帶有凸的圓形螺紋表面的梯形螺紋的螺紋管連接的制作方法

專利名稱：帶有凸的圓形螺紋表面的梯形螺紋的螺紋管連接的制作方法
技術領域：
本發明涉及在要連接的管子末端包括帶有梯形螺紋的陽螺紋件和陰螺紋件的螺紋管連接；這些螺紋件可放置在長度大的管子末端，也可放置在長度短的管子(例如管接頭)的末端。
背景技術：
這種螺紋管連接具體地用于構成油氣井或類似的井(例如地熱井)的套管排或管排或鉆管排。
在美國石油學院(API)技術規格API 5B和5CT中，這種螺紋管連接定義為帶有稱為“鋸齒”螺紋的梯形螺紋的有錐度螺紋部分。
該梯形螺紋包括在向著所考慮的螺紋件的自由端的螺紋側面上的一個非工作齒側面(stabbing flank)，在螺紋相反一側上的承載齒側面，寬度不為零的螺紋牙頂和寬度不為零的螺紋根部，承載螺紋牙齒側面和非工作齒側面基本上與螺紋件的軸線垂直(在API鋸齒螺紋情況下，承載螺紋牙齒側面與螺紋件軸線傾斜+3°，非工作齒側面傾斜+10°)。
本文件中所定義的梯形螺紋與上述API技術規格所定義的其他形式的螺紋(即，三角形螺紋或倒圓的三角形螺紋(“圓”螺紋))是相反的，其中，承載和非工作的螺紋牙齒側面相對于螺紋件的軸線的法線傾斜很大(例如30°)，并且螺紋牙項和根部的寬度基本上為零。與三角形或倒圓的梯形螺紋比較，這種螺紋管連接沒有連接脫開的危險。
API式帶有梯形螺紋的螺紋管連接是許多開發研究的課題，特別是，它可改善對由工作條件造成的各種應力變化的強度(軸向拉伸，軸向壓縮，彎曲，扭轉，內壓力或外壓力...)，并且可改善在這種應力作用下，對在這種螺紋連接內部或外部循環的液體的密封性。這種改善在下列文件中作了說明EP 0488912，EP 0707133，EP 0454147和國際專利申請WO 00/14441。
在美國專利US 4521042或US 4570982中所述的和設計用于同樣目的的其他形式的帶有梯形螺紋的螺紋連接，使用直螺紋部分，特別是二級的螺紋部分。
一般地說，現有技術的螺紋連接的梯形螺紋的表面(即，螺紋的齒側面和螺紋牙頂與螺紋根部)，除了在表面之間的連接處以外，其軸向橫截面是直線形的，這種連接處一般有一個連接半徑或倒角；因此，這種表面在本文件中稱為“直線形”表面。
在所有形式的螺紋管連接中，螺紋件相互裝配時，在至少是一個陽螺紋的螺紋表面和陰螺紋的相應表面之間產生接觸壓力。根據螺紋形式的不同，接觸壓力可以在匹配的螺紋牙頂和頂部之間、承載螺紋牙齒側面之間、非工作齒側面之間或多個這種表面之間產生。
在相應的梯形螺紋表面之間的接觸壓力(可能還有其他表面-例如在螺紋件上的相應密封表面和橫向貼合表面)，是由必需以相當大的裝配扭矩形成螺紋連接產生的。
當以給定的裝配扭矩將螺紋連接連接起來后，為了超過螺紋連接的扭矩或使螺紋連接脫開，根據扭矩方向的不同，在已知的螺紋連接中，只需加一個絕對值比裝配扭矩稍大的扭矩即可。
當管排轉動和下降至偏移的或水平的油氣井底部，使陽螺紋件和陰螺紋件的相對位置產生偏移時，會產生過大的扭矩，這種過大的扭矩會使螺紋連接有泄漏的危險。
螺紋連接在油井中意外脫開會帶來嚴重的后果。

發明內容
本發明的目的是要提供一種帶有梯形螺紋的螺紋管連接，這種管連接在裝配好后，為了超過其裝配位置或使連接脫開，需要加的扭矩的絕對值比所述裝配扭矩大很多，并且該螺紋管連接對擦傷不敏感。
本發明的另一個目的是要避免由相應的螺紋表面之間，特別是相應的螺紋牙齒側面之間過大的接觸壓力造成的磨損擦傷。
特別是，本發明的目的是要如專利申請WO 00/14441和WO 94/29627中所述的那樣，在帶有軸向過盈或楔形螺紋的螺紋部分情況下、避免擦傷。這時在螺紋的承載齒側面和非工作齒側面之間產生過盈接觸，過盈接觸的螺紋牙齒側面之間的接觸壓力對陽螺紋和陰螺紋的有效幾何形狀、因而也是對它們的匹配非常敏感。
這意味著螺紋部分的加工精度必需高，因此成本高。因此，本發明的又一個目的是，要提供一種可用正常的尺寸公差(例如0.01mm左右)加工的帶有楔形螺紋或軸向過盈配合螺紋的螺紋管連接。
本發明的螺紋管連接包括在第一根管子的末端的陽螺紋件和在第二根管子的末端的陰螺紋件。
陽螺紋件基本在螺紋部分的全部長度上，包括帶有梯形螺紋的外部陽螺紋部分；而陰螺紋件包括與陽螺紋部分配合(即，其形狀和配置適合于裝配)的內部陰螺紋部分。陽螺紋和陰螺紋件利用給定的安裝扭矩一個安裝在另一個內面；使得至少是一個陽螺紋表面在接觸壓力作用下與陰螺紋的相應表面接觸。
所用的術語“螺紋部分”是指帶有一個或幾個作出螺紋的部分的螺紋部分。在后一種情況下，基本上在每一個作出螺紋的部分的全長上，螺紋都為梯形螺紋。
在裝配以前，在接觸壓力作用下的螺紋部分中至少有一個螺紋表面，在其表面寬度上為連續的凸起的圓形；并與配合螺紋部分的相應表面點接觸。
在本文件中使用的術語“凸的圓形表面”是指螺紋表面的軸向橫截面為曲線形和凸形的。同樣，術語“凹的圓形表面”和“直線表面”是指在軸向橫截面呈現為這種形狀的表面(除了相鄰表面之間的連接位置以外)。
在本文件中所使用的術語表面的“寬度”是指在軸向橫截面看的表面尺寸。因此，術語表面的“寬度”基本上是指螺紋牙頂或根部的軸向尺寸，和螺紋牙齒側面的徑向尺寸。
在本發明的情況下，即使某些表面不是直線形，術語“梯形螺紋”與以上給出的一般定義相適應。它包括承載螺紋牙齒側面和非工作齒側面的夾角為正、負或等于零的梯形螺紋(方螺紋，鉤式螺紋，半燕尾式螺紋或燕尾式螺紋)。慣用標記表示在本文以后所述的實施例中。
