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CN108026758A - 具有高耐磨性的螺纹连接及其实现方法 - Google Patents

具有高耐磨性的螺纹连接及其实现方法 Download PDF

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CN108026758A
CN108026758A CN201680051503.9A CN201680051503A CN108026758A CN 108026758 A CN108026758 A CN 108026758A CN 201680051503 A CN201680051503 A CN 201680051503A CN 108026758 A CN108026758 A CN 108026758A
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阿尔贝托·阿拉里亚
安赫洛·卡纳韦拉
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Peja Suus Stock Co
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Peja Suus Stock Co
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Abstract

一种处理具有外螺纹部分(12)的公扣和具有内螺纹部分(22)的母扣(20)的方法，其中该方法提供具有高耐磨性的螺纹接头。本发明的一个实施例包括在公扣(10)和母扣(20)中的至少一者的螺纹部分上施加润滑剂。通过将公扣的螺纹部分和母扣的螺纹部分螺纹接合以达到美国石油协会推荐的扭矩来进行螺纹接头的上扣，然后进行螺纹接头的卸扣。多次执行在将润滑剂施加在公扣和母扣中的至少一者的螺纹部分上的情况下而进行的上扣和卸扣步骤。然后对公扣和母扣的螺纹部分之一进行表面硬化。根据这种方法制成的螺纹接头具有很高的耐磨性，并且不需要任何润滑剂。

Description

具有高耐磨性的螺纹连接及其实现方法
技术领域
本发明总体上涉及一种由插入式螺纹连接器和凹入式螺纹连接器形成的耐磨螺纹连接件以及一种用于制造插入式螺纹连接器和凹入式螺纹连接器的方法，并且更具体地涉及一种在连接管状组件(尤其是用于钻探和操作油气井的管状组件)时使用的用于管状组件的耐磨螺纹接头。
背景技术
“用于钻探和操作油气井”的管状组件表示基本上为管状的任何元件，其旨在连接到相同类型的另一元件或者最终构成用于钻探油气井的钻柱或意图用于维护的诸如修井立管等立管或用于操作的诸如采油立管等立管或用于在井操作中使用的套管柱或管柱的立管。本发明还适用于钻柱中使用的组件，例如钻杆、加重钻杆、钻铤以及管接头和加重杆的称为钻具接头的部分。
钻具接头是用于管道(典型地是由特殊合金钢制成的钻杆)的重型联接元件。钻具接头具有设计用于承受钻柱重量、经受频繁联接和脱开的应力并提供防漏密封的粗糙型锥形螺纹和座肩。接头的插入式部分或公扣附接到一段钻杆的一端，而凹入式部分或母扣附接到该钻杆的另一端。钻具接头可以焊接到钻杆的端部或拧到钻杆的端部上或这两者都可以。管接头通过钻具接头联接在一起。
公扣钻具接头具有形成于其上的插入式(外)螺纹，并且母扣钻具接头具有形成在其中的凹入式螺纹(内)螺纹。通过将一个管状组件的公扣钻具接头与第二管状组件的母扣钻具接头螺纹接合而形成联接或连接。为了实现连接上扣(make-up)，一个管状组件相对于另一管状组件旋转。为了实现连接卸扣(breakout)，相对旋转的方向相反。
至今，海上油田的几口深油井已经达到20,000’-30,000’(英尺)的深度。井中使用的许多管道和套管是长度约为30'的螺纹管。例如，用于促进钻井的钻杆的接头通常具有约三十英尺(30’)或四十五英尺(45’)的长度。因此，容易看出，在一些深井中，钻杆的总钻柱可能包括数百个，也可能多于一千个螺纹连接在一起的管接头。
油田管状螺纹接头由于连接的接头钻柱和各个接头本身的重量而在轴向方向上受到拉力。另外，螺纹接头受到内部和外部压力以及过高的温度。通常，较深的井比较浅的井具有更高的温度和更高的压力。位于暴露于这些较高温度和/或较高压力的钻孔内的管道的螺纹连接必须能够承受这种苛刻的条件，同时保持气密性。
