MX2012014880A - Junta roscada para tubo. - Google Patents

Abstract

Se proporciona una junta roscada para un tubo en la cual se mejoran la capacidad de sellado, la resistencia a la compresión y la resistencia a la corrosión por frotamiento. Específicamente, una superficie periférica exterior de nariz de espiga (30) forma una curva convexa exterior en una vista axial en sección transversal; la curva convexa es tal que una curva R compuesta (N), en la cual una pluralidad de arcos convexos exteriores que tienen diferentes radios de curvatura (Rs) se conectan en secuencia a una línea generadora de una porción cilíndrica próxima a un miembro macho (5), está curveada tal que los radios de curvatura (Rs) se incrementan con la distancia desde el miembro macho (5) y las tangentes en los puntos de conexión de los arcos se alinean con aquellas de los arcos correspondientes conectados a esto; y la superficie periférica interior de un componente hembra (1) que hacia la nariz de espiga (30) es una superficie ahusada (20) que interfiere con la superficie periférica exterior de nariz de espiga (30) cuando se conecta a un componente de espiga (3).

Description

JUNTA ROSCADA PARA TUBO Campo de la Invención La presente invención se refiere a una junta roscada para y de manera más a una junta roscada para tubos que tiene alta capacidad de sellado y alta resistencia a la compresión que es adecuada para el uso en la conexión de tubos para el uso en general en la exploración de un pozo para petróleo o gas y en la tal como artículos tubulares en campos de petróleo incluyendo tubería y tubería vertical y tubería Antecedentes de la Invención Las juntas roscadas se usan ampliamente en la conexión de tubos para el uso en la producción de petróleo y tal como tubos de pozo de Para la conexión de tubos para el uso en la exploración y producción de petróleo o se usan convencionalmente juntas roscadas normales a base de la norma de la American Petroleum Institute sin puesto que los pozos de petróleo crudo y los pozos de gas natural se han incrementado recientemente en los pozos horizontales y los pozos direccionales ahora son más comunes que los pozos los ambientes de excavación producción están cada vez más bajo condiciones un incremento en el desarrollo de pozos bajo ambientes tal como regiones oceánicas y polares ha conducido a requisitos diversificados de desempeño para las juntas tal como resistencia a la resistencia a la y resistencia a presión Por lo esto incrementa el uso de juntas de alto desempeño llamadas juntas de primera La junta de primera es en general una junta compuesta de un componente macho y un componente unidos cada uno que incluye una rosca un sello un sello de metal a y un resalto un resalto de La rosca ahusada tiene el papel clave de asegurar firmemente la junta el sello asegura la capacidad de sellado debido a que el componente hembra y el componente macho entran en contacto con metal en esta y el resalto sirve como una cara de soporte que actúa como una unión a tope durante la constitución de la Las Figuras 2 a 4 son diagramas esquemáticos explicativos de una junta de primera para un tubo de pozo de que son vistas verticales en sección transversal de una junta La junta roscada incluye un componente macho 3 y un componente1 hembra que corresponde a El componente macho 3 tiene un miembro macho 7 en su superficie exterior y una porción no roscada llamada una nariz 8 de espiga en un extremo de la espiga que se proporciona próximo al miembro macho La nariz 8 tiene un sello 11 en la superficie periférica exterior de la misma y un resalto de torsión 12 en la cara terminal de la El componente hembra 1 opuesto tiene un miembro hembra un sello 13 y un resalto 14 en la superficie que son porciones que se pueden roscar o entrar en contacto con el miembro macho el sello y el resalto 12 de la espiga Los ejemplos de la técnica relacionada de la junta de primera anterior se describen en las Literaturas 1 a 6 de Lista de Citas Literatura de Patente PTL Patente Japonesa 4535064 PTL Patente Japonesa 4208192 PTL Publicación de Solicitud de Registro de Modelo de Japonesa PTL Patente Japonesa 4300187 PTL Publicación de Solicitud de Patente Japonesa no examinada PTL Patente Japonesa 2705506 Breve Descripción de la Invención Problema Técnico En el ejemplo de las Figuras 2 a se proporciona el sello de metal a metal en un extremo de la nariz de espigas Sin la Literatura 1 de Patente propone una junta roscada en la cual se proporciona un sello de metal a metal en una porción de la nariz de espiga 8 cerca a la porción y la nariz se extiende a lo largo desde el sello al resalto para incrementar la resistencia a presión La junta roscada descrita en la Literatura 1 de Patente se configura tal que la nariz de que no está en contacto con el componente se extiende a lo largo para ser discontinua al sello y para evitar disminuir el espesor de la nariz de para lograr la mejora de no solo la resistencia a la presión externa descrita anteriormente sino también la resistencia a la compresión La Literatura 2 de Patente describe la provisión de una porción que tiene una forma discontinua al llamada un desde el sello a un extremo de la nariz de espiga para asegurar