(shí)施方式中，銷(xiāo)部件的齒狀部配置成接合箱部件的齒狀部，從而將附接銷(xiāo)部件至箱部件。在一些實(shí)施方式中，銷(xiāo)部件的齒狀部和箱部件的齒狀部配置成通過(guò)在銷(xiāo)部件的外表面與箱部件的內(nèi)表面之間加壓而脫離接合。一些實(shí)施方式還包括：加壓部件，該加壓部件配置成在銷(xiāo)部件的外表面與箱部件的內(nèi)表面之間的界面加壓。

總之，前述實(shí)施方式提供可克服現(xiàn)有技術(shù)設(shè)備中的缺陷的、高強(qiáng)度耐疲勞的管連接件。例如，前述實(shí)施方式可配置為或適于與具有8英寸及更小(例如，6英寸)的公稱(chēng)管徑一起使用，和/或上述實(shí)施方式可比其連接的管段強(qiáng)度更大(例如，即使當(dāng)與任何較大直徑管一起使用時(shí))。作為另一示例，因?yàn)樵搶?shí)施方式不易由于旋轉(zhuǎn)而脫離旋開(kāi)，并且該實(shí)施方式包括內(nèi)徑密封件以減少由于內(nèi)部腐蝕引起的可能的泄漏，所以前述實(shí)施方式可特別適用于可經(jīng)受扭轉(zhuǎn)載荷的管道、懸鏈和豎直立管。作為進(jìn)一步示例，該實(shí)施方式可允許使用等級(jí)合適的鋼(例如，普遍用于立管管連接件的鋼)，即：實(shí)際焊接至通用立管的管材料；對(duì)管道流體或海底環(huán)境產(chǎn)生不利影響的可能較小；和/或可承受5,000psi至10,000psi以及高達(dá)20,000psi(例如，14,000psi至17,000psi或15,000psi至16,000psi)的、非常高的內(nèi)部流體壓力。另外，該實(shí)施方式在現(xiàn)場(chǎng)可比焊接連接更快地構(gòu)成，可在現(xiàn)場(chǎng)快速脫離連接和重新連接多次，該實(shí)施方式進(jìn)行預(yù)加載以抵抗疲勞，并且具有顯著大于焊接連接的疲勞壽命，以及/或該實(shí)施方式可在比現(xiàn)有技術(shù)連接更廣泛的應(yīng)用中使用。

術(shù)語(yǔ)“聯(lián)接(coupled)”被限定為連接，盡管不一定是直接地，而且不一定是機(jī)械式地；“聯(lián)接(coupled)”的兩項(xiàng)可能是彼此統(tǒng)一的。除非在本公開(kāi)中另有明確要求，否則術(shù)語(yǔ)“一(a)”和“一(an)”被限定為一個(gè)或多個(gè)。本領(lǐng)域普通技術(shù)人員應(yīng)理解的是，術(shù)語(yǔ)“大致(substantially)”被限定為所指定的大部分，但不一定為所指定的全部(并且包括所指定的；例如，大致90度包括90度，以及大致平行包括平行)。在任何公開(kāi)的實(shí)施方式中，術(shù)語(yǔ)“大致(substantially)”、“大約(approximately)”和“約(about)”可用“在所指定的[百分?jǐn)?shù)]之內(nèi)”，其中百分?jǐn)?shù)包括0.1％、1％、5％、10％和20％。

另外，以某種方式配置的設(shè)備或系統(tǒng)至少以這種方式配置，但是該設(shè)備或系統(tǒng)還可以以不同于那些所具體描述的方式進(jìn)行配置。