在将管道或套管降入井中的过程期间，有时需要将已经上扣到另一管状部件的管接头卸扣，将管道提出井外，随后再次实现连接上扣，然后将管道重新降入井中。在钻井过程中，构成钻柱的螺纹管状组件可能必须经历几次上扣和卸扣循环。上扣操作通常在高轴向负荷下进行。例如，待通过螺纹连接来连接的三十(30)或四十五(45)英尺长的管接头的重量可以通过待连接的螺纹元件的轴线的轻微错位来局部化。这可能会导致在螺纹区域发生磨损的风险。
传统上，螺纹区域在现场上扣和卸扣操作期间被防止磨损。最初，螺纹区域被去除了可能预先施加以防止腐蚀的任何油脂。连接接触表面被清洁并且没有钻井液和任何其他污染物残留物，因为存在于钻井液和泥浆中的固体会促进磨损并降低接下来应用的复合油脂的耐磨性。在现场将复合油脂施加在螺纹接头的接触表面上。复合油脂是含有大量重金属(例如锌、铅和铜)粉末的粘性液体润滑剂。复合油脂通常称为“管具涂料”。管具涂料被充足且均匀地施加在公扣和母扣的整个接触表面上，并进入螺纹根部并完全覆盖肩部表面。美国石油协会标准API公告5A2或5A3中规定的复合油脂要求能够对施加有复合油脂的接触表面赋予防锈性能，并且还能改善螺纹密封并在连接上扣期间提供润滑。
然而，当进行用于管道的螺纹接头的上扣时，已经施加的复合油脂会被冲走或溢出到外表面，并且可能特别是由于有害的重金属而对环境(特别是海洋生物)产生有害影响。另外，施加复合油脂的过程会使工作环境恶化，并且存在对人体产生有害影响的担忧。
因此，现场将管具涂料施加到螺纹部分的步骤花费宝贵且昂贵的时间以及人力。另外，使用带有重金属和/或有毒金属(例如铅)的此类复合油脂存在污染井和环境的缺点，因为在上扣期间过量的油脂会从螺纹连接处喷出。
过去，已经提出了对用于管道的螺纹接头的接触表面执行各种类型的表面处理，例如氮化、包括镀锌和复合电镀的各种类型的电镀、磷酸盐化学转化处理，以形成一个层或多个层来增加复合油脂的保持力并改善滑动性能。但是，如上所述，使用复合油脂会对环境和人体造成有害影响。
在现有技术中应该理解的是，磨合过程应该用于现场的新连接。通常，在运行管接头之前，此过程包含2至3次的连接上扣。2至3次上扣可以是最终运行上扣扭矩的50-75％的慢速上扣。这种做法被认为是在施加全部接触应力之前磨光和加工硬化连接表面以改善耐磨性。但是，这种做法还没有被发现可以提供持久的耐磨性。
理想的是具有这样的管状螺纹接头连接：其耐磨并且在多次连接上扣和卸扣之后保持耐磨性。理想的是具有这样的耐磨螺纹连接：其不使用复合油脂或其他化学品，对环境友好，并且在连接上扣操作期间节省时间和人力。理想的是具有这样的耐磨螺纹连接：其能够承受高温暴露。
发明内容
本发明的优选实施例是一种管状螺纹接头连接件，其包括公扣钻具接头和母扣钻具接头，每个接头具有包括螺纹接触表面和非螺纹接触表面的接触表面。公扣钻具接头和母扣钻具接头之一的接触表面的表面硬度大于另一公扣钻具接头或母扣钻具接头的表面硬度。在使用中，螺纹接头连接被上扣而无需润滑剂或复合油脂，并且具有很高的耐磨性。在优选实施例中，当在现场进行连接上扣时，不使用润滑剂。
本发明的一个方面是用于制造管状螺纹接头连接的公扣钻具接头和母扣钻具接头的方法。母扣钻具接头的内螺纹和公扣钻具接头的外螺纹最初按照业内惯例的方式制备。将润滑剂(如复合油脂)施加在公扣钻具接头和母扣钻具接头中的一者或两者的接触表面上，并且进行螺纹连接的上扣，然后进行螺纹连接的卸扣。螺纹接头被上扣和卸扣多次，最优选地为约六(6)至十(10)次。在上扣和卸扣的每一者期间，螺纹上存在复合油脂。在完成一组上扣和卸扣之后，对母扣钻具接头或公扣钻具接头进行表面硬化处理，使得表面硬化部件的硬度大于非表面硬化部件的硬度。在该过程之后，管状螺纹接头连接准备好在没有任何复合油脂或其他施加的润滑剂的情况下进行上扣。
附图说明
当结合以下附图考虑对所公开实施例的以下详细描述时，可以获得对本发明的更好理解，在附图中：
图1是应用了本发明的示例性公扣和母扣钻具接头的示意图，以截面图示出了公扣钻具接头的上半部分和母扣钻具接头；以及
图2是根据本发明优选实施例的用于制造耐磨螺纹连接的方法的流程图。
具体实施方式
本发明的一个实施例是一种用于制造螺纹联接或螺纹连接(其甚至在多次上扣和卸扣之后仍具有很高的耐磨性)的螺纹组件的方法。另外，优选实施例的制造方法产生了螺纹部件，该螺纹部件在现场不使用润滑剂的情况下具有高耐磨性。本发明不限于在油田中使用的螺纹连接；然而，优选实施例对于用于钻探和/或操作油气井的管状组件特别有用。因此，下面将参考油田管状螺纹接头连接讨论优选实施例。
该方法包括在部件(通常为管状部件)的端部上制备螺纹的步骤100。在优选实施例中，如图1所示，在公扣钻具接头10和母扣钻具接头20上制备螺纹。在公扣钻具接头10上制备外螺纹12，并在母扣钻具接头20上制备内螺纹22。螺纹可以按照业内惯例的任何方式制备。例如，螺纹可以通过在形成螺纹时去除钢材料的螺纹切削操作来制备。通常，钻具接头具有从钻具接头的锥形部分转出的锥形螺纹。即使螺纹被完美切削，螺纹的侧面仍然存在微变动和小金属牙顶，因此增加了局部应力区域并增加了磨损的风险。
