本發(fā)明涉及特別地用于鉆井或者操作油氣井的螺紋管狀部件的密封連接件的領域。在鉆井或者操作時，連接件承受大的壓縮和拉伸載荷并且必須防止所述連接件分開。連接件承受軸向拉伸或者壓縮、內部或者外部流體壓力、彎曲或者扭轉，這些可以組合并且其強度可波動。無論載荷和惡劣的現(xiàn)場使用條件如何，均必須確保密封。螺紋連接件能夠被上緊和卸開若干次而同時又不降低它們的性能(特別是由于磨損)。在卸開之后，管狀部件可以在其它使用條件下再使用。

背景技術：

在拉緊時，可能發(fā)生跳接(jump-out)的現(xiàn)象，并且從一個螺紋傳播到另一螺紋，從而導致面臨連接件分開的風險。高內部壓力促進這種現(xiàn)象的發(fā)生。

本申請人發(fā)現(xiàn)，高外部壓力也能夠促進這種現(xiàn)象的發(fā)生。申請wo01/29476提出了一種螺紋連接件，所述螺紋連接件具有錐形螺紋、陽螺紋和陰螺紋，所述陽螺紋和陰螺紋分別包括單個螺紋區(qū)，在螺紋區(qū)的中央區(qū)域中布置有中央密封表面。在陽元件的自由端部處設置抵接件。其它密封表面設置在抵接件的附近。多年以來這種連接件非常令人滿意。

現(xiàn)在需要連接件的性能(特別是在強壓縮之后的組合的外部拉伸壓力下以及連接效率方面)得以飛躍。連接效率通常定義為連接件的臨界截面與管的位于部件兩個端部之間的規(guī)則部分的截面之間的比率。連接件的臨界截面等于陽元件的臨界截面和陰元件的臨界截面中的最小臨界截面。

技術實現(xiàn)要素：

本發(fā)明提出的連接件在所有這些方面的性能均得以提高。

螺紋管狀連接件包括布置在第一管狀部件的端部處的陽螺紋元件和布置在第二管狀部件的端部處的陰螺紋元件。

陽螺紋元件包括兩個陽螺紋(外陽螺紋和內陰螺紋)、布置在陽螺紋之間的第一外周表面、位于所述外周表面上的第一陽密封表面、第二外周表面、布置在陽螺紋元件的端部處的陽軸向抵接表面、以及第二陽密封表面，所述第二陽密封表面在陽螺紋元件的第二外周表面上設置于內螺紋和陽軸向抵接表面之間。

陰螺紋元件包括兩個陰螺紋(外陰螺紋和內陰螺紋)、布置在陰螺紋之間的內周表面、位于所述內周表面上的至少一個第一陰密封表面、陰軸向抵接表面、以及設置在陰軸向抵接表面和陰螺紋之間的第二陰密封表面，所述外陽螺紋和外陰螺紋的螺紋在聯(lián)接狀態(tài)中嚙合，所述內陽螺紋和內陰螺紋的螺紋在聯(lián)接狀態(tài)中嚙合。

陽軸向抵接表面和陰軸向抵接表面在聯(lián)接狀態(tài)中抵接。第一陽密封表面和第一陰密封表面在聯(lián)接狀態(tài)中密封接觸。第二陽密封表面和第二陰密封表面在聯(lián)接狀態(tài)中密封接觸。

外陽螺紋包括具有漸增寬度的燕尾螺紋，對應的外陰螺紋包括具有漸增寬度的燕尾螺紋，所述外陽螺紋的螺紋包括承載牙側和插入牙側，所述插入牙側在聯(lián)接狀態(tài)中無接觸，所述內陽螺紋的螺紋包括承載牙側和插入牙側，所述插入牙側在聯(lián)接狀態(tài)中無接觸。在與第一陰密封表面交叉的徑向平面中測量的陰元件的厚度介于陽螺紋元件的標稱厚度的20％至50％之間。

由于本發(fā)明，連接件對于外部壓力表現(xiàn)非常良好，布置在外螺紋和內螺紋之間的中央密封件防止壓力向內部傳播并且防止位于連接件的內側上的密封件發(fā)生任何變形。外螺紋的螺紋在拉緊和壓縮過程中提供了卓越的穩(wěn)定性，從而允許中央密封件發(fā)揮最優(yōu)功能。此外，在中央密封件和內部密封件之間選擇的距離遠遠小于螺紋的總長度，這意味著在壓縮情況中，能夠減小陽中央密封件相對于陰中央密封件的位移并且結果在它們最優(yōu)區(qū)域中保持相互配合合作。而且，密封件之間的距離沿著徑向軸線表述，因為材料的徑向厚度對密封行為產生主要影響。如果外螺紋和內螺紋的梯度相等，則密封件之間的軸向距離也具有代表性，但是是間接的。

陽螺紋元件的內陽螺紋和外陽螺紋在第一變型中可以具有擁有相同梯度的兩條不同母線，在第二變型中具有擁有不同梯度的兩條母線，并且在第三變型中具有共同母線。術語“外螺紋”和“內螺紋”表示分別具有大直徑和小直徑的螺紋。密封表面是這樣的區(qū)域，所述區(qū)域被機加工成與另一個螺紋元件的對應區(qū)域直徑干涉，所述干涉在不可避免的機加工公差內足以確保在聯(lián)接狀態(tài)中在正常使用條件下密封。密封表面可以是金屬/金屬。可以由鋼制造陽螺紋元件和陰螺紋元件。密封表面可以由鋼制成。

此外，外陰螺紋的螺紋包括承載牙側和插入牙側，所述承載牙側在聯(lián)接狀態(tài)中無接觸。內陰螺紋的螺紋包括承載牙側和插入牙側，所述承載牙側在聯(lián)接狀態(tài)中無接觸。旋擰扭矩保持較低。

