專利名稱：用于石油工業(yè)的管狀物連接裝置的自鎖絲扣的檢查方法和量規(guī)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種用來(lái)檢查靠近用于烴井的勘探或操作中的管狀部件的一端部設(shè)置的自鎖絲扣的方法和量規(guī)。本發(fā)明還涉及一種用來(lái)制造用于烴井的勘探或操作中的連接裝置的方法。
背景技術(shù)：
傳統(tǒng)地，通過(guò)上緊來(lái)連接管子，所述管子用來(lái)在操作烴井的情況下構(gòu)成套管或生產(chǎn)管。通常，這樣的管子包括設(shè)有外螺紋區(qū)的端部和設(shè)有內(nèi)螺紋區(qū)的端部，每個(gè)端部用于通過(guò)與另一部件的相應(yīng)端部進(jìn)行上緊而連接起來(lái)，從而形成連接裝置。因此，在水平地進(jìn)行鉆井時(shí)可使所構(gòu)成的管柱轉(zhuǎn)動(dòng)，以便允許所述管柱朝向井底前進(jìn)，或者當(dāng)孔為水平孔時(shí)，允許所述管柱水平前進(jìn)。為此，所述部件必須以高轉(zhuǎn)矩上緊在一起，以便一方面?zhèn)鬟f足夠大的旋轉(zhuǎn)力矩以允許管柱前進(jìn)通過(guò)井，并且另一方面防止管柱卸開。在傳統(tǒng)的產(chǎn)品中，上緊力矩通常通過(guò)緊固抵接表面來(lái)獲得，所述抵接表面設(shè)置在用來(lái)上緊的部件中的每一個(gè)上。然而，因?yàn)榈纸颖砻娴姆秶枪茏雍穸鹊囊恍〔糠郑援?dāng)施加太大的緊固力矩時(shí)，對(duì)于抵接表面來(lái)說(shuō)，迅速地達(dá)到臨界塑化閾值。為此，對(duì)于絲扣，已經(jīng)特別地進(jìn)行例如致力于連接裝置(例如專用于由申請(qǐng)人以商標(biāo)名VAM HTF銷售的那些連接裝置)的開發(fā)，以便能夠?qū)⒉荒苓m應(yīng)至少一部分或甚至全部作用力的抵接表面卸載。使用文獻(xiàn)FR4855587中所描述的自鎖絲扣來(lái)實(shí)現(xiàn)該目的。 在該類型連接裝置的自鎖絲扣中，外螺紋端部的螺紋和內(nèi)螺紋端部的螺紋具有恒定的導(dǎo)程，但是具有變化的螺紋寬度。更確切地說(shuō)，螺紋牙頂?shù)膶挾韧ㄟ^(guò)離外螺紋端部或相應(yīng)地離內(nèi)螺紋端部具有增大的距離而對(duì)于外螺紋端部的螺紋來(lái)說(shuō)或者相應(yīng)地對(duì)于內(nèi)螺紋端部的螺紋來(lái)說(shuō)是逐漸增大的。因此，在上緊期間，外螺紋和內(nèi)螺紋通過(guò)在相應(yīng)于鎖定點(diǎn)的位置處彼此鎖定而終止。更確切地說(shuō)，當(dāng)外螺紋的側(cè)面鎖定在內(nèi)螺紋的相應(yīng)側(cè)面上時(shí)，對(duì)于自鎖絲扣來(lái)說(shuō)發(fā)生鎖定。為此，上緊力矩由所述側(cè)面之間的所有接觸面承擔(dān)，所述側(cè)面即比由現(xiàn)有技術(shù)的抵接表面所構(gòu)成的總表面區(qū)域顯著大的總表面區(qū)域。然而，由于與螺紋寬度有關(guān)的尺寸變化，具有自鎖絲扣的連接裝置加工起來(lái)很復(fù)雜。因此，加工公差之外的最微小的變化會(huì)改變螺紋的鎖定點(diǎn)。為此，具有自鎖絲扣的連接裝置不是非常適合于與抵接表面一起使用，這是由于在螺紋鎖定點(diǎn)中的不確定性致使它們的接觸點(diǎn)不規(guī)則。然而，只要側(cè)面之間的所有接觸面允許抵接表面配合，則這種不相容性不是問(wèn)題。雖然與抵接表面一起使用的自鎖絲扣的不相容性不是問(wèn)題，但是這不是具有密封表面的情形。已知的是，在兩個(gè)部件之間的連接處必須保證密封；當(dāng)管柱在壓力下輸送氣體時(shí)所述密封的密封性必須很高。為此，已知的是，在連接裝置的螺紋區(qū)以外的外螺紋端部上設(shè)置密封表面，該密封表面用來(lái)通過(guò)與設(shè)置在連接裝置的內(nèi)螺紋端部上的密封表面過(guò)盈配合而協(xié)作。更確切地說(shuō)，在通過(guò)上緊組裝連接裝置期間，通過(guò)將外螺紋端部的密封表面壓入配合在內(nèi)螺紋端部的密封表面下由兩個(gè)表面之間的過(guò)盈配合進(jìn)行協(xié)作。已知的是，由能夠匹配在一起的密封表面的非常精確的定位產(chǎn)生密封，顯然，所加工出的連接裝置的鎖定點(diǎn)必須相應(yīng)于加工圖上所參考的鎖定點(diǎn)。

發(fā)明內(nèi)容