在如上所述那样在钻具接头10和20上制备了螺纹之后，将诸如复合油脂(即管具涂料)等润滑剂施加到螺纹12、22和公扣钻具接头10和母扣钻具接头20中的一者或两者的非螺纹接触表面，并且在步骤200中将螺纹连接或联接上扣然后卸扣若干次或若干循环。应用标准的上扣和卸扣程序。螺纹接头被上扣并卸扣多次，优选地为3-15次，更优选地为5-12次，最优选地为6-10次，或者直到发生大部分塑性变形。上扣和卸扣程序在螺纹12和22上引起塑性变形，使得切削螺纹可能产生的压顶、微变动和表面缺陷被去除或基本上最小化。在进行了连接的上扣和卸扣的六(6)个循环后，发生大部分塑性变形。优选地，在每个上扣和卸扣期间，复合油脂存在于螺纹12和22上。因此，最终表面更光滑并且更不容易磨损。
在优选实施例中，在该阶段期间施加的上扣扭矩基于美国石油协会推荐规程(APIRP)确定。API为各种类型的螺纹连接发布了推荐的上扣扭矩。例如，API RP 7G-附录I建议对于尺寸为7-1/2”OD x3”ID的5-1/2”FH(贯眼式)连接，上扣扭矩为52,059英尺/磅(ft/lbs)，而对于尺寸为6-5/8”OD x 2-3/4”ID的NC50连接，推荐上扣扭矩为38,036英尺/磅。
优选地，在用管具涂料的上扣/卸扣循环的该步骤200期间，连接被施加的扭矩大约为或至少为API推荐的扭矩。优选地，每个接头上扣被施加的扭矩大约为或至少为API推荐的扭矩。优选地，标准上扣和卸扣程序包括对连接施加API推荐的扭矩，然后使连接卸扣直到很少或者不存在扭矩而完成第一次循环，然后将连接上扣(上紧)到API推荐的扭矩，然后直到很少或者不存在扭矩而完成第二次循环。将连接再次上扣到API推荐的扭矩，然后完全卸扣以完成第三次循环。在第三次循环结束时，公扣和母扣完全松脱，并且在将管具涂料重新施加到螺纹和非螺纹接触表面之前，检查接头是否磨损。
在完成上扣和卸扣循环之后，在步骤300中对母扣钻具接头和公扣钻具接头中的一者进行表面硬化处理，使得表面硬化部件的表面硬度大于非表面硬化部件的表面硬度。作为选择，表面硬化处理可应用于公扣钻具接头10和母扣钻具接头20，但对接头部件应用不同的量值以产生不同的表面硬度。优选地，表面硬化处理仅在公扣钻具接头10和/或母扣钻具接头20的选定区域中进行，优选地在螺纹区域和非螺纹接触表面中进行。
可以使用氮化或其他一些表面硬化的手段。氮化是这样的表面硬化处理：通过在氮气氛中将材料保持在一定温度范围内来将氮气引入材料表面。表面硬化还可以经由例如碳氮共渗、渗碳、感应硬化、激光硬化或旨在增加材料的表面硬度的其他类似技术来完成。
使部件表面硬化具有两种效果。首先，它冻结了先前步骤200中获得的塑性变形水平，因此使其难以进一步改变，同时能够使非表面硬化配合部分上可能出现的小表面缺陷塑性变形。其次，它在两个部分之间产生硬度差，据报道这对于材料的抗磨损性能具有积极影响。
优选地，两个配合部分之间的硬度差应该为约200-260布氏硬度点的最小值，并且更优选地为约260布氏硬度点的最小值。例如，表面硬化部分可以具有约570-580的布氏硬度值，而非表面硬化部分可以具有约310-320的布氏硬度值。
在表面硬化处理之后，管状螺纹接头连接准备好在没有任何复合油脂或其他施加的润滑剂的情况下进行上扣和卸扣。在制造螺纹接头连接中涉及的上述步骤的顺序对于提供具有高耐磨性并且在使用时不需要润滑剂或复合油脂的管状接头螺纹连接是重要的。然而，应该理解的是，这些步骤的顺序并不意味着本发明的优选实施例的过程被限制为使得在该过程中或上述步骤之间不包括其他步骤。例如，公扣钻具接头10和母扣钻具接头20可以在步骤100和步骤200之间经受磷化步骤。磷化是本领域众所周知的过程。另外或作为选择，在表面硬化步骤300之后，还可以对公扣钻具接头10和母扣钻具接头20执行磷化步骤。磷化常用于帮助防止生锈。
在优选的制造方法中，螺纹表面和形状在表面硬化之前通过对螺纹连接进行最优选的6-10次的上扣/卸扣或者直到发生大部分塑性变形而被“完善”或“老化”。塑性变形通过消除缺陷来使螺纹表面变得平滑。一个“完善的”螺纹表面部分被表面硬化以“冻结”先前达到的塑性变形水平，并增加该部分的硬度，使得该部分具有比配合螺纹部分大的硬度。
