本發(fā)明涉及一種管狀組件，其通過裝配連接于類似的組件以形成連續(xù)的管道系統(tǒng)。有利地，本發(fā)明應(yīng)用于生產(chǎn)由鉆管、重型鉆管和鉆鋌形成的鉆桿，鉆管、重型鉆管和鉆鋌規(guī)則地裝配在一起和分開。這種鉆桿尤其可用于旋轉(zhuǎn)驅(qū)動以鉆探油氣井?；蛘撸@種管狀組件也可用在鉆桿立管中或用于實際上是操作這種井時的立管中。

背景技術(shù)：

每個管狀組件具有至少一個螺紋端部元件，即陽式端部元件或陰式端部元件。一般說來，一個管狀組件具有一個陽式端部元件和一個相對的陰式端部元件。一個螺紋端部元件用于與另一個組件的具有互補螺紋的端部元件進行裝配。連接時，兩個組件的兩個端部元件形成一個連接機構(gòu)。

車螺紋的管狀組件在精心控制的符合擰緊、有時是密封的技術(shù)要求的負荷之下進行連接，其視使用條件而定。一般說來，連接機構(gòu)的螺紋端部元件具有至少一個軸向?qū)佣耍撦S向?qū)佣嗽谘b配結(jié)束時起作用，并通過施加預(yù)定裝配轉(zhuǎn)矩抵靠相應(yīng)的表面夾緊。擰緊結(jié)束時施加的裝配轉(zhuǎn)矩稱為對凸肩的轉(zhuǎn)矩，相當于軸向?qū)佣似鹱饔盟璧霓D(zhuǎn)矩。

當兩個組件彼此裝配時，對凸肩施加太小的轉(zhuǎn)矩，例如過早停止裝配，會形成不符合技術(shù)規(guī)范的連接機構(gòu)。那么，跳出斷開聯(lián)接或意外斷開的危險很高。在斷開聯(lián)接本身發(fā)生之前，也可能喪失緊固性。擰緊不夠，會使連接機構(gòu)快速磨損，增大意圖斷開的難度。

對凸肩施加過高轉(zhuǎn)矩，例如轉(zhuǎn)矩過度，也會導(dǎo)致連接機構(gòu)不符合技術(shù)規(guī)范。部分組件處于塑性變形危險之中，會因轉(zhuǎn)矩過度而損壞。因此，每一組件的不同表面之間意欲配合，不再得到確保。連接機構(gòu)的工況難以預(yù)測。這種損壞難以修復(fù)。

為了限制這些危險，對凸肩的標稱上限轉(zhuǎn)矩通常確定在凸肩轉(zhuǎn)矩，對凸肩的下限轉(zhuǎn)矩通常確定在屈服轉(zhuǎn)矩。固定于對凸肩的標稱轉(zhuǎn)矩及其容差范圍，可確保連接機構(gòu)在所需使用條件下具有令人滿意的機械強度。限定于該范圍，可限制故障危險。對凸肩的容許轉(zhuǎn)矩范圍的限制隨每種組件配置而改變。這種限制的標稱值取決于組件的尺寸，特別是壁厚，其隨所需應(yīng)用而變化。

實際上，裝配/斷開操作在困難的條件下就地進行，例如在海上平臺上進行。實際裝配條件可能與實驗室中的理論條件大不相同。

在本發(fā)明的應(yīng)用中，一個連接機構(gòu)的一個螺紋端部元件可具有兩個軸向上分開的軸向?qū)佣耍謩e為內(nèi)對接端和外對接端，在裝配結(jié)束時起作用，通過施加預(yù)定的標稱裝配轉(zhuǎn)矩，緊固在相應(yīng)的表面上。對接表面加倍，則增大這些連接機構(gòu)的預(yù)定裝配轉(zhuǎn)矩。

待鉆井很復(fù)雜，很長，對上游管狀組件施加的轉(zhuǎn)矩隨著上游管狀組件與下游管狀組件之間距離的增大而增大。本發(fā)明旨在通過提出管狀組件來改善這種情況，所述管狀組件能通過提出比現(xiàn)行的連接機構(gòu)高的標稱裝配轉(zhuǎn)矩用于耐高工作負荷，而既不增大連接機構(gòu)的外部尺寸，也不增大管柱的重量。此外，本發(fā)明的另一個優(yōu)點是提出一種端部元件，特別是一種對接端，其完整性在整個使用中得到保持，其對液體的密封即使在多次裝配-斷開操作之后也予以確保。