為此，能夠檢查自鎖絲扣的一致性是必要的；并且這構(gòu)成了本發(fā)明的目的。更確切地說(shuō)，發(fā)明涉及一種用來(lái)檢查靠近用于烴井的勘探或操作中的管狀部件的一端部設(shè)置的自鎖絲扣的量規(guī)，所述絲扣具有從管狀部件的遠(yuǎn)端表面減小到最小值的螺紋牙根寬度，其特征在于，所述量規(guī)包括帶有至少一個(gè)第一螺紋的基部，所述至少一個(gè)第一螺紋可在自鎖絲扣中移動(dòng)至鎖定位置B。根據(jù)某些特征，當(dāng)量規(guī)用來(lái)檢查外螺紋端部的絲扣時(shí)，量規(guī)的第一螺紋的高度大于絲扣的螺紋高度。根據(jù)其它特征，當(dāng)量規(guī)用來(lái)檢查內(nèi)螺紋端部的絲扣時(shí)，量規(guī)的第一螺紋的高度低于絲扣的螺紋高度。根據(jù)其它特征，檢查用量規(guī)包括至少一個(gè)第二螺紋，該至少一個(gè)第二螺紋適合于在自鎖絲扣中引導(dǎo)量規(guī)。根據(jù)其它特征，第一螺紋和第二螺紋具有相同的寬度。根據(jù)其它特征，一個(gè)或多個(gè)螺紋的曲率半徑基本上等于絲扣的曲率半徑，以便與絲扣的形狀相匹配。根據(jù)其它特征，一個(gè)或多個(gè)螺紋的母面具有錐度，該錐度基本上等于管狀部件的錐度。根據(jù)其它特征，一個(gè)或多個(gè)螺紋的圓周長(zhǎng)度“1”在管狀部件的外直徑的3%到 79%范圍內(nèi)。根據(jù)其它特征，一個(gè)或多個(gè)螺紋的表面被處理以獲得大于35HRC的硬度。根據(jù)其它特征，一個(gè)或多個(gè)螺紋的表面被處理以獲得0. 8 μ m或更小的粗糙度Ra。本發(fā)明還涉及一種用來(lái)檢查靠近用于烴井的勘探或操作中的管狀部件的一端部設(shè)置的自鎖絲扣的一致性的方法，所述絲扣具有從管狀部件的遠(yuǎn)端表面減小到最小值的螺紋牙根寬度，其特征在于-將根據(jù)前述權(quán)利要求中任一項(xiàng)所述的檢查用量規(guī)接合在靠近管狀部件的遠(yuǎn)端表面的螺紋之一中；-移動(dòng)該量規(guī)以便運(yùn)動(dòng)遠(yuǎn)離管狀部件的遠(yuǎn)端表面，直到將量規(guī)鎖定在鎖定位置中；-標(biāo)記該鎖定位置；-將所標(biāo)記的鎖定位置與參考鎖定位置進(jìn)行比較。根據(jù)某些特征，標(biāo)記量規(guī)鎖定位置包括測(cè)量管狀部件的遠(yuǎn)端表面與量規(guī)的第一螺紋的承載側(cè)面之間的距離。根據(jù)其它特征，檢查用量規(guī)的第一螺紋的寬度被選擇為在絲扣上任意確定的參考鎖定位置的函數(shù)。
根據(jù)其它特征，絲扣上的參考鎖定位置被確定為第一任意固定螺紋的寬度的函數(shù)。本發(fā)明還涉及一種用來(lái)制造用于烴井的鉆進(jìn)和操作中的螺紋連接裝置的方法，其特征在于，該方法包括以下步驟-設(shè)置第一管狀部件和第二管狀部件，所述第一管狀部件和第二管狀部件在其端部處并且在其圓周面上分別包括第一絲扣和第二絲扣，所述第一絲扣和第二絲扣具有從管狀部件端部的遠(yuǎn)端表面減小的螺紋牙根寬度，以使得外絲扣和內(nèi)絲扣互補(bǔ)并且能夠通過(guò)自鎖緊固而一起協(xié)作。-將根據(jù)本發(fā)明的檢查用量規(guī)接合在每個(gè)絲扣中，直到量規(guī)被鎖定在鎖定位置中。-在管狀部件的外部圓周面上設(shè)置標(biāo)記，所述標(biāo)記按照位于與所述部件的旋轉(zhuǎn)軸線相同的平面中的方向縱向地延伸，所述平面包括在先前步驟中所確定的鎖定位置B，-在預(yù)定的上緊力矩CO下旋擰自鎖絲扣，以使得所述標(biāo)記之間的角度間隔約等于
預(yù)定值。 根據(jù)某些特征，還利用根據(jù)本發(fā)明的檢查方法來(lái)檢查自鎖絲扣的一致性。根據(jù)某些特征，所述角度間隔約等于零，用于檢查外自鎖絲扣的量規(guī)的寬度與用于檢查內(nèi)自鎖絲扣的量規(guī)的寬度是相同的，以使得為外絲扣和內(nèi)絲扣所確定的鎖定位置位于包括管狀部件的旋轉(zhuǎn)軸線的同一平面內(nèi)。根據(jù)其它特征，在包括外絲扣端部的管狀部件的外部圓周面上設(shè)置標(biāo)記，所述標(biāo)記沿周向延伸，以使得當(dāng)上緊力矩達(dá)到預(yù)定值時(shí)包括內(nèi)絲扣的端部的遠(yuǎn)端表面與所述標(biāo)記相對(duì)于彼此到達(dá)預(yù)定位置。根據(jù)其它特征，管狀部件的外螺紋端部和內(nèi)螺紋端部都分別包括至少一密封表面，當(dāng)絲扣按照自鎖螺旋協(xié)作時(shí)，所述密封表面能夠通過(guò)緊固而配合在一起，以構(gòu)成密封區(qū)域。