在可选实施例中，可以通过对钻具接头上的螺纹进行压纹和滚丝来最小化或省去步骤200。压纹是创建内螺纹的方法，滚丝是创建外螺纹的方法。在这两种方法中，通过将滚丝模按压在部件上而将螺纹形成在部件中。螺纹是冷成型的(即，冷锻造过程)。结果，材料仅限于延性材料。通过滚丝/压纹形成的螺纹比切削形成的螺纹强。诸如螺纹切削、研磨和铣削等方法去除材料以生成螺纹，但滚丝/压纹用硬化钢模具使材料位移。将材料颗粒移动成螺纹形状的结果是颗粒在根部和侧面部分(螺纹的关键部分)更致密，从而提高了螺纹形状的质量。另外，钢模具的抛光作用产生了优异的光洁度，这改善了内螺纹和外螺纹之间的组装。
因此，在已经通过滚丝和压纹制备螺纹的情况下，由于螺纹已经平滑并且在螺纹形成期间发生了塑性变形，因此可以省去上述的上扣和卸扣步骤200。接下来和/或最后，如上所述，在步骤300中，对两个配合部件中的一者的螺纹表面和非螺纹接触表面进行表面硬化。
在另一可选实施例中，通过压纹或滚丝方法使部件之一形成有螺纹。例如，通过滚丝方法在插入式部件10上形成外螺纹12，并且通过例如螺纹切削方法在凹入式部件20上形成内螺纹22。在一个实施例中，如上所述，将管具涂料施加到螺纹表面和非螺纹接触表面中的一者或两者上，并且执行上扣和卸扣步骤200。接下来或最后，如上所述，在步骤300中，对配合的插入式部件10和凹入式部件20中的一者的螺纹表面和非螺纹接触表面分别进行表面硬化。作为选择，在该实例中，可以在上扣和卸扣步骤200之前执行表面硬化步骤300，只要表面硬化处理被应用于具有通过压纹或滚丝方法形成的螺纹的部件(即，应用于以上实例中的插入式部件10)即可。
在另一实施例中，螺纹可以通过研磨来制造，通常使用研磨机上的研磨轮进行研磨。该方法可以用来生产精确的螺纹或硬质材料中的螺纹。如果通过研磨形成螺纹，则可以省去步骤200的上扣和卸扣循环。另一种称为研螺纹的方法可以在螺纹切削或研磨后进行，以实现可获得的最高精度和表面光洁度。研螺纹也将省去步骤200的需要。
在以下一系列测试中，以下公扣钻具接头和母扣钻具接头由CNC车床使用标准切削刀具制造：
“H”表示表面硬化，“S”表示未表面硬化。
钻具接头由碳钢型AISI 4137H(这是用于钻具接头的经典材料)制成。通过用于所有接头编号和三种API型连接中的每一种的类似技术形成母扣钻具接头和公扣钻具接头的螺纹。API型连接是51/2FH、NC50和NC38。为了测试目的，按照以下程序制造每种API型连接的十(10)个母扣和公扣。
每种API型连接的每个接头编号的母扣和公扣彼此上扣并卸扣九(9)次(即9个循环)。每个循环的上扣扭矩是API型连接的API推荐扭矩。例如，用于51/2FH(尺寸：71/2”OD x3”ID)的API推荐上扣扭矩为52,059英尺/磅。每个51/2FH接头的九(9)个循环中每一个循环的上扣扭矩为52,059英尺/磅。用于NC50(尺寸：65/8”OD x 23/4”ID)的API推荐上扣扭矩为38,036英尺/磅。每个NC50接头的九(9)个循环中每一个循环的上扣扭矩为38,036英尺/磅。最后，用于NC38(尺寸：5”OD x 21/8”ID)的API推荐上扣扭矩为15,902英尺/磅。每个NC38接头的九(9)个循环中每一个循环的上扣扭矩为15,902英尺/磅。
采用根据本发明的优选实施例的上述方法制造的公扣钻具接头和母扣钻具接头进行以下三个(3)系列的九(9)个测试。每个系列的九(9)个测试涉及不同的API类型连接。
定义：
“新”表示除了在制造过程期间之外在试验开始之前还没有进行上扣和卸扣的连接器(公扣钻具接头或母扣钻具接头)；
“旧”表示在试验开始之前已经在没有任何润滑剂或复合油脂的情况下进行上扣和卸扣的连接器(公扣钻具接头或母扣钻具接头)；
“H”表示表面硬化；以及
“S”表示未表面硬化。
A.利用5-1/2”FH连接的测试系列
连接类型：5-1/2”FH(贯眼式连接)；尺寸：7-1/2”OD x 3”ID。根据API RP 7G-附录I的推荐上扣扭矩：52059英尺/磅。根据以下表格的一系列上扣和卸扣程序进行测试。由于上扣和卸扣机器的扭矩限制，测试停止在85000英尺/磅。
试验1A-测试的目的：验证螺纹上的磨损发生。
母扣#1(新-S)和公扣#1(新-H)。
在试验1A中，使用了新的表面硬化公扣钻具接头和新的母扣钻具接头。在钻具接头的制造过程期间，公扣钻具接头和母扣钻具接头(即公扣#1和母扣#1)最初利用复合油脂彼此进行上扣和卸扣。最初，在30,000英尺/磅的目标上扣扭矩下，进行了5次上扣和卸扣循环。在每种情况下，卸扣扭矩都小于30,000英尺/磅的目标上扣扭矩。在以目标上扣扭矩进行的每组循环之后，目视检查公扣钻具接头螺纹和母扣钻具接头螺纹，以检测磨损、螺纹耗损和损坏，并记录结果。接下来的5个循环以35,000英尺/磅等的目标上扣扭矩进行，直到最后的35个循环以85,000英尺/磅的目标上扣扭矩进行。在不使用任何复合油脂的情况下使用相同的公扣钻具接头和母扣钻具接头完成总共150个循环之后，卸扣扭矩总是小于目标上扣扭矩，并且没有目视检测到钻具接头的螺纹区域的磨损、螺纹耗损或损坏。