在一個實施例中，內陽螺紋包括具有漸增寬度的螺紋，對應的內陰螺紋包括具有漸增寬度的螺紋。內陽螺紋的螺紋寬度朝向第一陽密封表面增加。內陰螺紋的寬度沿著與第一陰密封表面相反的方向增加。外陽螺紋的螺紋在沿著與第一陽密封表面相反的方向上具有漸增的寬度。外陰螺紋的螺紋朝向第一陰密封表面具有漸增寬度。提高了連接件的機械行為。

在一個實施例中，內陽螺紋包括具有漸增寬度的燕尾螺紋，對應的內陰螺紋包括具有漸增寬度的燕尾螺紋。降低了發(fā)生跳接的風險。

在一個實施例中，連接件包括單個陽軸向抵接表面和單個陰軸向抵接表面。所述軸向抵接表面可以是環(huán)形。陰軸向抵接表面可以布置在陰螺紋元件的孔附近。換言之，所述陽抵接表面和陰抵接表面布置在這樣的區(qū)域中，所述區(qū)域特別地相對于第一密封表面具有小直徑。陽軸向抵接表面可以布置在位于陽內螺紋的延伸部中的唇部的端部處。唇部在其外表面上具有用于第二陽密封表面的位置。這導致良好的連接效率和卓越的耐內壓力性。密封表面的定位是準確的。

在一個實施例中，在聯(lián)接狀態(tài)中，外陽螺紋在螺紋牙底處與對應的陰螺紋徑向干涉而在螺紋牙頂處與對應的陰螺紋具有一徑向間隙。

在另一實施例中，在聯(lián)接狀態(tài)中，外陽螺紋在螺紋牙頂處與對應的陰螺紋徑向干涉而在螺紋牙底處與對應的陰螺紋具有一徑向間隙。

在一個實施例中，在聯(lián)接狀態(tài)中，內陽螺紋在螺紋牙底處與對應的陰螺紋徑向干涉而在螺紋牙頂處與對應的陰螺紋具有一徑向間隙。

在另一實施例中，在聯(lián)接狀態(tài)中，內陽螺紋在螺紋牙頂處與對應的陰螺紋徑向干涉而在螺紋牙底處與對應的陰螺紋具有一徑向間隙。

在上述四個實施例中，徑向間隙優(yōu)選地介于0.05mm至0.500mm之間，更加優(yōu)選地介于0.05mm至0.400mm之間。旋擰扭矩在控制下表現(xiàn)良好。

在一個實施例中，在聯(lián)接狀態(tài)中無接觸的插入牙側與對應的插入牙側的軸向間隙介于0.002mm至1.000mm之間，優(yōu)選地介于0.002mm至0.400mm之間。因此這避免插入牙側之間發(fā)生接觸并且因此降低了在旋擰扭矩中出現(xiàn)尖峰的風險。

在一個實施例中，使得所述連接件處于聯(lián)接狀態(tài)中并且準備好使用的旋擰扭矩小于94907nm，優(yōu)選地67725.5nm，這對應于英制的70000英尺磅，優(yōu)選地50000英尺磅。

在一個實施例中，外陽螺紋在大直徑端部處逐漸消失。連接件的效率較高。

在一個實施例中，內陽螺紋在大直徑端部處逐漸消失。連接件的效率較高。

在一個實施例中，外陽螺紋包括承載牙側，所述承載牙側相對于徑向平面的傾角介于﹣1°至﹣15°之間，優(yōu)選地介于﹣5°至﹣8°之間。至少1°的絕對值表示獲得徑向內聚力的增益。

在一個實施例中，外陽螺紋包括插入牙側，所述插入牙側相對于徑向平面的傾角介于+1°至+15°之間，優(yōu)選地介于+5°至+8°之間。至少1°的絕對值表示獲得徑向內聚力的增益。

在一個實施例中，陽軸向抵接表面相對于徑向平面成介于0°至30°的角度。

在一個實施例中，第一管狀部件具有大于230mm的標稱外徑。

在一個實施例中，陰螺紋元件的外徑小于第二管狀部件的外徑的110％、優(yōu)選地103％。

在一個實施例中，螺紋具有錐度，所述錐度介于5％至20％之間。上緊快速。

在一個實施例中，陽螺紋元件包括唇部，所述唇部的厚度介于陽螺紋元件的標稱厚度的15％至40％之間，優(yōu)選地介于20％至35％之間。這個范圍表示母線能夠設置有高梯度并且能夠獲得高連接效率。唇部布置在內螺紋和陽軸向抵接表面之間。唇部承載第二陽密封表面。