凸的圓形表面與橫截面通過螺紋連接的軸線的配合螺紋的具有相應曲率半徑的相應表面的接觸，為點接觸或基本上為點接觸。
根據二個接觸表面的曲率半徑和接觸表面材料的彈性特性的不同，由點接觸產生的接觸壓力在接觸點處最大，而在該點的任何一側，則或多或少地快速減小。
選擇凸的圓形表面的曲率，使得與所有的陽螺紋表面和陰螺紋表面都為直線形的傳統的螺紋連接比較，在用給定的裝配扭矩裝配后，本發明的螺紋連接，對連接的脫開或過大扭矩有很大的阻力。
在用規定的裝配扭矩裝配后，必需加一個絕對值比安裝扭矩大很多的扭矩；根據扭矩方向的不同，平均來說，該扭矩必需比裝配扭矩至少大5％，不能使本發明的螺紋連接扭矩過大或脫開。也可能有相反的效果，即，帶有摩擦表面較大的直線形螺紋表面的螺紋連接的抗脫開/過大扭矩的性質改善。
另外，考慮到在開采油氣井用的螺紋寬度和高度較小的螺紋管連接的情況下，螺紋管連接的螺紋表面所受的負荷，本領域的技術人員都不希望建立點接觸，即，不希望接觸壓力不在相應的表面上分布。
所述凸的圓形表面的曲率也可在互相接觸的相應表面上采用，使最大的壓力不致引起點接觸的表面的材料塑化。
最好，除了與相鄰表面的連接處以外，所述凸的圓形表面寬度上具有1個或多個2～60mm范圍內、最好為3～20mm范圍內的曲率半徑。
所述凸的圓形表面可以在螺紋部分的全部長度或一部分長度上形成，但最好是在螺紋部分的全部長度上形成。因此，當螺紋部分包括幾個作出螺紋的部分時，可在每一個作出螺紋部分的全長上形成。
最好，除了與相鄰表面的連接處以外，所述凸的圓形表面寬度上的曲率均勻。
最好，在螺紋部分的全長上，所述凸的圓形表面的曲率均勻。
最好，凸的圓形表面與配合螺紋部分上的直線形表面相適應。
最好，在一個陽螺紋或陰螺紋上只有一個凸的圓形表面。
在本發明的一個優選實施例中，螺紋連接的陽螺紋和陰螺紋部分作有錐度，螺紋彼此之間徑向有過盈，所述凸的圓形表面作在螺紋牙頂上。
在本發明的另一個優選實施例中，所述凸的圓形表面作在陽螺紋齒側面或陰螺紋齒側面上；而一個或另一個陽螺紋或陰螺紋包括可使凸的圓形螺紋牙齒側面或配合螺紋部分上的相應螺紋牙齒側面具有撓性的裝置。
最好，凸的圓形螺紋牙齒側面為承載齒側面。
在第二個實施例的變型中，凸的圓形螺紋牙齒側面為非工作齒側面。
在本文件的其余部分中，說明了在裝配過程中或裝配結束時，隨著接觸壓力的增加，可撓曲的螺紋牙齒側面的彎曲增大，這樣，與正常尺寸的螺紋比較，可使該螺紋連接能適應陽螺紋和陰螺紋尺寸的差別，而不會產生過大的接觸壓力。
最好，在本發明的第二個實施例中，所述使凸的圓形螺紋牙齒側面或配合螺紋部分的相應齒側面具有撓性的裝置，為在靠近該撓性齒側面的螺紋牙頂上作出的一條槽。
在接觸壓力作用下的接觸過程中，該槽和撓性螺紋牙齒側面之間的螺紋部分的彎曲，在軸向橫截面上，引起該撓性齒側面圍繞位于該撓性齒側面底部的回轉中心轉動。
最好，該槽的深度小于或等于作出該槽的螺紋高度。
最好，該槽的開口寬度小于或等于作出該槽的螺紋寬度的2/3。螺紋寬度是在螺紋高度的中點測量的。
最好，槽的底部倒圓的半徑為0.2mm或更大。
最好，在減小螺紋牙齒側面的剛度的裝置為槽的情況下，由在螺紋高度的中點的凸的圓形表面的切線與螺紋連接的軸線的法線所形成的稱為“凸的圓形表面角度”的角度，與也是在相應的齒側面的高度中點取的與該凸的圓形齒側面配合的相應齒側面的切線和螺紋連接軸線的法線所形成的稱為“相應齒側面角度”的角度不同。
在裝配結束時，在撓性螺紋牙齒側面彎曲過程中，這些角度之間的差別使凸的圓形齒側面和相應的齒側面之間的接觸點沿著這些齒側面移動；或隨軸向應力的改變而改變。
這種接觸點的移動可防止凸的圓形齒側面和配合螺紋部分的相應的齒側面的同一個點上總是受應力作用，從而可降低在幾次裝拆以后這些螺紋牙齒側面擦傷的危險。
在這種情況下，最好凸的圓形齒側面角度和配合螺紋部分的相應螺紋牙齒側面角度的值能使該凸的圓形齒側面和該相應齒側面之間的第一次接觸，是發生在作出槽的螺紋牙頂的撓性齒側面上。
最好，凸的圓形齒側面角度和配合螺紋部分相應齒側面角度之間的偏離代數值的符號，能使該凸的圓形螺紋牙齒側面與配合螺紋部分相應齒側面之間的接觸點在裝配過程中向著撓性螺紋牙齒側面的回轉中心移動。
最好，凸的圓形齒側面角度和配合螺紋部分的相應齒側面角度之間的偏移值，能使在螺紋連接完全裝配后，該凸的圓形齒側面和配合螺紋相應齒側面之間的最后接觸點位于螺紋根部末端的凸的圓形齒側面的寬度的1/4的外面。
這種配置可以防止在螺紋根部過大和有害的應力集中。
從在下面說明的實施例中可看出，得到這種技術效果的凸的圓形螺紋牙齒側面角度和配合螺紋的相應齒側面角度的值，可用計算或試驗確定。
最好，凸的圓形齒側面角度和配合螺紋部分相應齒側面角度之差的絕對值在1°～5°范圍內。
最好，在本發明的螺紋連接中，陽螺紋件和陰螺紋件中的每一個包括至少一個密封表面；每一個陽螺紋件的密封表面徑向與在裝配位置的螺紋管連接的相應的陰螺紋件的密封表面有過盈。
最好，在本發明的螺紋連接中，陽螺紋件和陰螺紋件中的每一個件具有至少一個環形的橫向貼緊表面，并且至少一個陽螺紋件的貼緊表面支承在處在裝配位置的螺紋連接的相應的陰螺紋件的貼緊表面上。


下面的圖表示非限制性的不同實施例的示意圖，和本發明的螺紋管連接的使用。
