專利名稱：具有擾動齒側面的螺紋連接件的制作方法
技術領域：
在此公開的實施方式涉及用于管件的螺紋件。更具體地，這些實施 方式涉及部分銷釘螺紋與套管螺紋之間的隙距減小的螺紋件。
背景技術：
在鉆井、完井和開采井時經常采用套管連接件、襯套、鉆管和鉆鋌 (總體被稱為"管件")。套管連接件例如可以布置在井孔中以穩(wěn)定地層、 防止地層免受升高的井孔壓力(例如超過地層壓力的井孔壓力)等等。 套管連接件可以以首尾相連的方式通過螺紋連接件、焊接連接件和本領 域中已知的其它連接件連接。這些連接件可以被設計成在連接的套管連 接件的內部與在套管連接件外壁與井孔壁間形成的環(huán)形空間之間形成 密封。密封可以是例如彈性體密封(例如O形環(huán)密封)、接近連接件形 成的金屬對金屬的密封、或本領域己知的類似密封。在一些連接中，密 封形成在套管螺紋與銷釘螺紋之間。具有這一特性的連接件被稱為具有 "螺紋密封"。在此采用的"螺紋密封"意思是密封形成在套管元件上的套 管螺紋的至少一部分與銷釘元件上的銷釘螺紋之間。
將會認識到，在此采用的某些術語通常倍理解為管狀連接件例如在 例如組裝管柱以降入井孔內時沿管件的中心軸線連接在垂直位置。因 而，術語"載荷齒側面(load flank)"指定螺紋面向遠離其上形成螺紋的 相應銷釘或套管元件外端并支承懸掛在井孔中的下管件的重量(也就是 拉伸載荷)的側壁表面。術語"入扣齒側面(stab flank)"指定螺紋面向相應銷釘或套管元件并支承將連接件相互壓縮的力(例如在連接件的最 初組裝過程中上管件的重量或者例如將下管件推靠在孔洞底部上所施 加的力(也就是壓縮力))。術語"套管的面"是套管元件從套管螺紋向 外面對的端部并且術語"銷釘的前端"是銷釘元件從連接件的螺紋向外 面對的端部。在組裝連接件時，銷釘的前端入扣在套管的面內并經過套 管的面。
通常用于形成螺紋密封的一種螺紋是楔形螺紋。在圖1中示出了具 有楔形螺紋的連接件。"楔形螺紋"特征在于在銷釘元件101和套管元件
102上的相對方向上螺紋寬度(也就是載荷齒側面225和226與入扣齒 側面232和231之間的軸向距離)增大。在授予Blose的美國專利 No.RE30，647、授予Reeves的美國專利No.RE34,467、授予Ortloff的美 國專利No.4,703,954和授予Mott的美國專利No.5,454,605中廣泛公開 了楔形螺紋，這些專利都被轉讓給本發(fā)明的受讓人并在此引入作為參 考。在銷釘元件101上，銷釘螺紋牙頂222向銷釘元件101的遠端變窄， 同時套管螺紋牙頂291變寬。沿軸線105移動(從右到左)，銷釘螺紋 牙頂222變寬，同時套管螺紋牙頂291變窄。
通常，利用具有較寬牙頂和齒根的自由延伸的螺紋難以實現螺紋密 封，然而，在用于楔形螺紋時，同樣的螺紋形式可以具有螺紋密封。多 種螺紋形式可以用于下文公開的實施方式。適當的螺紋形式的一個實例 是在授予Klementich并在此引入作為參考的美國專利No.5，360,239中公 開的半鳩尾螺紋形式。另一螺紋形式包括在授予Church并在此引入作 為參考的美國專利No.6,722,706中公開的多面載荷齒側面或入扣齒側 面。在授予Watts的美國專利No.6,578，880中公開了具有大體上矩形形 狀的開口螺紋形式。上述每種螺紋形式都是可以用于具有楔形螺紋或自 由運動螺紋(free running thread)的實施方式的示例性螺紋形式。本領 域普通技術人員將會認識到，在此包含的教導并非局限于這些具體螺紋 形式。
對于楔形螺紋，通過在組裝連接件時產生的由銷釘載荷齒側面226 與套管載荷齒側面225之間以及銷釘入扣齒側面232與套管入扣齒側面231之間的連接件的至少一部分上的干涉引起的接觸壓力實現螺紋密 封。齒根292， 221與牙頂222， 291之間的緊密接近或干涉在其發(fā)生在 產生齒側面干涉的位置的至少一部分上時相應實現螺紋密封。隨著銷釘 元件101和套管元件102上的齒根與牙頂之間的干涉("齒根/牙頂干涉") 的增大并通過增大齒側面干涉可以包含更高壓力。這種特定連接件還包 括通過分別位于銷釘元件101和套管元件102上的相應密封表面103和 104之間的接觸實現的金屬對金屬的密封。
通常在連接件上不具有正止動轉矩肩部的楔形螺紋的特性在于組 裝是"不確定的"，因而銷釘元件和套管元件的相對位置在所施加的給定 轉矩范圍內比具有正止動轉矩肩部的連接件變化更大。在此采用的"組 裝"指的是通過螺紋將銷釘元件和套管元件連接在一起。"選定的組裝" 指的是利用所需量值的轉矩或根據銷釘元件與套管元件的相對位置(軸 向或圓周)通過螺紋將銷釘元件和套管元件連接在一起。對于被設計成 在選定組裝下具有齒側面干涉和齒根/牙頂干涉的楔形螺紋，齒側面干涉 和齒根/牙頂干涉隨著連接件的組裝而增大(也就是轉矩的增大使齒側面 干涉和齒根/牙頂干涉增大)。對于被設計成具有齒根/牙頂間隙的楔形 螺紋，間隙隨著連接件的組裝而減小。無論楔形螺紋是何種設計，相應 的齒側面和相應的齒根與牙頂在組裝過程中相互靠近(也就是間隙減小 或干涉增大)。不確定組裝允許通過增大連接件上的轉矩增大齒側面干 涉和齒根/牙頂干涉。因而，能夠通過將連接件設計成具有更大的齒側面 干涉和/或齒根/牙頂干涉或通過增大連接件上的轉矩使楔形螺紋對更高 壓力的氣體和/或液體進行螺紋密封，然而，這樣在組裝過程中也增大了 連接件上的應力，從而會導致在使用過程中發(fā)生失效。
被用于油田管狀連接件的自由運動螺紋通常在連接件組裝時不會 形成螺紋密封。圖2表示具有自由運動螺紋的現有技術的連接件。自由 運動螺紋包括載荷齒側面154和155、入扣齒側面157和158、牙頂159 和162、以及齒根160和161。作為具有自由運動螺紋的連接件的典型， 所述連接件取決于分別布置在銷釘元件101和套管元件102上的接觸表 面151和152形成的正止動轉矩肩部。圖2所示的正止動轉矩肩部共同被稱為"銷釘前端肩部"。在其它連接件中，作為替代，正止動轉矩肩部