在一個實施例中，連接件的效率就“半齊平”連接件(即，連接件的外徑比管的標稱直徑大1.5％至5％)而言大于80％，優(yōu)選地大于85％。

在一個實施例中，連接件的效率就“齊平”連接件(即，連接件的外徑等于管的標稱直徑，允許公差)而言大于60％，優(yōu)選地大于65％。

在一個示例中，連接件形成套管柱的一部分。

在一個實施例中，陽螺紋的螺距介于5mm至20mm之間。螺距可以等于8.466mm。

在一個實施例中，第一管狀部件設置有兩個陽螺紋元件，第二管狀部件設置有兩個陰螺紋元件。

在另一個實施例中，第一管狀部件包括所述陽螺紋元件和布置在另一個端部處的陰螺紋元件。

附圖說明

將從在附圖中圖解的以非限制性示例方式的實施例的以下詳細描述中更好地理解本發(fā)明，在附圖中：

圖1是根據(jù)本發(fā)明的一個方面的螺紋連接件的縱向截面圖的示意圖；

圖2是圖1的細節(jié)圖，示出了螺紋；

圖3是第一密封件的細節(jié)圖；

圖4是在旋擰期間的第二密封件的細節(jié)圖；

圖5是在聯(lián)接狀態(tài)中的第二密封件的細節(jié)圖；

圖6是簡圖，示出了在第一和第二密封表面上對于本發(fā)明的連接件和比較連接件而言當由沿著橫坐標的連接件承受的負荷改變時在縱坐標上的接觸表面；

圖7是對應于圖6的簡圖，其在縱坐標上示出了第一和第二密封表面的接觸長度；并且

圖8是負荷/壓力圖。

附圖不僅僅用于闡明本發(fā)明，而且還根據(jù)需要有助于其限定。

具體實施方式

為了改進連接件，本申請人研發(fā)了稱為優(yōu)質連接件的高質量連接件，超過api標準。密封表面可以設置在螺紋區(qū)域附近，所述表面在旋擰部件期間干涉接觸。

螺紋區(qū)域設置在管狀陽部件和陰部件中的每一個的端部處。管狀陰部件可以是大長度管或者相反地為短聯(lián)接式管。需要在高壓下密封流體(液體或者氣體)，從而針對給定螺紋連接件，使得密封表面或者區(qū)域相互徑向干涉接觸。徑向干涉配合的強度是陽螺紋區(qū)域和陰螺紋區(qū)域的相對軸向位置的函數(shù)，通過使得分別設置在陽端部和陰端部上的抵接表面接觸來確定所述相對位置。使得抵接件接觸而導致相對定位。抵接表面設置在連接件的內側上。抵接表面位于孔附近。陽端部在其外周上包括螺紋區(qū)域，密封表面自身延伸螺紋區(qū)域，終止于抵接表面中的終端部分延伸所述密封表面自身。陰端部在其內周上包括螺紋區(qū)域，由密封表面延伸所述螺紋區(qū)域。

本申請人具體關注大直徑螺紋連接件，尤其是用于套管的螺紋連接件。這種類型的連接件有時承受強拉緊和壓縮負荷。因此，期望的是在拉緊和壓縮條件下連接件的高性能。實際上，當拉緊力過大時，脫離現(xiàn)象致使螺紋相互分離，這導致連接件的兩個部件分離。從技術和成本的角度來看，結果尤為不利。這在螺紋具有圓錐母線的情況中尤為突出，一個螺紋的跳接能夠導致連接件完全分離開。

此外，本申請人發(fā)現(xiàn)，使得連接件投入使用，即，使其處于準備就緒的聯(lián)接狀態(tài)中所需的旋擰扭矩隨著管狀部件的標稱直徑增加而增加。然而，具有很高扭矩的旋擰機在全球范圍內相對罕見，這是因為它們使用和運輸笨重昂貴而且耗費時間。對于大直徑部件而言，獲得低的旋擰上緊扭矩表示能夠利用更通用且容易獲得的旋擰機上緊。急需在控制旋擰扭矩、拉緊和壓縮條件下的內壓性能和外壓性能的方面的改進。

如圖1所示，螺紋管狀連接件1包括陽螺紋元件2和陰螺紋元件3。陽螺紋元件2和/或陰螺紋元件3可以屬于長度為若干米的管，例如，長度為大約10米至15米的管。其端部中的一個(通常為陰螺紋元件)可以構成聯(lián)接件的端部，換言之，能夠用于連接兩根大長度管的短長度管均設置有兩個陽端部(螺紋和聯(lián)接，t&c連接件)。聯(lián)接件可以設置有兩個陰端部。在變型中，大長度管可以設置有陽端部和陰端部，以通過一體螺紋連接形成連接件。連接件1是大批量生產類型。

連接件1可以用于構成油氣井的套管柱。一旦陽螺紋元件和陰螺紋元件已經施加設想的旋擰扭矩進行連接，連接件1就準備就緒。

根據(jù)使用情況，管可以制成為不同類型的非合金鋼、低合金鋼或者高合金鋼，或者甚至為鐵合金或者非鐵合金，這些管基于它們的使用情況等進行熱處理或者加工硬化，使用情況的示例有：機械負荷的水平、管內側或者外側的流體的腐蝕性等。還能夠使用鋼管，鋼管具有低抗腐蝕性并且涂覆有保護涂層，例如由耐腐蝕合金或者合成材料形成的涂層。

術語“旋擰”指的是使一個部件相對于另一個部件相對旋轉和平移而使得螺紋區(qū)域相互嚙合的操作。術語“上緊”指的是繼旋擰之后繼續(xù)相對旋轉和平移從而在兩個部件之間產生給定上緊扭矩的操作。相對于徑向平面(在與牙底相連的倒圓半徑的高度處穿過牙側的基部)沿著順時針方向測量牙側角度。

具有自鎖螺紋的連接件不能滿足這類需要，所述自鎖螺紋的連接件的螺紋滿足螺紋的傳統(tǒng)功能以及軸向抵接的功能。這種類型的連接件需要非常高的扭矩，而與此同時對于磨損敏感并且具有精細的密封。實際上，機加工螺紋在實際上嚙合的螺紋的整個長度上產生了摩擦，所述機加工螺紋的承載牙側和插入牙側同時與自身互補的螺紋的互補牙側干涉。而且，螺紋的制造公差意味著不能確保將陽元件非常正確地定位在陰元件中。陽元件和陰元件的相對軸向定位存在不確定性，這種不確定性能夠導致密封表面的密封件發(fā)生故障。而且，特別地由于螺紋牙頂和螺紋牙底之間所需的間隙而導致產生流體能夠在其中前進的徑向空間，因此這種類型的連接件不能通過螺紋自身提供令人滿意的高密封度。