rigidez radial y para disminuir rigidez axial para deformar el apéndice durante la constitución y para mejorar la resistencia a la tensión debido a su recuperación bajo carga de Como se describe en las Literaturas 1 y 2 de la colocación del sello cerca a la porción roscada de la espiga para separarla del extremo de la nariz de espiga es efectiva en la mejora de la resistencia a presión externa y resistencia a la tensión y en proporcionar desempeño estable a la que también se puede confirmar por simulación de FE o la discontinuidad de la nariz de espiga al sello se deforma en si misma cuando se ejerce en esta compresión axial que también ofrece el efecto de reducir la deformación plástica del resalto de torsión del componente Sin por otra la nariz de espiga probablemente se va a deformar de manera lo que puede depender de la torsión Puesto que la torsión constituyente se ve influenciada por la condición de la por las propiedades se propone un método de sellado radial como un diseño que no depende de esto en un gran grado en lo cual se incrementa relativamente el componente radial de la presión de contacto de Por la Literatura 3 de Patente describe un ejemplo de un método de sellado radial en el cual el sello de espiga tiene una forma R grande y un ángulo pequeño de ahusamiento de Sin un problema de este método de sellado radial en el cual es pequeño el ángulo de ahusamiento de sello es que está propensa a presentarse la corrosión por frotamiento durante la En en el caso donde se necesite una gran cantidad de interferencia de sellado para asegurar la capacidad de sellado y la estabilidad del se incrementa adicionalmente la susceptibilidad a la ocurrencia de la corrosión por Para solucionar los problemas la Literatura 4 de Patente incrementa el área de contacto de sello para reducir la presión de contacto al definir un radio grande de una superficie toroidal de Esta medida es reduciendo de este modo de forma notable la tendencia a la corrosión por frotamiento del sello de metal a Sin existe el problema en el caso donde disminuye la presión de contacto debido a un problema menor debido a que la R grande disminuye la presión de produciendo de este modo una pequeña ruta de fuga en el sello de metal a metal y esta fuga no es fácil de es físicamente difícil separar el sello de metal a metal del extremo de nariz debido a la R y de esta el de la distancia entre el sello de metal a metal y la nariz de espiga a un cierto grado o más da por resultado un espesor excesivamente pequeño del extremo de la nariz de Para el desempeño de compresión es efectivo reducir la separación lateral del costado ide enlace de la como se describe en la Literatura 5 o 6 de Sin si la separación es demasiada está propensa a presentarse la corrosión por frotamiento en la y de este modo se necesita una separación Las juntas roscadas propuestas en la técnica relacionada aún tienen algunos problemas como se describe y de esta hay espacio para mejora adicional pata cumplir satisfactoriamente una variedad de requisitos de desempeño para la resistencia a resistencia a capacidad de sellado a presión de las juntas roscadas descritas Por es un objeto de la presente invención proporcionar una junta roscada para un tubo que esté mejorada con respecto a la capacidad de resistencia a y resistencia a corrosión por frotamiento en vista de estas Solución al Problema El inventor y la persona asociada han hecho la presente invención con el siguiente contexto y configuración bajo examen diligente para encontrar medios para solucionar los problemas Es la presente invención es como una junta roscada para un que comprende un componente macho que incluye un miembro una nariz que se extiende a un extremo de tubo desde el miembro y un resalto provisto en un extremo de la y un componente hembra que incluye un miembro hembra roscado en el miembro una superficie periférica interior que da hacia la superficie periférica exterior de la nariz del componente y un resalto que hace contacto con el resalto del componente en donde el componente macho y el componente hembra se conectan por la conexión de rosca de modo que la superficie periférica exterior de la nariz del componente macho y la superficie periférica interior del componente hembra entran en contacto metal a metal de modo que la entrecara de contacto forma una superficie de en donde la superficie periférica exterior de la nariz del componente macho forma una curva convexa hacia afuera en la vista axial en sección transversal del componente macho y la curva convexa es tal que una curva R en la cual una pluralidad de arcos convexos hacia afuera que tiene diferentes radios de se conectan en secuencia a una linea generadora de una porción cilindrica próxima al miembro se curva tal que los radios de de los arcos incrementan con la distancia desde el miembro macho y las tangentes en los puntos de conexión de los arcos se alinean con aquellas de los arcos correspondientes conectados a y la superficie periférica interior del componente hembra es una superficie ahusada que interfiere con la superficie periférica exterior de la nariz del componente macho cuando se conecta al componente La junta roscada para un tubo según en donde los ángulos que