根據(jù)參照附圖并且通過(guò)非限制性實(shí)例所給出的以下詳細(xì)說(shuō)明，本發(fā)明的其它優(yōu)點(diǎn)和特征變得顯而易見(jiàn)，所述詳細(xì)說(shuō)明不僅用來(lái)更好地理解發(fā)明，而且必要時(shí)有助于限定本發(fā)明。圖1顯示了包括自鎖絲扣的連接裝置的剖視圖；圖2顯示了連接裝置的自鎖絲扣的剖視圖的細(xì)節(jié)。圖3和4分別描繪了本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例的剖視圖和俯視圖；圖5顯示了如上所提到的發(fā)明的實(shí)施例的詳細(xì)圖。圖6顯示了根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例的透視圖。圖7顯示了根據(jù)本發(fā)明的兩個(gè)管狀部件的俯視圖。圖8顯示了根據(jù)本發(fā)明的兩個(gè)管狀部件的縱向剖視圖。圖9描繪了根據(jù)本發(fā)明的兩個(gè)管狀部件的上緊曲線。
具體實(shí)施例方式圖1顯示了兩個(gè)基本上管狀的部件之間的連接，該連接用來(lái)通過(guò)自鎖絲扣聯(lián)接到一起并且用來(lái)被結(jié)合到烴井的管柱中。連接裝置通常由設(shè)有外螺紋端部1的部件和設(shè)有內(nèi)螺紋端部2的部件構(gòu)成，外螺紋端部1能夠被聯(lián)接到內(nèi)螺紋端部2。在這種連接裝置中，外螺紋端部1包括第一密封表面和第二密封表面，該第一密封表面和第二密封表面分別能夠與內(nèi)螺紋端部2上的相應(yīng)的第一密封表面和第二密封表面過(guò)盈配合，以形成第一密封區(qū)域 5和第二密封區(qū)域6。外螺紋端部1還包括可旋擰到內(nèi)螺紋端部2的相應(yīng)螺紋區(qū)域4的外螺紋區(qū)域3，這些螺紋區(qū)域設(shè)置在兩個(gè)密封表面5和6之間。端部1和2各自分別終止于遠(yuǎn)端表面7和8。如在圖2中可看到的，圖2顯示了螺紋區(qū)域3和4的細(xì)節(jié)，所述螺紋區(qū)域產(chǎn)生自鎖絲扣。術(shù)語(yǔ)“自鎖絲扣”是指絲扣包括以下詳述的特征。外螺紋32與內(nèi)螺紋42 —樣具有固定導(dǎo)程，同時(shí)它們的寬度沿它們的相應(yīng)遠(yuǎn)端表面7、8方向減小，以使得在上緊期間，外螺紋32和內(nèi)螺紋42通過(guò)將彼此鎖定在預(yù)定位置中而終止。更確切地說(shuō)，內(nèi)絲扣4的承載側(cè)面40之間的導(dǎo)程是恒定的，與內(nèi)絲扣的對(duì)扣側(cè)面41之間的導(dǎo)程一樣，具有承載側(cè)面40之間的導(dǎo)程大于對(duì)扣側(cè)面41之間的導(dǎo)程的特定構(gòu)造。類似地，外絲扣3的對(duì)扣側(cè)面31之間的導(dǎo)程是恒定的，與外絲扣的承載側(cè)面30之間的導(dǎo)程一樣，具有對(duì)扣側(cè)面31之間的導(dǎo)程小于承載側(cè)面30之間的導(dǎo)程的特定構(gòu)造。應(yīng)當(dāng)注意的是，接觸主要形成在外螺紋承載側(cè)面30 和內(nèi)螺紋承載側(cè)面40之間，與外對(duì)扣側(cè)面31和內(nèi)對(duì)扣側(cè)面41類似。相對(duì)照地，在外螺紋牙頂與內(nèi)螺紋牙根之間通常設(shè)有間隙；類似地，在外螺紋的牙根與內(nèi)螺紋的牙頂之間設(shè)有間隙，以便于在上緊期間行進(jìn)并且避免任何卡住的風(fēng)險(xiǎn)。有利地并且傳統(tǒng)地，內(nèi)螺紋和外螺紋具有燕尾形輪廓，以使得在上緊之后它們彼此牢固地嵌套。該補(bǔ)充的保證避免了竄動(dòng)的風(fēng)險(xiǎn)，該竄動(dòng)對(duì)應(yīng)于在連接裝置遭受大彎曲應(yīng)力或拉應(yīng)力時(shí)外螺紋與內(nèi)螺紋的脫開?！把辔残屋喞蓖ǔＪ侵竿饴菁y和內(nèi)螺紋的對(duì)扣側(cè)面和承載側(cè)面的角度是負(fù)的。換句話說(shuō)，螺紋基部的寬度小于螺紋牙頂?shù)膶挾?。有利地并且傳統(tǒng)地，端部1和2具有錐形輪廓，該錐形輪廓遵循錐形母面100以便于將外螺紋元件上緊到內(nèi)螺紋元件中。有利地，絲扣3和4沿錐形母面100定向以便于上緊的行進(jìn)。通常，所述錐形母面與軸線10形成一角度，該角度處于1.5°到5°范圍內(nèi)。在本情形下，所限定的錐形母面經(jīng)過(guò)承載側(cè)面的中心。