如圖1所示，陽螺紋元件2布置在第一管狀部件的端部處。第一管狀部件還包括本體6，所述本體6在其長度上具有基本恒定的內徑和外徑。本體6和陽螺紋元件2成一體(通過軋制、增厚或者焊接)。陽螺紋元件2具有孔4?？?與本體6可以是常見的。還可以軋制、可選地涂覆孔4。通常，孔4不是機加工的。第一管狀部件的本體6設置有外軋制表面。陽螺紋元件2在孔4和本體6的外表面之間機加工(至少大部分)。第一和第二管狀部件準備好使用，其中，它們的最終外徑在其使用期間保持基本不變。由于陽元件/陰元件的干涉而在承載表面或者螺紋的區(qū)域中外徑可以略微增加。這種增加保持很小，最大增加大約0.2mm至0.3mm。

陽螺紋元件2包括布置在本體6附近的外陽螺紋8。外陽螺紋8設置有一個或者兩個螺紋。下文描述內容能夠應用于單螺紋型式和多螺紋型式，特別地已知為“雙頭螺紋”型式的雙螺紋型式。外陽螺紋8遵循圓錐母線，所述圓錐母線優(yōu)選地具有范圍為5％至20％的梯度。優(yōu)選的范圍為8.33％至20％。外陽螺紋8設置有燕尾螺紋。螺紋在接近螺紋牙頂處具有最大寬度而在遠離螺紋牙頂處具有最小寬度。最小寬度大體位于螺紋谷部附近。除了齒根圓角半徑之外，螺紋可以具有梯形輪廓，所述梯形輪廓具有由螺紋牙頂形成的長底。梯形可以為等腰梯形。外陽螺紋8在本體6附近包括全螺紋和不完全螺紋或者逐漸消失的螺紋。逐漸消失的螺紋減小了連接件的體積。外陽螺紋8朝向本體6具有漸增的齒寬度而朝向本體6具有逐漸減小的谷寬度。外陽螺紋8具有在本體6的附近的大直徑端部和與大直徑端部相對的小直徑端部。

陽螺紋元件2包括內陽螺紋10。之所以說第二陽螺紋10處于內部是因為第二陽螺紋10的直徑小于第一陽螺紋8的直徑。內陽螺紋10因此朝向連接件的內部定位。內陽螺紋10在這種情況中沿著連接件的軸線的長度大于外陽螺紋8的長度。在優(yōu)選實施例中，內陽螺紋10的幾何結構與外陽螺紋8的幾何結構在錐度、螺紋高度、承載牙側角、插入牙側角和螺距變化上相同。內陽螺紋10在其小直徑區(qū)域中具有全螺紋而在最接近外陽螺紋8的其大直徑區(qū)域中具有不完全螺紋。內陽螺紋10的母線與外陽螺紋8的母線相同。陽螺紋10的母線角度與外陽螺紋8的母線角度相同。

在外陽螺紋8和內陽螺紋10之間，陽螺紋元件2包括第一陽外周表面14，見圖3。第一陽外表面14是環(huán)形。通常，第一陽外表面14軸向布置在一區(qū)域中，在所述區(qū)域中，陽螺紋元件2的厚度大于或者等于在本體6的附近中獲得的其最大厚度的50％。

從外陽螺紋8至內陽螺紋10，第一陽外周表面14具有第一斜坡14a，所述第一斜坡14a從外陽螺紋8的具有最小直徑的谷部延伸。第一斜坡14a形成外陽螺紋8的攻部，第一齒從所述攻部開始。第一斜坡14a可以具有范圍為20°至50°的梯度。在沿著徑向方向觀察時第一斜坡14a的尺寸為大約0.1mm至3.0mm。第一外周面14包括第一圓柱部分14b。第一圓柱部分14b在此為第一斜坡14a的在第一斜坡14a的小直徑一側上的與外陽螺紋8相對的延伸部。第一外周表面14包括第二斜坡14c。第二斜坡14c為錐形。第二斜坡14c具有范圍為10°至30°的梯度。第二斜坡14c在與第一斜坡14a相對側上連接到第一圓柱部分14b。第一斜坡14a、第一圓柱部分14b和第二斜坡14c提供環(huán)形空間16，所述環(huán)形空間16能夠根據(jù)需要收集多余潤滑劑。

第一外周表面14包括陽密封表面12。陽密封表面12形成陽螺紋元件2的第一密封表面。陽密封表面12布置在陽螺紋元件2的一區(qū)域中，所述區(qū)域的徑向厚度是最大厚度的50％至80％。第一陽密封表面12包括圓柱部分12a和凸出部分12b。在圓柱部分12a和凸出部分12b的接合部處、在所述接合部和孔4之間測量最大厚度。圓柱部分12a毗鄰第二斜坡14c。凸出部分12b遠離第二斜坡14c。在圓柱部分12a和凸出部分12b之間測量陽密封表面12。

第一陽密封表面12在與第一圓柱表面14b相對的側部上連接到第二斜坡14c。第一陽密封表面12連接到第二斜坡14c的大直徑端部。這個情況中的凸出部分12b具有拱形狀，例如，曲率半徑范圍是30mm至80mm。第一外周表面14包括第二圓柱部分14d，所述第二圓柱部分14d布置在第一陽密封表面12和內陽螺紋10之間。凸出部分12b連接到第二圓柱部分14d。第二圓柱部分14d軸向延伸大約3mm至25mm的距離。第二圓柱部分14d的直徑等于內陽螺紋10的齒的最大直徑。換言之，由所述直徑限定內陽螺紋10的大直徑齒的高度。至少最后的螺紋是不完全的。第一陽密封表面12設置成與陰螺紋元件3干涉。第二斜坡14c的大直徑區(qū)域也可以與陰螺紋元件3干涉。