los arcos individuales en la curva compuesta R forman se incrementan con la disminución de la distancia desde el miembro La junta roscada para un tubo según o en donde cualquiera de los puntos de conexión en la curva R compuesta sirve como un punto de inicio de contacto con la superficie La junta roscada para un tubo según cualquiera de a en donde un ángulo que la superficie ahusada forma con respecto a la dirección axial de la junta está dentro de diez La junta roscada para un tubo según cualquiera de a en donde la nariz del componente macho tiene una longitud de 20 mm o La junta roscadas para un tubo según cualquiera de a en donde los ángulos del costado de enlace del miembro macho y el miembro hembra están dentro del intervalo de cero grados a 30 La junta roscada para un tubo según cualquiera de a en donde los ángulos del costado de enlace del miembro macho y el miembro hembra están dentro del intervalo de grados a cuatro La junta roscada para un tubo según cualquiera de a en donde el ángulo del resalto está dentro del intervalo de cero grados a 20 La junta roscada para un tubo según cualquiera de a en donde la separación roscada entre el miembro macho y el miembro hembra está dentro del intervalo de Olmm a Una junta roscada para un en donde la curva R compuesta en la cual una pluralidad de arcos que tienen diferentes radios de se conectan en secuencia a la linea generadora de la porción cilindrica próxima al miembro macho en cualquiera de a se reemplaza con una curva R compuesta én la cual una pluralidad de arcos que tienen diferentes radios de se conectan en secuencia a la linea generadora de la porción cilindrica próxima al miembro macho directamente o mediante segmentos lineales que tiene una longitud de mm o Una junta roscada para un en donde la curva R compuesta en la cual una pluralidad de arcos que tienen diferentes radios de se conectan en secuencia a la linea generadora de la porción cilindrica próxima al miembro macho en cualquiera de a se reemplaza con una curva R compuesta en la cual una pluralidad de arcos que tienen diferentes radios de se conectan en secuencia a la linea generadora de la porción cilindrica próxima al miembro macho directamente o mediante un arco que tiene una longitud de mm o menos y un radio de 250 o menos y tres veces o más del radio de un arco Efectos Ventajosos de la Invención La presente invención puede proporcionar una junta roscada para un tubo en la cual se mejoren la capacidad de la resistencia a la compresión y la resistencia a la corrosión por Breve Descripción de las Figuras La Figura la es un componente macho 3 de vista en sección transversal que muestra una nariz de una junta roscada para un tubo de acuerdo a una modalidad de la presente La Figura Ib es un componente hembra 1 de vista en sección trasversal que muestra una nariz de una junta roscada para un tubo de acuerdo a una modalidad de la presente La Figura le muestra un estado en el cual el componente macho 3 y el componente hembra 1 se unen conjuntamente de vista en sección transversal que muestra una nariz de una junta roscada para un tubo de acuerdo a una modalidad de la presente La Figura 2 es una vista en sección transversal que muestra una junta roscada convencional para un La Figura 3 es una vista agrandada en sección transversal que muestra la vecindad de una nariz de espiga en la Figura La Figura 4 es una vista agrandada en sección transversal que muestra una porción de rosca en la Figura La Figura 5 es una vista en sección transversal que muestra las definiciones de una separación de un ángulo del costado de y un ángulo del costado de La Figura 6 es una figura que muestra un programa de carga en una simulación de la prueba de Descripción Detallada de la Invención Como se describe la provisión del sello en una posición lejos del extremo de nariz para extender la nariz desde el sello al resalto es efectiva al mejorar la resistencia a presión externa y la resistencia a la tensión y la provisión de la rosca con desempeño De este el inventor y una persona asociada hicieron una consideración adicional de la forma alrededor del sello para separar el sello del extremo de nariz el y para impedir que llegara a ser demasiado pequeño el espesor del extremo de nariz de Como se ha tenido la concepción que la superficie periférica exterior de la nariz del componente macho forma una curva convexa hacia afuera en la vista axial en sección transversal del componente la superficie periférica interior del componente hembra que da hacia la superficie periférica exterior de la nariz del componente macho es una superficie ahusada que cruza la curva convexa del componente macho en la vista axial en sección transversal del componente la superficie periférica exterior de la nariz del componente macho y la superficie periférica interior referida más adelante en la presente como una superficie del componente hembra que da hacia la superficie periférica exterior de la nariz forman un sello de metal a y en el caso donde las entrecaras del lado del componente macho y la entrecara del lado del componente hembra del sello como las superficies de sellado de los la curva convexa del componente macho es tal que una curva R en la cual una