试验2A-测试的目的：验证螺纹上的磨损发生。
母扣#2(新-H)和公扣#2(新-S)。
在试验2A中，公扣钻具接头和母扣钻具接头也都是新的，但是与公扣钻具接头相反，母扣钻具接头被表面硬化。与试验1A类似，在钻具接头的制造过程期间，公扣钻具接头和母扣钻具接头(即公扣#2和母扣#2)最初利用复合油脂彼此进行上扣和卸扣。遵循与试验1A中相同的做法，在52,059英尺/磅的API推荐上扣扭矩下，开始15个循环的测试。在不使用任何复合油脂的情况下使用相同的公扣钻具接头和母扣钻具接头完成总共160个循环之后，卸扣扭矩总是小于目标上扣扭矩，并且没有目视检测到钻具接头的螺纹区域的磨损、螺纹耗损或损坏。
试验3A-测试的目的：旧的母扣与旧的公扣的互换性。
母扣#3(旧-S)和公扣#4(旧-H)。
尽管母扣#3和公扣#4在试验3A开始时都是“旧”的，但它们之前并未彼此一起使用，包括在制造期间。在不使用任何复合油脂的情况下使用相同的公扣钻具接头和母扣钻具接头完成总共40个循环之后，卸扣扭矩总是小于目标上扣扭矩，并且没有目视检测到钻具接头的螺纹区域的磨损、螺纹耗损或损坏。
试验4A-测试的目的：旧的母扣与旧的公扣的互换性。
使用母扣#4(旧-S)和公扣#3(旧-H)重复试验3A。尽管母扣#4和公扣#3都是“旧”的，但它们之前并未彼此一起使用，包括在制造期间。试验4A具有与试验3A相同的结果。
试验3A和4A展示了在旧-旧的钻具接头的情况下公扣钻具接头和母扣钻具接头的互换性。
试验5A-测试的目的：旧的母扣与新的公扣的互换性。
母扣#3(旧-S)和公扣#5(新-H)；
母扣#3(旧-S)和公扣#6(新-H)；以及
母扣#3(旧-S)和公扣#7(新-H)。
在试验5A中，旧的母扣钻具接头和三个新的表面硬化的公扣钻具接头一起使用。每个循环包括使用API推荐的上扣扭矩作为目标上扣扭矩。在不使用任何复合油脂的情况下使用每个新的公扣钻具接头完成总共10个循环之后，卸扣扭矩总是小于目标上扣扭矩，并且没有目视检测到任何钻具接头的螺纹区域的磨损、螺纹耗损或损坏。
试验6A-测试的目的：旧的母扣与新的公扣的互换性。
母扣#4(旧-S)和公扣#8(新-H)；
母扣#4(旧-S)和公扣#9(新-H)；以及
母扣#4(旧-S)和公扣#10(新-H)。
使用母扣#4(旧-S)和公扣##8、9和10(新-H)重复试验5A。如在试验5A中那样执行相同的上扣、卸扣和循环顺序。试验6A具有与试验5A相同的结果。
试验5A和6A展示了将旧的母扣钻具接头与新的公扣钻具接头一起使用的能力。
试验7A-测试的目的：旧的公扣与新的母扣的互换性。
公扣#3(旧-H)和母扣#5(新-S)；
公扣#3(旧-H)和母扣#6(新-S)；以及
公扣#3(旧-H)和母扣#7(新-S)。
在试验7A中，旧的表面硬化的公扣钻具接头和三个新的母扣钻具接头一起使用。每个循环包括使用API推荐的上扣扭矩作为目标上扣扭矩。在不使用任何复合油脂的情况下使用每个新的母扣钻具接头完成总共10个循环之后，卸扣扭矩总是小于目标上扣扭矩，并且没有目视检测到任何钻具接头的螺纹区域的磨损、螺纹耗损或损坏。
试验8A-测试的目的：旧的公扣与新的母扣的互换性。
公扣#4(旧-H)和母扣#8(新-S)；
公扣#4(旧-H)和母扣#9(新-S)；以及
公扣#4(旧-H)和母扣#10(新-S)。
使用公扣#4(旧-H)和母扣##8、9和10(新-S)重复试验7A。如在试验7A中那样执行相同的上扣、卸扣和循环顺序。试验8A具有与试验7A相同的结果。
试验7A和8A展示了将旧的公扣钻具接头与新的母扣钻具接头一起使用的能力。
试验9A-测试的目的：钻具接头的通用互换性(不管过去的上扣和卸扣如何)。
公扣#6(旧-H)和母扣#7(旧-S)。
在试验9A中，尽管母扣#7和公扣#6在试验9A开始时都是“旧”的，但它们之前并未彼此一起使用，包括在制造期间。
在不使用任何复合油脂的情况下使用相同的公扣钻具接头和母扣钻具接头完成总共40个循环之后，卸扣扭矩总是小于目标上扣扭矩，并且没有目视检测到钻具接头的螺纹区域的磨损、螺纹耗损或损坏。试验9A展示了使用旧的公扣钻具接头和母扣钻具接头的互换性，而不管它们先前的上扣和卸扣程序如何。
B.利用NC50连接的测试系列
连接类型：NC50；尺寸：6-5/8”OD x 2-3/4”ID。根据API RP 7G-附录I的推荐上扣扭矩：38036英尺/磅。根据以下表格的一系列上扣和卸扣程序进行测试。由于上扣和卸扣机器的扭矩限制，测试停止在85000英尺/磅。