超出與外陽螺紋8相對的側部上的內陽螺紋10的端部，陽螺紋元件2包括第二外周表面26和陽軸向抵接表面20，所述陽軸向抵接表面20形成所述陽螺紋元件的終端部分。第二外周表面26形成唇部28的外包層，所述唇部28由孔4在相對側部上界定。第二外周表面26包括圓柱部分26a，所述圓柱部分26a靠近內陽螺紋10的最小直徑谷部。圓柱部分26a的直徑略微小于內陽螺紋10的最小直徑谷部的直徑。

第二外周表面26包括第二陽密封表面22，第二陽密封表面22在這種情況中形狀為錐形，見圖4。梯度范圍可以是3°至10°。第二陽密封表面22沿著陽軸向抵接表面20的方向從圓柱部分26a延伸。第二陽密封表面22的沿著連接件的軸線的軸向尺寸范圍是10mm至35mm。陽螺紋元件的第二外周表面26包括第二錐形表面26b和凸出表面26c，所述凸出表面26c布置在第二陽密封表面22和陽軸向抵接表面20之間。第二錐形表面26b的梯度大于第二陽密封表面22的梯度。第二錐形表面26b的梯度范圍是10°至50°。凸出表面26c的梯度大于或者等于第二錐形表面26b的梯度。術語“梯度”在此使用時表示相對于陽螺紋元件的軸線的傾角。在此凸出表面26c具有范圍是0.25mm至1.5mm，優(yōu)選0.5mm至1.0mm的曲率半徑。第二密封表面22設置成與陰螺紋元件3產生干涉配合。

形成陽螺紋元件的鼻部的陽軸向抵接表面20具有相對于徑向平面的角度，所述角度范圍是0°至30°(包括端值)。優(yōu)選地，所述角度范圍是10°至30°。在圖1的示例中，所述角度等于15°。陽軸向抵接表面20連接到陽螺紋元件2的孔4。

陰螺紋元件3包括外陰螺紋9，所述外陰螺紋9在聯(lián)接狀態(tài)中與外陽螺紋8嚙合。外陰螺紋9可以延伸到緊鄰陰螺紋元件3的終端表面3a(在這種狀況中是徑向的)附近。終端表面3a在上緊狀態(tài)中是自由的。陰螺紋元件3還包括內陰螺紋11，所述內陰螺紋11在聯(lián)接狀態(tài)中，特別地在圖1示出的位置中與內陽螺紋10嚙合時配合。外陰螺紋9的螺紋是全螺紋。內陰螺紋11的螺紋是全螺紋。在外陰螺紋9和內陰螺紋11之間，陰螺紋元件3包括內周表面15。

內周表面15是環(huán)形。內周表面15包括第一圓柱部分15a，所述第一圓柱部分15a沿著與終端表面3a相反的方向延伸外陰螺紋9。第一圓柱部分15a徑向布置成至少部分面向陽螺紋元件2的外周表面14的第一圓柱部分14b。陰螺紋元件的第一圓柱部分15a和陽螺紋元件的第一圓柱部分14b分離開一徑向距離，從而避免干涉，允許制造公差而且形成所述空間16。陰螺紋元件3的第一圓柱部分15a在大于陽螺紋元件2的第一圓柱部分14b的距離上軸向延伸。陰螺紋元件3的第一圓柱部分15a還在陰螺紋9的最小直徑螺紋牙頂?shù)难由觳恐醒由?。第一圓柱部分15a可以與外陽螺紋8的最小直徑谷部干涉接觸或者與所述最小直徑谷部相距非常小的距離。第一圓柱部分15a還徑向面向斜坡14a，所述斜坡14a布置在外陽螺紋8的最小直徑谷部和第一圓柱部分14b之間。

見圖3，陰螺紋元件3的內周表面15包括第一陰密封表面13，所述第一陰密封表面13布置在與外陰螺紋9和內陰螺紋11間隔開一定距離的位置處。第一陰密封表面13位于第一圓柱部分15a的延伸部中。第一陰密封表面13具有中央錐形部分13a。圓錐角的范圍可以是1°至20°。第一陰密封表面13包括第一拱形表面13b，所述第一拱形表面13b布置在第一圓柱部分15a和中央部分13a之間。第一拱形表面13b具有范圍是1mm至30mm的半徑。

第一陰密封表面13包括第二拱形表面13c，所述第二拱形表面13c布置在中央部分13a和第二圓柱部分15b之間。第二拱形表面13c具有范圍是1mm至15mm的半徑。中央部分13a具有與外陰螺紋9相對的最小直徑。在如圖1所示的連接件的聯(lián)接狀態(tài)中，第一陰密封表面13與具有倒圓凸出狀的第一陽密封表面12形成強直徑干涉。密封件是“圓錐上環(huán)面”密封件。第一陰密封表面13布置在陰螺紋元件3的一區(qū)域中，所述區(qū)域的徑向厚度范圍是陽螺紋元件2的最大厚度的20％至50％。在中央部分13a和第二拱形表面13c之間的接合點處，在所述接合部和外表面7之間測量最大厚度。在中央部分13a和第二拱形表面13c之間的接合點處測量第一陰密封表面13的徑向厚度。

陰螺紋元件3的內周表面15包括第二圓柱部分15b。第二圓柱部分15b布置成面向陽螺紋元件2的外周表面14的第二圓柱部分14d。第二圓柱部分15b在2mm至25mm的長度上延伸。在第二圓柱部分14d和第二圓柱部分15b之間形成了間隙17。第二圓柱部分15b連接到內陰螺紋11的具有最大直徑的谷部。