圖1表示包括兩個帶有錐形螺紋和梯形螺紋的螺紋連接的螺紋和管接頭連接；圖2表示包括帶有二級普通直螺紋和梯形螺紋的螺紋連接的一個整體螺紋接頭；圖3表示陰螺紋的螺紋牙頂為凸的圓形的圖1所示形式的本發明的螺紋連接的幾種梯形螺紋；圖3A只表示陰螺紋，圖3B只表示陽螺紋，圖3C表示圖3A和3B的螺紋件的完全連接；圖4表示本發明的另一種螺紋連接的幾種螺紋，這種螺紋連接是圖1所示形式的帶有軸向過盈的梯形螺紋的螺紋連接，其陽螺紋件的非工作齒側面為凸的圓形；圖5為圖4所示螺紋連接的變型；圖6表示帶有寬度變化的梯形楔形螺紋的圖2所示形式的本發明的另一種螺紋連接的幾種螺紋；其中，陽螺紋件的承載螺紋牙齒側面為凸的圓形；圖4～6中每個圖都包括用字母A～D表示的分圖。字母A只表示陰螺紋，字母B只表示陽螺紋。字母C表示裝配過程中，在相應表面接觸點上的螺紋件A和B。字母D表示A和B所示的螺紋件的完全連接；圖1～6不是按比例畫的，螺紋連接的特征部分被夸大，以便更好地表示或更好地說明其功能；圖7表示過盈的梯形螺紋的陽螺紋牙頂和陰螺紋根部之間的接觸壓力的分布；圖7A表示現有技術的螺紋連接的直線形牙頂和根部之間的接觸，圖7B表示圖3C所示的直線形螺紋牙根部和凸的圓形牙頂之間的接觸；圖8為表示在圖4所示的螺紋的情況下，過盈的接觸點位移與非工作齒側面不同的角度形狀的函數關系圖形；圖9為表示圖4所示的撓性非工作齒側面的回轉與非工作齒側面不同角度形狀的函數關系的圖形；圖10為表示在圖4所示螺紋情況下的過盈接觸點位移與凸的圓形表面的不同曲率半徑的函數關系的圖形；圖11表示圖1所示形式的、帶有過盈的梯形螺紋的有錐度螺紋部分的本發明的又一種螺紋連接的幾種螺紋。
具體實施例方式
圖1表示兩根長度大的管子101，101′之間的螺紋和管接頭連接200。
術語“長度大的管子”表示管長為幾米，例如大約10米。
這種管子通常連接起來構成油氣井的套管排或管排，或同樣油氣井的鉆管排。
該管子可由任何非合金的、輕合金的或重合金鋼，或鐵類或非鐵類合金制成，以適應不同的工作條件機械應力大小、管內面或外面的流體腐蝕性質。
還可以使用帶有由防止鋼與腐蝕性流體接觸的合成材料制成的涂層的耐腐蝕性差的鋼管。
管101，101′的末端帶有相同的陽螺紋件1，1′，并通過管接頭202連接；管接頭的每一個末端上作出陰螺紋件2，2′。
陽螺紋件1，1′分別與陰螺紋件2，2′連接，形成由幾厘米長的突出部分10連接的兩個對稱的螺紋連接100，100′。
管接頭的突出部分10的內徑基本上與管子101，101′的內徑相同，因此，在管內部的流體流動不受擾動。
由于螺紋連接100，100′對稱，下面只說明其中一個連接的功能。
陽螺紋件1包括帶有由API 5B技術規格確定的“鋸齒”式螺紋派生出來的梯形螺紋的陽螺紋部分3；該陽螺紋部分3作成一定錐度，并位于陽螺紋件的外表面上，與所述陽螺紋件的自由端7隔開一個沒有螺紋的唇部11。自由端7基本上為一個橫向的環形貼緊表面。
有錐度的支承表面5與唇部11的外表面上的自由端7靠近，該錐度比陽螺紋部分3的錐度大。
陰螺紋件2包括與陽螺紋件1匹配的裝置，即，其相應的形狀及其配置位置，可與陽螺紋的相應部分配合工作。
陽螺紋件2包括一個帶有錐度的陰螺紋部分4和螺紋與突出部分10之間的沒有螺紋的部分。
這個沒有螺紋的部分包括在該突出部分末端形成一個肩部的、基本上為橫向的環形貼緊表面8，和在該肩部后面的帶錐度的支承表面6。
在將陽螺紋部分完全裝配入陰螺紋部分中以后，橫向的貼緊表面7和8互相靠緊，同時支承表面5、6徑向有過盈，形成金屬對金屬的接觸壓力。支承表面5、6構成密封表面，可使在高的內部或外部液體壓力和應力變化作用下(軸向拉伸、軸向壓縮、彎曲、扭轉等...)使螺紋連接密封。
還可以將由合成材料(例如含氟聚合物)制成的密封圈與螺紋部分作成一個整體，以形成或增加密封性。
圖2表示兩根長度大的管之間的螺紋連接的另一個例子；這種形式的螺紋連接300只使用一個螺紋連接，稱為整體式螺紋連接。
管301的一端帶有陽螺紋件1；而第二根管302的相應末端則作出陰螺紋件2。
陽螺紋件1包括(在圖2的情況下)由二級直的螺紋303，303′構成的外部陽螺紋；它的梯形螺紋由形成貼緊面的中心肩部的橫向環形表面307隔開，直徑最小的一級螺紋303′位于陽螺紋件的自由端309′上，所述自由端309′為一個橫向的環形表面。
在直徑最小的一級螺紋部分303′和自由端表面309′之間為一個有錐度的外部支承表面311′。
另一級螺紋部分303與陽螺紋件相對，它有一段沒有螺紋的部分。該螺紋部分303包括有錐度的支承表面311和形成肩部的橫向環形表面309。
陰螺紋件2的內部包括與陽螺紋部分匹配的陰螺紋部分。
陰螺紋件2包括由二級直的螺紋304，304′構成的陰螺紋部分，該二級直的螺紋部分由形成貼緊面的中心肩部的橫向環形表面308隔開，直徑最大的一級螺紋304位于陰螺紋件的橫向環形自由端310附近。
另外，陰螺紋件還包括與陽螺紋件支承表面311，311′相應的兩個有錐度的支承表面312，312′；和在與自由端310相對的陰螺紋件的末端上形成肩部的橫向環形表面310′。
當裝配時，陽螺紋部分303，303′裝入陰螺紋部分304，304′中，中心肩部307，308的貼緊表面互相靠緊。橫向端面309，309′與相應的肩部表面310，310′接觸，并對中心主要貼緊面307，308形成輔助貼緊。
陽螺紋件的支承表面311，311′與陰螺紋件的支承表面312，312′在徑向為過盈配合，產生大的金屬對金屬的接觸壓力，可保證螺紋連接對外部或內部流體的密封。
在沒有示出的變型中，該螺紋和管接頭連接可以具有普通的直螺紋部分；而整體螺紋連接可以具有帶錐度的螺紋部分。