可以由套管面163和銷釘元件101上的配合肩部(未示出)形成。正止
動肩部可以提供密封。與通過楔入銷釘螺紋和套管螺紋進行組裝的楔形 螺紋不同，自由運動螺紋取決于組裝過程中對連接件加載的正止動轉矩
肩部。為了對圖2所示的連接件進行組裝，銷釘元件101和套管元件102 通過螺釘連接在一起，直至表面151和152形成鄰接，在該位置銷釘載 荷齒側面154和套管載荷齒側面155也處于鄰接。向銷釘元件101和套 管元件102施加附加轉矩以對表面151和152以及銷釘載荷齒側面154 和套管載荷齒側面155進行加載，直至己經向連接件施加了所需量值的 組裝轉矩。
圖2所示的連接件不能實現螺紋密封，因為在銷釘入扣齒側面157 與套管入扣齒側面158之間存在較大間隙153。出于具有正止動轉矩肩 部的自由運動螺紋得到加載的方式而形成間隙153。在組裝過程中靠著 正止動轉矩肩部向連接件施加轉矩促使銷釘元件101得到壓縮，同時套 管元件102承受拉力得到拉伸。注意到當采用套管面肩部時，套管元件 102得到壓縮，同時銷釘元件101承受拉力得到拉伸。通過銷釘載荷齒 側面154和套管載荷齒側面155在銷釘元件101與套管元件102之間施 加力。銷釘入扣齒側面157和套管入扣齒側面158在組裝過程中不承受 載荷。這樣在載荷齒側面154和155之間形成接觸壓力并在入扣齒側面 157和158之間形成間隙。如上所述，由于在載荷齒側面225和226與 入扣齒側面232和231之間存在干涉，因此楔形螺紋(如圖l所示)能 夠部分地形成螺紋密封。對于楔形螺紋，出于銷釘螺紋和套管螺紋寬度 的變化，上述情況發(fā)生在連接件組裝端部附近。為了在圓柱形(也就是 非錐形)自由運動螺紋上的載荷齒側面154和155與入扣齒側面157和 158之間具有相同的干涉，干涉基本上存在于連接件組裝的整個過程中， 因為銷釘螺紋和套管螺紋具有連續(xù)寬度。此外，齒根/牙頂干涉(如果存 在)基本上存在于連接件組裝的整個過程中。這會導致螺紋粘結以及難
以組裝連接件。
因載荷齒側面具有不同于入扣齒側面的導程而導致楔形螺紋的螺紋寬度存在變化。螺紋導程可以通過每轉的英寸數進行量化。注意到它 是通常采用的術語"螺距"的倒數，螺距通常通過每英寸的螺紋數進行量
化。在圖3A中示出了用于現有技術的楔形螺紋的導程的曲線圖。對于 這種連接件，載荷導程14在連接件長度上恒定并且比同樣恒定的入扣 導程12更大。公稱導程如附圖標記IO所示。在此采用的"公稱導程"指 的是載荷導程14和入扣導程12的平均值。螺紋每轉因載荷導程14和 入扣導程12的差值而加寬。載荷導程14和入扣導程12的差值有時被 稱為"楔形比"。對于自由運動螺紋(也就是非楔形螺紋)，載荷導程14 和入扣導程12基本上相等，從而促使自由運動螺紋具有基本上恒定的 螺紋寬度(也就是零楔形比)。
通常，采用基本上恒定的螺紋導程(包括載荷導程和入扣導程)在 管件上切出螺紋，然而，在制造過程中形成螺紋導程的一定變化，所述 制造過程通常包括利用磨床和車床進行機械加工。在機械加工過程中， 螺紋導程的變化表示用于螺紋導程的所需值之上和之下的螺紋導程微 小周期變化。這種現象通常被稱為"螺紋竄動"。所發(fā)生的螺紋竄動的量 極大地取決于所采用的機器。螺紋竄動由切割螺紋的機床上發(fā)生的傾斜 或偏移引起。所加工的材料和加工部件的尺寸也是影響螺紋竄動量的變 量。電子控制裝置使機床位置"擺動"也會產生螺紋竄動。通常，螺紋竄 動在距公稱0.00005英寸到0.0005英寸的量級并且肉眼不可見。螺紋竄 動的周期通常為每螺紋轉至少一次。比公稱更大的螺紋竄動作為螺紋表 面上的"抖動"是可見的并且會導致連接件報廢。通常，制造者試圖消除 與公稱存在的任何差異，例如在螺紋竄動方面。
在現有技術中已經公開了為了實現載荷分布而有意設置螺紋導程 差異，然而，本發(fā)明的發(fā)明人沒有意識到螺紋導程的差異形成用于楔形 螺紋或自由運動螺紋的螺紋密封。在授予Dearden等人并在此全部引入 作為參考的美國專利No.4,582，348中公開了為了實現應力分布而設置可 變螺紋導程的一個實例。Dearden公開了具有自由運動螺紋的連接件， 其具有被分成帶不同導程的三個部分的銷釘螺紋和套管螺紋(注意到 Dearden指的是被量化為每英寸的螺紋數的螺距)。在圖3B中，示出了用于套管元件和銷釘元件的螺紋導程的曲線圖。如曲線圖中所示，在連
接件的一端，銷釘螺紋導程21比套管螺紋導程22更大。在中間部分23， 銷釘螺紋導程21和套管螺紋導程22基本上相等。在連接件的另一端， 套管螺紋導程22比銷釘螺紋導程21更大。在Dearden公開的內容中， 銷釘螺紋導程21和套管螺紋導程22的變化是階躍變化(也就是在導程 上基本上瞬時的變化)。由Dearden公開的可變螺紋導程被用于沿連接 件的更大部分分布載荷，并且不會對自由運動螺紋不能形成螺紋密封產 生任何影響。Dearden沒有公開改變相互獨立的載荷導程或入扣導程。
在轉讓給本發(fā)明的受讓人并在此全部引入作為參考的名為 "Threaded Connection Especially for Radially Plastically Expandable Conduit"的美國專利No.6,976,711中公開了另一連接件。Sivley公開了
在銷釘元件和套管元件的一個或兩個上具有載荷導程和/或入扣導程差 異的連接件。在圖3C中示出了由Sivley公開的實施方式的曲線圖。Sivley