陰密封表面23形成陰螺紋元件3的第二密封表面。陰密封表面23和陽密封表面22形成“圓錐上圓錐”密封件。

在內陰螺紋11的另一個端部處，見圖4，陰螺紋元件3包括設置有陰密封表面23的第二內周表面27。第二內周表面27包括圓柱部分27a，所述圓柱部分27a的直徑略微大于陽螺紋元件2的第二外周表面26的對應第一圓柱部分26a的直徑。所述圓柱部分27a布置在內陰螺紋11的最后齒的具有最小直徑的牙頂?shù)难由觳恐?。第二陰密封表?3延伸與內陰螺紋11相對的所述圓柱部分27a。超出第二陰密封表面23，第二內周表面27包括倒圓中空部27b。中空部27b的直徑在聯(lián)接狀態(tài)中大于陽螺紋元件2的第二外周表面26的凸出部分26c的直徑。在非聯(lián)接狀態(tài)中，中空部27b的直徑可大于凸出部分26c的直徑。

第二陰密封表面23具有第一錐形部分23a、第二錐形部分23b和第三錐形部分23c。在此，第一錐形部分具有范圍是5°至25°的半角。第一錐形部分23a占據(jù)第二陰密封表面23的長度的大于15％。第一錐形部分23a連接到圓柱部分27a。第二錐形部分23b布置在第一錐形部分23a和第三錐形部分23c之間。第二錐形部分23b的梯度范圍是3°至15°。第二錐形部分23b的梯度小于第一錐形部分23a的梯度。第三錐形部分23c連接到中空部27b。第三錐形部分23c的梯度范圍是15°至35°。第三錐形部分23c的梯度大于第二錐形部分23b的梯度。第三錐形部分23c在聯(lián)接狀態(tài)中與第二錐形表面26b產生了干涉配合。

陰螺紋元件3包括陰軸向抵接表面21，所述陰軸向抵接表面21布置在第二內周表面27和所述陰螺紋元件3的孔5之間。更加精確地，陰軸向抵接表面21布置在中空部27b和孔5之間。陰軸向抵接表面21的方向與陽軸向抵接表面20的方向基本類似(在本情況中相同)。

在圖1和圖5示出的聯(lián)接狀態(tài)中，外陰螺紋9和外陽螺紋8嚙合。內陰螺紋11和內陽螺紋10嚙合。第一陽密封表面12和第一陰密封表面13徑向干涉，從而提供了至少針對液體或者甚至在需要時針對氣體的密封。第二陽密封表面22和第二陰密封表面23徑向干涉，從而提供了至少針對液體或者甚至針對氣體的密封。陽軸向抵接表面20和陰軸向抵接表面21相互支承。軸向抵接件的支承確保相對于陰螺紋元件3精確以及可重復地定位陽螺紋元件2。在示出的實施例中，陽軸向抵接表面20是環(huán)形并且陰軸向抵接表面21是環(huán)形。陽軸向抵接表面和陰軸向抵接表面是唯一的。

第二內周表面27的中空部27b與陽螺紋元件2間隔開。更加精確地，中空部27b與陽螺紋元件2的第二外周表面26的凸出表面26c間隔開。形成在中空部27b和凸出表面26c之間的環(huán)形空間18意味著能夠收集過量的潤滑劑。環(huán)形空間18能夠用于確保實際在陽抵接表面20和陰抵接表面21上執(zhí)行抵接接觸。環(huán)形空間18能夠用于避免在凸出表面26c和陽軸向抵接表面20之間的接合部處抵接。環(huán)形空間18能夠用于避免在第三錐形部分23c和陰軸向抵接表面21之間的接合部處抵接，這可能在沒有倒圓中空部27b的情況中發(fā)生。

第二錐形表面26b與第二陰密封表面23的第三錐形部分23c接觸或者略微干涉。

在圖4中，在圖5中示出的連接位置之前，在旋擰期間的狀態(tài)中示出連接件。陽軸向抵接表面20和陰軸向抵接表面21分離開數(shù)毫米。圖4示出了處于理論狀況中的連接件，其中沒有考慮兩個密封表面22和23相互作用。第二密封表面22和23之間的干涉是理論性的，并且大于真實干涉。這由以下事實來闡釋：在圖4中孔4的直徑略微大于孔5的直徑。相反，在表示真實連接狀態(tài)的圖5中，孔4的直徑小于孔5的直徑數(shù)毫米。兩個密封表面22和23相互作用致使唇部28徑向向內移動。實際上，唇部28的徑向厚度遠遠小于第二陰密封表面23的區(qū)域中的螺紋元件3的徑向厚度。因此在旋擰結束之前不久，唇部28比陰螺紋元件的對應部分更易于變形。

兩個密封表面22和23接觸唇部28并且唇部28在彈性變形區(qū)域中略微向內變形。在旋擰結束時，陽軸向抵接件20和陰軸向抵接件21抵接接觸，并且由于它們的梯度而趨于使得徑向朝向唇部28的內部的略微彈性變形變得穩(wěn)定。

圖2更加詳細地示出了外陽螺紋8和外陰螺紋9。內陽螺紋10和內陰螺紋11可以采用相同形狀和相同的特征。外陽螺紋8具有錐形母線，所述錐形母線的梯度范圍是5％至20％，例如等于15％。外陽螺紋8包括齒8a和谷部8b。外陽螺紋8的螺距范圍可以是5mm至20mm，例如等于8.466mm。外陽螺紋8具有插入牙側8c和承載牙側8d。插入牙側8c的傾角范圍是+1°至+15°，例如是+5°至+8°。承載牙側8d相對于徑向平面的傾角范圍是﹣1°至15°，例如是﹣5°至﹣8°。因此，齒8a在靠近其牙頂?shù)膮^(qū)域中的寬度高于靠近谷部8b的區(qū)域中的寬度。外陽螺紋8是燕尾螺紋。