對于相同的壁厚來說，本發(fā)明的管狀組件具有至少一個對接端，其有效表面大于公知管狀組件的有效表面。本發(fā)明的配置意味著局部接觸壓力不增大，從而防止塑化并確保對接端保持張緊牽引，因而即使在使用中也保持不透水。

使用高裝配轉(zhuǎn)矩，本發(fā)明的對接面上的接觸壓力每單位面積的負荷與普通環(huán)形曲面或環(huán)面的負荷相同。因此，超過其可能發(fā)生塑化現(xiàn)象的裝配轉(zhuǎn)矩較高。

技術(shù)實現(xiàn)要素：

為此，本發(fā)明提供一種管狀鉆桿組件，其具有端部元件，端部元件具有回轉(zhuǎn)軸線并且設(shè)有圍繞回轉(zhuǎn)軸線延伸的螺紋，端部元件適于通過裝配連接于另一個管狀鉆桿組件的設(shè)有互補螺紋的相應(yīng)的端部元件，端部元件具有至少一個外對接端，所述外對接端布置成在裝配結(jié)束時另一個管狀組件的相應(yīng)的外對接端接觸，其中，所述外對接端具有至少一個螺旋面，螺旋面的螺旋軸線與回轉(zhuǎn)軸線重合。

在另一方面中，本申請人提出一種具有兩個如上所述的不同組件的兩個端部元件的連接機構(gòu)。兩個組件通過第一組件的端部元件與第二組件的相應(yīng)的端部元件的裝配而彼此連接。

單獨地或彼此組合地，組件可具有以下可選的特征。

特別是，螺紋具有螺紋斷面角，使得螺旋面的螺旋角小于或等于螺紋的螺紋斷面角。有利地，螺旋角可以在0.5°至7°的范圍內(nèi)。

特別是，圍繞螺旋面可以在其上延伸的回轉(zhuǎn)軸線的角部分之和可以在180°至360°的范圍內(nèi)。

由于存在螺旋面，端部元件還具有連接于所述螺旋面的至少一個圓周端部的圓周凸肩。

特別是，該圓周凸肩可具有至少一個大致平面的平表面，該平表面的平面與回轉(zhuǎn)軸線形成一個在0°至75°的范圍內(nèi)的角。特別是，圓周凸肩可具有至少一個大致平面的平表面，其平面可平行于回轉(zhuǎn)軸線或者可與回轉(zhuǎn)軸線重合。

根據(jù)不同的實施方式，圓周凸肩可經(jīng)由一個圓角半徑或者一個傾斜的平面連接于螺旋面。特別是，當存在圓角半徑時，其可具有在0.5至10.0毫米的范圍內(nèi)的曲率半徑。

有利地，端部元件可具有兩個對接端，即一個內(nèi)對接端和一個外對接端，兩個對接端中每個都具有至少一個圓周凸肩?；蛘?，端部元件可具有兩個對接端，即分別為內(nèi)對接端和外對接端，只有外對接端設(shè)有一個螺旋面。

特別是，端部元件可具有僅位于外對接端上的單個螺旋面。

有利地，螺旋面可與螺紋隔開一定距離；車螺紋的端部與螺旋面之間的距離可尤其為至少8毫米。

更具體地，本發(fā)明也涉及一種具有本發(fā)明的兩個管狀鉆桿組件的連接機構(gòu)，其中，一個組件的外對接端或者另一個組件的相應(yīng)的外對接端之一布置在管狀鉆桿組件的端部元件的自由遠端部。