術(shù)語(yǔ)“包括(comprise)”(和包括的任何形式，例如“包括(comprises)”和“包括(comprising)”)、“具有(have)”(和具有的任何形式，例如“具有(has)”和“具有(having)”)、“包括(include)”(和包括的任何形式，例如“包括(includes)”和“包括(including)”、以及“包括(contain)”(和包括的任何形式，例如“包括(contains)”和“包括(containing)”)是開(kāi)放式連接動(dòng)詞。因而，“包括(comprises)”、“具有(has)”、“包括(includes)”、或“包括(contains)”一個(gè)或多個(gè)元件的裝置具有那些一個(gè)或多個(gè)元件，但不限于僅具有那些元件。同樣地，“包括(comprises)”、“具有(has)”、“包括(includes)”、或“包括(contains)”一個(gè)或多個(gè)步驟的方法具有那些一個(gè)或多個(gè)步驟，但不限于僅具有那些一個(gè)或多個(gè)步驟。

任何裝置、系統(tǒng)和方法的任何實(shí)施方式均可由任何所描述的步驟、元件和/或特征組成或基本上由任何所描述的步驟、元件和/或特征組成，而不是包括(comprise)/包括(include)/包括(contain)/具有(have)任何所描述的步驟、元件和/或特征。因而，在任何權(quán)利要求中，術(shù)語(yǔ)“由……組成”或“基本上由……組成”可代替上述任何開(kāi)放式連接動(dòng)詞，以便將所給出的權(quán)利要求的范圍從原本使用開(kāi)放式連結(jié)動(dòng)詞具有的范圍進(jìn)行改變。

除非由本公開(kāi)或?qū)嵤┓绞降男再|(zhì)明確禁止，否則即使沒(méi)有描述或示出，一個(gè)實(shí)施方式的一個(gè)或多個(gè)可應(yīng)用于其他實(shí)施方式。

下面描述與上述實(shí)施方式和其他實(shí)施方式相關(guān)的一些細(xì)節(jié)。

附圖說(shuō)明

以下附圖通過(guò)舉例而非限制性地方式示出。出于簡(jiǎn)潔和清晰的目的，并沒(méi)有在呈現(xiàn)結(jié)構(gòu)的每張附圖中對(duì)所給定結(jié)構(gòu)的每個(gè)特征均進(jìn)行標(biāo)記。相同附圖標(biāo)記不一定指代相同的結(jié)構(gòu)。相反，和不相同的附圖標(biāo)記一樣，相同附圖標(biāo)記可用于以指代相似特征或具有相似功能的特征。附圖是按比例繪制的(除非另有說(shuō)明)，這意味著所示元件相對(duì)于彼此的尺寸至少在附圖所示的實(shí)施方式中是準(zhǔn)確的。

圖1是本發(fā)明銷(xiāo)和箱連接件裝置處于連接配置或制成配置的實(shí)施方式的剖視圖。

圖2是圖1的連接件裝置的2-2部分的放大剖視圖。

圖3是圖1的連接件裝置的3-3部分的放大剖視圖。

圖4是圖1的連接件裝置的4-4部分的放大剖視圖。

圖5是圖1的連接件裝置的分解剖視圖。

圖6是圖1的連接件組件的剖視圖，示出確定的尺寸和幾何關(guān)系。

圖7是圖6的局部放大圖。

圖8是本發(fā)明的銷(xiāo)和箱連接件裝置處于連接配置或制成配置的第二實(shí)施方式的剖視圖。

圖9是圖8的連接件裝置的9-9部分的放大剖視圖。

圖10是圖8的連接件裝置的分解剖視圖。

圖11是圖8的連接件組件的剖視圖，示出確定的尺寸和幾何關(guān)系。

圖12是圖8的局部放大圖。

具體實(shí)施方式

用于靜態(tài)和動(dòng)態(tài)立管應(yīng)用的機(jī)械連接件包括管狀的管銷(xiāo)與箱連接件。銷(xiāo)件和箱件包括配合的截頭錐體的和平坦的同軸槽形配合表面，這些配合表面通過(guò)銷(xiāo)件軸向前進(jìn)至箱件中而螺紋地互鎖、密封和預(yù)加載。銷(xiāo)件軸向運(yùn)動(dòng)至錐形配合的箱件中導(dǎo)致箱件徑向膨脹和銷(xiāo)件徑向收縮，直至同軸的螺紋圖案匹配并互鎖地卡扣至連接位置。在卡扣接合后，連接件在銷(xiāo)件和箱件的外徑和內(nèi)徑的對(duì)接肩部處進(jìn)行密封和預(yù)加載。連接件的外徑和/或內(nèi)徑中的輪廓徑向突出加強(qiáng)并控制徑向順應(yīng)性，使得連接件壁不會(huì)通過(guò)在連接或分離期間所采用的液壓加壓排量受到過(guò)度應(yīng)力。在構(gòu)成連接件以及在連接件內(nèi)徑中實(shí)現(xiàn)密封期間，連接件內(nèi)徑中的楔形或矩形(截面)的柔性(例如，彈性)順應(yīng)環(huán)容許軸向運(yùn)動(dòng)。