每一個螺紋可以具有兩個帶有相同或不同錐度、或連續錐度的有錐度螺紋部分；單一螺紋的螺紋部分可以分級或不分級。
在圖1和圖2中，螺紋部分示意性地用螺紋牙頂和螺紋根部的母線或包絡線表示。
下面的圖說明本發明的螺紋連接的螺紋的幾種變型。
圖3表示圖1所示的螺紋連接100中的梯形螺紋徑向為過盈配合并且牙頂為凸的圓形的有錐度的螺紋部分。
圖3B表示軸向橫截面為傳統的梯形形狀的這種形式的螺紋連接的陽螺紋21。該陽螺紋包括承載螺紋牙齒側面23，非工作齒側面25，螺紋牙頂29和螺紋根部27。螺紋高度為h1，螺紋高度中點處的寬度為2.5mm(每英寸5個螺紋)。
螺紋牙頂和根部在具有相同的錐度的有錐度的表面上形成，該錐度為由用母線37表示的“原始”錐和螺紋連接的軸線方向之間的峰值半角γ確定。
除了與螺紋牙齒側面的連接處以外，螺紋牙頂29和螺紋根部27為直線形；這些連接處具有約為幾分之一mm的半徑，以限制螺紋根部的應力集中和邊緣的脆性；螺紋牙頂29和螺紋根部27以峰值半角γ在有錐度的表面上形成。
承載螺紋牙齒側面23和非工作齒側面25也為直線形，并分別與螺紋連接的軸線的法線形成α和β角。
在這種情況下，α為較小的負角(齒側面23略微從螺紋根部27向外伸出)，而β角為正角并且傾斜較大。
螺紋牙齒側面之間形成一個δ角，使梯形螺紋21的牙頂29比其基底處的寬度較小。
圖3A表示陰螺紋。
陰螺紋形狀基本上為梯形，可與陽螺紋21裝配在一起。陰螺紋的高度h2比陽螺紋21的高度h1稍高，它們在高度中點的寬度均為2.5mm(每英寸5個螺紋)。
陰螺紋牙頂128和陰螺紋根部30與有錐度的表面相切或在該表面上形成。該有錐度表面的峰值半角γ與陽螺紋的峰值半角相同。
除了與螺紋牙齒側面的連接處以外，陰螺紋根部30為直線形。該連接處與陽螺紋一樣，具有連接半徑。
在陰螺紋牙頂128的整個長度上都連續地作出凸的圓形，即在其寬度上沒有不連續點。
陰螺紋牙頂的半徑R3等于5mm(除了與齒側面的連接處以外，該處的連接半徑較小，與陽螺紋的連接處半徑相適應)。
承載螺紋牙齒側面24和非工作齒側面26如同陽螺紋的相應齒側面23、25一樣，與螺紋連接的軸的法線形成相同的α和β角。
如圖3C所示，當陰螺紋的凸的圓形螺紋牙頂128和陽螺紋的根部27接觸，使陽螺紋部分3裝入陰螺紋部分4中時，由于幾何尺寸關系(h2＞h1)，在都是直線形的陽螺紋牙頂29和陰螺紋根部30之間產生一個間隙。
考慮到在形成螺紋連接后，貼緊表面7、8(見圖1)互相靠緊，因此陽螺紋件和陰螺紋件受軸向拉伸作用，使承載螺紋牙齒側面23，24之間產生接觸壓力。相反，在陽螺紋和陰螺紋的非工作齒側面25，26之間形成間隙。
陰螺紋的凸的圓形螺紋牙頂128和陽螺紋根部27之間的O點產生過盈接觸。O點基本上在圓形螺紋牙頂128和直線形螺紋根部27的中心。
陰螺紋的凸的圓形螺紋牙頂128的曲率可增加本發明的螺紋連接抗脫開或過大扭矩的能力。
圖7A示意性地表示現有技術的螺紋連接中，直線形的陰螺紋的螺紋牙頂28和直線形的陽螺紋根部27之間的接觸壓力的分布。
箭頭PC表示在每一個接觸點上局部接觸壓力的大小。可以看出，在接觸部分的每一個末端R、S、T、U上，接觸壓力PC的值較大。
為了潤滑螺紋部分和防止擦傷而加入的油脂封閉在接觸部分內部。
對于現有技術的螺紋連接，用給定扭矩Tf完成裝配后，考慮到封閉在接觸部分中的潤滑劑，為了恢復裝配，所加的扭矩Ts的值要比Tf稍大。這會造成陽螺紋件和陰螺紋件相對移動，并使密封裝置的位置不適當。
鉆偏離的傾斜油井或甚至水平油井的最近的技術，要求管子和連接它們的螺紋連接在油井中下降的過程中轉動，因此，螺紋連接受到大的扭矩作用。必需使這種轉動不會導致工作中螺紋連接泄漏。
同樣，為了脫開螺紋連接，必須在與Tf相反的方向上加一個扭矩Tb。在現有技術的螺紋連接中，這個扭矩的絕對值與裝配扭矩Tf相同。
圖7B表示陰螺紋的螺紋牙頂128的微小曲率可以消除中間的接觸壓力空缺現象；從而可通過產生中間接觸壓力的峰值，而消除將潤滑劑封閉在陰螺紋的螺紋牙頂128和過盈配合的陽螺紋的螺紋根部27之間。
這樣，為了使螺紋連接的扭矩過大或脫開螺紋連接，必需加一個絕對值比Tf大很多的扭矩T。
在根據圖3改進的、和具有下列特性的VAM TOP式螺紋連接(VallourecOil & Gas公司1994年7月的VAM目錄第940條)上進行裝配和脫開試驗·L80 API等級的經過處理的低合金鋼管(屈服強度為552MPa或更大)；·管子外徑-177.8mm(7英寸)；·管壁厚度-10.36mm(29磅/英尺)；·每英寸螺紋長度上有5個螺紋；·螺紋錐度＝6.25％(γ＝1.79°)。
對于4種不同的螺紋連接和不同的裝配扭矩大小，測量了相對于扭矩Tf的脫開扭矩Tb的值。
對于所述的11次裝配和脫開試驗，Tf和Tb的絕對值的相對差別在3％～14％之間變化，平均值為7.5％。
選擇太小的曲率半徑R3會導致中間接觸壓力峰值太尖銳，結果，會導致在使用該螺紋連接幾次后，螺紋材料塑化和/或螺紋擦傷；并還可造成承載螺紋牙齒側面23，24的寬度和最大可承受的軸向拉伸負荷的減小。曲率半徑R3的適宜值為2mm或更大。
選擇太大的曲率半徑R3不會得到預期的效果，并可導致潤滑劑被封閉的危險；曲率半徑R3的適宜值為60mm或更小，最好為20mm。
通過將陽螺紋或陰螺紋的承載齒側面作成稍微凸的圓形，以避免油脂封閉在承載螺紋牙齒側面的中間，可以改善本發明的螺紋使連接抗脫開或過大扭矩的特性。
圖4表示圖1所示的螺紋連接100的帶有軸向過盈配合的梯形螺紋的有錐度的螺紋部分。