公開了在銷釘螺紋和/或套管螺紋的至少一部分上以選定比率相對于入 扣導程12改變載荷導程14。在圖3C中，連接件如圖所示是通過載荷 導程14與入扣導程12之間的差值形成的楔形螺紋。載荷導程14和入 扣導程12以線形比率向螺紋端部會聚。Sivley公開了具有以線性比率彼 此相對改變的載荷導程14和入扣導程12的多種其它實施方式。螺紋導 程的差異在連接長度上對由連接件承受的載荷進行分布。
在現有技術中，適用于油田管件的自由運動螺紋不能提供適用于由 管件在井底環(huán)境中承受的壓差的螺紋密封。楔形螺紋提供螺紋密封，但 難以密封比流體更難密封的氣體。同時，通常需要對螺紋密封進行一定 的改進。還需要的是用于自由運動螺紋的螺紋密封以及用于楔形螺紋的 改進的螺紋密封。

發(fā)明內容
一方面，在此公開的實施方式涉及一種螺紋連接件，其包括銷釘元 件和套管元件。銷釘元件包括具有銷釘螺紋牙頂、銷釘螺紋齒根、銷釘 載荷齒側面和銷釘入扣齒側面的銷釘螺紋。套管元件包括具有套管螺紋 牙頂、套管螺紋齒根、套管載荷齒側面和套管入扣齒側面的套管螺紋。銷釘螺紋牙頂、銷釘載荷齒側面、銷釘入扣齒側面、套管螺紋牙頂、套 管載荷齒側面和套管入扣齒側面中的至少一個具有在其上形成的至少 一個擾動。在對銷釘元件與套管元件進行選定組裝時，在銷釘螺紋與套 管螺紋之間的所述至少一個擾動處存在減小的隙距。
在另一方面，在此公開的實施方式涉及一種在連接件上形成螺紋密 封的方法。所述連接件包括銷釘元件和套管元件，其中銷釘元件包括具 有銷釘螺紋牙頂、銷釘螺紋齒根、銷釘載荷齒側面和銷釘入扣齒側面的 銷釘螺紋，并且套管元件包括具有套管螺紋牙頂、套管螺紋齒根、套管 載荷齒側面和套管入扣齒側面的套管螺紋。所述方法包括在銷釘螺紋牙 頂、銷釘載荷齒側面、銷釘入扣齒側面、套管螺紋牙頂、套管載荷齒側 面和套管入扣齒側面中的至少一個上形成至少一個擾動，使得在對銷釘 元件與套管元件進行選定組裝時，在銷釘螺紋與套管螺紋之間的所述至 少一個擾動處存在減小的隙距。
在另一方面，在此公開的實施方式涉及一種制造具有銷釘螺紋和套
管螺紋的螺紋連接件的方法。所述方法包括a)在銷釘螺紋牙頂、銷釘
載荷齒側面、銷釘入扣齒側面、套管螺紋牙頂、套管載荷齒側面和套管
入扣齒側面中的至少一個上形成至少一個擾動；以及b)使在銷釘螺紋 與套管螺紋之間的至少一個擾動位置處的隙距減小。
從下文描述和附加權利要求中將會清楚地了解到本發(fā)明的其它方 面和優(yōu)點。


圖1A表示具有楔形螺紋的現有技術的連接件的橫截面圖。
圖1B表示具有楔形螺紋的現有技術的連接件的放大橫截面圖。
圖2表示具有自由運動螺紋的現有技術的連接件的橫截面圖。
圖3A， 3B和3C表示用于現有技術的連接件的螺紋導程的曲線圖。
圖4A表示根據在此公開的一種實施方式的螺紋導程的曲線圖。
圖4B表示與圖4A中所示的曲線圖相對應的展開的螺紋的一部分。
圖5A表示根據在此公開的一種實施方式的螺紋導程的曲線圖。
圖5B和5C表示與圖5A中所示的曲線圖相對應的展開的螺紋的一部分。
圖6A表示根據在此公開的一種實施方式的螺紋導程的曲線圖。 圖6B表示與圖6A中所示的曲線圖相對應的展開的螺紋的一部分。 圖7A表示根據在此公開的一種實施方式的螺紋導程的曲線圖。 圖7B表示與圖7A中所示的曲線圖相對應的展開的螺紋的一部分。 圖8表示具有根據在此公開的一種實施方式的螺紋的相應橫截面的
螺紋導程的曲線圖。
圖9表示具有根據在此公開的一種實施方式的螺紋的相應橫截面的
螺紋導程的曲線圖。
圖10表示具有根據在此公開的一種實施方式的螺紋的相應橫截面
的螺紋導程的曲線圖。
具體實施例方式
在此公開的實施方式涉及用于管件的螺紋。更具體地，這些實施方 式涉及在銷釘螺紋與套管螺紋的一部分之間具有減小的隙距的螺紋。
為了清楚地說明，下文明確定義幾個術語。在此采用的"螺紋導程" 總體指的是包括載荷導程、入扣導程和公稱導程的組。
在此采用的"擾動"指的是在螺紋上的載荷齒側面、入扣齒側面、齒 根或牙頂的原始路徑的偏差，使得在其上形成凸起。在擾動之后，路徑 至少部分地回到擾動之前的原始路徑。
在此采用的"螺旋長度"指的是布置接觸器的螺紋圈數，其可以通過 繞管件軸線的度數來表示(也就是360度是一個螺距)。
在此公開的實施方式在螺紋的至少一部分上具有至少一個螺距的 變化，使得配合載荷齒側面和/或配合入扣齒側面之間的接觸壓力發(fā)生改 變。 一些實施方式還可以改變螺紋的高度(從齒根到牙頂所測得的)一 形成螺紋密封。接觸壓力的增大使通過螺紋密封在擾動位置獲得的最大 密封壓力增大。接觸壓力的減小可以被用于在連接件組裝之后提供保持 在銷釘螺紋與套管螺紋之間的用于增大量的螺紋潤滑劑的位置。
回到圖4A，示出了根據在此公開的一種實施方式螺紋導程對軸線 位置的曲線圖。圖4B表示與圖4A中的曲線圖相對應的展開的楔形螺紋。圖4A中的曲線圖表示相對于銷釘載荷導程14A和銷釘入扣導程12A 的套管載荷導程14B和套管入扣導程12B。在該實施方式中，銷釘螺紋 在所示部分上具有基本上恒定的載荷導程14A和入扣導程12A，而套管 螺紋具有由載荷導程14B和入扣導程12B的差異引起的擾動。本領域的 普通技術人員將會認識到，在另一實施方式中，作為替代，擾動可以位 于銷釘螺紋上。
在圖4A中，套管螺紋的擾動開始于點Al和A2，其中套管載荷導 程14B減小和套管入扣導程12B增大。在圖4B中示出了螺紋形狀的相 應變化。在點Al和A2，套管載荷齒側面226和套管入扣齒側面231開 始"夾緊"銷釘螺紋。在點Bl和B2，套管載荷導程14B和套管入扣導程 12B回到原始值。這一點在選定的螺旋長度上持續(xù)，從而導致在組裝連 接件時套管螺紋和銷釘螺紋的一部分存在增大的接觸壓力。在點Cl和 C2，套管載荷導程14B增大并且套管入扣導程12B減小。