現(xiàn)參見(jiàn)附圖，更具體地，參見(jiàn)圖1至圖7，圖中更具體地示出了本發(fā)明動(dòng)態(tài)立管連接件的一個(gè)實(shí)施方式。

圖1示出了動(dòng)態(tài)立管機(jī)械連接件的實(shí)施方式的剖視圖，該機(jī)械連接件是用于海上立管和管道的高強(qiáng)度、耐疲勞的管連接件，例如可連接至主要用于石油和天然氣生產(chǎn)的浮式生產(chǎn)系統(tǒng)(fps)。在所示實(shí)施方式中，管柱10的相鄰的段12和段13通過(guò)管道連接件11連接，管道連接件11包括箱件15、銷(xiāo)件16和密封件(環(huán))14。在所示實(shí)施方式中，密封環(huán)14包括內(nèi)表面、外表面39以及兩個(gè)成角度的側(cè)表面28a和側(cè)表面28b，其中內(nèi)表面(面向銷(xiāo)件16和管柱10的內(nèi)部)具有第一寬度，外表面39具有小于內(nèi)表面的第二寬度，兩個(gè)成角度的側(cè)表面28a和側(cè)表面28b在內(nèi)表面與外表面之間延伸。在該實(shí)施方式中，側(cè)表面28a、側(cè)表面29a相對(duì)于平分上表面和下表面中的每個(gè)的軸線(xiàn)成相等大小的鏡像角度。管柱通常會(huì)具有6-5/8英寸至24英寸的外徑(od)尺寸o，其中內(nèi)徑(id)i由通常范圍從1/2英寸至2英寸的管柱壁厚限定，并且管柱可配置成承載和/或容納諸如油、氣體和/或水的加壓流體50。在該實(shí)施方式中，箱件15包括同軸(非螺旋形)內(nèi)螺紋21，并且銷(xiāo)件16包括同軸(非螺旋形)外螺紋22，如圖所示，外螺紋22配置成接合箱件15的螺紋21(如附圖標(biāo)記20所示)。如圖所示，螺紋20和螺紋21每個(gè)均通過(guò)以切割或其他方式形成于截頭錐體表面中的多個(gè)凹槽來(lái)限定(或以其它形狀在所示的截頭錐體輪廓中成形)。盡管未在附圖中示出，但是如對(duì)于其它軸向構(gòu)成的銷(xiāo)和箱連接件的本領(lǐng)域所已知的是，連接件(例如，至少箱件15)還包括至少一個(gè)端口，可通過(guò)該端口輸送液壓流體，以對(duì)箱件與銷(xiāo)件之間的空間加壓，從而使箱件和銷(xiāo)件分離。

在所示的實(shí)施方式中，箱件15和銷(xiāo)件16可包括通常用于這種連接件的鋼材(例如，普通鋼合金)，以及密封環(huán)14可包括與箱件15和銷(xiāo)件16相同的材料(例如，低合金鋼、c-mn鋼、普通碳鋼、鈦合金、鋁合金等)或可包括諸如耐腐蝕合金(cra，例如，鉻鎳鐵合金625、耐熱鉻鎳鐵合金825、316不銹鋼、309不銹鋼等)或不同的耐腐蝕合金(cra)的相異材料，其中，該不同的耐腐蝕合金(cra)選擇(例如，鈦合金)是為了額外符合能夠與連接件相比較的強(qiáng)度，而彈性模量比鋼材低。

