[发明专利]管状连接中心肩部密封

说明书

本发明公开了一种连接第一管状部件和第二管状部件的金属间密封系统，所述系统包含所述第一管状部件上的第一密封配置和所述第二管状部件上的第二密封配置。所述第一密封配置包含第一环形槽和第一环形齿，且所述第二密封配置包含第二环形槽和第二环形齿。所述第二环形齿是定位在所述第一环形槽内使得所述第二环形齿面接合第一环形肩面以界定第一肩部。所述第一环形齿是定位在所述第二环形槽内使得所述第一环形齿面接合第二环形肩面以界定第二肩部。所述部件的表面的主密封接触的位置与所述第一肩部和所述第二肩部轴向分隔开。

交叉引用

本申请要求2013年2月5日提交的第61/760,833号美国临时申请和2013年3月14日提交的第13/827,195号美国专利申请的权益，所述申请的全文是以引用方式并入本文。

技术领域

本申请涉及石油天然气工业中通常使用的种类且包含中心肩部密封的管状连接，且更特定地说涉及一种中心肩部密封配置，其使金属间接触密封表面的径向力和箍紧力与所述中心肩部分离。

背景技术

石油天然气上游生产工业为寻找并生产未加工的碳氢化合物而钻的井的深度越来越深且越来越复杂。所述工业常规上使用钢管(石油工业用管材)以保护井眼(套管)并控制其中(管中)产生的流体。制造套管和管且以相对较短长度运输套管和管，且每次在井眼中安装一种长度的套管和管，每一长度连接到相邻长度。随着对石油天然气的探索驱使公司进行更深且更困难的钻井，对套管和管的需求也在拉力和压力两者方面成比例地增长。斜井和水平井技术的发展加剧了此趋势，从而对套管和管需求添加增加扭转负载的进一步考虑。

此领域内存在两种普通类别的连接器。最常见的连接器是螺纹式和耦接式连接器，其中在管的两个长接头的端部处加工的两个销或公螺纹是通过在相对较短的部件(耦接件)上加工的两个内螺纹或母螺纹接合，其中耦接件的外径大于管的外径且内径大致相同。另一类别的连接器是整体式连接器，其中销部件被螺合到管的全长接头的一端上且内螺纹部件被螺合到第二全长接头中。所述两个接头然后可直接接合而无需中间耦接部件。管体的端部可经进一步处理以促进连接的螺合。

现有技术表明石油工业用管材使用多种不同的螺纹、肩部和密封配置。现有技术中使用的一种类型的肩部和密封组合是所谓的中心肩部密封配置。如本文使用，“中心肩部密封件”被理解为意指安置在至少两个螺合部分之间的连接段，所述段展现出销部件与内螺纹部件之间或销部件和内螺纹部件与诸如环形密封套筒的第三组件之间的直接接触表面，使得所述段提供密封以防止液体或气体通过组装连接件(跨组装连接件的螺纹)。

第5,415,442号和第5,462,315号美国专利公开了图1中表示的中心肩部配置，其中连接件的组装(配齐)期间产生总共5个金属间密封件：锁定双肩部密封件400的外部斜边处的2个金属间密封件，其中密封表面418和438接触且其中密封表面422和442接触；和锁定双肩部密封件400内部的3个零空隙表面，即，密封圆柱形表面接触的壁表面处的一个零空隙表面410、销肩420的环形正面接触内螺纹底切表面448处的另一零空隙表面，和内螺纹肩部440的正面接触销底切表面428处的另一零空隙表面。因此，中心肩部密封件400形成具有匹配的金属间密封表面的极其适合的金属间密封件，所述密封表面允许在用力拧紧组装连接件时，在密封件内积累存储能量，使得当在管上且还在连接件上施加各种负载时，所述密封件将继续执行并维持密封接合。显然，所有金属间密封件是形成于中心肩部的多组接触环形面之间的轴向空间450内，且肩部密封件400的外部斜边处的金属间密封件(其中的每一个展现出径向力)各自定位成紧邻所述组接触环形面中的相应接触环形面。