在點C1， C2與點D1， D2之間，套管載荷齒側面226和套管入扣 齒側面231在擾動開始之前基本上回到原始路徑。在一種實施方式中， 套管載荷齒側面226和套管入扣齒側面231中的一個或兩個可以不完全 回到原始路徑。此外，在一種實施方式中，螺紋導程變化的最大值和最 小值在數量上可以不等。例如，螺紋導程可以在用于螺旋長度"L"的原 始螺紋導程上增大"x"。為了回到原始路徑，同一螺紋導程可以在用于 螺旋長度2L的原始螺紋導程下減小l/2*x。本領域的普通技術人員將會 認識到，在不脫離本發(fā)明的范圍的前提下可以設計多種擾動變化。在一 種實施方式中，擾動可以具有小于大約360度的螺旋長度。在另一實施 方式中，擾動可以具有小于大約180度的螺旋長度。
圖4A和4B為了示意性的目的提供螺紋擾動的放大實例。圖4B中 的楔形螺紋得到部分組裝，使得僅載荷齒側面225和226與入扣齒側面 231和232之間的接觸點在點Bl， B2與點C1， C2之間處于擾動。載 荷齒側面225和226與入扣齒側面231和232之間的間隙被放大為在圖 4B中可見。在一種實施方式中，螺紋導程的變化和其持續(xù)的螺旋長度 可以被選定為使得擾動在尺寸上處于大約0.0005英寸到大約0.005英寸之間。在另一實施方式中，擾動在尺寸上可以處于大約0.001英寸到大 約0.002英寸之間。當圖4B中的連接件在擾動下組裝經過初始接觸時， 載荷齒側面225和226與入扣齒側面231和232之間的間隙隨著擾動處 接觸壓力使螺紋局部變形而消失。在連接件己經組裝達到銷釘元件和套 管元件的所需轉矩或相對位置之后，在圖4B點Al， A2與點Dl， D2 之間的擾動下的載荷齒側面225和226與入扣齒側面231和232之間存 在比螺紋其余部分更大的接觸壓力。
每個擾動的螺旋長度可以按照需要變化，然而，制造方法會限制螺 旋長度的可變性。例如，在一種實施方式中，可以采用計算機數字控制 ("CNC")機床。CNC機器可以由CNC程序控制。通常，CNC程序包 括用于每個控制軸線的位置。例如，如果CNC車床具有軸線位置和旋 轉位置，則程序將具有與每個旋轉位置相對應的軸線位置值。由于CNC 車床通常在以轉數每分鐘("RPM")測得的設定速度下旋轉，因此隨著 部件在機器上的旋轉，CNC程序通常具有按次序并以設定增量的旋轉位 置。旋轉位置間隔的增量通常被稱為車床的"分辨率"。
例如，如果分辨率是大約90度，則存在用于大約90度的每個順序 增量的數據點。選定用于每個增量的軸向位置。通常，CNC車床將使軸 向位置在點之間以基本上恒定的速度移動。該速度按照要求被選定為在 與相應旋轉位置基本上相同的時間內達到下一軸向位置。可以通過計算 增量值選定螺紋導程，使得對于每一轉數，軸向位置前進的距離基本上 等于螺紋導程。例如，每轉1英寸的導程每90度前進1/4英寸。本領域 普通技術人員能夠將上述教導用于其它制造方法。例如，可以采用具有 4個控制軸(X， Y， Z和旋轉)的CNC磨床。
所述采用的機器的分辨率可以限制擾動的最小螺旋長度。繼續(xù)以90 度作為實例，最小擾動為大約180度(增大導程90度，減小導程90度)。 如果在延伸長度上要求最大接觸壓力(與圖4A和4B類似)，則擾動 的最小螺旋長度為大約270度(增大導程卯度，原始導程90度，減小 導程90度)。更高的分辨率(也就是更小的旋轉增量)允許擾動的螺 旋長度具有更大的可變性。本領域普通技術人員將會認識到，在不脫離本發(fā)明范圍的前提下可以采用具有更高或更低分辨率的機器形成擾動。 所采用的形成具有擾動的螺紋的制造方法，尤其是特定機器將會影
響擾動的實際形狀和尺寸。圖5A表示根據在此公開的一種實施方式相 對于軸向位置的銷釘載荷導程14A的曲線圖。圖5B表示與圖5A中的 曲線圖相對應的擾動的理想形狀，而圖5C表示因所采用的機器而形成 的擾動的實際形狀。在圖5A中，銷釘載荷導程14A在點A增大選定量 以在銷釘載荷齒側面225與套管載荷齒側面226之間獲得增大的接觸壓 力。而后，銷釘載荷導程14A在點B回到原始銷釘載荷導程14A。在點 C，銷釘載荷導程14A減小與在前的增大大致相等的量以使銷釘載荷齒 側面225在點D回到其初始路徑。理想地，與圖5A中的銷釘載荷導程 14A的曲線圖相對應的銷釘載荷齒側面225基本上如圖5B所示。在圖 5B中，銷釘載荷齒側面225在點A以恒定線性斜率瞬時變化(大致等 于圖5A中所示的銷釘載荷導程14A的變化)，直至點B。而后在點C， 銷釘載荷齒側面225開始回到其原始路徑，直至點D。移動部件的動量 以及控制上的響應時間會導致圖5C中所示的更平滑的擾動。盡管擾動 的精確形狀可以根據制造方法而改變，但仍然可以實現增大接觸壓力的 優(yōu)勢。
在一種實施方式中，可以在螺紋的精軋孔型("刮削(skimcut)") 的過程中形成擾動。在此采用的"刮削"指的是第一切削之后在螺紋上的 切削。通常，刮削切割去除0.020英寸或更少的材料。由于在刮削切割 過程中去除更少的材料，因此可以獲得具有更高加工誤差的擾動尺寸。 然而，應該注意到，加工擾動在尺寸上比編碼成CNC程序的尺寸更小。 這一點在很大程度上出于機床從螺紋出發(fā)同時進行切削的原因。因此， 如果0.002英寸的擾動被編碼成CNC程序，則實際的擾動僅為0.00075 英寸。本領域普通技術人員將會認識到，具體機器的特性會導致在輸入 的擾動與最終擾動尺寸之間存在差異。這種差異對于選定機器可以通過 在已知選定機器的精度時增大輸入擾動的尺寸以達到所需擾動尺寸的 方式來得到校正。