pluralidad de arcos que tienen diferentes radios de Rs se conectan en secuencia a una linea generadora de una porción cilindrica próxima al miembro está curveada tal que los radios de de los arcos se incrementan con la distancia desde el miembro macho y las tangentes en los puntos de conexión de los arcos se alinean con aquellas de los arcos correspondientes conectados a y de este el sello se puede separar del extremo de nariz sin disminuir el espesor del extremo de nariz de Las Figura Figura Ib y Figura le son una vista en sección transversal que muestran una nariz de una junta roscada para un tubo de acuerdo a una modalidad de la presente en la cual la muestra un componente macho en la muestra un componente hembra y en la muestra un estado en el cual se unen conjuntamente el componente macho 3 y el componente hembra El componente macho 3 se proporciona en un extremo de un tubo e incluye un miembro macho una nariz 8 que continúa al lado del tubo del miembro macho 7 y un resalto de torsión 12 provisto en un extremo de la nariz Por otra el componente hembra 1 incluye un miembro hembra 5 roscado en el miembro macho 7 del componente macho una superficie ahusada 20 que es la superficie periférica interior del componente hembra 1 que da hacia la superficie periférica exterior de la nariz 8 periférica exterior de la nariz en el estado en el cual el componente macho 3 y el componente hembra se unen por la conexión de y un resalto 14 que entra en contacto con el resalto La superficie periférica exterior de nariz 30 tiene una curva convexa externa en la vista axial en sección transversal del componente macho Por otra la superficie periférica interior del componente hembra 1 que da hacia la superficie periférica exterior de nariz 30 forma una superficie ahusada 20 que tiene una inclinación como un ángulo de a con respecto a la dirección axial de la junta Cuando el componente macho 3 y el componente hembra 1 se unen la superficie ahusada 20 y la superficie periférica exterior de nariz 30 se cruzan entre si para formar un sello El ángulo de ahusamiento se ajusta de modo que la curva convexa y la linea generadora de la superficie ahusada 20 se cruzan en dos puntos en la vista axial en sección transversal de la junta roscada en una etapa de constitución imaginaria sin interferencia entre el componente macho 3 y el componente hembra y se forma realmente el sello 40 en un intervalo de interferencia entre los dos puntos de La curva convexa formada a lo largo de la superficie periférica exterior de nariz 30 se describirá usando la curva R compuesta de tres arcos mostrados en la Figura Esta curva es una curva R compuesta N en la cual los arcos y N3 que tienen diferentes radios de y se conectan en secuencia a un segmento lineal N0 que es una linea generadora de una porción cilindrica próxima al miembro macho Esta curva R compuesta N tiene una forma curveada en la cual los radios de curvatura de los arcos se incrementan con la distancia desde un miembro macho es Esto permite que se incremente el espesor del resalto 12 de t en el extremo de la nariz de espiga Por la Figura le en una linea un caso en el cual la curva convexa es una curva R individual M arco individual con un radio de y el área de interferencia de su sello es igual al área de interferencia 40a del sello 40 de la curva R compuesta Esto muestra con está curva R individual del espesor de resalto es más pequeño en comparación con el caso de la curva R compuesta El pequeño espesor de resalto provoca una rigidez insuficiente de la nariz de espiga que imposibilita que se asegure apropiadamente la presión de contacto del sello En un intento para asegurar un espesor suficiente de resalto con una curva R individual provoca que el sello 40 esté distante del miembro macho que es indeseable desde el punto de vista de asegurar suficiente resistencia a presión externa y a la resistencia de La curva R compuesta N tiene una forma curveada tal que una tangente en un punto de conexión de un arco y aquella de un arco conectado se alinean entre Por en un punto de conexión entre los arcos i y N2 y en un punto de conexión entre los arcos N2 y las tangentes de los arcos que se conectan conjuntamente se alinean entre Por la curva convexa se forma en una curva continua en la cual no está presente un punto de lo que reduce la deformación apropiada de la Los arcos que se van a conectar se pueden conectar o de manera se conecta mediante un segmento lineal alineado con una tangente común a los arcos o un arco con un radio suficiente radio de 250 mm o más y tres veces o más como aquel de un arco para lo cual no hay necesidad de considerar los cambios de Para asegurar la presión de contacto bajo la cual no se forma una ruta de es preferible ajustar la longitud del segmento lineal o un arco con un radio suficiente descrito anteriormente a o se prefiere que los ángulos y ?3 que forman los arcos y se incrementen con la disminución de la distancia desde el miembro macho es ?2 De otro es difícil diseñar la corva R compuesta dentro de una longitud limitada de la nariz 8 del componente macho 3 longitud R de la nariz de espiga en la Figura o una longitud ilimitada del área de interferencia 40a como longitud de contacto de