在所示實(shí)施方式中，連接件11的銷(xiāo)件和箱件包括分別與鉗位槽19a和鉗位槽19b相鄰的、用于處理和支承管柱的肩部18a、肩部18b，鉗位槽19a、鉗位槽19b用于接合制成工具，制成工具可用于將銷(xiāo)構(gòu)件和箱構(gòu)件軸向地壓合在一起。連接件系統(tǒng)的制成強(qiáng)制地預(yù)加載連接件外部對(duì)接面24、25和內(nèi)部錐形對(duì)接密封界面30a、30b(分別介于密封件14的上表面28a和下表面28b與所對(duì)應(yīng)的箱件15的表面29a和銷(xiāo)件16的表面29b之間)。因?yàn)樗枥L的連接件被設(shè)計(jì)成通過(guò)錐形箱件和銷(xiāo)件共同的軸線(xiàn)前進(jìn)而制成，所以連接件箱件由箱件外徑(od)的一個(gè)或多個(gè)突出部17加強(qiáng)，以防止當(dāng)箱件膨脹和銷(xiāo)件收縮時(shí)的塑性屈服，從而使螺紋滑過(guò)銷(xiāo)件螺紋來(lái)實(shí)現(xiàn)螺紋21與螺紋22之間最終的接合20以及鄰接表面的預(yù)加載。在該實(shí)施方式中，如圖5中更詳細(xì)地所示，箱件的輪廓26(例如，沿著突出部17的至少部分的、箱件的內(nèi)部或內(nèi)徑輪廓)配置成在加強(qiáng)箱件的至少部分處(例如，在螺紋21與箱件鄰接部27的遠(yuǎn)端之間的部分)提供恒定厚度t，從而使得能夠在不降低箱件的強(qiáng)度的情況下實(shí)現(xiàn)足夠的順應(yīng)性。銷(xiāo)件16的外徑(od)或外表面包括應(yīng)力消除輪廓23a、23b，應(yīng)力消除輪廓23a、23b配置成分配在管柱10中傳遞的軸向應(yīng)力和彎曲應(yīng)力。

圖2中示出了連接件的2-2部分(圖1)的放大剖視圖。在該實(shí)施方式中，銷(xiāo)件16包括內(nèi)徑尖端密封件32，尖端密封件32配置成插入至箱件15的內(nèi)部尖端密封槽部31中，并在內(nèi)部尖端密封槽部31中具有過(guò)盈配合，從而提供高壓內(nèi)部密封接觸部33、34。如圖所示，在所示實(shí)施方式中，內(nèi)徑高壓密封件(例如，接觸部33、34)由預(yù)加載的錐形密封件14保護(hù)，密封件14配置成當(dāng)連接件系統(tǒng)處于圖1的配合結(jié)構(gòu)中時(shí)，在界面30a、30b處形成密封接觸，從而防止來(lái)自管道內(nèi)表面的砂粒顆粒和管道中的流體到達(dá)尖端密封。例如，密封件14防止管道中的流體進(jìn)出，從而防止縫隙腐蝕。在其他實(shí)施方式中，密封件14可用作獨(dú)立的高壓內(nèi)徑密封件，從而允許完全省略?xún)?nèi)徑尖端密封件31、32，并允許連接件壁厚最小化。

圖3中示出了連接件的3-3部分(圖1)的放大剖視圖。在該實(shí)施方式中，箱件15包括外徑尖端密封件38，外徑尖端密封件38配置成插入至銷(xiāo)件16的內(nèi)部尖端密封槽部35中，并在內(nèi)部尖端密封槽部35中具有過(guò)盈配合，從而提供高壓內(nèi)部密封接觸部36、37。在該實(shí)施方式中，外徑尖端密封件的高壓密封接觸部36、37在管柱內(nèi)形成用于加壓流體的、冗余密封的最終屏障。另外，在所示實(shí)施方式中，在箱件15與銷(xiāo)件16之間的外徑對(duì)接表面24、25(圖1)為箱件和銷(xiāo)件的螺紋接合(20)提供主要預(yù)加載作用，同時(shí)穩(wěn)定外徑尖端密封件38在管柱的動(dòng)態(tài)載荷條件下的微動(dòng)運(yùn)動(dòng)。