附圖說明

在下面參照附圖進行的詳細說明中，本發(fā)明的其他特征、細節(jié)和優(yōu)點將顯示出來，附圖如下：

圖1是本發(fā)明的兩個組件的縱向局部剖面圖；

圖2是本發(fā)明的組件的陽式端部元件的透視圖；

圖3是本發(fā)明的組件的陽式端部元件的一個實施變型的透視圖；

圖4是本發(fā)明的組件的對應(yīng)圖3的陽式端部元件的陰式端部元件的透視圖；

圖5至8是本發(fā)明的組件的端部元件的細部的實施變型的透視圖；

圖9、10和11是本發(fā)明的組件的陽式端部元件的實施變型的透視圖；

圖12是本發(fā)明的設(shè)有三個螺旋面的陽式端部元件的另一個實施變型。

具體實施方式

附圖和下面的描述大致涉及具有特定屬性的元件。因此，它們不僅用來更好地理解本發(fā)明，而且也有助于必要時對本發(fā)明進行限定。

第一管狀組件1和第二管狀組件101示于圖1。組件1和101通常呈一個圍繞回轉(zhuǎn)軸線xx的回轉(zhuǎn)體的形式。在圖1中，組件1和101彼此對準。因此，回轉(zhuǎn)軸線xx重合。回轉(zhuǎn)軸線xx的方向稱為軸向方向。

為便于理解，第二組件101的數(shù)字標號加上100。組件1和101每個都具有一個端部元件2或者103。這里，第一組件1具有一個陽式端部元件2(或者銷件)，而第二管狀組件101具有一個陰式端部元件103(或者箱狀件)。組件1和101每個都具有一個規(guī)則的管部分9或者109。規(guī)則的管部分9與陽式端部元件2成整體，并且在相對的一端部與第二陰式端部元件(未示出)成整體，第二陰式端部元件與陰式端部元件103相同。同樣，規(guī)則的管部分109與陰式端部元件103成整體，并且在相對的一端部也與另一個陽式端部元件(未示出)成整體，所述另一個陽式端部元件與陽式端部元件2相同。

兩個組件1和101的規(guī)則的管部分9和109彼此相似。管狀組件1和101在結(jié)構(gòu)和材料上是不透水的。特別是，管狀組件形成金屬結(jié)構(gòu)，尤其由鋼或者鉻鎳鐵合金制成。作為一個實施例，材料的等級約為130ksi，屈服強度在120000至140000psi的范圍內(nèi)；但是，也可選自約為140ksi、150ksi和165ksi的更高等級，以及更低鋼級，例如那些限定在約為80ksi或者95ksi甚至110ksi的鋼級。端部元件2和103可由與管9和109的材料相同或者不同的材料制成。

這里，端部元件，特別是2和103，其構(gòu)型符合標準api-7，或者api-rp-7g，或者甚至iso-10407-1。在實施變型中，端部元件2和103具有專有的構(gòu)型，例如以商標express銷售的端部元件，或者甚至wo-2006/092649或wo-2012/089305中描述的端部元件。

規(guī)則的管部分9在形狀上通常呈圓柱形，對于長組件例如鉆管長度在5至15米的范圍內(nèi)，對于短組件例如井口使用的耐磨插入件長度在1至5米的范圍內(nèi)。內(nèi)徑例如在25至400毫米的范圍內(nèi)，而外徑在50至500毫米的范圍內(nèi)。

通過將端部元件摩擦焊接于一個管的形成規(guī)則的部分9的每個端部，可獲得組件1。組件101可采用相同的制造方式。在這種情況下，規(guī)則的管部分9的端部可以已經(jīng)鍛造、鐓鍛或者增厚，以增大金屬的徑向表面。如在圖1中可見，焊接平面5或者105分別在規(guī)則的管部分9和109分別與端部元件2和103之間的接合部形成?；蛘撸軤罱M件可以是整體的，即無焊接，由單個坯件獲得。規(guī)則的管部分9、109在圖2至8上未示出。

端部元件2、103在形狀上通常呈管狀。端部元件2、103分別具有外表面11、121，其大致為圓柱形。

端部元件2、103分別具有內(nèi)表面17、127或者鉆孔，其大致為圓柱形。

一般說來，組件1和101的回轉(zhuǎn)面與屬于回轉(zhuǎn)軸線xx的中心大致同心。組件1、101的壁的厚度在周向上是大致均勻的，在端部元件的位置除外。

使用中，組件1用作動筒(ram)操縱。作動筒通過組件的端部元件2或103來保持組件1。端部元件2和103非常適合于承受施加的負荷，在裝配/斷開操作期間尤其如此。特別是，外接觸面11或者121局部地具有最大外徑，用于接納在工作管鉗的卡爪中，以確保待形成連接頭的最終裝配轉(zhuǎn)矩。此外接觸面是在鉆桿旋轉(zhuǎn)期間抵靠井壁摩擦接觸的接觸面。