根據(jù)發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例并且如圖3和4所示，顯示了一量規(guī)9，該量規(guī)可檢查靠近用于烴井的勘探或操作中的管狀部件1的一端部設(shè)置的外自鎖絲扣3，所述絲扣在承載側(cè)面之間具有恒定寬度的導(dǎo)程LFPp,類似地，在對(duì)扣側(cè)面之間具有恒定寬度的導(dǎo)程SFPp, 以及具有螺紋牙根寬度，該螺紋牙根寬度沿管狀部件的遠(yuǎn)端表面7的方向從最小寬度 (WIDTHmin)值增加到最大寬度(WIDTHmax)值。如在圖3中可看到的，量規(guī)9包括具有第一螺紋91的基部90，該第一螺紋91能夠在自鎖絲扣3中移動(dòng)至鎖定位置B。表述“能夠在自鎖絲扣3中移動(dòng)至鎖定位置B”是指第一螺紋91的牙頂寬度WIDTH。 必須大于絲扣3的螺紋牙根寬度的最小值WIDTHmin，以使得到達(dá)鎖定位置B。明顯地，第一螺紋91的牙頂寬度WIDTH。也必須小于絲扣3的螺紋牙根的寬度值WIDTHmax，以使得量規(guī)9 可在遠(yuǎn)端表面7側(cè)被接合在絲扣3中。表述“能夠在自鎖絲扣3中移動(dòng)至鎖定位置B”還指第一螺紋91也必須具有與絲扣3互補(bǔ)的形狀。因此，在絲扣3具有燕尾形輪廓的情況中，第一螺紋91也必須具有互補(bǔ)的燕尾形輪廓。更通常地，第一螺紋的側(cè)面、牙頂和牙根的角度必須與正被檢查的絲扣的那
些角度一致。表述“能夠在自鎖絲扣3中移動(dòng)至鎖定位置B”還指當(dāng)螺紋91為外螺紋部件時(shí)，螺紋91的曲率半徑比絲扣3的曲率半徑大，而當(dāng)螺紋為內(nèi)螺紋部件時(shí)，該螺紋的曲率半徑比絲扣4的曲率半徑小。有利地，螺紋91的曲率半徑基本上等于所述絲扣的曲率半徑，以便在量規(guī)沿管狀部件行進(jìn)期間與所述絲扣的形狀盡可能緊密地匹配。有利地，量規(guī)9的第一螺紋91的高度he大于絲扣3的螺紋高度hp，從而限定出間隙e，以使得螺紋牙頂91總是與絲扣3的基部接觸。為此，螺紋91檢查絲扣3在螺紋牙根處的寬度。相對(duì)照地，當(dāng)要檢查的絲扣是內(nèi)絲扣4時(shí)，量規(guī)9的第一螺紋91的高度有利地比絲扣4的螺紋高度低，以使得螺紋91的牙根總是與絲扣4接觸。為此，螺紋91檢查絲扣4 在螺紋牙頂處的寬度。有利地并且如圖5和6所示，量規(guī)9還包括在量規(guī)9沿外自鎖絲扣3行進(jìn)期間可引導(dǎo)量規(guī)的第二和第三螺紋92。這也防止量規(guī)在其處于鎖定位置時(shí)樞轉(zhuǎn)，這于是將致使測(cè)量不精確。明顯地，第二和第三螺紋92承接第一螺紋91，以使得當(dāng)量規(guī)9安裝在要檢查的管狀部件上時(shí)，第二和第三螺紋位于第一螺紋91與管狀部件的遠(yuǎn)端表面7之間。有利地，第一螺紋91、第二和第三螺紋92與具有恒定導(dǎo)程和恒定螺紋寬度的絲扣相對(duì)應(yīng)，以使得量規(guī)9便于制造，并且使得僅第一螺紋91而不是第二和第三螺紋可鎖定在絲扣3中。換句話說(shuō)，在螺紋92的承載側(cè)面LF。和相應(yīng)于外絲扣3的螺紋的承載側(cè)面LFp 之間設(shè)置軸向間隙；類似地，在螺紋92的對(duì)扣側(cè)面SF。和外絲扣3的相應(yīng)螺紋的對(duì)扣側(cè)面 SFp之間設(shè)置一間隙，這確保通過(guò)螺紋91進(jìn)行鎖定。換句話說(shuō)，設(shè)置在量規(guī)9上的絲扣的特征可表示如下-SFPp < SFPc ^ LFPc < LFPp,其中-SFPp 絲扣3的對(duì)扣側(cè)面之間的導(dǎo)程寬度；-LFPp 絲扣3的承載側(cè)面之間的導(dǎo)程寬度；-SFPc 量規(guī)的對(duì)扣側(cè)面之間的導(dǎo)程寬度；-LFPc 量規(guī)的承載側(cè)面之間的導(dǎo)程寬度。有利地，螺紋91和92具有錐形母面11，該錐形母面基本上等于絲扣3的錐形母面100，以便于相對(duì)于該絲扣插入和拔出量規(guī)9。更通常地，對(duì)于量規(guī)來(lái)說(shuō)，具有錐度是有利的，該錐度小于外絲扣的錐度并且大于內(nèi)絲扣的錐度，以便于量規(guī)的行進(jìn)。有利地，螺紋91和92的圓周長(zhǎng)度1在管狀部件1的外直徑OD的3%到79%范圍內(nèi)。通過(guò)該范圍，量規(guī)于是覆蓋絲扣3的圓周的到25%，其還改善了量規(guī)9的引導(dǎo)性。有利地，量規(guī)由工具型鋼制成并且進(jìn)行處理以便耐磨。為了進(jìn)一步提高量規(guī)的耐磨性，有利的是采用諸如滲氮、表面淬火等的淺表面硬化處理。推薦硬度大于35HRC。有利地，特別令人感興趣的結(jié)果可通過(guò)進(jìn)行修正型精加工而獲得。除了增加耐磨性之外，量規(guī)還獲得了量規(guī)向正被檢查的絲扣產(chǎn)生較小的侵蝕性。推薦粗糙度Ra為0. 8 μ m 或者更小。