術語“軸向過盈的梯形螺紋”表示在WO 00/14441中所述的螺紋在其螺紋高度中點處的螺紋寬度，比在配合螺紋部分的相應螺紋之間的空間的在螺紋高度中點處的寬度大。這樣，會使一個螺紋部分的兩個螺紋齒側面與配合螺紋部分的相應齒側面產生軸向過盈配合，或相反。
圖4B表示帶有軸向橫截面基本上為梯形的幾個陽螺紋21。該陽螺紋包括承載齒側面23，非工作齒側面125，螺紋牙頂29和螺紋根部27。
螺紋牙頂和根部為直線形的(除了與螺紋牙齒側面連接處以外，該處具有大約為幾分之一mm的半徑，以限制螺紋根部的應力集中和邊緣的脆性)，并在帶有同樣錐度的有錐度表面上形成，該錐度由用螺紋連接的母線37表示的“原始”錐和螺紋連接軸線的方向之間形成的峰值半角γ確定的。
螺紋在其全長上具有一條螺旋槽31，該槽的輪廓是在其寬度的大約中間，向著螺紋牙頂開放，并且其軸線基本上與螺紋連接的軸線垂直。
槽31的輪廓為有圓形底部的V字形，V字二個分支之間的角度大約為35°，槽61的底部的半徑為0.4mm。
槽在其開口處的寬度約為螺紋牙頂29的寬度的35％，而其深度約為螺紋21的高度的60％。
承載螺紋牙齒側面23為直線形(如上所述，除了與螺紋牙頂和根部的連接處以外)，并從螺紋根部稍微向外伸出。承載螺紋牙齒側面相對于螺紋連接軸線的法線的角α，為等于-3°的很小的負角。
靠近螺紋牙頂29的非工作齒側面125，在其全部寬度MP上作成凸的圓形；除了與螺紋牙頂和螺紋根部的連接處以外，其均勻的曲率半徑R1為幾mm；而該與螺紋牙頂和根部連接處的曲率半徑較小，約為幾分之一mm。
在螺紋高度中點所作的非工作齒側面的切線39與螺紋連接軸線的法線形成一個A角。
在螺紋高度中點所取的螺紋寬度為l1，而l3表示在螺紋高度中點的螺紋齒之間的空間寬度，(l1+l3)的和等于螺紋螺距。
圖4A表示其形狀與陽螺紋21的形狀適應的幾個梯形陰螺紋22。
陰螺紋22具有4個直線形表面(除了與螺紋牙頂和根部的連接處以外，該連接處具有大約為幾分之一mm的半徑，以限制在螺紋根部的應力集中和邊緣的脆性)；即·承載齒側面24；它從螺紋根部30向外伸出，并與螺紋連接軸線的法線傾斜一個α角，該α角與陽螺紋承載齒側面的角度相同；·非工作齒側面26；它與螺紋連接的軸線的法線傾斜一個B角，該B角比圖4A的A角略大一些；·螺紋牙頂28；它作在峰值半角γ與陽螺紋部分上的相應的有錐度表面的峰值半角相同的有錐度的表面上；·螺紋根部30；它也作在具有峰值半角γ的有錐度的表面上。
角α和β不同，其差值δ使得在螺紋牙頂28處的螺紋22比在其基底處窄。
l2表示在螺紋高度中點處的陰螺紋寬度，而l4表示在螺紋高度中點處的陰螺紋齒之間的空間寬度；(l2+l4)的和表示陰螺紋的螺距，它與陽螺紋的螺距相同。
在圖4所示的螺紋連接的結構中，l1比l4大，l2比l3大。結果，在裝配過程中，根據螺紋部分錐度的不同，在給定時刻，陽螺紋的兩個齒側面23、125與陰螺紋的兩個齒側面24、26接觸；在繼續裝配時，如對這種形式的螺紋中的“軸向過盈螺紋”所述那樣，螺紋21、22軸向過盈配合。
圖4C表示在裝配過程中，第一次接觸時，陽螺紋21和陰螺紋22的位置。
在共同寬度上分布的、帶有α角的直線形承載螺紋牙齒側面23、24接觸。
螺紋牙頂29、28還與相應的螺紋根部30、27隔開一段距離。
非工作齒側面128、26在點O處接觸。點O在弧MP上的位置距離M點比距離陽螺紋齒側面125上的P點更近；并且距離Q點，比距離陰螺紋齒側面26上的N點更近。因此，在作出槽31的陽螺紋牙頂側面上進行接觸。
接觸向M點偏移是由于在螺紋高度中點處，凸的圓形齒側面125的切線39的角度A比直線形的陰螺紋齒側面26的固定角度B小造成的，點O相應于凸的圓形齒側面125的切線與螺紋連接的軸線的法線形成B角的點。
當由于有錐度的螺紋部分的關系，裝配繼續在圖4C所示的位置以外進行時，陽螺紋本身楔入陰螺紋之間的空擋中；或相反，陰螺紋本身楔入陽螺紋之間的空檔中，使相應的螺紋牙齒側面之間產生過盈的接觸壓力。當由于螺紋的梯形形狀和螺紋部分的錐度裝配繼續進行時，這個接觸壓力增大。
在沒有槽的傳統的梯形陽螺紋和陽螺紋中，因為螺紋由彈性模量大的鋼材制成，兩個螺紋牙齒側面迅速地、剛性很強地緊密貼緊，裝配不能再繼續進行。
如果螺紋的幾何形狀可以完美地再現，則這不是一個嚴重的缺點，但情況并非如此。
陽螺紋和陰螺紋寬度的正常加工公差±0.01mm容易產生0.02mm的軸向過盈差或等于(l1-l4)或(l2-l3)的軸向配合松緊差。
因為螺紋部分的錐度，這個軸向過盈差會造成陽螺紋件/陰螺紋件的位置不同，特別是密封表面5、6的徑向過盈不同，從而有引起工作中泄漏的危險。
向靠近凸的圓形非工作齒側面125的螺紋牙頂29開放的槽31，受由在第一個接觸點以外的繼續裝配引起的過盈接觸壓力作用下的彎曲的作用，使陽螺紋21的兩個部分33，35變形。這樣，槽31可使陽螺紋21的結構更有撓性，并可降低非工作齒側面125的剛度。
當陽螺紋21的材料在其彈性區域內工作時，陽螺紋的兩個部分33，35的變形與接觸壓力成比例；近似地也可以認為實心的陰螺紋22是剛性的。由槽31和撓性的非工作齒側面之間的螺紋部分35所構成的彈簧剛度，由該螺紋部分35的幾何形狀和制造螺紋的材料(例如鋼)的彈性確定。
陽螺紋的凸的圓形的非工作齒側面125的曲率可使槽最優地工作在沒有這種曲率(即，如果非工作齒側面為帶有B角的直線形)的情況下，陽螺紋的齒的兩個部分33，35會因移動而更接近，這可使槽底部的半徑R2大大減小，使螺紋部分33，35的根部有剪斷的危險。