se prefiere que cualquiera de los puntos de conexión en la curva R por un punto de conexión entre los arcos y y un punto de conexión entre los arcos N2 y se alinee con un punto de inicio de contacto que indica un punto en el cual la curva R compuesta entra primer en contacto con la superficie ahusada 20 del componente hembra Al ajustar cualquiera de los puntos de conexión de los arcos en la curva R compuesta al punto de inicio de una porción que tiene un R una baja presión de contacto y un larga longitud de contacto y una porción que tiene una R una alta presión de y una corta longitud de se forman en la distribución de presión de contacto del reduciendo de este modo la tendencia a producir una ruta de mejorando de este modo la capacidad de Sin en la algunas veces es difícil alinear complemente el punto de contacto de los arcos con el punto de inicio de contacto con la superficie ahusada del componente hembra debido a la tolerancia de fabricación de un dispositivo de corte de En este la inclinación de una tangente en el punto de conexión del arco se puede ajustar más pequeña que la inclinación de la superficie ahusada del componente hembra por grados a lo En la constitución una deformación tal que el extremo del ahusamiento de espiga se presente debido a la interferencia radial del macho y de la que hace a la inclinación de una tangente a la superficie de espiga al término de la constitución más grande que un valor Por lo el ajuste de la inclinación de una tangente en el punto de contacto del arco a un valor más pequeño que la inclinación del ahusamiento del componente hembra por grados o menos tiene sustancialmente el mismo efecto como aquel cuando se hacen coincidir las Se prefiere que la distancia entre el punto de inicio de contacto y el extremo del miembro Figura es menos de es la longitud de la nariz de como se describe en el punto de vista de separar el sello del extremo de y si la distancia entre el punto de inicio de contacto y el extremo del miembro macho es menos de la interferencia entre el sello y la rosca está propensa a y de este se prefiere que sea de o Para tener se prefiere que sea de o Se prefiere que el ángulo de ahusamiento OÍ de la superficie ahusada 20 del componente hembra 1 esté dentro de diez Al ajustar el ángulo de ahusamiento Figura dentro de diez y de manera más dentro de cinco se puede lograr de manera apropiada el método de sellado y de este la dependencia en la torsión de constitución con respecto a la sellabilidad se disminuye de forma Se prefiere que la longitud L de la nariz de espiga Figura sea de 20 o Esto puede separar de manera suficiente el sello del extremo de la nariz de y como puede reducir de forma significativa el daño al sello debido a una deformación elástica dentro del intervalo de distancia de ofreciendo de este modo el efecto de estabilizar la capacidad de La capacidad de permite que la cantidad S de interferencia de sellado Figura sea relativamente pequeña para el método de sellado reduciendo de este modo la tendencia a la corrosión por frotamiento De las dos o más Rs en la curva R una R relativamente pequeña se ajusta de manera preferente a una pulgada o una R relativamente grande se ajusta de manera más preferente a dos pulgadas o y una R más grande adicional se ajusta de manera preferente a 3 pulgadas o De manera más al menos una de la pluralidad de Rs de la curva R compuesta se ajusta de manera preferente a dos pulgadas o más manera más preferente tres pulgadas o y las Rs restantes se ajustan de manera preferente a menos de dos manera más preferente una pulgada o Al ajustar al menos una de la pluralidad de Rs de la curva R de manera preferente a dos pulgadas o más manera más tres pulgadas o se puede asegurar fácilmente la longitud de contacto del y al ajustar las Rs restantes de manera preferente a menos de dos pulgadas manera más una pulgada o se puede lograr fácilmente a alta presión de El número de arcos en la curva R compuesta número de arcos gue tienen diferentes puede ser dos o tres mostrados en la Figura de manera cuatro o Aungue el incremento de número de arcos incrementa la longitud de contacto del facilitando de este modo la mejora de la capacidad de el número de arcos se puede diseñar de acuerdo con el desempeño realmente reguerido para la junta roscada debido a que se incrementa la carga real de producción y la tal como la verificación del se prefiere ajustar el área en sección transversal del componente macho en el punto de inicio de contacto a o mayor del área en sección transversal del cuerpo principal de un tubo en el extremo del cual se forma la junta área en sección transversal de una porción de espiga no Al ajustar esta área en la sección transversal de la la rigidez del componente de espiga en el punto de inició de contacto se y en se obtiene fácilmente una alta resistencia a presión De manera el área en sección transversal del componente de espiga en el punto de inicio de contacto se ajusta a o más del área en sección transversal del cuerpo principal de Se confirmó que definiendo que uno o dos o más del ángulo del costado de el ángulo del costado de y la separación de rosca del miembro macho y el miembro hembra dentro de intervalos además de la