現(xiàn)在參照圖1、2和3說明組件1的陽式端部元件2的三個實施方式。陽式端部元件2具有大致錐形的外表面12，在該外表面上形成至少一個稱為陽螺紋的外螺紋。端部元件2還具有一個端部表面13和一個中央表面16。錐形的外表面12軸向上位于端部表面13與中央表面16之間。端部表面13和中央表面16沒有任何螺紋。在所示的實施例中，端部表面13和中央表面16具有大致圓柱形的型面。

在所示的實施例中，帶有螺紋的錐形的外表面12具有帶有單頭螺線的螺紋。

端部表面13連接于一個大致根據(jù)端部元件2的厚度延伸、大致垂直于端部表面13的表面15。該表面形成一個內(nèi)對接端15。內(nèi)對接端15在分離條件下限定組件1的端部元件2的自由遠端部。該內(nèi)對接端15在內(nèi)部連接于大致圓柱形的內(nèi)表面17。內(nèi)對接端15稱為陽式內(nèi)對接端。

中央表面16通過一個大致沿端部元件2的一部分厚度延伸的表面連接于外接觸面11。該中央表面形成一個外對接端18。外對接端18形成組件1的端部元件2的一個外凸肩。外對接端18稱為陽式外對接端。

有利地，內(nèi)對接端15和外對接端18中至少一個具有一個螺旋面。在端部元件2具有單個螺旋面的情況下，該螺旋面在外對接端18上形成，如同圖2所示的螺旋面38的情形。

在圖2中，螺旋面38與螺紋隔開一定距離。沒有螺紋的中央表面16的軸向長度d1可被限定；特別是，該距離d1至少為8毫米，例如小于24毫米。該距離d1相當于螺旋面38與大致錐形的具有螺紋的外表面12之間沿軸線xx的最小軸向距離。

螺旋面38由與回轉(zhuǎn)軸線xx重合的螺旋軸線限定。螺旋面38的螺旋方向相當于錐形的外表面12的螺紋的方向。螺旋面38具有一個螺旋角α。錐形的外表面12的螺紋具有一個螺紋斷面角β。在該實施例中，螺旋面38的螺旋角α等于螺紋的螺紋斷面角β。

顯然，螺旋面38不是平面的。從另一個視角來看，螺旋面38限定一個表面，其位置隨涉及的角區(qū)段或組件1的所述角部分而沿軸向方向變化。

在圖2中，外對接端18通過一個環(huán)形斜面20連接于外表面11。

在圖3所示的一個實施變型中，端部元件2具有兩個螺旋面，從而內(nèi)對接端15具有螺旋面35，外對接端18具有螺旋面38。

在圖3中，螺旋面35也與螺紋隔開一定距離。沒有螺紋的端部表面13的軸向長度d2可被限定；特別是，該距離d2至少為8毫米，例如小于24毫米。該距離d2相當于螺旋面35與大致錐形的具有螺紋的外表面12之間沿軸線xx的最小軸向距離。該距離d2也相當于端部元件2的自由遠端部與車螺紋的外表面12之間的軸向距離。

在圖2和3所示的實施方式中，螺旋面38的每個角部分在徑向方向上延伸，即垂直于回轉(zhuǎn)軸線xx延伸。換句話說，從通過回轉(zhuǎn)軸線xx的縱剖面來看，螺旋面38的型面可由一條在徑向方向上定向的直線段表示。因此，螺旋面38的寬度大致等于外對接端18的徑向距離。相對于內(nèi)對接端15來說，類似的分析適用于螺旋面。

在實施變型(未示出)中，螺旋面38的型面可為直線的，相對于徑向方向具有一個非零傾角。在這種情況下，螺旋面38具有通常錐形的構(gòu)型。因此，螺旋面38的寬度大致大于外對接端18的徑向厚度。在其他實施變型中，螺旋面38的型面可以是曲面的，例如為凹面的或者凸面的。因此，螺旋面38的徑向?qū)挾却笾麓笥谕鈱佣?8。

在圖2和3所示的實施方式中，螺旋面35和38在其相應(yīng)的對接端的整個圓周即約360°上延伸。螺旋面35和38的螺旋角α大致相同。在該實施例中，螺旋角α大致等于錐形外表面12的螺紋的螺紋斷面角β。螺旋面38的螺旋角α例如在0.5°至7°的范圍內(nèi)。