圖4中示出了連接件的4-4部分(圖1)的放大剖視圖。如更詳細(xì)的示出，在該實(shí)施方式中，輪廓26具有與外徑突出部17類(lèi)似的形狀，并從而與外徑突出部17協(xié)作，以沿突出部17的至少部分(例如，在螺紋21與箱件的末端之間)限定恒定厚度t。

圖6描繪了剖視圖，示出了連接件的不同部分的相對(duì)尺寸。例如，在該實(shí)施方式中的至少一些中，螺紋21、螺紋22是錐形的，具有2度至5度(例如，在2度、2.25度、2.5度、2.75度、3度、3.25度、3.5度、3.75度、4度、4.25度、4.5度、4.75度和5度中的任何兩個(gè)之間，例如，2.5度-3.5度、2.75度-3.25度、3度-4度、3.5度-4.5度和/或類(lèi)似的)的錐角a。如圖所示，長(zhǎng)度l1是外徑對(duì)接面27與螺紋21的始端之間的跨度長(zhǎng)度，長(zhǎng)度l2是接合螺紋20的長(zhǎng)度，長(zhǎng)度l3是螺紋22的始端與內(nèi)徑對(duì)接界面30a(在表面29a的最遠(yuǎn)端部分處)之間的跨度長(zhǎng)度，以及t1是穿過(guò)錐形接合螺紋的平均內(nèi)徑至平均外徑的厚度。在該實(shí)施方式中的至少一些中，l2/t1的比率為2至3(例如，在2、2.2、2.4、2.6、2.8和/或3中的任何兩個(gè)之間，例如，在2.4與2.8之間、和/或類(lèi)似的)，l1/l2和l3/l2的比率不小于0.9(例如，大于0.9、0.95、1.0、1.1、1.2、1.3、1.4、1.5、1.75和/或2中的任何一個(gè)或在0.9、0.95、1.0、1.1、1.2、1.3、1.4、1.5、1.75和/或2中的任何兩個(gè)之間)，以及跨度長(zhǎng)度l1和l3足夠長(zhǎng)以允許(并且可延長(zhǎng)以提高)充足的順應(yīng)性，該順應(yīng)性用于在連接件制成和分離的操作期間的均勻分離和螺紋21、螺紋22中的允許應(yīng)力。在所示實(shí)施方式中，附圖是按比例繪制的，并且管道10具有85/8英寸的公稱(chēng)直徑。例如，在所示實(shí)施方式中，螺紋21、螺紋22以3±0.25度的角度a逐漸變錐，l2/t1的比率為2.6±0.2，l1/l2的比率為0.95±0.05，以及l(fā)3/l2的比率為1±0.05。

在所示實(shí)施方式中，箱件15包括具有大致恒定的第一外徑(od)的第一部分和具有變化外徑的第二部分(突出部17)，其中第一部分沿箱件的大部分長(zhǎng)度延伸(例如，在槽部19a與突出部17之間)，第二部分的變化外徑在第一部分與箱部件的遠(yuǎn)端之間(例如，長(zhǎng)度之間的至少部分)變化。在所示實(shí)施方式中，突出部17包括可變化的外徑(沿突出部17的長(zhǎng)度變化)。在該實(shí)施方式中，箱件15的外徑首先隨遠(yuǎn)離箱部件的第一部分的第一外徑(例如，從點(diǎn)od1)的距離而增加至最大可變外徑(至點(diǎn)od2)，并隨后隨進(jìn)一步遠(yuǎn)離第一部分的第一外徑(例如，從點(diǎn)od3)的距離而減小至最小可變外徑(例如，在點(diǎn)od4處)。在該實(shí)施方式中，厚度t在點(diǎn)od3與箱件15的密封部分(點(diǎn)od4的遠(yuǎn)端)之間大致恒定。在其他實(shí)施方式中，突出部17是螺紋的遠(yuǎn)端，并且厚度t沿突出部17的整個(gè)長(zhǎng)度恒定。