回到圖6A，示出了根據在此公開的一種實施方式相對應軸向位置的套管載荷導程14B的曲線圖。圖6B表示相應的套管載荷齒側面226。 在圖6B中，擾動的形狀因所采用的形成螺紋的機器而略微彎曲。為了 在銷釘載荷齒側面225與套管載荷齒側面226之間獲得增大的接觸壓 力，套管載荷導程14B在點A處減小。注意到這是圖5A改變銷釘載荷 導程14A以形成擾動的倒置。彼此相對觀察圖5A和6A表明，銷釘螺 紋或套管螺紋可以在螺紋上的選定位置具有擾動和增大的接觸壓力。減 小套管載荷導程14B獲得與增大銷釘載荷導程14A基本上相同的結果。 如圖4A所示，入扣導程12A和12B的變化是載荷導程14A和14B的 倒置。例如，在一種實施方式中為了在銷釘載荷齒側面225和銷釘入扣 齒側面232上具有擾動，銷釘載荷導程14A可以增大并且銷釘入扣導程 12A可以在大致相同的軸向位置減小。大體上，銷釘螺紋會加寬，從而 在相鄰套管螺紋之間產生增大的接觸壓力。為了通過在套管元件上具有 擾動而產生基本上相同的效果，套管載荷導程14B可以減小并且套管入 扣導程12可以減小，如圖4A所示。
在圖7A和7B中，示出了根據在此公開的一種實施方式的擾動。 圖7A表示銷釘載荷導程14A的曲線圖，并且圖7B表示在銷釘載荷齒 側面225上相應的擾動。在該實施方式中，銷釘載荷導程14A在點A 增大選定量。在點B，銷釘載荷導程14A在原始銷釘載荷導程14A下方 減小大約相同的選定量。擾動在銷釘載荷齒側面225回到大約其原始路 徑的點C結束。在圖7B中示出的相應擾動類似于圓形凸起。
回到圖8，示出了根據在此公開的一種實施方式的多個擾動。圖8 包括銷釘載荷導程14A和銷釘入扣導程12A的曲線圖。圖8中所示的 實施方式可以被稱為"引發(fā)的螺紋竄動"，因為其與上述加工擺動校正類 似?？梢酝ㄟ^將螺紋導程變化編成CNC程序來"引發(fā)"螺紋竄動。在圖8 中，引發(fā)的螺紋竄動開始于銷釘載荷導程14A (在該實施方式中被稱為 "瞬時銷釘載荷導程")和銷釘入扣導程12A (在該實施方式中被稱為"瞬 時套管載荷導程")開始向上和向下變化的點801A和801B，從而導致 波動銷釘載荷齒側面225和銷釘入扣齒側面232。為具有均勻的正和負 竄動，銷釘載荷導程14A和銷釘入扣導程12A的初始增大可以具有螺旋長度L，而后銷釘載荷導程14A和銷釘入扣導程12A隨后的減小可以 具有螺旋長度2L，使得銷釘載荷齒側面225和銷釘入扣齒側面232與 它們的原始路徑交叉。為了在點802A和802B回到原始路徑，銷釘載 荷導程14A和銷釘入扣導程12A的總增長乘以增高的螺紋導程的螺旋 長度應該基本上等于銷釘載荷導程14A和銷釘入扣導程12A的總減小 乘以螺旋長度。
例如，在圖8中，銷釘載荷導程14A和銷釘入扣導程12A在總計 5L的螺旋長度上分別小于平均銷釘載荷導程810和平均銷釘入扣導程 811。在銷釘載荷導程14A和銷釘入扣導程12A在總計5L的螺旋長度 上已經分別處于平均銷釘載荷導程810和平均銷釘入扣導程811之上之 后，銷釘載荷齒側面225和銷釘入扣齒側面232在點802A和802B回 到它們的原始路徑。本領域普通技術人員將會認識到，如果在任何點銷 釘載荷導程14A和銷釘入扣導程12A的減小或增大的絕對值不等，則 螺旋長度無需相等。例如，在一種實施方式中，銷釘載荷導程14A的增 大可以為平均銷釘載荷導程810之上大約每轉0.002英寸，并且銷釘載 荷導程14A的減小可以為平均銷釘載荷導程810之下大約每轉0.001英 寸。在該實施方式中，銷釘載荷導程14A減小的螺旋長度可以是銷釘載 荷導程14A增大以回到銷釘載荷齒側面225的原始路徑的螺旋長度的二 倍。換句話說， 一些實施方式可以與公稱非對稱地變化。本領域普通技 術人員將會認識到，在不脫離本發(fā)明范圍的前提下，螺紋導程以及它們 相應的螺旋長度的增大和減小可以改變。此外， 一些實施方式可以具有 不完全回到它們原始路徑的擾動。
繼續(xù)參照圖8，示出了與曲線圖相對應的螺紋的橫截面。這些橫截 面被標記為與曲線圖上的點A， B， C相對應的A， B， C。圖4B中的 楔形螺紋得到部分組裝，使得僅載荷齒側面225和226與入扣齒側面231 和232之間的接觸點處于擾動下。在這一特定實施方式中，正和負擾動 在絕對值上相等，使得在基本上同一組裝位置的每個最大和最小擾動下 發(fā)生接觸。這種接觸被表示為橫截面A和C，它們分別處于局部最小和 局部最大。在局部最小的擾動(橫截面A)處，入扣齒側面231和231處于接觸。在局部最大的擾動(橫截面C)處，載荷齒側面225和226 處于接觸。在平均銷釘載荷導程810和平均銷釘載荷導程811 (也就是 原始路徑)處，載荷齒側面225和226與入扣齒側面231和232之間的 間隙可以基本上相等，如圖橫截面B所示。
當圖8中的連接件組裝經過擾動處的初始接觸時，載荷齒側面225 和226與入扣齒側面231和232之間的間隙將隨著擾動處接觸壓力使螺 紋的局部變形而消失。在連接件已經得到組裝達到銷釘元件和套管元件 的所需轉矩或相對位置之后，在最大和最小擾動處的載荷齒側面225和 226與入扣齒側面231和232之間存在比螺紋其余部分更大的接觸壓力。 同樣，如上所述，分別在齒根292和221與牙頂291和222之間的間隙 在組裝連接件時也減小或完全閉合。
回到圖9，示出了根據在此公開的一種實施方式的多個擾動。圖9 包括銷釘載荷導程14A和銷釘入扣導程12A的曲線圖。圖9中所示的 實施方式與圖8中所示的"引發(fā)螺紋竄動"類似，除了銷釘載荷導程14A 和銷釘入扣導程12A不會一致地增大和減小。作為替代，銷釘載荷導程 14A和銷釘入扣導程12A在相對位置增大和減小，使得銷釘螺紋利用每 個擾動加寬和變窄。換句話說，在該實施方式中，銷釘載荷導程14A在 與銷釘入扣導程12A小于平均入扣導程811基本上相同的位置大于平均 載荷導程810。銷釘載荷導程14A的增大與銷釘入扣導程12A的減小的 組合使螺紋加寬(參照橫截面A)，而銷釘載荷導程14A的減小與銷釘 入扣導程12A的增大的組合使螺紋變窄(參照橫截面B)。在連接件的 組裝過程中，在橫截面A所示的寬度增大部分發(fā)生齒側面之間的接觸。 當在更寬部分發(fā)生接觸時，在橫截面B所示的更窄部分的齒側面之間存 在間隙。在對連接件進行選定組裝時，基本上所有齒側面之間的間隙都 消失，并且連接件將在更寬部分的齒側面之間具有增大的接觸壓力。