相反，陽螺紋非工作齒側面125的曲率可使凸的圓形的非工作齒側面125逐漸回轉，這樣，在繼續裝配過程中使該陽螺紋非工作齒側面有撓性，和使接觸壓力按Hertz理論分布。
撓性的非工作齒側面125的回轉中心基本上位于撓性非工作齒側面125的根部的P點處。
圖4D表示在裝配完成時螺紋的位置。
槽31和撓性非工作齒側面125之間的螺紋部分35轉動一定角度，以適應陽螺紋和陰螺紋齒側面之間的容積。
開始接觸點O沿著弧MP在點P的方向上移動至O′。
這個位移OO′是有利的，因為它表示在裝配過程中不是總是利用非工作齒側面上的同一個點，這樣，可限制擦傷的危險發生。
因此，可以看出，最好使第一個接觸點O在與P相對的弧MP的寬度的一半上，并且如果可能，則靠近與P相對的末端M，即，在作出槽31的螺紋牙頂29上。
對于給定角度A和B，凸的圓形齒側面125的曲率半徑R1確定位移OO′。
圖8～圖10中的圖形是從研究根據圖4改進的、具有下列特性的VAMTOP式螺紋連接(來自于Vallourec Oil & Gas公司1994年7月的VAM目錄940項)得出的·L80 API等級、經過處理的低合金鋼管(屈服強度為552MPa或更大)；·管外徑177.8mm(7英寸)；·管壁厚度10.36mm(29磅/英尺)；·螺紋螺距為6mm，錐度＝6.25％(γ＝1.79°)；·螺紋高度1.8mm，螺紋寬度3.5mm；·α＝-3°；B(陰螺紋非工作齒側面角)＝13°；δ＝10°；·A(螺紋高度中點處的陽螺紋非工作齒側面的角度)＝9°～14°；
·陽螺紋凸的圓形非工作齒側面的半徑R1＝5～20mm；·夾緊度(或軸向過盈)FA＝0～0.14mm(目標值為0.04mm)；·槽深＝1mm，開口處槽寬＝1.4mm；·槽底部半徑R2＝0.4mm；·槽底部中心離開承載螺紋牙齒側面2.3mm。
圖8的圖形表示對于角A在9°至14°范圍的不同值，沿著圖4所示的撓性齒側面125的弧MP，接觸點O的位移DC與非工作齒側面的夾緊度FA的函數關系。
圖8表示，角度A越大，齒側面125的移動DC越快。
當A角小于B角時，可以看出，開始接觸點O位于與回轉中心P相對一側的弧MP的一半寬度上。
因為點O有在M點以外的弧MP外面的危險，因此A角不能小于9°。
因為對一些配合不好的陽螺紋件和陰螺紋件副，最后的接觸點O′可能超出P點以外，因此角度A的值不大于12°。
另外，如同在兩個直線形的螺紋牙齒側面之間接觸的情況一樣，會在螺紋根部造成應力集中，因此使接觸點O′靠近P點并不是最優的方法。
在目前情況下，角A的值為10°是較合適的，因為最后的接觸點O′在最壞情況下，使應力的峰值出現在P點一側的齒側面寬度中點以外。
圖9表示對于同樣的螺紋連接，撓性齒側面125的回轉角RFE與夾緊度FA的函數關系。
這里，當角A增大時，齒側面125的轉動更快。
為了用夾緊度限制轉動幅度，選擇較小的A角(10°)是重要的。
這樣，隨著真正軸向過盈的變化，接觸壓力變化小。
圖10的曲線表示，對相同形式的螺紋連接，以及對于齒側面125的各種曲率半徑R1，在角A為常數以及等于10°的條件下，夾緊度FA對接觸點位移DC的影響。
對于曲率半徑R1＝20mm，當軸向過盈增大時，開始在M處接觸，并且接觸點迅速沿著弧MP移動。
曲率半徑R1越小，接觸點O越向著P點移動，位移隨軸向過盈變化而變化的速率較低。
如果希望將開始接觸點O保持在與P點相對的弧MP的寬度的中點上，則半徑R比5mm小很多是有害的。
凸的圓形非工作齒側面125的曲率半徑R1應在3～30mm之間選擇。
在圖4的螺紋情況下，與圖3所示的帶有凸的圓形螺紋牙頂的螺紋連接情況一樣，在脫開或扭矩過大的過程中，螺紋連接的強度增加；但在帶有凸的圓形非工作齒側面和軸向過盈的螺紋情況下，強度的增加比在圖3的螺紋情況下大；然而，強度增大的機理與圖7所示的機理相同。
使用與圖8～10的試驗所用相同的、但幾何特性不同，而是與圖4的幾何特性相反的兩個螺紋連接進行的裝配和脫開試驗發現，強度大大改善。即陽螺紋件為傳統的帶有直線形表面的陽螺紋，而陰螺紋件包括帶有凸的圓形非工作齒側面的陰螺紋和向陰螺紋牙頂開放的槽。
對于凸的圓形的陰螺紋非工作齒側面的切線和螺紋連接軸線的法線(在螺紋高度的中點取)之間的角度為11°，陰螺紋的凸的圓形非工作齒側面的半徑R1為10mm，和軸向過盈為0.02mm的情況，一個螺紋連接的脫開扭矩Tb提高至裝配扭矩Tf的130％，而另一個螺紋連接則提高至裝配扭矩Tf的123％。
圖5為圖4的變型。在圖5中，陽螺紋21也具有齒側面寬度中點處的角A的凸的圓形非工作齒側面125，但沒有槽。
然而，陰螺紋22上有槽32，該槽可使陰螺紋的直線形非工作齒側面26彎曲，在裝配過程中，與在過盈接觸狀態下的凸的圓形非工作齒側面125相適應。
在圖5的結構中，角A比角B大。從圖5C和5D可看出，這種結構使第一個接觸點O在作有槽32的陰螺紋牙頂28一側的撓性非工作齒側面26的一半寬度上。這種結構也可使接觸點的位移OO′向著回轉中心Q偏移。
另外，圖5所示的螺紋連接的功能與圖4所示的螺紋連接功能相同。
圖6表示帶有在稱為楔形螺紋或寬度可變的螺紋的梯形螺紋的直的螺紋部分上的槽和凸的圓形非工作齒側面的螺紋，在圖2所示的螺紋連接300中的應用。這種帶有楔形螺紋的螺紋部分在專利US Re 30647中已作了說明。
圖6B的陽螺紋部分303′包括寬度可變的燕尾式梯形螺紋。