有利地，量規(guī)9包括標(biāo)記，以標(biāo)定鄰近螺紋91的面和鄰近引導(dǎo)螺紋的面。這于是使量規(guī)能夠沿正確的方向安裝在絲扣上，并且能夠限定出量規(guī)9的螺紋91的承載側(cè)面與鄰近引導(dǎo)螺紋的表面之間的距離L。在圖4和圖5中，用來(lái)檢查靠近用于烴井的勘探或操作中的管狀部件1的一端部設(shè)置的自鎖絲扣的一致性的方法包括以下步驟-將檢查用量規(guī)9接合在靠近管狀部件的遠(yuǎn)端表面7的螺紋之一中；-移動(dòng)量規(guī)以使其運(yùn)動(dòng)遠(yuǎn)離管狀部件的遠(yuǎn)端表面7，直到量規(guī)被鎖定；-標(biāo)記量規(guī)被鎖定的位置；-將所標(biāo)記的鎖定位置與參考鎖定位置進(jìn)行比較。有利地，標(biāo)記量規(guī)的鎖定位置B包括測(cè)量管狀部件1的遠(yuǎn)端表面7與處于鎖定位置的量規(guī)9之間的距離D。更確切地說(shuō)，于是通過(guò)(例如，利用測(cè)徑器或者同等物)測(cè)量所述距離D來(lái)得知量規(guī)9的螺紋91的承載側(cè)面和與鄰近量規(guī)9的螺紋91的面93相對(duì)的面 94之間的距離L，可推導(dǎo)出螺紋91的承載側(cè)面與表面7之間的距離。應(yīng)當(dāng)注意的是，與鄰近量規(guī)9的螺紋91的面相對(duì)的面垂直于管狀部件的軸線10，以便平行于遠(yuǎn)端表面7、8。根據(jù)該方法的第一執(zhí)行步驟，使用專用于要檢查的連接裝置的檢查用量規(guī)，以便任意地選擇量規(guī)9的鎖定位置，該鎖定位置確定了量規(guī)9的尺寸。因此，對(duì)于給定的絲扣， 加工圖指定出以下值-LFP 承載側(cè)面的導(dǎo)程；-SFP 對(duì)扣側(cè)面的導(dǎo)程；-Wr = LFP-SFP 一整圈螺紋的寬度變化。接下來(lái)，在離遠(yuǎn)端表面7相當(dāng)于螺紋的寬度WIDTHp的一距離Lp處任意地選擇位于承載側(cè)面的絲扣上的參考位置。接下來(lái)，在量規(guī)必須被鎖定的端部處選擇導(dǎo)程數(shù)N ；然后， 可由此推導(dǎo)出所使用的螺紋91的寬度WIDTH。。通過(guò)以下公式來(lái)給出螺紋寬度WIDTHc = WIDTHp-NWr然后，通過(guò)以下公式給出必須測(cè)量出的檢查用量規(guī)與遠(yuǎn)端表面7之間距離D D = Lp+NLFP-L以上已經(jīng)顯示出，標(biāo)記量規(guī)的鎖定位置包括將管狀部件1的遠(yuǎn)端表面7與量規(guī)之間的距離D加到量規(guī)9的螺紋91的承載側(cè)面和與量規(guī)9的螺紋91相對(duì)的端部之間的距離 L中。該方法的第一執(zhí)行步驟具有允許選擇量規(guī)的鎖定位置的優(yōu)點(diǎn)。因此，可以使進(jìn)行檢查的絲扣的長(zhǎng)度最大化。明顯地，一旦已經(jīng)提供量規(guī)，必要的是驗(yàn)證寬度WIDTH。的一致性，以便驗(yàn)證齒已經(jīng)正確地加工。明顯地，如上所述的方法的第一執(zhí)行過(guò)程既適用于設(shè)置在外螺紋端部上的螺紋又適用于設(shè)置在內(nèi)螺紋端部上的螺紋。在該方法的第二執(zhí)行步驟中，使用單個(gè)檢查用量規(guī)，該檢查用量規(guī)的尺寸任意地選擇。因此，量規(guī)的鎖定位置必須確定為量規(guī)尺寸的函數(shù)。更確切地說(shuō)，對(duì)于第一螺紋91 的給定寬度WIDTH。，必須參照加工圖，以便得到-LFP 承載側(cè)面的導(dǎo)程；
-sfp 對(duì)扣側(cè)面的導(dǎo)程；-wr = lfp-sfp 一整圈螺紋的寬度變化。另外，在離遠(yuǎn)端表面7并相當(dāng)于螺紋寬度WIDTHp的一距離Lp處、在位于承載側(cè)面上的絲扣上選擇參考位置。由在加工圖上指定的這些值推導(dǎo)出離參考位置的導(dǎo)程數(shù)n，在參考位置之后，量規(guī)必須被鎖定，即-ν = (widthp-widthc) /wr使用以下公式還推導(dǎo)出必須測(cè)量出的檢查用量規(guī)與遠(yuǎn)端表面7之間的參考距離 d D = lp+n lfp-l，l是量規(guī)9的螺紋91的承載側(cè)面和與量規(guī)9的螺紋91相對(duì)的端部之間的距離。該方法的第二執(zhí)行步驟具有使用通用量規(guī)的優(yōu)點(diǎn)，這意味著可檢查不同的連接結(jié)構(gòu)。