试验1B-测试的目的：验证螺纹上的磨损发生。
母扣#1(新-S)和公扣#1(新-H)。
在试验1BA中，使用了新的表面硬化公扣钻具接头和新的母扣钻具接头。在钻具接头的制造过程期间，公扣钻具接头和母扣钻具接头(即公扣#1和母扣#1)最初利用复合油脂彼此进行上扣和卸扣。最初，在15,000英尺/磅的目标上扣扭矩下，进行了5次上扣和卸扣循环。在每种情况下，卸扣扭矩都小于15,000英尺/磅的目标上扣扭矩。在以目标上扣扭矩进行的每组循环之后，目视检查公扣钻具接头螺纹和母扣钻具接头螺纹，以检测磨损、螺纹耗损和损坏，并记录结果。接下来的5个循环以20,000英尺/磅等的目标上扣扭矩进行，直到最后的35个循环以85,000英尺/磅的目标上扣扭矩进行。在不使用任何复合油脂的情况下使用相同的公扣钻具接头和母扣钻具接头完成总共150个循环之后，卸扣扭矩总是小于目标上扣扭矩，并且没有目视检测到钻具接头的螺纹区域的磨损、螺纹耗损或损坏。
试验2B-测试的目的：验证螺纹上的磨损发生。
母扣#2(新-H)和公扣#2(新-S)。
在试验2B中，公扣钻具接头和母扣钻具接头也都是新的，但是与公扣钻具接头相反，母扣钻具接头被表面硬化。与试验2A类似，在钻具接头的制造过程期间，公扣钻具接头和母扣钻具接头(即公扣#2和母扣#2)最初利用复合油脂彼此进行上扣和卸扣。遵循与试验2A中相同的做法，在38,036英尺/磅的API推荐上扣扭矩下，开始15个循环的测试。在不使用任何复合油脂的情况下使用相同的公扣钻具接头和母扣钻具接头完成总共160个循环之后，卸扣扭矩总是小于目标上扣扭矩，并且没有目视检测到钻具接头的螺纹区域的磨损、螺纹耗损或损坏。
试验3B-测试的目的：旧的母扣与旧的公扣的互换性。
母扣#3(旧-S)和公扣#4(旧-H)。
尽管母扣#3和公扣#4在试验3B开始时都是“旧”的，但它们之前并未彼此一起使用，包括在制造期间。在不使用任何复合油脂的情况下使用相同的公扣钻具接头和母扣钻具接头完成总共40个循环之后，卸扣扭矩总是小于目标上扣扭矩，并且没有目视检测到钻具接头的螺纹区域的磨损、螺纹耗损或损坏。
试验4B-测试的目的：旧的母扣与旧的公扣的互换性。
使用母扣#4(旧-S)和公扣#3(旧-H)重复试验3B。尽管母扣#4和公扣#3都是“旧”的，但它们之前并未彼此一起使用。试验4B具有与试验3B相同的结果。
试验3B和4B展示了在旧-旧的钻具接头的情况下公扣钻具接头和母扣钻具接头的互换性。
试验5B-测试的目的：旧的母扣与新的公扣的互换性。
母扣#3(旧-S)和公扣#5(新-H)；
母扣#3(旧-S)和公扣#6(新-H)；以及
母扣#3(旧-S)和公扣#7(新-H)。
在试验5B中，旧的母扣钻具接头和三个新的表面硬化的公扣钻具接头一起使用。每个循环包括使用API推荐的上扣扭矩作为目标上扣扭矩。在不使用任何复合油脂的情况下使用每个新的公扣钻具接头完成总共10个循环之后，卸扣扭矩总是小于目标上扣扭矩，并且没有目视检测到任何钻具接头的螺纹区域的磨损、螺纹耗损或损坏。
试验6B-测试的目的：旧的母扣与新的公扣的互换性。
母扣#4(旧-S)和公扣#8(新-H)；
母扣#4(旧-S)和公扣#9(新-H)；以及
母扣#4(旧-S)和公扣#10(新-H)。
使用母扣#4(旧-S)和公扣##8、9和10(新-H)重复试验5B。如在试验5B中那样执行相同的上扣、卸扣和循环顺序。试验6B具有与试验5B相同的结果。
试验5B和6B展示了将旧的母扣钻具接头与新的公扣钻具接头一起使用的能力。
试验7B-测试的目的：旧的公扣与新的母扣的互换性。
公扣#3(旧-H)和母扣#5(新-S)；
公扣#3(旧-H)和母扣#6(新-S)；以及
公扣#3(旧-H)和母扣#7(新-S)。
在试验7B中，旧的表面硬化的公扣钻具接头和三个新的母扣钻具接头一起使用。每个循环包括使用API推荐的上扣扭矩作为目标上扣扭矩。在不使用任何复合油脂的情况下使用每个新的母扣钻具接头完成总共10个循环之后，卸扣扭矩总是小于目标上扣扭矩，并且没有目视检测到任何钻具接头的螺纹区域的磨损、螺纹耗损或损坏。
试验8B-测试的目的：旧的公扣与新的母扣的互换性。
公扣#4(旧-H)和母扣#8(新-S)；
公扣#4(旧-H)和母扣#9(新-S)；以及
公扣#4(旧-H)和母扣#10(新-S)。
使用公扣#4(旧-H)和母扣##8、9和10(新-S)重复试验7B。如在试验7B中那样执行相同的上扣、卸扣和循环顺序。试验8B具有与试验7B相同的结果。
试验7B和8B展示了将旧的公扣钻具接头与新的母扣钻具接头一起使用的能力。
试验9B-测试的目的：钻具接头的通用互换性(不管过去的上扣和卸扣如何)。
