[发明专利]覆盖有金属性复合沉积物的用于管状部件的连接元件以及获得这样的元件的方法

说明书

本发明涉及用于管状部件的连接元件，所述连接元件覆盖有特别的金属性复合涂 层。

如在本发明中使用的术语“管状部件”意指用于钻探或操作井的任何元件或配件。

如在本发明的上下文中使用的术语“连接元件”意指参与连接管状部件与另一个 管状部件的管状部件的任何端部元件。

打算将管状部件通过一个或多个连接元件(特别是螺纹、密封表面和邻接肩部)与 另一个管状部件连接，以便构成与该另一管状部件的螺纹管状连接。该管状部件例如可为 相对大长度的管(特别是长度约十米)、长度约几十厘米的管状连接器、用于这样的管的配 件(悬挂装置或吊架、用于适应横截面的零件、或转换接头、安全阀、钻杆连接件或工具接 头、接头等)。

管状部件通常彼此连接以用于进入烃井或类似的井中并且构建钻柱、套管柱或衬 管或油管柱或实际上的操作柱。

与国际标准组织(ISO)发布的ISO标准11960：2004等效的由美国石油协会(API)发 布的API规范5CT管理用作套管或油管的管的规范，并且API规范5B限定了用于这样的管的 标准螺纹。API规范7限定了螺纹连接件，其具有用于旋转钻杆的肩部。

具有螺纹连接体的管状部件的制造商还开发了已知为优质连接体的螺纹连接体， 其具有特定几何形状的螺纹，和用于提供服役中的较好性能(特别是就机械强度和密封而 言)的特定方法。例如在专利文献EP1631762,US7334821,US7997627,US7823 931,US-2010/301603,US-2011/0025051,US7900975,US8038179,US-2011/241340, EP0488912,EP0767335,EP1269060和US4494777,EP2501974和WO-2012/ 025461中描述了这样的优质螺纹连接体和这些特定的方法的实例。

将这些螺纹端部以及支撑面和邻接肩部非常精确地机加工以符合对于达到需要 的性能所需的轮廓和几何形状。

因此，被非常精细和仔细地机加工的这些端部在它们离开它们的生产线的时间和 它们投入使用的时间之间，而且在两次相继的使用之间尽可能少地被损坏、污染和劣化是 极重要的。将理解的是事实上有必要不仅保护螺纹而且保护任何一个(或多个)支撑面和一 个(或多个)邻接肩部，其各自具有对于螺纹的功能为特定和互补的功能，并且在使用中抵 抗冲撞(碰撞)、腐蚀和灰尘时其一起提供有效的密封。

对于连接元件的第一需要的品质为硬度。

特别地，邻接肩部暴露于在特别是在被储存在钻探平台(钻探用具)上或在基底上 时的管状部件的处置期间或者在使管状部件的阳部分和阴部分、特别是螺纹在装配前接触 时的操作(对扣操作)期间所产生的碰撞和冲击。

另外，邻接肩部必须能够容忍在操作期间的压缩、拉伸和扭曲方面的机械载荷。

因此，硬度对于邻接肩部是必要的性质。

螺纹也必须具有硬度方面的良好性质。事实上，螺纹必须具有良好的擦伤防护性 质。增加表面硬度允许保护螺纹免于擦伤。

另外，增加硬度允许防止材料从一个表面转移到另一个表面。

最后，螺纹在装配和拆卸操作期间必须不磨损。

密封表面也必须具有足够的硬度，特别是因为密封表面导致用于管状部件的连接 的密封。事实上，密封表面是形状通常为锥形的表面，该表面位于第一管状部件的端部上， 当两个管状部件通过它们各自的端部连接在一起时，该表面导致在第二部件的端部的密封 表面上施加压力。在接触和压力下的这两个锥形表面可用于产生密封并且防止被称作连接 的管状部件的内部区域的区域和在连接的管状部件的外部的区域之间通过流体。当连接时 这些部件可用于参与从井中并且在这些井内部提取油，并且因此在部件内部，可存在非常 高的压力下的液体柱。

连接元件还必须在耐腐蚀性和润滑性质方面表现良好。

特别地，连接的元件在使用之前(有时在高度侵蚀性的环境中)可储存几年。

润滑性质对于螺纹特别重要。邻接肩部也必须被润滑，但是比螺纹的程度小。