limitación a la forma alrededor del descrita se incrementa la capacidad total de sellado debido al efecto de el ángulo del costado de carga es un ángulo de costado de carga ß mostrado en la Figura es un ángulo ß que una superficie de costado de carga 18 forma con una superficie ortogonal en el eje de rosca superficie ortogonal a la dirección axial de la junta duplicado por lo El ángulo del costado de enlace es un ángulo de costado de enlace ? mostrado en la Figura es un ángulo ? que una superficie de costado de enlace 19 forma con la superficie ortogonal del eje de La separación de rosca es una separación G mostrada en la Figura es la separación G entre una cresta de rosca 7a del miembro macho y una ranura de roscas 5a del miembro hembra que se acopla con El intervalo óptimo del ángulo del costado de carga ß es de menos 5 grados a cuatro El limite inferior del intervalo óptimo se determina desde el punto de vista de resistencia a corrosión por frotamiento y la vida en herramienta de la y el limite superior se determina desde el punto de vista de la resistencia a flexión El intervalo óptimo del ángulo del costado de enlace ? es desde cero grados a 30 El limite inferior del intervalo óptimo se determina desde el punto de vista de la resistencia a corrosión por la vida de el desempeño de constitución de la y el limite superior se determina desde el punto de vista de resistencia a compresión El intervalo óptimo de la separación G de rosca es de a El limite inferior se determina desde el punto de vista de reducir la tendencia a corrosión por y el limite superior se determina desde el punto de vista de reducir la carga en el extremo de la espiga bajo carga de compresión La separación de rosca G es de manera preferente al menos aproximadamente mm en consideración de un error de guia durante el Debido al lógro que la separación de rosca G de aproximadamente mm ofrece suficiente Puede ser de aproximadamente mm dependiendo de las circunstancias Los efectos totales de mejora de capacidad de sellado debido a la determinación de uno o dos o más del ángulo del costado de y el ángulo del costado de y la separación de rosca como se describe anteriormente son particularmente prominentes bajo la condición que se carguen la tensión axial presión interna o presión externa una vez que se ejerce la composición axial El ángulo del resalto ángulo que la cara terminal del resalto en la dirección axial de la junta forma con una superficie ortogonal del eje de la que se asume que es un ángulo positivo en el caso donde el lado de la periferia exterior de la espiga de la entrecara sobresale hacia afuera con respecto al lado de la periferia interior de la es de manera preferente de cero grados a 20 Un ángulo de resalto de menos de cero grados es desfavorable para la capacidad de sellado y características de Por otra un ángulo de resalto de más de 20 grados es desfavorable debido a la deformación plástica del resalto hembra y tiende a presentarse la deformación local del De manera es de 15 grados o es preferentemente siete grados o menor dependiendo de las Ej emplos Se hizo una evaluación de una junta roscada para un tubo de acuerdo con la presente mostrado en las Figuras Ib y le o en la cual mediante un segmento lineal se conectan dos de los arcos de la curva R compuesta en la Figura Las tablas 1 y 2 muestran los formas y resultados de evaluación de los ejemplos de la presente invención y ejemplos Todos los componentes macho se formaron en los extremos de tubos con un diámetro externo de y un espesor de pared de Las roscas tienen 5 TPI roscas por Se simuló una prueba de fuga en base a ISO como evaluación por análisis de en el cual se evaluó el área de presión de contacto del El área de presión de contacto se obtiene al integrar la presión de contacto con el área de contacto de Esta prueba de fuga es una prueba de carga en una junta roscada para un tubo en base a un esfuerzo biaxial que corresponde a de las condiciones de producción de una presión un no más pequeño de un esfuerzo biaxial que corresponde a las condiciones de colapso descritas en ISO 2007 y un esfuerzo biaxial que corresponde a de las condiciones de producción de y una presión que se imponen en el programa mostrado en la Figura Como un índice que indica la tendencia a la corrosión por frotamiento durante la se obtiene un índice de corrosión por frotamiento presión de contacto x presión deslizante por el análisis de que se define por el producto de las distancias deslizantes y las presiones de contacto en las posiciones axiales individuales del sello del inicio de la constitución al Esto también se obtiene por En entre más pequeño es el índice de corrosión por más pequeña es la tendencia a la corrosión por Para propósitos de Las áreas de presión de contacto y los índices de corrosión por frotamiento se determinaron Ejemplos Comparativos la línea generadora de la superficie periférica exterior de la nariz de espiga 8 tiene la forma de una curva convexa que tiene una R individual curva R individual indicada por la línea punteada en la Figura Ejemplo Comparativo La línea generadora de la superficie periférica exterior de la nariz de espiga 8 es una curva R pero no se satisface al requisito que