梯形陽螺紋包括·與螺紋連接的軸線平行的直線形螺紋牙頂329；
·直線形和與螺紋連接的軸線平行的螺紋根部327；·從螺紋根部327向外伸出的直線形非工作齒側面325；非工作齒側面和螺紋連接軸線的法線之間的角度β為負角；·半徑為R1的凸的圓形承載齒側面323(在與螺紋牙頂和根部的連接處外面)。
齒側面323使在螺紋高度中點處的切線329與螺紋連接軸線的法線形成A角。
β角和A角使螺紋在其牙頂329處比在其基底(燕尾螺紋)處寬。
當離開螺紋件的自由端的螺紋寬度增加(結果使螺紋齒之間的空間減小)即在圖7B中l3.1比l3.2大時，這些螺紋的螺距不變且具有變化的寬度。
圖6A表示相應的陰螺紋部分304′。
陰螺紋322為寬度變化的已知的燕尾式螺紋，并與陽螺紋321匹配。
螺紋牙頂328和螺紋根部330為直線形，并與螺紋連接的軸線平行。
承載齒側面324和非工作齒側面326也為直線形；它們都從螺紋根部330向外伸出，使相應的與螺紋連接軸線的法線所夾的B角和β角為負角。
螺紋的高度一半處的寬度l2向著螺紋件的自由端逐漸減小，使圖6A中的l2.1比l2.2大。
另外，陰螺紋322在其全長上包括一條螺旋槽332。槽的輪廓為其軸線基本上與螺紋連接的軸線垂直，并向著螺紋牙頂328開放。
該槽的V字形輪廓，其圓形底部的半徑R2＝0.4mm。
如圖6C所示，當將螺紋部分303′，304′一個裝在另一個中時，開始時寬度小的螺紋的空檔部分較寬；但在裝配過程中，這個間隙減小，直至在給定時刻變為零為止。即陽螺紋和陰螺紋承載齒側面323、324在O點處成點接觸，而陽螺紋和陰螺紋的非工作齒側面325、326成分布接觸。
如圖5所示，點O位于作出槽332的螺紋牙頂328側的部分NQ上。
如上所述，這是因為A角的絕對值比B角的絕對值小造成的。
如果在螺紋牙齒側面簡單接觸后繼續進行裝配，則較寬的螺紋進入較窄的空檔部分中，就會在齒側面之間產生楔子作用的軸向過盈。如圖4和圖5所示，當這種形式的螺紋部分的“楔”繼續裝入時，齒側面會產生彈性變形。
優選承載齒側面323作成凸的圓形形狀，使槽332能讓齒側面進行這種彈性變形。
槽332和凸的圓形齒側面323的作用與圖4和圖5所示的槽31、32與凸的圓形齒側面125的作用相同。但在圖5中，撓性齒側面324為直線形。
根據與圖7所示相同的機理，選擇陽螺紋的承載齒側面323的曲率半徑R1，可增加螺紋連接抗脫開或扭矩過大的能力。
應當注意，圖4～6所示的螺紋連接也可適用于WO 94/29627所述的寬度可變的楔形螺紋式的有錐度的螺紋部分。參考到上面的說明，技術熟練的人可以容易地實現這種用途。
本發明的范圍還包括其他的螺紋管連接。
這樣，本發明的范圍包括圖4所示的具有軸向過盈和在裝配結束時在陽螺紋或陰螺紋中的一個螺紋的牙頂與匹配的螺紋根部之間有徑向過盈的螺紋管連接。
本發明的范圍還包括帶有過盈的有錐度的螺紋部分的螺紋管連接；其中，陽螺紋承載齒側面或陰螺紋承載齒側面為凸的圓形，和陽螺紋或陰螺紋具有向螺紋牙頂開放的槽，以便適應由于工作中拉抻、壓縮或彎曲應力的變化引起的承載齒側面之間的接觸的變化。
在具有直線形承載齒側面的實心螺紋(沒有槽的)中，這種接觸的變化會在所述承載側面上產生疲勞裂紋。
本發明的所述或沒有說明的不同實施例適用于整體的螺紋連接和螺紋與管接頭的連接。
還可以制造如圖11所示的螺紋管連接。這種螺紋管連接中的梯形陰螺紋(圖11A)具有直線形表面，而相應的陽螺紋(圖11B)具有一般的梯形形狀，而承載齒側面123為凸的圓形，如圖6B所示那樣。
如同在圖3A、圖3B一樣，陽螺紋的高度h1比陰螺紋的高度h2略小，并且陽螺紋或陰螺紋的寬度比相應螺紋之間的間隙寬度略小。這樣，在裝配后(圖11C)，陰螺紋28的牙頂徑向與陽螺紋27的根部有過盈；而在陽螺紋29的牙頂和陰螺紋30的根部之間有徑向間隙。另外，陽螺紋承載齒側面123和陰螺紋承載齒側面24緊貼接觸，而在陽螺紋的非工作齒側面25和陰螺紋的非工作齒側面26之間有軸向間隙。
陰螺紋齒側面22為實心的，而陽螺紋21有一條與圖4中的槽相同的槽31。該槽可以適應工作時接觸壓力的變化。
如上所述，當非工作齒側面為凸的圓形表面(見圖4和圖5)時，除了對扭矩過大和脫開過程中的強度有影響外，陽螺紋承載齒側面123的曲率可以控制承載齒側面123，24之間的接觸寬度和接觸位置。
當陰螺紋承載齒側面作成凸的圓形和陽螺紋承載齒側面為直線形時，也可得到同樣的效果。
帶有有錐度的螺紋部分和稱為“粗糙螺紋”(例如在EP 454147或JP08281061中所述的螺紋)的螺紋的螺紋連接，也可以得到相同的效果。這時，在裝配結束時，陽螺紋和陰螺紋的承載齒側面緊貼接觸，而陽螺紋和陰螺紋的非工作齒側面接觸。至少一個螺紋部分的螺紋包括一個承載齒側面或非工作齒側面；或凸的圓形承載與非工作齒側面。
權利要求
1.一種螺紋管連接(100，300)，它包括在第一根管(101，301)末端的陽螺紋件(1)，和在第二根管(202，302)末端的陰螺紋件(2)；陽螺紋件包括在陽螺紋部分的基本全長上，帶有梯形螺紋的外部陽螺紋部分(103、303)；陰螺紋件包括在基本上與陽螺紋部分匹配的陰螺紋部分的全長上，帶有梯形螺紋的內部陰螺紋部分(104、304)；陽螺紋部分和陰螺紋部分利用給定的裝配扭矩(Tf)一個裝在另一個內，使得至少一個陽螺紋表面(21、321)與陰螺紋(22、322)的相應表面形成接觸壓力；其特征在于，在裝配前，在接觸中壓力作用下的至少一個螺紋表面(125、128、325)，在所考慮的表面寬度上，作成連續的凸的圓形形狀，并與匹配螺紋件的相應表面(26、27、326)點接觸；除了在與相鄰表面的連接處以外，在寬度上所述凸的圓形表面具有2～60mm范圍內的一個或多個曲率半徑(R1、R3)。