螺旋面35和38的存在導(dǎo)致在每個對接端15和18上形成一個圓周凸肩36或39。兩個圓周凸肩可以是大致平面的，每個都形成一個具有軸線xx的平面。其可設(shè)計成處于相同的平面上。

因此，端部元件2的外對接端18具有圓周凸肩39。圓周凸肩39在端部元件2的軸向位置上延伸，其與螺旋面38在其上延伸的軸向位置相同。當螺旋面38為360°時，圓周凸肩39使螺旋面38的兩個圓周端部彼此連接。

圖5示出圖3所示實施方式的圓周凸肩36的細部。螺旋面35的兩個圓周端部在軸向方向上對準，并且因此這里，圓周凸肩36具有零圓周分量。在圖2和3所示的實施例中，螺旋面38的圓周端部在軸向方向上對準，這里，圓周凸肩39具有零圓周分量。在這些構(gòu)型中，圓周凸肩39限定一個通過軸線xx的平面。特別是在圖3中，圓周凸肩36和39限定在相同的平面上。

在圖6中，圓周凸肩36具有大致平面的表面。平表面的平面與回轉(zhuǎn)軸線xx形成一個角γ。在圖2和3所示的實施例中，圓周凸肩36和39的相應(yīng)的平表面的平面，這里與回轉(zhuǎn)軸線xx大致重合。因此，角γ大致為零。圓周凸肩36和39的平表面大致垂直于螺旋面35和38延伸，或大或小具有螺旋角。

在圖2所示的實施例中，圓周凸肩39通過銳邊界或邊緣連接于螺旋面38的兩個圓周端部。對于圓周凸肩36和39來說，圖3上也是這種情況。

圖6、7和8示出螺旋面的實施變型。為使這些實施變型更清楚，其示于內(nèi)對接端15上。顯然，每個實施變型也可應(yīng)用于螺旋面位于外對接端18上的實施方式，如圖9、10和11所示。這些實施變型與圖3所示實施方式的不同之處主要在于，螺旋面35在小于360°的角部分上延伸。螺旋面35的兩個圓周端部在軸向方向上未對準。使之聯(lián)接的圓周凸肩36具有一個非零圓周分量。圓周凸肩36在具有幾度例如1°至15°之間的一個角部分上延伸。

在圖6、7和8所示的實施變型中，從通過回轉(zhuǎn)軸線xx的縱剖面來看，圓周凸肩36的表面的型面可由在徑向方向上定向的直線段表示。如同螺旋面35那樣，在一實施變型中，圓周凸肩36的型面是直線的，相對于徑向方向具有一個傾角。在其他實施變型中，圓周凸肩36的表面的型面可以是曲面的，例如是凹形的或者凸形的。

在圖6所示的實施變型中，圓周凸肩36具有大致平面的表面。平表面的平面與回轉(zhuǎn)軸線xx形成一個角γ。這里，角γ是非零的，例如在0°至75°的范圍內(nèi)。如同圖2那樣，圓周凸肩36通過銳邊界或邊緣連接于螺旋面35的兩個圓周端部。

在圖7所示的實施變型中，圓周凸肩36具有兩個圓角半徑，一個是凹形的，另一個是凸形的。圓角半徑每個都具有一個曲率半徑，分別標記為r1和r2。圓周凸肩36與螺旋面35之間的連接部不具有銳邊界或邊緣。在一個未示出的實施變型中，圓周凸肩36可以不必具有一個平表面，以致圓角半徑由一個拐點彼此連接，使得圓周凸肩36在螺旋面35的兩個圓周端部之間形成大致連續(xù)的聯(lián)接。這里，曲率半徑r1和r2大致相等。曲率半徑r1和r2例如在0.5至10毫米的范圍內(nèi)。

在圖8所示的實施變型中，圓周凸肩36具有兩個大致平面的、彼此相交的表面。第一平面36'與回轉(zhuǎn)軸線xx形成一個零角γ。與圖3所示的情況相反，平表面經(jīng)由一個呈斜面形式的、這里大致為45°的第二平面36"連接于螺旋面35的兩個圓周端部之一。這里，斜面設(shè)置在具有螺旋面35的凹形連接部一側(cè)。替換地或附加地，斜面也可設(shè)置在具有螺旋面35的凸形連接部一側(cè)。