公扣#5(旧-H)和母扣#9(旧-S)。
在试验9B中，尽管母扣#9和公扣#5在试验9B开始时都是“旧”的，但它们之前并未彼此一起使用，包括在制造期间。
在不使用任何复合油脂的情况下使用相同的公扣钻具接头和母扣钻具接头完成总共40个循环之后，卸扣扭矩总是小于目标上扣扭矩，并且没有目视检测到钻具接头的螺纹区域的磨损、螺纹耗损或损坏。试验9A展示了使用旧的公扣钻具接头和母扣钻具接头的互换性，而不管它们先前的上扣和卸扣程序如何。
C.利用NC38连接的测试系列
连接类型：NC38；尺寸：5”OD x 2-1/8”ID。根据API RP 7G-附录I的推荐上扣扭矩：15902英尺/磅。根据以下表格的一系列上扣和卸扣程序进行测试。
试验1C-测试的目的：验证螺纹上的磨损发生。
母扣#1(新-S)和公扣#1(新-H)。
*在上扣到55000英尺/磅时发生公扣失效。
在试验1C中，使用了新的表面硬化公扣钻具接头和新的母扣钻具接头。在钻具接头的制造过程期间，公扣钻具接头和母扣钻具接头(即公扣#1和母扣#1)最初利用复合油脂彼此进行上扣和卸扣。最初，在10,000英尺/磅的目标上扣扭矩下，进行了5次上扣和卸扣循环。在每种情况下，卸扣扭矩都小于10,000英尺/磅的目标上扣扭矩。在以目标上扣扭矩进行的每组循环之后，目视检查公扣钻具接头螺纹和母扣钻具接头螺纹，以检测磨损、螺纹耗损和损坏，并记录结果。接下来的10个循环以15,000英尺/磅等的目标上扣扭矩进行，直到在上扣到55,000英尺/磅时在53,275英尺/磅下公扣失效。由于过度的张力高于螺纹部分的极限抗拉强度，表面硬化的公扣#1在第三根螺纹的高度处被截断。在不使用任何复合油脂的情况下使用相同的公扣钻具接头和母扣钻具接头完成总共135个循环之后，卸扣扭矩总是小于目标上扣扭矩，并且没有目视检测到钻具接头的螺纹区域的磨损、螺纹耗损或损坏。另外，即使达到材料的极限，也不发生磨损。
试验2C-测试的目的：验证螺纹上的磨损发生。
母扣#2(新-H)和公扣#2(新-S)。
在试验2C中，公扣钻具接头和母扣钻具接头也都是新的，但是与公扣钻具接头相反，母扣钻具接头被表面硬化。与试验1C类似，在钻具接头的制造过程期间，公扣钻具接头和母扣钻具接头(即公扣#2和母扣#2)最初利用复合油脂彼此进行上扣和卸扣。遵循与试验1C中相同的做法，在15,902英尺/磅的API推荐上扣扭矩下，开始15个循环的测试。为了避免公扣失效，决定不使扭矩超过50,000英尺/磅。在不使用任何复合油脂的情况下使用相同的公扣钻具接头和母扣钻具接头完成总共150个循环之后，卸扣扭矩总是小于目标上扣扭矩，并且没有目视检测到钻具接头的螺纹区域的磨损、螺纹耗损或损坏。
试验3C-测试的目的：旧的母扣与旧的公扣的互换性。
母扣#3(旧-S)和公扣#4(旧-H)。
尽管母扣#3和公扣#4在试验3C开始时都是“旧”的，但它们之前并未彼此一起使用，包括在制造期间。在不使用任何复合油脂的情况下使用相同的公扣钻具接头和母扣钻具接头完成总共40个循环之后，卸扣扭矩总是小于目标上扣扭矩，并且没有目视检测到钻具接头的螺纹区域的磨损、螺纹耗损或损坏。
试验4C-测试的目的：旧的母扣与旧的公扣的互换性。
使用母扣#4(旧-S)和公扣#3(旧-H)重复试验3C。尽管母扣#4和公扣#3都是“旧”的，但它们之前并未彼此一起使用。试验4C具有与试验3C相同的结果。
试验3C和4C展示了在旧-旧的钻具接头的情况下公扣钻具接头和母扣钻具接头的互换性。
试验5C-测试的目的：旧的母扣与新的公扣的互换性。
母扣#3(旧-S)和公扣#5(新-H)；
母扣#3(旧-S)和公扣#6(新-H)；以及
母扣#3(旧-S)和公扣#7(新-H)。
在试验5C中，旧的母扣钻具接头和三个新的表面硬化的公扣钻具接头一起使用。每个循环包括使用API推荐的上扣扭矩作为目标上扣扭矩。在不使用任何复合油脂的情况下使用每个新的公扣钻具接头完成总共10个循环之后，卸扣扭矩总是小于目标上扣扭矩，并且没有目视检测到任何钻具接头的螺纹区域的磨损、螺纹耗损或损坏。
试验6C-测试的目的：旧的母扣与新的公扣的互换性。
母扣#4(旧-S)和公扣#8(新-H)；
母扣#4(旧-S)和公扣#9(新-H)；以及
母扣#4(旧-S)和公扣#10(新-H)。
使用母扣#4(旧-S)和公扣##8、9和10(新-H)重复试验5C。如在试验5C中那样执行相同的上扣、卸扣和循环顺序。试验6C具有与试验5C相同的结果。
试验5C和6C展示了将旧的母扣钻具接头与新的公扣钻具接头一起使用的能力。
试验7C-测试的目的：旧的公扣与新的母扣的互换性。
公扣#3(旧-H)和母扣#5(新-S)；
公扣#3(旧-H)和母扣#6(新-S)；以及