本發(fā)明還涉及一種用來(lái)制造用于烴井的鉆進(jìn)或操作中的螺紋連接裝置的方法，其特征在于，該方法包括下文中詳述的步驟。如圖7和8所示，提供第一管狀部件，所述第一管狀部件具有旋轉(zhuǎn)軸線10并且在其端部1之一的外部圓周表面上包括外絲扣3，該外絲扣3的螺紋牙根寬度從端部1的遠(yuǎn)端表面7減小。提供第二管狀部件，所述第二管狀部件具有相同的旋轉(zhuǎn)軸線10并且在其端部 2之一的內(nèi)部圓周表面上包括內(nèi)絲扣4，該內(nèi)絲扣4的螺紋牙根寬度從端部2的遠(yuǎn)端表面8 減小。外絲扣3和內(nèi)絲扣4是互補(bǔ)的并且能夠通過(guò)自鎖緊固而配合在一起。確切地，管狀部件的加工操作對(duì)于本領(lǐng)域技術(shù)人員來(lái)說(shuō)是已知的，并且該加工操作尤其包括將管狀部件安裝到車床的夾鉗之間的步驟和借助于切削工具在所述部件的端部處加工出絲扣的步驟， 該切削工具可在計(jì)算機(jī)數(shù)控程序下從一給定位置處相對(duì)于車床結(jié)構(gòu)運(yùn)動(dòng)。然后，根據(jù)本發(fā)明將檢查用量規(guī)9接合在每個(gè)絲扣3、4中并且移動(dòng)至鎖定位置b。然后，在每個(gè)管狀部件1、2的外部圓周表面上設(shè)置縱向標(biāo)記T1、T2。標(biāo)記Tl和Τ2 按照位于包括所述部件1、2的旋轉(zhuǎn)軸線10的同一平面中的方向縱向地延伸，所述平面包括在先前步驟中所確定的鎖定位置B。在包括外絲扣的端部1上獲得的縱向標(biāo)記tl位于絲扣3之外并且在與遠(yuǎn)端表面 7相對(duì)的絲扣側(cè)上。然后，在預(yù)定的上緊力矩CO下旋擰自鎖絲扣3、4，以使得縱向標(biāo)記Tl、Τ2之間的角度間隙約等于預(yù)定值A(chǔ)O。通常，根據(jù)API (美國(guó)石油協(xié)會(huì))的技術(shù)規(guī)范并且根據(jù)連接裝置的構(gòu)造和應(yīng)用來(lái)選擇力矩CO。以這種方式，通過(guò)縱向標(biāo)記Tl和T2來(lái)控制管狀部件中一個(gè)相對(duì)于另一個(gè)的徑向位置。在上緊之后能夠驗(yàn)證是否到達(dá)鎖定位置B。當(dāng)然，施加預(yù)定上緊力矩CO的裝置可能產(chǎn)生不正確的上緊位置。同樣，使用潤(rùn)滑劑可能產(chǎn)生上緊力矩的錯(cuò)誤讀數(shù)。需要檢測(cè)是否已經(jīng)達(dá)到上緊力矩⑶，并且特別在管狀部件是在鉆進(jìn)操作期間易于卸開的鉆井產(chǎn)品時(shí)。在所述部件包括密封部分5、6的情況中，還需要非常準(zhǔn)確地檢測(cè)外絲扣和內(nèi)絲扣中的一個(gè)相對(duì)于另一個(gè)的相對(duì)位置。當(dāng)然，這樣的密封部分是由密封表面的緊固而形成的，當(dāng)絲扣被上緊到鎖定位置b中時(shí)，所述密封表面面對(duì)面地定位。徑向標(biāo)記允許驗(yàn)證是否密封表面面對(duì)面地定位。如圖 9所示，能夠形成連接裝置的兩個(gè)管狀部件的上緊步驟通常可以被分成四部分。X軸顯示了圈數(shù)Ντ，而Y軸顯示了上緊力矩C。-第一部分P1，在該第一部分Pl期間，第一管狀部分的外絲扣與第二管狀部分的相應(yīng)內(nèi)絲扣不存在任何徑向緊固。-第二部分P2，在該第二部分P2期間，外絲扣與內(nèi)絲扣之間的接觸包括隨著旋擰 (產(chǎn)生低的但增加的上緊力矩)而增加的徑向緊固。-第三部分P3，在該第三部分P3期間，專用于形成“金屬與金屬”密封部分的外表面和內(nèi)表面面對(duì)面，并且在該第三部分P3期間外絲扣和內(nèi)絲扣開始通過(guò)自鎖緊固而協(xié)作。-第四部分P4，在該第四部分P4期間，同時(shí)到達(dá)絲扣的鎖定位置，并且密封表面通過(guò)緊固而接觸，以形成密封部分。該第四部分P4描繪了上緊的最后階段，在該最后階段中，達(dá)到力矩CO。該部分非常短并且需要非常精確的定位。在用于檢查外自鎖絲扣3的量規(guī)的寬度與用于檢查內(nèi)自鎖絲扣4的量規(guī)的寬度 WIDTH。相同的情況下，并且如果用于上緊的潤(rùn)滑劑沒(méi)有效果的話，則為外絲扣和內(nèi)絲扣所確定的鎖定位置B位于包括管狀部件的旋轉(zhuǎn)軸線10的同一平面內(nèi)。為此，所述角度間隙A