現在參照圖IO，在自由運動螺紋上示出了根據在此公開的實施方式 的多個擾動。圖10示意性表示組裝時的套管螺紋310和銷釘螺紋311。 因而，銷釘螺紋311包括入扣齒側面306、載荷齒側面304和銷釘前端 300。同樣，套管螺紋310包括入扣齒側面305、載荷齒側面303和套管端面301。注意到套管螺紋310在銷釘螺紋311任意一側被示出兩次以 更清楚地示出銷釘螺紋311和套管螺紋310的入扣和載荷齒側面(305 & 306; 303 & 304)之間的間隙。
自由運動螺紋可以具有不同的螺紋形式，包括V字形螺紋、鋸齒螺 紋、和鉤形螺紋。在此公開的實施方式可以用在所有類型的自由運動螺 紋上，但在用在具有至少一個徑向金屬對金屬的密封的鉤形螺紋連接件 上時尤其有利。徑向金屬對金屬的密封通常位于連接件的遠端，也就是 位于前端(以密封內部壓力)(例如圖2所示以及上文相對于接觸表面 151， 152的接觸面的描述)，或者位于套管面(以密封外部壓力)(例 如圖2所示以及如上所述，在套管面163與配合肩部(未示出)之間)。 在壓縮軸向加載下，鉤形螺紋連接件可以形成徑向力分量(因鉤形螺紋 的負齒側面角)，其減小徑向金屬對金屬的密封上的預加載，從而導致 密封泄露。因此，要求減小因徑向金屬對金屬的密封區(qū)域上的壓縮載荷 而產生的徑向力分量。
還要求減小入扣齒側面間隙(如圖2中的間隙153以及如上所述)， 以使連接件可以在承載壓縮載荷，而不會在銷釘與套管之間發(fā)生過度的 相對軸向移動，因為這也會對金屬對金屬的密封進行卸載。然而，減小 徑向密封區(qū)域上的入扣齒側面間隙往往加重在壓縮載荷下發(fā)生徑向密 封泄露的問題，尤其出于元件(套管或銷釘)中的一個總是在徑向密封 通常定位的遠端最薄并且在徑向力分量下易于變形的原因。因此，尤其 要求在具有徑向金屬對金屬的密封的鉤形螺紋連接件的遠端具有更大 的齒側面間隙，同時減小螺紋螺旋中間的入扣齒側面間隙。
仍然參照圖10，組裝連接件包括在銷釘入扣齒側面306上的點B 與套管入扣齒側面305上的點C之間的中間螺紋部分302。盡管中間螺 紋部分302被示出大致定位成與銷釘前端300和套管端面301等距，并 且從銷釘前端300到套管端面301的通常長度為螺紋螺旋長度的大致三 分之一到二分之一，但普通技術人員將會認識到，其它構造也落入本發(fā) 明公開內容的范圍內。
如圖所示，載荷齒側面303和304具有恒定導程，而入扣齒側面305和306包含擾動312和313。此外，圖10以圖解形式表示銷釘入扣齒側 面導程12A和套管入扣齒側面導程12B的軸向位置。在該實施方式中， 銷釘入扣齒側面擾動313位于中間螺紋部分302的銷釘前端，而套管入 扣齒側面擾動312位于中間螺紋部分302的套管端面。
在如圖所示的組裝狀態(tài)中，套管載荷齒側面303和銷釘載荷齒側面 304在載荷齒側面接觸面321處達到接觸，這對于具有至少一個正止動 轉矩肩部的自由運動螺紋是典型的，注意到為了清楚說明僅示出了在載 荷齒側面接觸面321處的間隙。
相比之下，組裝時常規(guī)自由運動螺紋在入扣齒側面之間具有隙距。 這一入扣隙距通常在0.005英寸到0.015英寸寬的范圍內，并且可以在 螺紋整個長度上延伸。在公開的實施方式中，在307、 308和309處存 在三個明顯的入扣齒側面隙距。組裝時，在銷釘螺紋311與銷釘前端300 附近的套管螺紋310之間形成銷釘前端隙距307。組裝時在套管螺紋310 與套管面301附近的銷釘螺紋311之間形成套管面隙距309。組裝時在 擾動312， 313之間形成中間螺紋隙距308，并且該隙距308比隙距307 和309更小。如圖所示，隙距307和309可以是常規(guī)的0.012英寸的入 扣齒側面隙距，而中間螺紋入扣齒側面隙距308可以為大約0.003英寸。 備選地，隙距308可以為大約0.002英寸。本領域普通技術人員將會認 識到，隙距307和309根據擾動312和313的構造可以相互不同。
根據本發(fā)明公開內容的實施方式具有的優(yōu)點是，在組裝過程中，僅 在接近組裝過程結束時形成減小的中間螺紋入扣齒側面間隙，由此使螺 紋在組裝過程中粘結的危險降到最小。此外，在一些實施方式中，在螺 紋的載荷齒側面、入扣齒側面或齒根和牙頂之間的減小隙距會有助于螺 紋密封的形成。
盡管隙距的存在可以一些高溫和高壓流體從中經過，但受擾動的減 小隙距使攻絲化合物或密封劑可以更完整地形成密封。特別地，可以在 組裝之前向螺紋施加一體或兩部分可固化的環(huán)氧樹脂化合物，其固化在 兩個螺紋元件之間形成螺紋密封。因此，減小的隙距使固化的螺紋化合 物承受比更大間隙中的固化化合物明顯更小的應力。應該認識到，螺紋化合物的固化可以發(fā)生在管狀連接件布置在井底之前或之后。特別地， 在一種實施方式中，螺紋化合物可以被設計成使得固化僅發(fā)生在連接件 在特定溫度下的井底保持特定時間之后。固化螺紋密封劑和螺紋化合物
的實例可以從Hackensack, N丄的Master Bond, Inc.以及對本領域普通技
術已知的多個其它來源獲得。
可以通過入扣齒側面導程12A和12B的曲線圖確定入扣齒側面隙 距的變化。銷釘前端隙距307與中間螺紋隙距308之間的變化等于銷釘 入扣齒側面導程12B上的擾動面積。如圖所示，擾動面積316大體上等 于擾動長度314 (通常以螺距測得)乘以導程315上的擾動變化(通常 以每個節(jié)距的英寸數測得)。例如，如果擾動長度314是節(jié)距的二分之 一并且導程上的擾動變化是每個節(jié)距0.018英寸，則銷釘前端隙距307 與中間螺紋隙距308之間的隙距變化是0.5節(jié)距x0.018英寸/節(jié)距二0.009 英寸。