外陰螺紋9是燕尾螺紋。外陰螺紋9包括具有插入牙側9c和承載牙側9d的齒9a和谷部9b。與谷部9b附近相比，齒9a在其牙頂附近更寬。齒9a的牙頂基本平行于連接件的軸線。谷部9b的牙底基本平行于連接件的軸線。齒8a的牙頂基本平行于連接件的軸線。谷部8b的牙底基本平行于連接件的軸線。插入牙側9c的傾角范圍是+1°至+15°，例如是+5°至+8°。承載牙側9d相對于徑向平面的傾角范圍是﹣1°至﹣15°，例如是﹣5°至﹣8°。

在示出的實施例中，齒9a和谷部8b在圖2示出的聯(lián)接狀態(tài)中徑向干涉。所述徑向干涉足夠小以避免螺紋塑性變形。齒8a和谷部9b分離開。齒8a和谷部9b之間的表示螺紋徑向間隙的距離介于0.050mm至0.500mm之間，例如介于0.050mm至0.400mm之間。在聯(lián)接狀態(tài)中，外陽螺紋8的插入牙側8c和外陰螺紋9的插入牙側9c分離開。表示軸向螺紋間隙的它們分離開的距離tag介于0.002mm至1.000mm之間，例如介于0.002mm至0.400mm之間。在聯(lián)接狀態(tài)中，外陽螺紋8的承載牙側8d和外陰螺紋9的承載牙側9d相互支承，特別地由于抵接表面20和21相互作用。如上所述，內陽螺紋10和內陰螺紋11可以采用相同形狀。優(yōu)選地，內螺紋10和11具有插入牙側和承載牙側，所述插入牙側和承載牙側最多以外螺紋8和9的插入牙側和承載牙側的傾角傾斜。

在變型中，內螺紋10和11的插入牙側和承載牙側可以徑向定向，這能夠增加拉緊性能。

在另一個變型中，內螺紋10和11的插入牙側是徑向，而內螺紋10和11的承載牙側的傾角與外螺紋8和9的承載牙側的傾角基本相同。內螺紋10和11的螺距等于外螺紋8和9的螺距。

外螺紋8和9具有連續(xù)可變的寬度。每匝的螺紋寬度變化可以介于0.1mm至1mm之間。

通過選擇內螺紋和外螺紋的插入牙側和承載牙側的母線梯度和角度，確定必須完成以獲得聯(lián)接狀態(tài)的匝數(shù)。清楚地，插入牙側和承載牙側的定向使得在開始旋擰期間，陽螺紋或者陰螺紋的齒的最寬部分進入到陰螺紋或者陽螺紋的對應谷部的最窄部分中。

圖6圖解了由第二密封表面形成的內密封件和由第一密封表面形成的中央密封件的接觸表面的變化。在此通過比較的方式使用參照連接件，所述參照連接件與本發(fā)明的連接件的主要區(qū)別在于螺紋部分的數(shù)量。實際上，參照連接件具有僅僅一級并且密封表面的抵抗外部壓力的位置位于本發(fā)明的兩個螺紋部分之間或者在靠近參照連接件上的本體6的外表面的外側上。軸向抵接件在本發(fā)明中靠近孔5，并且在參照連接件上位于靠近本體6的外表面的外側。在壓力和軸向力變化的步驟中實施接觸表面測試。第一步驟對應于連接狀態(tài)，所述連接狀態(tài)在連接件的內部和外部之間具有相等壓力并且具有零拉緊/壓縮負荷。第二步驟保持相等壓力，并且在連接件的100％的標稱拉緊——彈性限值或者lec——即，54865kn(12346千磅)下實施。第三步驟相對于565370kpa(82kpsi)的標稱壓力施加標稱拉緊負荷的100％和內壓的50％。第四步驟施加100％的標稱拉緊負荷和100％的標稱內壓。第五步驟施加80％的標稱拉緊負荷并且內壓為689476kpa(100kpsi)。第六步驟施加751528kpa(109kpsi)的最大內壓和由這個壓力導致產生的拉緊(端部堵塞)，即，24757kn(5571千磅)。第七步驟對應于沒有拉緊/壓縮負荷的682581kpa(99kpsi)的內壓。第八步驟施加33.3％的標稱壓縮負荷并且內壓為標稱值的100％。第九步驟施加66.7％的標稱壓縮負荷并且內壓為358527kpa(52kpsi)。第十步驟施加100％的標稱壓縮負荷，即，﹣54865kn(﹣12346千磅)以及為0的內壓。第十一步驟沒有施加負荷。第十二步驟在0壓力下施加100％的標稱值的壓縮。第十三步驟施加100％的標稱值的壓縮和零壓力。第十四步驟施加50％的標稱值的壓縮和427475kpa(62kpsi)的外壓。在不存在壓縮/拉緊負荷的條件下，第十五步驟施加﹣427475kpa(﹣62kpsi)的純外壓。第十六步驟在25％的標稱值下施加拉緊負荷和199948kpa(29kpsi)的外壓。第十七步驟在不存在內壓或者外壓的情況下施加50％標稱值的拉緊負荷。第十八步驟既沒有施加壓力負荷也沒有施加拉緊/壓縮負荷。第十九步驟在不存在壓差的情況下施加100％標稱值的拉緊。第二十步驟施加100％的標稱值的拉緊負荷和50％的標稱值的內壓。第二十一步驟施加100％標稱值的拉緊負荷和100％標稱值的內壓。第二十二步驟施加80％的標稱值的拉緊負荷和100psi的內壓。第二十三步驟施加最大內壓和由這個壓力產生的拉緊(端部堵塞)。第二十四步驟施加751528kpa(109kpsi)的內壓和5571kpsi的拉緊負荷。第二十五步驟施加33.3％標稱值的壓縮負荷和100％標稱值的內壓。第二十六步驟施加66.7％標稱值的壓縮負荷和358527kpa(52kpsi)的內壓。第二十七步驟在不存在壓差的情況下施加100％標稱值的壓縮負荷。最后的第二十八步驟對應于不存在壓差和拉緊或者壓縮負荷的情況。在圖8中示出了這些步驟，所述圖8示出了載荷點。這些點循環(huán)若干次，遵循裝載周期。相同的點被經過若干次。因此，較之圖8中的承載點在圖6和圖7中存在更多的步驟。