在其他實施變型中，螺旋面35在稍大于360°、即一轉(zhuǎn)加少數(shù)幾度例如361°至365°之間上延伸。因此，螺旋面35的圓周端部部分在組件1的一單個角部分在軸向方向上略微疊置。因此，圓周凸肩36成形成一個使螺旋面35的兩個圓周端部彼此連接的凹部。

在圖9、10和11所示的實施變型(未示出)中，內(nèi)對接端15可以不具有一個螺旋面，而在一個實施變型中，內(nèi)對接端設(shè)有單個螺旋面。

在其他實施方式中，對接端15具有一個螺旋面35，該螺旋面在一個顯著小于360°、例如小于270°、或者更優(yōu)選地小于180°或小于90°的角部分上延伸。

在螺旋面在一個顯著小于360°的角部分上延伸的情況下，因此，對接端具有所述單個螺旋面、單個圓周凸肩以及對接端的其余角部分，該其余角部分限定呈一個環(huán)的一部分形式的表面。所述呈一個環(huán)的一部分形式的表面的型面，從縱剖面來看，可以是平面的并平行于徑向方向，相對于徑向方向可以是平面的和傾斜的，或甚至是曲面的，例如是凸形的或者凹形的。對接端18沿圓周相繼地具有呈一個環(huán)的一部分形式的表面、螺旋面38和圓周凸肩39。在這種情況下，圓周凸肩39使螺旋面38的一個圓周端部連接于所述呈一個環(huán)的一部分形式的表面的一個圓周端部。

在圖12所示的實施變型中，對接端18具有至少兩個螺旋面38。因此，對接端18具有與螺旋面38一樣多的圓周凸肩39。對接端18沿圓周相繼地具有一個第一螺旋面38'、一個第一圓周凸肩39'、一個第二螺旋面38"、以及一個第二圓周凸肩39"。在圖12所示的實施例中，內(nèi)對接端15也具有一個螺旋面35，因此，其構(gòu)成一個具有三個螺旋面的實施方式。

根據(jù)本發(fā)明，n個螺旋面的存在可以同n個呈一個環(huán)的一部分形式的平表面相結(jié)合。因此，對接端沿圓周具有一系列的n個組合，每個組合由一個螺旋面、一個呈一個環(huán)形式的表面以及一個圓周凸肩構(gòu)成。

n個螺旋面在其上延伸的角部分之和例如在180°至360°的范圍內(nèi)。

上述描述中關(guān)于對接端15的每個特征、實施方式、實施變型和組合，可以轉(zhuǎn)用到對接端18上，反之亦然。此外，組件1的第一端部元件2可具有：

i)一個根據(jù)上述實施方式之一的位于里側(cè)的對接端15，以及一個具有本身公知的構(gòu)型的位于外側(cè)的對接端；

ii)一個根據(jù)上述實施方式之一的位于外側(cè)的對接端18，以及一個具有本身公知的構(gòu)型的位于里側(cè)的對接端；

iii)根據(jù)上述實施方式之一的位于里側(cè)的對接端15與位于外側(cè)的對接端18的組合，對接端15和18類似；或者

iv)根據(jù)上述實施方式之一的位于里側(cè)的對接端15與根據(jù)上述實施方式之一的位于外側(cè)的對接端18的組合，對接端15和18具有不同的構(gòu)型。

圓周凸肩36或39可布置在組件1的相同的角部分上，如圖3所示，或者彼此偏置。

現(xiàn)在參照圖1和4來說明組件101的陰式端部元件103的兩個實施方式。圖4所示的陰式端部元件103與圖3所示的組件1的陽式端部元件2的形狀匹配。因為形狀匹配，所以至少可期望內(nèi)對接端15與外對接端18可在360°上與陰式端部元件103的相應(yīng)的表面密封接合，車螺紋的部分可接合在一起。