本發(fā)明的實施方式還可以具有在銷釘元件和/或套管元件上具有可 變螺紋高度(也就是齒根和/或牙頂上的擾動)。圖9中所示的實施方式 包括銷釘螺紋高度的變化。在該特定實施方式中，銷釘螺紋高度在與銷 釘螺紋寬度增大大致相同的位置增大，從而在套管螺紋齒根221與銷釘 螺紋牙頂222之間產生干涉，如與橫截面B相比的橫截面A所示。
齒根/牙頂干涉的變化尤其適用于具有自由運動螺紋的實施方式。如 上文參照圖2所示，對于具有與楔形螺紋類似的螺紋密封的自由運動螺 紋，具有圓柱形自由運動螺紋的現有技術的連接件在載荷齒側面154和 155與入扣齒側面157和158之間需要干涉。這種干涉基本上存在于連 接件的整個組裝過程中，因為銷釘螺紋和套管螺紋具有連續(xù)寬度。此外， 齒根/牙頂干涉(如果存在)基本上存在于連接件的整個組裝過程中。這 會導致螺紋粘結以及難以組裝連接件。
在一種實施方式中，銷釘元件和套管元件中的一個或兩個可以具有 自由運動螺紋，該螺紋在載荷齒側面、入扣齒側面、齒根、和/或牙頂上 具有擾動。優(yōu)選地，擾動可以定位成使得在一個或多個位置形成螺紋密 封。這一點可以通過選定擾動的尺寸和位置使得載荷齒側面干涉、入扣齒側面干涉和齒根/牙頂干涉相互靠近來實現。因而，自由運動螺紋可以 適用于在一種或多種實施方式中形成螺紋密封。通過僅在自由運動螺紋 的一部分上形成螺紋密封，粘結的危險與齒側面干涉和/或齒根/牙頂干 涉存在于整個連接件上的情形相比得到降低。本領域的普通技術人員將 會認識到，在連接件組裝過程中得到加載的載荷齒側面上的擾動可以無 需形成螺紋密封，因為在自由運動螺紋的載荷齒側面中具有固有的高接 觸壓力。
由于楔形螺紋的不確定組裝，因此更要求在銷釘元件或套管元件上 具有所有擾動。備選地，銷釘元件和套管元件上擾動可以在螺紋不會相 互接觸的部分上(也就是在使得擾動不會相互作用的足夠不同的軸向位 置)。對于通常具有正止動轉矩肩部的自由運動螺紋，還要求在銷釘元 件或套管元件上具有擾動，因為銷釘元件和套管元件的相對位置稍微不 確定，盡管如此比楔形螺紋的不確定程度更小。
本領域普通技術人員將會認識到由擾動形成的所需數量的接觸壓 力可以根據密封壓力、密封物質以及用于連接件的材料而改變。如上所 述，更高的接觸壓力導致能夠密封更大的壓力。此物，如果比流體更難 以密封的氣體由連接件密封，則需要更大的接觸壓力。用于連接件的材
料會限制最大容許接觸壓力。例如，抗腐蝕合金(CRA)通常比其它高 強度鋼更容易受到局部應力(例如因擾動而產生的)破壞。本領域普通 技術人員能夠根據用于連接件的材料選擇所需的接觸壓力。備選地，可 以根據所需的接觸壓力選擇材料。
在此公開的實施方式可以包括在銷釘螺紋和/或套管螺紋齒根的一 個或多個應力消除凹槽。在授予Enderle等人、轉讓給本發(fā)明的受讓人 并在此全部引入作為參考的美國專利No.6,050,610中教導了所述應力消 除凹槽。Enderle公開的應力消除凹槽在連接件的組裝過程中提供用于 收集的潤滑劑的出口。收集的潤滑劑會產生錯誤的轉矩讀數，從而導致 連接件組裝不正確。此物，如果在連接件內形成壓力，收集的潤滑劑在 組裝過程中會破壞連接件。這一問題通常發(fā)生在潤滑劑更粘并且從連接 件中排出以釋放所形成的壓力的可能性更小的更冷環(huán)境中。如果利用高速旋轉組裝連接件，上述問題還會加重。
銷釘螺紋和/或套管螺紋齒根作為壓力釋放元件的應力消除凹槽中 固有的一個問題是應力消除凹槽降低了在螺紋具有螺紋密封的部分上
形成螺紋密封的能力。作為Enderle公開的內容，由于可以在螺紋有限 部分上采用應力消除凹槽，并且其可以為任何形狀或可變深度，因此可 以利用螺紋的其余部分形成內部和外部壓力密封(例如通過在螺紋上形 成一個或多個擾動)。在這一實施方式中，螺紋密封存在于一個或多個 擾動適當遠離任何應力消除凹槽定位的位置。
在一種實施方式中，可以采用圖8和9中所示的擾動代替由Enderle 公開的應力消除凹槽。如圖8和9所示的周期或引發(fā)螺紋竄動導致沿螺 紋產生減小的接觸壓力或間隙的小間隔凹處。由Enderle公開的應力消 除凹處通過提供用于過量螺紋涂料的出口而發(fā)揮極大的作用。作為備 選，間隔開的凹處可以提供用于在連接件上進行收集潤滑劑而不是使其 排出連接件的位置。本發(fā)明的發(fā)明人相信，對具有增大接觸壓力的擾動 之間的潤滑劑進行不確定收集可以提供改進的螺紋密封。此物，具有收 集的潤滑劑可以確保足夠的潤滑劑存在于連接件中，從而有助于使用后 管件的拆開。
如上所述，從公稱尺寸的周期偏差("自然偏差")自然發(fā)生在制造 過程中。盡管制造者采取多種措施減小自然偏差，但存在一定的距標準 值的偏差，并且如果這種偏差落在所需誤差內則是可以接受的。由于自 然偏差的準確位置和程度在制造過程中是未知的，但要求擾動的尺寸被 選定為使得不管擾動相對于自然的位置如何都是有利的。例如，如果特 定加工配置(例如機器、機床、夾具、部件的材料、尺寸)通常發(fā)生大 約+/—0.001英寸量級的自然偏差。為了確保擾動的一些優(yōu)點存在于連 接件中(而不是被自然偏差消除)，擾動的尺寸可以被選定為是自然偏 差的尺寸的大約兩倍(也就是+ /—0.002英寸)。