2.如權利要求1所述的螺紋管連接，其特征在于，凸的圓形表面作在所考慮的螺紋部分的全長上。
3.如權利要求1或2所述的螺紋管連接，其特征在于，除了與相鄰表面的連接處以外，所述凸的圓形表面在其寬度上和形成該表面的螺紋部分的全長上具有均勻的曲率。
4.如權利要求1至3中任一項所述的螺紋管連接，其特征在于，螺紋部分(21、321)的凸的圖形表面(125、128、325)與匹配螺紋部分(22、322)上的直線形表面(26、27、326)相適應。
5.如權利要求4所述的螺紋管連接，其特征在于，它包括只作在兩個螺紋部分中的一個上的唯一一個凸的圓形表面。
6.如權利要求1至5中任一項所述的螺紋管連接，其特征在于，陽螺紋部分和陰螺紋部分作有錐度，其螺紋互相徑向有過盈，并且所述凸的圓形表面為螺紋牙頂(128)。
7.如權利要求1至5中任一項所述的螺紋管連接，其特征在于，所述凸的圓形表面為螺紋齒側面(125、325)，并且陽螺紋(21)或陰螺紋(22、322)中的一個螺紋或另一個螺紋包括可使凸的圖形齒側面(125)或匹配螺紋部分上相應的齒側面(26、324)具有撓性的裝置(31、32、332)。
8.如權利要求7所述的螺紋管連接，其特征在于，使凸的圓形齒側面或與它相應的齒側面具有撓性的裝置為作在與撓性齒側面相鄰的螺紋牙頂(29、28、328)上的槽(31、32、332)。
9.如權利要求8所述的螺紋管連接，其特征在于，槽的深度小于或等于作出槽的螺紋的高度。
10.如權利要求8或9所述的螺紋管連接，其特征在于，槽的開口寬度小于或等于在螺紋高度中點測量的作出該槽的螺紋寬度的2/3。
11.如權利要求8至10中任一項所述的螺紋管連接，其特征在于，槽的底部用0.2mm或更大的半徑(R2)倒圓。
12.如權利要求8至11中任一項所述的螺紋管連接，其特征在于，在所述凸的圓形齒側面高度中點處的該齒側面的切線(39、339)與螺紋連接軸線的法線之間形成的稱為“凸的圓形齒側面角度”的(A)角，與也在所述相應齒側面的高度中點所取的與該凸的圓形齒側面相應的切線(26、326)和螺紋連接的軸線的法線之間形成的稱為“相應齒側面角度”的(B)角不同。
13.如權利要求12所述的螺紋管連接，其特征在于，凸的圓形齒側面的(A)角和相應的齒側面的(B)角的值，使在裝配過程中，在凸的圓形齒側面和相應的齒側面之間的第一個接觸點(O)，在作出槽的螺紋牙頂(29、28、328)一側的撓性齒側面上。
14.如權利要求12或13所述的螺紋管連接，其特征在于，凸的圓形齒側面的角(A)和相應齒側面的角(B)之差的代數值的符號，應使凸的圓形齒側面和相應的齒側面之間的接觸點在裝配過程中向著撓性齒側面的回轉中心移動。
15.如權利要求12至4中任一項所述的螺紋管連接，其特征在于，凸的圓形齒側面的角(A)和相應的齒側面的角(B)之差值，應使凸的圓形齒側面和相應的齒側面之間的最后接觸點(O′)位于在螺紋根部末端的撓性齒側面的寬度的1/4的外面。
16.如權利要求12至15中任一項所述的螺紋管連接，其特征在于，凸的圓形齒側面的角(A)和相應齒側面的角(B)之差的絕對值在1°～5°范圍內。
17.如權利要求7至16中任一項所述的螺紋管連接，其特征在于，該凸的圓形齒側面為承載齒側面(323)。
18.如權利要求7至16中任一項所述的螺紋管連接，其特征在于，該凸的圓形齒側面為非工作齒側面(125)。
19.如權利要求7～18中任一項所述的螺紋管連接，其特征在于，在螺紋連接中，該螺紋連接為包括帶有徑向過盈螺紋、帶有稱為“粗糙螺紋”的螺紋、帶有軸向過盈螺紋、帶有寬度變化的楔形螺紋的形式。
20.如權利要求7～19中任一項所述的螺紋管連接，其特征在于，陽螺紋件和陰螺紋件中的每一個件都包括至少一個密封表面，每一個陽螺紋的密封表面(5、305)與在裝配位置的螺紋管連接中的相應的陰螺紋密封表面(6、306)徑向過盈配合。
21.如權利要求1～20中任一項所述的螺紋管連接，其特征在于，陽螺紋件和陰螺紋件中的每一個件包括至少一個橫向的環形貼緊表面，至少是一個陽螺紋的貼緊表面(7、307)緊貼在處在裝配位置的螺紋連接中的相應的陰螺紋緊貼表面(8、308)上。
全文摘要
本發明涉及一種螺紋管連接，它包括兩個利用特定的扭矩將一個擰入另一個的陽螺紋件和陰螺紋件，其中，至少在接觸壓力作用下的一個螺紋表面(125)在擰入之前在2～60mm的彎曲半徑長度上具有連續的凸的圓形形狀；并且與相配合的螺紋件的相應表面(26)點與點接觸。這種螺紋連接的擰緊和松開強度高。在一個實施例中，凸的圓形表面(125)為陽螺紋或陰螺紋的螺紋牙齒側面，而陽螺紋或陰螺紋中的一個包括作在螺紋牙頂(29)上的一個槽(31)。該槽可使凸的圓形齒側面(125)或相應的齒側面有撓性。這種幾何形狀可適應齒側面之間的接觸的變化。
文檔編號F16L15/06GK1489680SQ0280425
公開日2004年4月14日 申請日期2002年2月4日 優先權日2001年2月9日
發明者西里·諾埃爾, 加布里埃爾·魯西, 伊曼紐爾·瓦雷尼, 埃爾 魯西, 爾 瓦雷尼, 西里 諾埃爾 申請人:法國瓦羅里克·曼尼斯曼油汽公司, 住友金屬工業株式會社, 法國瓦羅里克 曼尼斯曼油汽公司