陰式端部元件103具有一個大致錐形的內(nèi)表面122，在該內(nèi)表面上設(shè)有內(nèi)螺紋。端部元件103還具有一個端部表面或遠端表面126以及一個中央表面或臨近表面123。錐形的內(nèi)表面122的螺紋軸向上位于端部表面126與中央表面123之間。端部表面126和中央表面123沒有螺紋。端部表面126和中央表面123為大致圓柱形，與陽式端部元件2的中央表面16和端部表面13的形狀匹配。一個空間設(shè)置在這些相應(yīng)的圓柱形部分之間，以形成用于沉淀在螺線上的潤滑脂的一個回流區(qū)；該潤滑脂的沉淀量可能多于裝配結(jié)束時設(shè)在螺線之間的剩余孔隙空間。

端部表面126的直徑大于中央表面123的直徑。錐形的內(nèi)表面122的螺紋徑向上位于端部表面126與中央表面123之間。

在連接期間，裝配軸線相當于回轉(zhuǎn)軸線xx。裝配方向由錐形的外表面12和錐形的內(nèi)表面122的互補螺紋的方向加以限定。圖3和4所示的實施方式具有帶常規(guī)裝配方向的螺紋，即端部元件2、103具有右旋螺線。

都大致圓柱形的中央表面123和內(nèi)表面127，經(jīng)由一個大致沿端部元件103的厚度的一部分延伸的表面彼此連接。該表面形成一個對接端125。內(nèi)對接端125形成組件101的端部元件103的一個內(nèi)凸肩。

都大致圓柱形且同心的端部表面126和外表面121，經(jīng)由一個大致沿端部元件103的厚度延伸的表面彼此連接。該表面形成一個外對接端128。外對接端128在斷開聯(lián)接狀態(tài)限定組件101的端部元件103的自由遠端部或者終端部。

因其相應(yīng)的徑向位置，內(nèi)對接端125可稱為陰式內(nèi)對接端，而外對接端128可稱為陰式外對接端。

組件101的端部元件103的內(nèi)對接端125對應(yīng)組件1的端部元件2的內(nèi)對接端15。對接端125的形狀與對接端15的形狀匹配。對接端15和對接端125布置成在裝配結(jié)束時彼此抵靠夾持接觸，從而在內(nèi)對接端15面對對接端125的所有部位，獲得足夠的接觸壓力，以確保對流體密封，至少是對液體密封。

組件101的端部元件103的外對接端128對應(yīng)組件1的端部元件2的外對接端18。對接端128的形狀與對接端18的形狀匹配。對接端18和對接端128布置成在裝配結(jié)束時彼此抵靠夾持接觸，從而在外對接端18面對對接端128的所有部位，獲得足夠的接觸壓力，以確保對流體密封，至少是對液體密封。

在兩個組件1和101通過裝配彼此連接時獲得的連接機構(gòu)中，第一組件1的端部元件2對應(yīng)第二組件101的端部元件103。n個螺旋面35或38與n個螺旋面145或148相同，n個圓周凸肩36或39與設(shè)置在端部元件103上的n個圓周凸肩146或149相同。

在圖4中，螺旋面148與螺紋隔開一定距離。沒有螺紋的端部表面126沿軸線xx具有軸向距離d3，距離d3不是必須等于軸向距離d1。軸向距離d3也相當于端部元件103的自由遠端部與車螺紋的錐形的內(nèi)表面122之間的距離。該非零的軸向距離d3至少為8毫米，例如小于24毫米。

錐形的外表面12的螺紋和錐形的內(nèi)表面122的螺紋互補。

這里，錐形的外表面12的螺紋和錐形的內(nèi)表面122的螺紋為單螺線。在實施變型中，螺紋具有幾個螺線，例如兩個、三個或者四個螺線。這些稱為多頭螺紋。螺紋具有恒定的螺距。

現(xiàn)在來說明兩個組件1和101的連接操作。在圖1或者圖3和4所示的實施例中，第一組件1的陽式端部元件2與第二組件101的陰式端部元件103連接在一起。這相當于使第二組件101的陽式端部元件(如同2)與第一組件1的陰式端部元件(如同103)連接。因此，上述第一組件1的每一表面可與第二組件101的一個相應(yīng)的表面配合。在斷開聯(lián)接操作即斷開期間，下列情況及其次序相反。