連接件的特性會影響擾動的所需尺寸。理想地，當形成金屬對金屬 的密封(例如螺紋密封)時，形成接觸的表面在較短距離內發(fā)生摩擦， 從而促使表面"上光"。在此采用的"上光"意思是表面的微小拋光或光滑。如果表面在極長接觸壓力下接觸很長的長度，則會發(fā)生粘結。在潤滑劑 隨著滑動接觸的持續(xù)而在表面之間移動時發(fā)生粘結，從而導致摩擦和產 生的熱提高。為了避免不符合要求的粘結，擾動的尺寸應該被設計成防 止在組裝過程中存在延長長度的滑動接觸。為了形成螺紋密封，配合表 面之間的接觸壓力(例如載荷齒側面、入扣齒側面以及齒根和牙頂)通
常從材料屈服強度的大約25%到大約100%。閉合螺紋形式(也就是鳩 尾形螺紋)通常允許接觸壓力處于范圍的更高端。理想地，通過在較短 距離上接觸在一起的表面形成螺紋密封，其以急劇升高的接觸壓力結 束，同時接觸壓力處于形成螺紋密封的有效范圍內。
楔形螺紋的楔形比是可以影響擾動所需尺寸的參數。大體上，楔形 比確定表面"快速"形成接觸的程度(也就是在組裝過程中表面在多少線 性英寸上接觸)。通常，更大的楔形比比更小的楔形比容許更大的擾動。 在一種實施方式中，擾動的尺寸可以被選定為處于楔形比的大約0.1到 大約0.2倍之間。例如，如果楔形比(載荷導程與入扣導程之間的差值) 為大約0.020英寸，則擾動的所需尺寸在大約0.002英寸到大約0.004 英寸之間。
在選定擾動尺寸時考慮的另一因素是影響對粘結敏感性的材料。例 如，CRA比碳鋼更易于粘結。因而，由CRA制成的連接件比由碳鋼制
成并具有相同尺寸的擾動的連接件具有螺紋粘結的可能性更大。為了防 止粘結，由CRA制成的連接件可以具有更小的擾動。
盡管已經針對有限數量的實施方式描述了本發(fā)明，但從公開內容中 獲益的本領域技術人員將會認識到，在不脫離在此公開的本發(fā)明范圍的 前提下可以想到其它實施方式。因而，本發(fā)明的范圍應該僅由附加權利 要求來限定。
權利要求
1.一種螺紋連接件，包括銷釘元件，其包括具有銷釘螺紋牙頂、銷釘螺紋齒根、銷釘載荷齒側面和銷釘入扣齒側面的銷釘螺紋；套管元件，其包括具有套管螺紋牙頂、套管螺紋齒根、套管載荷齒側面和套管入扣齒側面的套管螺紋，其中，銷釘螺紋牙頂、銷釘載荷齒側面、銷釘入扣齒側面、套管螺紋牙頂、套管載荷齒側面和套管入扣齒側面中的至少一個具有在其上形成的至少一個擾動，在對銷釘元件與套管元件進行選定組裝時，在銷釘螺紋與套管螺紋之間的所述至少一個擾動處存在減小的隙距。
2. 如權利要求1所述的螺紋連接件，其特征在于，銷釘螺紋和套管 螺紋是楔形螺紋。
3. 如權利要求1所述的螺紋連接件，其特征在于，銷釘螺紋和套管 螺紋是自由運動螺紋。
4. 如權利要求1所述的螺紋連接件，其特征在于，所述至少一個擾 動中的一個形成在銷釘入扣齒側面和套管入扣齒側面中的一個上。
5. 如權利要求1所述的螺紋連接件，其特征在于，所述至少一個擾 動中的每個僅位于銷釘螺紋和套管螺紋中的一個上。
6. 如權利要求l所述的螺紋連接件，其特征在于，所述至少一個擾 動定位成使得靠近該擾動形成螺紋密封。
7. 如權利要求1所述的螺紋連接件，其特征在于，多個擾動以基本 上正弦曲線的模式形成在銷釘螺紋和套管螺紋中的一個上。
8. 如權利要求l所述的螺紋連接件，其特征在于，所述減小的隙距 小于0.005英寸。
9. 如權利要求1所述的螺紋連接件，其特征在于，所述減小的隙距 在大約0.003英寸到大約0.002英寸之間。
10. 如權利要求l所述的螺紋連接件，其特征在于，還包括 僅在銷釘螺紋齒根和套管螺紋齒根中至少一個的一部分上形成的凹槽，其中所述至少一個擾動選擇性定位在遠離凹槽的位置以形成螺紋 密封。
11. 一種在包括銷釘元件和套管元件的連接件上形成螺紋密封的方 法，其中銷釘元件包括具有銷釘螺紋牙頂、銷釘螺紋齒根、銷釘載荷齒 側面和銷釘入扣齒側面的銷釘螺紋，并且套管元件包括具有套管螺紋牙 頂、套管螺紋齒根、套管載荷齒側面和套管入扣齒側面的套管螺紋，所 述方法包括在銷釘螺紋牙頂、銷釘載荷齒側面、銷釘入扣齒側面、套管螺紋牙 頂、套管載荷齒側面和套管入扣齒側面中的至少一個上形成至少一個擾 動；在對銷釘元件與套管元件進行選定組裝時，在銷釘螺紋與套管螺紋 之間的所述至少一個擾動處存在減小的隙距。
12. —種制造包括銷釘螺紋和套管螺紋的螺紋連接件的方法，所述 方法包括在銷釘螺紋牙頂、銷釘載荷齒側面、銷釘入扣齒側面、套管螺紋牙 頂、套管載荷齒側面和套管入扣齒側面中的至少一個上形成至少一個擾 動；以及使得銷釘螺紋與套管螺紋之間至少一個擾動位置處的隙距減少。
13. 如權利要求12所述的方法，其特征在于，還包括在所述至少一 個擾動的位置形成螺紋密封。
14. 如權利要求12所述的方法，其特征在于，所述至少一個擾動在 銷釘螺紋和套管螺紋中的至少一個的至少一個完整節(jié)距上延伸。
15. 如權利要求12所述的方法，其特征在于，還包括將所述至少一 個擾動位置的銷釘螺紋與套管螺紋之間的間隙減小到大約0.005英寸到 0.002英寸之間。
16. 如權利要求12所述的方法，其特征在于，還包括將所述至少一 個擾動位置的銷釘螺紋與套管螺紋之間的隙距減小到大約0.003英寸到 0.002英寸之間。
全文摘要
一種螺紋連接件包括銷釘元件和套管元件，一種用于制造和形成所述螺紋連接件的方法。銷釘元件具有帶銷釘螺紋牙頂、銷釘螺紋齒根、銷釘載荷齒側面和銷釘入扣齒側面的銷釘螺紋。套管元件具有帶套管螺紋牙頂、套管螺紋齒根、套管載荷齒側面和套管入扣齒側面的套管螺紋。銷釘螺紋牙頂、銷釘載荷齒側面、銷釘入扣齒側面、套管螺紋牙頂、套管載荷齒側面和套管入扣齒側面中的至少一個具有在其上形成的至少一個擾動。在對銷釘元件與套管元件進行選定組裝時，在銷釘螺紋與套管螺紋之間的所述至少一個擾動處存在減小的隙距。
文檔編號F16L15/06GK101627247SQ200780045117
公開日2010年1月13日 申請日期2007年12月20日 優(yōu)先權日2006年12月21日
發(fā)明者哈里斯·A·雷諾茲, 大衛(wèi)·盧埃林·馬利斯 申請人:海德瑞公司