圖8至圖12示出了該銷(xiāo)和箱連接件裝置的第二實(shí)施方式。圖8至圖12的實(shí)施方式與圖1至圖7的實(shí)施方式大致相似(圖2和圖3還示出了圖8中實(shí)施方式的2-2部分和3-3部分)，除了密封環(huán)14a的形狀不同于密封環(huán)14，以及箱件15和銷(xiāo)件16的相應(yīng)表面29c、29d分別成形為不同于箱件15和銷(xiāo)件16的表面29a、29b(圖9示出了圖8中實(shí)施方式的9-9部分)。因此，以下將會(huì)描述差異，其中，將其余特征理解為與圖1至圖7中的第一實(shí)施方式的那些特征大致相似。

更具體地，在第二實(shí)施方式中，密封環(huán)14a包括內(nèi)表面、外表面39a和兩個(gè)側(cè)表面28c、28d，內(nèi)表面(面向銷(xiāo)件16和管柱10的內(nèi)部)具有第一寬度，外表面39a平行于內(nèi)表面，側(cè)表面28c、28d每個(gè)均垂直于內(nèi)表面和外表面(導(dǎo)致密封環(huán)14a具有大致矩形的截面形狀)。在該實(shí)施方式中，倒角連接外表面39a和側(cè)面28d。在所示實(shí)施方式中，連接件具有85/8英寸的公稱(chēng)外徑，并且密封環(huán)14a的徑向截面(如圖9所示)具有0.75英寸的寬度和0.57英寸的厚度(在密封環(huán)14a的內(nèi)表面與外表面之間)。在其他實(shí)施方式中，例如，在具有較大直徑連接件的那些實(shí)施方式中，密封環(huán)14a的尺寸可變化。在所示的第二實(shí)施方式中，箱件15a和銷(xiāo)件16a的相應(yīng)表面29c、29d也分別成形為與密封件14a的側(cè)表面28c、28d相對(duì)準(zhǔn)。

除了用于管道(例如，立管)的高強(qiáng)度耐疲勞的管連接之外，該實(shí)施方式還可用于結(jié)構(gòu)連接中的高效率耐疲勞的管狀連接。

上述說(shuō)明書(shū)和示例提供了對(duì)示意性實(shí)施方式的結(jié)構(gòu)和用途的完整描述。盡管以上已經(jīng)以具體的某種程度或參照一個(gè)或多個(gè)單獨(dú)實(shí)施方式描述了某些實(shí)施方式，但是本領(lǐng)域的技術(shù)人員可在不背離本發(fā)明的范圍的情況下對(duì)所公開(kāi)的實(shí)施方式進(jìn)行大量的替換。因此，方法和系統(tǒng)的各種示意性實(shí)施方式不旨在局限于所公開(kāi)的具體形式。相反，方法和系統(tǒng)的各種示意性實(shí)施方式包括落在權(quán)利要求范圍內(nèi)的所有修改和替換，并且除了所示實(shí)施方式之外的多個(gè)實(shí)施方式可包括所述實(shí)施方式的一些或全部特征。例如，元件可省略或組合為單一結(jié)構(gòu)，和/或連接件可被代替。另外，在適當(dāng)?shù)那闆r下，上述任何示例的方面可與所述的任何其他示例的方面組合，以形成具有可比較的或不同的屬性和/或功能的、并且解決相同或不同的問(wèn)題的另外的示例。類(lèi)似地，應(yīng)理解的是，上述的益處和優(yōu)點(diǎn)可涉及一個(gè)實(shí)施方式或可涉及若干個(gè)實(shí)施方式。

除非在給定的權(quán)利要求中分別使用短語(yǔ)“用于……的方法”或“用于……的步驟”明確地?cái)⑹觯駝t權(quán)利要求書(shū)并不旨在包括，也不應(yīng)被解釋為包括方法加功能或步驟加功能的限制。