在連接之前，組件1和101彼此對準，使得其回轉(zhuǎn)軸線xx重合，第一組件1的陽式端部元件2面對第二組件101的陰式端部元件103布置。

開始連接時：

-陽式端部元件2通過沿回轉(zhuǎn)軸線xx平移運動，部分插入到陰式端部元件103中，以使組件1、101彼此相向移動；

-利用螺旋運動，錐形的外表面12的螺紋與錐形的內(nèi)表面122的螺紋彼此接合。

在旋擰結(jié)束時：

-外表面11和121大致沿軸向方向處于彼此的延伸部分中，且彼此接近；

-內(nèi)表面17和127大致沿軸向方向處于彼此的延伸部分中，且彼此接近；

-對接端15抵靠對接端125接觸。換句話說，內(nèi)對接端15和125彼此接觸；

-對接端18抵靠對接端128接觸。換句話說，外對接端18和128彼此接觸；

-n個螺旋面35抵靠n個螺旋面145接觸。換句話說，螺旋面35和145成對地接觸；

-n個螺旋面38抵靠n個螺旋面148接觸。換句話說，螺旋面38和148成對地接觸；

-n個圓周凸肩36面對n個圓周凸肩146彼此接近。換句話說，圓周凸肩36和146成對地彼此接近；

-n個圓周凸肩39面對n個圓周凸肩149彼此接近。換句話說，圓周凸肩39和149成對地彼此接近。

擰緊結(jié)束時：

-外表面11和121形成一個從一個組件1、101到另一個組件的準連續(xù)外表面；

-內(nèi)表面17和127形成一個從一個組件1、101到另一個組件的準連續(xù)外鉆孔；

-對接端15抵靠對接端125夾持接觸，其意味著可施加大裝配轉(zhuǎn)矩；

-對接端18抵靠對接端128夾持接觸，其意味著可施加大裝配轉(zhuǎn)矩；

-圓周凸肩36和146接觸或者差不多接觸；

-圓周凸肩39和149接觸或者差不多接觸。

具有至少一個螺旋面的本發(fā)明的對接端的有效表面大于現(xiàn)有技術(shù)中由一個呈一個平面環(huán)形式的、垂直于回轉(zhuǎn)軸線xx的表面構(gòu)成的對接端。例如通過機加工使螺旋面成形成管狀組件的平表面意味著，可增大負荷傳遞表面。端部元件的徑向尺寸，例如內(nèi)徑和外徑以及管壁厚度，保持不變。使用中發(fā)生故障的危險和斷開操作期間的難度得以減少。

作為例子，對于圖3所示的其螺旋面分別在外對接端和內(nèi)對接端上形成的實施方式來說，對于在車螺紋的區(qū)域中具有單頭螺線的連接部獲得下列結(jié)果：

對于具有相同構(gòu)型、具有兩個螺旋面、但在車螺紋的區(qū)域中設(shè)有雙頭螺線的連接部結(jié)果如下：

螺線的螺距越大，螺旋角會越大，因此，可獲得對于提高標稱裝配轉(zhuǎn)矩的有益效果。

應(yīng)當指出，有利地，當螺線為多頭時，最終裝配轉(zhuǎn)矩方面的增益較大。因為有多螺線頭時螺距較大，所以增大螺紋斷面角意味著可獲得螺旋角的增大。

也應(yīng)當指出，對通常從鉆井頂端長距離布置在井的深底、極難對其產(chǎn)生高裝配扭矩的小直徑管狀組件提高增益，可獲得另一種很大的優(yōu)點。

在外側(cè)上分開圓周凸肩39和149的距離從連接機構(gòu)的外側(cè)可見。因此，這可構(gòu)成一個目視指示器，以使操作員監(jiān)控裝配質(zhì)量。

當圓周凸肩39和149以及如果適當?shù)膱A周凸肩36和146接觸時，對抗裝配的反作用力驟然增大。因此，圓周凸肩36和146或者圓周凸肩39和149形成圓周對接端以停止裝配。延續(xù)裝配所需的轉(zhuǎn)矩驟然增大。此驟然增大易于由配有測力傳感器的裝配工具檢測到。裝配可在發(fā)生轉(zhuǎn)矩過大之前停止。當檢測到轉(zhuǎn)矩驟然增大時停止裝配可自動進行。連接機構(gòu)的組件1、101的端部元件例如2和103的損壞危險得以減少。

本發(fā)明不局限于僅作為例子給出的上述組件和連接機構(gòu)的實施例，而包括現(xiàn)有技術(shù)人員在以下權(quán)利要求書的范圍實施的任何實施變型。