約等于零。同樣，在用于檢查外自鎖絲扣3的量規(guī)與用于檢查內(nèi)自鎖絲扣4的量規(guī)具有不同的寬度WIDTH。的情況下，所述差值等于一整圈螺紋的寬度變化的整數(shù)倍，為外絲扣和內(nèi)絲扣所確定的鎖定位置位于包括管狀部件的旋轉(zhuǎn)軸線10的同一平面內(nèi)。為此，所述角度間隙 A約等于零。與一整圈中螺紋的寬度變化相當(dāng)?shù)闹抵氨幻鞔_為= LFP-SFP。在用于檢查外自鎖絲扣3的量規(guī)與用于檢查內(nèi)自鎖絲扣4的量規(guī)是不同量規(guī)的情況下，為外自鎖絲扣和內(nèi)自鎖絲扣所確定的鎖定位置B不位于包括管狀部件的旋轉(zhuǎn)軸線10 的同一平面內(nèi)。為此，當(dāng)量規(guī)的寬度WIDTH。不同時(shí)，角度間隙A總是更高。在螺紋連接裝置的制造期間，推薦借助于根據(jù)本發(fā)明的檢查方法來(lái)驗(yàn)證螺紋的一致性。在連接裝置的制造期間，推薦在包括具有外絲扣1的端部的管狀部件的外部圓周表面上設(shè)置周向標(biāo)記M1，所述標(biāo)記沿周向延伸，以使得當(dāng)上緊力矩達(dá)到預(yù)定值CO時(shí)，包括內(nèi)絲扣的端部2的遠(yuǎn)端表面8和周向標(biāo)記Ml相對(duì)于彼此到達(dá)預(yù)定位置P0。以這種方式，不僅檢查了管狀部件相對(duì)于彼此的徑向位置，而且檢查了軸向位置。
權(quán)利要求
1.一種檢查用量規(guī)(9)，所述檢查用量規(guī)用來(lái)檢查靠近用于烴井的勘探或操作中的管狀部件的一端部(1 ；2)設(shè)置的自鎖絲扣(3 ；4)，所述絲扣具有從所述管狀部件的端部(1 ； 2)的遠(yuǎn)端表面(7 ；8)減小至最小值(WIDTHmin)的螺紋牙根寬度，其特征在于，所述量規(guī)(9) 包括具有至少一個(gè)第一螺紋(91)的基部(90)，所述第一螺紋(91)能夠在所述自鎖絲扣 (3；4)中移動(dòng)至鎖定位置B。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的檢查用量規(guī)(9)，所述量規(guī)用來(lái)檢查外螺紋端部(1)的絲扣(3)，其特征在于，所述量規(guī)的第一螺紋(91)的高度(he)大于所述絲扣(3)的螺紋高度 (hp)。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的檢查用量規(guī)(9)，所述量規(guī)用來(lái)檢查內(nèi)螺紋端部O)的絲扣 G)，其特征在于，所述量規(guī)的第一螺紋(91)的高度低于所述絲扣(4)的螺紋高度。
4.根據(jù)前述權(quán)利要求中任一項(xiàng)所述的檢查用量規(guī)(9)，其特征在于，所述量規(guī)包括至少一個(gè)第二螺紋(92)，所述至少一個(gè)第二螺紋能夠在所述自鎖絲扣(3 ；4)中引導(dǎo)所述量規(guī) ⑶。
5.根據(jù)前述權(quán)利要求中任一項(xiàng)所述的檢查用量規(guī)(9)，其特征在于，所述第一螺紋 (91)和第二螺紋(92)具有相同的寬度WIDTH。。
6.根據(jù)前述權(quán)利要求中任一項(xiàng)所述的檢查用量規(guī)，其特征在于，所述第一(和第二)螺紋(91 ；92)的曲率半徑基本上等于絲扣(3 ；4)的曲率半徑，以便與所述絲扣(3 ；4)的形狀相匹配。
7.根據(jù)前述權(quán)利要求中任一項(xiàng)所述的檢查用量規(guī)，其特征在于，所述第一(和第二)螺紋(91 ；92)的母面具有錐度，該錐度基本上等于所述管狀部件(1 ；2)的錐度。
8.根據(jù)前述權(quán)利要求中任一項(xiàng)所述的檢查用量規(guī)，其特征在于，所述第一(和第二)螺紋(91 ；92)的圓周長(zhǎng)度“1”在所述管狀部件(1 ；2)的外直徑(OD)的3%到79%范圍內(nèi)。
9.根據(jù)前述權(quán)利要求中任一項(xiàng)所述的檢查用量規(guī)，其特征在于，所述第一(和第二)螺紋(91 ；92)的表面被處理以獲得大于35HRC的硬度。
10.根據(jù)前述權(quán)利要求中任一項(xiàng)所述的檢查用量規(guī)，其特征在于，所述第一(和第二) 螺紋(91 ；92)的表面被處理以獲得0. 8 μ m或者更小的粗糙度Ra。
11.一種檢查方法，所述檢查方法用來(lái)檢查靠近用于烴井的勘探或操作中的管狀部件 (1 ；2)的一端部(3 ；4)設(shè)置的自鎖絲扣的一致性，所述絲扣具有從所述管狀部件(1 ；2)的遠(yuǎn)端表面(7 ；8)減小到最小值(WIDTHmin)的螺紋牙根寬度，其特征在于-將根據(jù)前述權(quán)利要求中任一項(xiàng)所述的檢查用量規(guī)接合在靠近所述管狀部件的遠(yuǎn)端表面(7 ；8)的螺紋之一中；-移動(dòng)所述量規(guī)(9)以使其運(yùn)動(dòng)遠(yuǎn)離所述管狀部件(1 ；2)的遠(yuǎn)端表面(7 ；8)，直到將所述量規(guī)被鎖定在鎖定位置(B)中；-標(biāo)記所述鎖定位置(B)；-將所標(biāo)記的鎖定位置與參考鎖定位置進(jìn)行比較。