la Rs de los arcos se incremente con la distancia desde un miembro macho para estos ejemplos de la presente invención y ejemplos se prepararon una pluralidad de muestras con diferentes cantidades de interferencia de con una cantidad de interferencia de rosca de por y se llevó a cabo una prueba física usando un método de prueba especificado por ISO se preparó una pluralidad de muestras con diferentes cantidades de interferencia de con una cantidad de interferencia de rosca de mm por y se llevo a cabo 13 una prueba de constitución repetida de 13 De esta la cantidad de interferencia mínima de sello en la cual no se presentó fuga en la prueba física y la cantidad máxima de interferencia de sello en la cual no se presentó resistencia por frotamiento durante las 13 veces de constitución en la prueba de constitución repetida se determinaron por las pruebas y la diferencia entre estas se determinó que es un intervalo de cantidad de interferencia ajustable de Las Tablas 1 y 2 además de los tamaños de los componentes individuales de las juntas las áreas de presión de contacto y los índices de corrosión por frotamiento obtenidos por cálculo de FE y las cantidades máxima y mínima de interferencia de sello determinadas por la prueba física real y la prueba de constitución las cantidades de interferencia de sello en las tablas 1 y 2 son valores por diámetro que cqrresponden a la cantidad de interferencia de sello Sx mostrada en la Figura Las áreas de presión de contacto bajo la condición de presión interior en el cálculo de FEM en todos los ejemplos fueron los valores mínimos corresponden a un estado en el cual la fuga es más propensa a en la vecindad de los pasos L3 y L18 de carga de tensión biaxial presión en el programa en la Figura Aunque el punto de carga no se específica en ISO es la condición más severa para las condiciones de presión interior tensión y algunas veces se de este se usó aquí para Por otra las áreas de presión de contacto bajo las condiciones de presión externa en el cálculo de FEM en todos los ejemplos fueron los valores mínimos en la vecindad de un paso L15 de carga de tensión biaxial presión en el programa en la Figura La Tabla 1 y 2 muestran los valores mínimos en las áreas de presión de contacto en los ejemplos individuales como valores mínimos la presión interior se carga con gas y la presión externa se carga con y de este difiere la susceptibilidad a por lo se obtuvieron valores mínimos relativos con referencia a los valores mínimos respectivos bajo la condición de presión interior y la condición de presión para el valor mínimo en L13 y el valor mínimo más pequeño en todos los ejemplos para L3 y L18 se ajustó a y los otros se espesaron como relaciones a Para el valor mínimo en el valor mínimo más pequeño en todos los ejemplos para L15 se ajustó a y los otros se espesaron como relaciones a El paso de carga L18 después de que se sometió una vez la histéresis de exhibió capacidad de sellado menor que la capacidad de sellado en el paso de carga de que es el mismo punto de carga como aquel antes de que se sometiera la histéresis de que es significante en particular en el Ejemplo Comparativo 3 en el cual no hay suficiente espesor de En todos los los ejemplos de la presente invención exhibieron buena capacidad de sellado en L18 después de que se someten a histéresis de Para el índice de corrosión por una posición axial a la junta en la cual el yalor máximo corresponde a un estado en el cual es la más alta a la tendencia a la corrosión por difirió de ejemplo a Las Tablas 1 y 2 muestran los valores máximos de los índices de corrosión por frotamiento de los ejemplos individuales como valores máximos relativos valor máximo en todos los ejemplos se ajusta a y los otros se expresan como relaciones a La Tabla 3 muestra los resultados de evaluación con otros Los materiales de los objetos tienen un diámetro exterior de un espesor de pared de y 5 TPI y tiene un diámetro exterior de un espesor de y 4 Los ejemplos de la presente invención exhibieron buena capacidad de sellado después de que se someten a histéresis de compresión y alto desempeño a corrosión por frotamiento durante la constitución con todos los tamaños Los resultados de evaluación mostrados en las Tablas 2 y 3 muestran que los ejemplos de la presente invención lograron juntas roscadas que tienen índices de corrosión por frotamiento menores que o igual a los ejemplos comparativos y que tienen amplios intervalos de cantidad de interferencia de sello y alta capacidad de sellado y resistencia a corrosión por frotamiento aunque fueron mayores las áreas de presión de contacto de presión de o O Tabla 1 o o ? o o O Tabla 2 O O o ? o Tabla 3 o o Lista de Signos de Referencia I componente hembra espiga miembro hembra ranura de rosca de miembro hembra miembro macho cresta de rosca de miembro macho nariz de 40 sello sello de metal a 14 resalto resalto de superficie de costado de carga superficie de costado de enlace superficie periférica interior de componente hembra que se pone a la superficie periférica exterior de nariz del componente Superficie periférica exterior de nariz del componente macho periférica exterior de nariz de área de interferencia insufficientOCRQuality