對應于本發(fā)明的連接件的密封件和用于比較的連接件的相應視圖示出了在大部分情況中性能均得以顯著提高，特別是在比較連接件提供了有限性能的情況下。舉例說明，在步驟1中，內密封件的接觸表面的優(yōu)良性是比較連接件的表面的大約4倍。中央密封件提供的表面接觸是由比較連接件提供的表面接觸的大約3倍。在單純拉緊的作用下，對應于第二步驟，本發(fā)明的連接件的內密封件的接觸表面是參照連接件的接觸表面的三倍。中央密封件提供的接觸表面是由本發(fā)明的連接件的外密封件提供的接觸表面的大約6倍。在第四和第五步驟中，內密封件的接觸表面與參照連接件的接觸表面相當，并且相比而言本發(fā)明的連接件的中央密封件的接觸表面是由參照連接件的外密封件提供的接觸表面的三倍至四倍。這與僅僅施加內壓的步驟基本相同。換言之，通過本發(fā)明的中央密封件提高了在沒有壓縮或者拉緊負荷的情況中的承受高內壓的本發(fā)明的連接件的性能，原因在于其防止內承載表面免受外壓的影響。在高內壓和壓縮負荷作用下的本發(fā)明的連接件的性能大幅提高。

在施加壓縮的步驟中，特別地在步驟8、9、10、12、13、14、25和26中，內密封件的接觸能量提高到1.4倍至6倍，即，增加了40％至500％。最終，由本發(fā)明的連接件的內密封件提供的最小接觸能量超過參照連接件的內密封件提供的最小接觸能量的三倍。本發(fā)明連接件的中央密封件的接觸能量在2d投影時高于400nmm^﹣1，而參照連接件的外密封件的接觸能量可以在拉緊負荷下或不存在負荷的條件下具有非常低的值。

在圖7中，使用相同模型和相同步驟構造的簡圖展示了本發(fā)明的連接件和參照連接件的內密封件的以毫米為單位的接觸長度、以及本發(fā)明的連接件的中央密封件和參照連接件的外密封件在頂部和底部處的以毫米為單位的接觸長度。本發(fā)明的連接件的內密封件的密封接觸長度通常在大部分步驟中遠遠高于參照連接件的密封接觸長度，尤其是在純粹拉緊情況、內壓為標稱值的0％至50％、在有內壓或者沒有內壓的壓縮情況中、在有外壓壓縮或者沒有外壓壓縮的情況中、在不存在拉緊/壓縮時僅僅外部壓力作用下、在利用介于標稱值的0％至50％的外壓中等強度拉緊的作用下。在僅僅壓縮的情況中所獲得效果尤為顯著，其中，密封接觸長度增加到4倍或者5倍。在100％壓縮以及100％外部壓力的作用下性能也很顯著，其中，接觸長度增加到超過4倍。內部密封件的接觸長度的最小值相對于參照連接件增加了大于100％。

針對其他密封件、根據(jù)本發(fā)明的中央密封件和用于參照連接件的外部密封件，與參考連接件相比，接觸長度也大大增加，其中，不考慮測試情況的最小長度基本等于內密封件的最小長度，而針對參照連接件的最小長度接近0。因此針對具有內壓、單純內壓、不存在負荷、100％標稱拉緊和內壓介于0至100％的條件下的拉緊情況，中央密封件的性能提高了多于100％。對于在三分之一和三分之二的標稱和內部壓力條件下的壓縮情況，性能大幅提升。

壓縮具有能夠破壞密封表面的作用。在測試期間，檢測泄露，尤其是在拉緊條件下檢測泄露。

作為示例，本發(fā)明的連接件的旋擰扭矩針對365.27mm的最大直徑等于90000nm。發(fā)現(xiàn)中央密封件不受壓力方向的影響針對拉緊負荷特別穩(wěn)定。外密封件不受壓力方向的影響在壓縮條件下高度穩(wěn)定，并且不受拉緊/壓縮負荷的影響在沒有內部壓力的條件下高度穩(wěn)定。

示出的密封件為“圓錐上環(huán)面”類型?！碍h(huán)面上環(huán)面”類型密封件構成變型方案?！皥A錐上圓錐”密封件構成了變型方案。

因此，已經示出了雙螺紋連接件、內螺紋密封表面、內密封表面、與外燕尾螺紋型螺紋抵接的內軸向抵接件，以關于在內壓/外壓周期和拉緊/壓縮周期的行為提供了特別好的性能，所述外燕尾螺紋型螺紋具有可變寬度、插入牙側和與第一陰密封表面成直角的針對陰螺紋元件所選的厚度，所述插入牙側在聯(lián)接狀態(tài)中沒有接觸，所述厚度介于陽螺紋元件的標稱厚度的20％至50％之間。