12.根據(jù)權(quán)利要求11所述的檢查方法，其特征在于，標(biāo)記所述量規(guī)的鎖定位置包括測(cè)量所述管狀部件(1 ；2)的遠(yuǎn)端表面(7 ；8)與所述量規(guī)(9)的第一螺紋(91)的承載側(cè)面 (LFc)之間的距離。
13.根據(jù)權(quán)利要求11或12所述的檢查方法，其特征在于，將所述檢查用量規(guī)(9)的第一螺紋(91)的寬度(WIDTH。)選擇為在所述絲扣(3 ；4)上任意確定的參考鎖定位置(B)的函數(shù)。
14.根據(jù)權(quán)利要求11或12所述的檢查方法，其特征在于，將所述絲扣(3；4)上的所述參考鎖定位置(B)確定為第一任意固定螺紋(91)的寬度(WIDTH。)的函數(shù)。
15.一種制造用于烴井的鉆進(jìn)或操作中的螺紋連接裝置的方法，其特征在于-設(shè)置第一和第二管狀部件，所述第一和第二管狀部件在其端部(1、幻處且在其圓周表面上分別包括第一和第二絲扣(3、4)，所述第一和第二絲扣(3、4)具有從所述管狀部件的端部(1 ；2)的遠(yuǎn)端表面(7 ；8)減小的螺紋牙根寬度，以使得外絲扣和內(nèi)絲扣(3,4)互補(bǔ)并且能夠通過(guò)自鎖緊固而配合在一起。-將根據(jù)權(quán)利要求1到13中任一項(xiàng)所述的檢查用量規(guī)(9)接合在每個(gè)絲扣(3、4)中， 并且在所述絲扣(3;4)中將所述檢查用量規(guī)移動(dòng)至鎖定位置B，-在所述管狀部件(1 ；2)的外部圓周表面上設(shè)置縱向標(biāo)記(T1、T2)，所述標(biāo)記按照位于與所述管狀部件的旋轉(zhuǎn)軸線(10)相同的平面內(nèi)的方向縱向地延伸，所述平面包括在前述步驟中所確定的鎖定位置B，-在預(yù)定的上緊力矩CO下旋擰自鎖絲扣(3、4)，以使得所述縱向標(biāo)記(T1、D)之間的角度間隙A約等于預(yù)定值(AO)。
16.根據(jù)權(quán)利要求15所述的用于制造螺紋連接裝置的方法，其特征在于，根據(jù)權(quán)利要求11-14所述的檢查方法中的任一種檢查自鎖絲扣(3、4)。
17.根據(jù)權(quán)利要求15或16所述的用于制造螺紋連接裝置的方法，其特征在于，所述角度間隙(A)約等于零，用于檢查外自鎖絲扣(3)的量規(guī)的寬度與用于檢查內(nèi)自鎖絲扣(4) 的量規(guī)的寬度(WIDTH。)是相同的，以使得為外自鎖絲扣和內(nèi)自鎖絲扣(3、4)所確定的鎖定位置B位于包括所述管狀部件的旋轉(zhuǎn)軸線(10)的同一平面內(nèi)。
18.根據(jù)權(quán)利要求15到17中任一項(xiàng)所述的用于制造螺紋連接裝置的方法，其特征在于，在包括帶外絲扣(1)的端部的管狀部件的外部圓周表面上設(shè)置周向標(biāo)記(Ml)，所述周向標(biāo)記(Ml)沿周向延伸，以使得當(dāng)上緊力矩達(dá)到預(yù)定值(CO)時(shí)，包括內(nèi)絲扣的端部的遠(yuǎn)端表面(8)和所述周向標(biāo)記(Ml)相對(duì)于彼此到達(dá)預(yù)定位置P0。
19.根據(jù)權(quán)利要求15到18中任一項(xiàng)所述的用于制造螺紋連接裝置的方法，其特征在于，所述管狀部件的外螺紋(1)端部和內(nèi)螺紋( 端部均分別包括至少一密封表面，當(dāng)所述絲扣(3、4)按照自鎖螺旋配合時(shí)，所述密封表面能夠通過(guò)緊固而配合到一起，以構(gòu)成密封部分。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種用來(lái)檢查靠近用于烴井的勘探或操作中的管狀部件的一端部設(shè)置的自鎖絲扣的方法和量規(guī)，該絲扣具有恒定寬度的導(dǎo)程和沿管狀部件的遠(yuǎn)端表面方向增加的螺紋牙根寬度，其特征在于，所述量規(guī)適合于在自鎖絲扣中移動(dòng)到鎖定位置，然后所述鎖定位置被標(biāo)記并且與參考鎖定位置進(jìn)行比較。
文檔編號(hào)G01B3/40GK102203544SQ200980143065
公開日2011年9月28日 申請(qǐng)日期2009年10月26日 優(yōu)先權(quán)日2008年10月30日
發(fā)明者J-G·貝斯, J-L·庫(kù)隆, P·馬丁, P-Y·巴卡勒米安, R·莫雷 申請(qǐng)人:住友金屬工業(yè)株式會(huì)社, 瓦盧萊克曼內(nèi)斯曼油氣法國(guó)公司