Claims (11)

REIVINDICACIONES

1. Una junta roscada para un tubo, que comprende: un componente macho que incluye un miembro macho, una nariz que se extiende a un extremo de tubo desde un miembro macho, y un resalto provisto en un extremo de la nariz; y un componente hembra que incluye un miembro hembra roscado en el miembro macho, una superficie periférica interior que da hacia la superficie periférica exterior de la nariz del componente macho, y un resalto que entra en contacto con el resalto del componente macho, en donde el componente macho y el componente hembra se conectan por la conexión de rosca de modo que la superficie periférica exterior de nariz del componente macho y la superficie periférica interior del componente hembra entran en contacto metal a metal de modo que la entrecara de contacto forma una superficie de sello, en donde la superficie periférica exterior de nariz del componente macho forma una curva convexa exterior en la vista axial en sección transversal del componente macho, y la curva convexa es tal que una curva R compuesta, en la cual una pluralidad de arcos convexos exteriores que tienen diferentes radios de curvatura, Rs, se conectan en secuencia a una linea generadora de una porción cilindrica próxima al miembro macho, está curveada tal que los radios de curvatura, Rs de los arcos se incrementan con la distancia desde el miembro macho y las tangentes en los puntos de conexión de los arcos se alinean con aquellas de los arcos correspondientes conectados a estos; y la superficie periférica interior del componente hembra es una superficie ahusada que interfiere con la superficie periférica exterior de nariz del componente de espiga cuando se conecta al componente macho.

2. La junta roscada para un tubo según la reivindicación 1, en donde los ángulos que los arcos individuales en la curva R compuesta forman se incrementan con la disminución de la distancia desde el miembro macho.

3. La junta roscada para un tubo según la reivindicación 1 o 2, en donde cualquiera de los puntos de conexión en la curva R compuesta sirven como un punto de inicio de contacto con la superficie ahusada.

4. La junta roscada para un tubo según cualquiera de las reivindicaciones 1 a 3, en donde un ángulo que la superficie ahusada forma con la dirección axial de la junta está dentro de diez grados.

5. La junta roscada para un tubo según cualquiera de las reivindicaciones 1 a 4, en donde la nariz del componente macho tiene una longitud de 20 mm o más.

6. La junta roscada para un tubo según cualquiera de las reivindicaciones 1 a 5, en donde los ángulos del costado de enlace del miembro macho y el miembro hembra están dentro del intervalo de cero grados a 30 grados.

7. La junta roscada para un tubo según cualquiera de las reivindicaciones 1 a 6, en donde los ángulos del costado de carga del miembro macho y el miembro hembra están dentro del intervalo de -5 grados a cuatro grados .

8. La junta roscada para un tubo según cualquiera de las reivindicaciones 1 a 7, en donde el ángulo del resalto está dentro del intervalo de cero grados a 20 grados.

9. La junta roscada para un tubo según cualquiera de las reivindicaciones 1 a 8, en donde la separación de rosca entre el miembro macho y el miembro hembra está dentro del intervalo de 0.01 a 0.1 mm.

10. Una junta roscada para un tubo, en donde la curva R compuesta en la cual una pluralidad de arcos que tienen diferentes radios de curvatura, Rs se conectan en secuencia a la linea generadora de la porción cilindrica próxima al miembro macho en cualquiera de las reivindicaciones 1 a 9, se reemplaza con una curva R compuesta en la cual una pluralidad de arcos que tienen diferentes radios de curvatura, Rs se conectan en secuencia a la linea generadora de la porción cilindrica próxima al miembro macho directamente o mediante segmentos lineales que tienen una longitud de 2.5 mm o menos.

11. Una junta roscada para un tubo, en donde la curva R compuesta en la cual una pluralidad de arcos que tienen diferentes radios de curvatura, Rs, se conectan en secuencia a la linea generadora de la porción cilindrica próxima al miembro macho en cualquiera de las reivindicaciones 1 a 9 se reemplaza con una curva R compuesta en la cual una pluralidad de arcos que tienen diferentes radios de curvatura, Rs, se conectan en secuencia a la linea generadora de la porción cilindrica próxima al miembro macho directamente o mediante un arco que tiene una longitud de 2.5 mm o menos y un radio de 250 mm o más y tres veces o más del radio de un arco adyacente.