[发明专利]曲线密封系统

说明书

连接第一和第二管状构件的密封系统包括在第一管状构件上的第一曲线密封表面和在第二管状构件上的第二曲线密封表面。第一曲线密封表面和第二曲线密封表面均设置在分别在第一管状构件和第二管状构件上的两组螺纹之间。当第一管状构件和第二管状构件处于连接构型时，第一曲线密封表面和第二曲线密封表面接触并相干以形成环形曲线中心密封。可以在第一和/或第二曲线密封表面附近布置释放凹部，以容纳在第一和第二管状构件之间过量的润滑剂。

技术领域

本申请涉及管状连接，更具体地，涉及具有接触曲线表面的管状连接密封构造。

背景技术

本部分旨在介绍可能与本技术的各个方面有关的本领域的各个方面，下面将对此进行描述和/或要求保护。相信该讨论有助于提供背景信息以促进对本公开的各个方面的更好理解。因此，应该理解，应从这些角度来阅读这些陈述，而不是作为对现有技术的承认。由于以下描述和实例包含在本节中，因此它们不被认为是现有技术。

石油和天然气行业正在钻探深度和复杂性不断提高的上游生产井，以发现和生产粗烃。该行业通常使用被认为是石油工业用管材(OCTG)的钢管来保护井眼(即套管)并控制管(即管道)内产生的流体。这种包括套管和管道在内的管子以相对较短的段进行制造和运输，并且一次一段地安装在井眼中，每段与下一段相连。由于对石油和天然气的搜寻已促使公司钻探更深的井，因此管道在整个井下寿命期间可能会受到越来越复杂和更大的力。对于具有增加的拉伸强度和压力强度的套管、管道和连接器的工业需求已经增长。此外，偏井和水平井的开发面积加剧了这一趋势，进一步增加了扭转载荷，作为对套管和管道连接器的另一个要求。

连接器的螺纹、肩部和密封构造设计得各不相同。例如，两种通用的连接器螺纹构造包括带螺纹且联接的连接器和一体式连接器。带螺纹且联接的连接器包括在相对较长的管接头上加工并由在相对较短的联接件上加工的盒(box)(即阴螺纹端)连接的销(pin)(即阳螺纹端)。一体式连接器包括在全长管上的带螺纹的销，其连接到另一全长管上的带螺纹的盒，并且销和盒端可以螺纹形成在每个全长管段的相对侧上，从而可以连接各段为钻孔的长度。一种类型的肩部和密封部的组合包括中心肩部密封，该中心肩部密封包括位于至少两个螺纹部分之间的连接中的密封部分。销或盒的密封部分可以与另一个销或盒的密封部分直接接触，并且可以起到防止液体或气体通过组装连接的螺纹的作用。随着工业上要求连接器具有越来越高的抗张强度、压力强度和扭矩等，可以进一步设计和制造连接器的一般特征以满足井下性能标准。

发明内容

提供该概述是为了介绍一些概念的选择，这些概念将在下面的详细描述中进一步描述。该概述不旨在标识所要求保护的主题的关键或必要特征，也不旨在用于帮助限制所要求保护的主题的范围。

在一个实施例中，密封系统包括第一管状构件和第二管状构件。第一管状构件包括第一螺纹组和第二螺纹组以及轴向地设置在第一和第二螺纹组之间的第一曲线密封表面。第二管状构件包括第三螺纹组和第四螺纹组以及轴向地设置在第三螺纹组和第四螺纹组之间的第二曲线密封表面。第一管状构件和第二管状构件构造成在第一螺纹组与第三螺纹组接合并且第二螺纹组与第四螺纹组接合时连接。第一和第二曲线密封表面构造成当第一和第二管状构件连接时在相干区域相干。

一些实施例包括位于第一管状构件上、在第一螺纹组和第一曲线密封表面之间的第一释放凹口和位于第二管状构件上、在第四螺纹组和第二曲线密封表面之间的第二释放凹口中的一个或两个。在一些实施例中，第一、第二、第三和第四螺纹组包括方螺纹、楔形螺纹、可变螺距螺纹或不同螺纹几何形状的组合。在不同的实施例中，第一和第二曲线密封表面可以具有椭圆曲线、圆形曲线、环形曲线、变化半径曲线或这些曲线的曲线组合。第一和第二曲线表面可以具有相同的曲线或不同的曲线几何形状。而且，在不同的实施例中，当第一管状构件和第二管状构件连接时，第一曲线表面和第二曲线表面可以是对称的或不对称的。相干区域可以大致在第一和第二螺纹组之间居中，或者可以在第一和第二螺纹组之间的任何轴向点处。在一些实施例中，密封系统构造成使得环形密封的轴线可以变化而不会在环形密封中形成不连续。