公扣#3(旧-H)和母扣#7(新-S)。
在试验7C中，旧的表面硬化的公扣钻具接头和三个新的母扣钻具接头一起使用。每个循环包括使用API推荐的上扣扭矩作为目标上扣扭矩。在不使用任何复合油脂的情况下使用每个新的母扣钻具接头完成总共10个循环之后，卸扣扭矩总是小于目标上扣扭矩，并且没有目视检测到任何钻具接头的螺纹区域的磨损、螺纹耗损或损坏。
试验8C-测试的目的：旧的公扣与新的母扣的互换性。
公扣#4(旧-H)和母扣#8(新-S)；
公扣#4(旧-H)和母扣#9(新-S)；以及
公扣#4(旧-H)和母扣#10(新-S)。
使用公扣#4(旧-H)和母扣##8、9和10(新-S)重复试验7C。如在试验7C中那样执行相同的上扣、卸扣和循环顺序。试验8C具有与试验7C相同的结果。
试验7C和8C展示了将旧的公扣钻具接头与新的母扣钻具接头一起使用的能力。
试验9C-测试的目的：钻具接头的通用互换性(不管过去的上扣和卸扣如何)。
公扣#8(旧-H)和母扣#10(旧-S)。
在试验9C中，尽管母扣#10和公扣#8在试验9C开始时都是“旧”的，但它们之前并未彼此一起使用，包括在制造期间。
在不使用任何复合油脂的情况下使用相同的公扣钻具接头和母扣钻具接头完成总共40个循环之后，卸扣扭矩总是小于目标上扣扭矩，并且没有目视检测到钻具接头的螺纹区域的磨损、螺纹耗损或损坏。试验9C展示了使用旧的公扣钻具接头和母扣钻具接头的互换性，而不管它们先前的上扣和卸扣程序如何。
本发明的优选实施例相对于现有技术提供了几个益处和优点，包括但不限于：
没有磨损；
非常耐用-螺纹上没有润滑剂(化学)涂层/层；
环保-干净；
不含化学产品；
不含涂料；
耐高温暴露；
在螺纹上没有材料层的沉积-最小化形成螺纹连接器的方法步骤；
热稳定性；
由于金属与金属的接触而增大了摩擦因数；
钻台上没有施加管具涂料的人力需求-允许“自动钻机”操作；
在上扣/卸扣时没有时间损失；以及
适用于任何类型的螺纹连接。
尽管上面已经参照具体实施例详细描述了本发明，但是应该理解，在不脱离本发明的精神和范围的情况下，本领域技术人员可以对所公开的实施例进行修改和改变。旨在涵盖所有这些修改和改变。此外，本文引用的所有出版物都表明了本领域技术水平，并且通过引用将其全部内容并入本文，就好像每个出版物已通过引用单独并入并完整阐述一样。
权利要求书(按照条约第19条的修改)
1.一种管状组件的制造方法，所述管状组件包括具有外螺纹部分的公扣和具有内螺纹部分的母扣，所制造的包括所述公扣和所述母扣的所述管状组件能够形成在不使用润滑剂的情况下具有有效耐磨性的无涂料螺纹连接，所述制造方法的步骤包括：
将所述公扣和所述母扣接合到管段的相反两端以形成管状组件；
将润滑剂施加到已经通过加工螺纹部分而被制备的所述公扣和所述母扣中的至少一者的螺纹部分上；
通过将一个管状组件的公扣螺纹部分与另一管状组件的母扣螺纹部分螺纹接合以达到美国石油协会为螺纹连接推荐的上扣扭矩而进行螺纹连接的上扣并进行螺纹连接的卸扣，其中，在将润滑剂施加到所述公扣和所述母扣中的至少一者的螺纹部分上的情况下而进行的上扣和卸扣步骤被多次执行，从而引起塑性变形；以及
在执行多次上扣和卸扣步骤之后，对所述公扣和所述母扣中的一者的螺纹部分进行表面硬化。
2.根据权利要求1所述的制造方法，其中，所述润滑剂是复合油脂。
3.根据权利要求1所述的制造方法，其中，所述母扣的螺纹部分是切削螺纹。
4.根据权利要求1所述的制造方法，其中，所述公扣的螺纹部分是切削螺纹。
5.根据权利要求1所述的制造方法，其中，所述公扣和所述母扣中仅一者的螺纹部分被表面硬化。
6.根据权利要求1所述的制造方法，其中，表面硬化的螺纹部分具有最小约200-260布氏硬度点的表面硬度，所述表面硬度大于另一配合的公扣或母扣的螺纹部分的表面硬度。
7.根据权利要求1所述的制造方法，其中，螺纹连接的上扣和卸扣步骤通过在使用润滑剂的情况下执行3到15次上扣和卸扣。
8.根据权利要求1所述的制造方法，其中，螺纹连接的上扣和卸扣步骤通过在使用润滑剂的情况下执行5到12次上扣和卸扣。
9.根据权利要求1所述的制造方法，其中，螺纹连接的上扣和卸扣步骤通过在使用润滑剂的情况下执行6到10次上扣和卸扣。
10.根据权利要求1所述的制造方法，其中，对于特定的螺纹连接，推荐的上扣扭矩根据适用的API推荐规程7G(API RP 7G)而定。
11.根据权利要求1所述的制造方法，其中，对于特定的螺纹连接，推荐的上扣扭矩根据2015年7月6日生效的API推荐规程7G(API RP 7G)而定。
12.一种有效的耐磨管状组件，包括根据权利要求1所述的方法制备的具有外螺纹部分的公扣和具有内螺纹部分的母扣。
13.一种用于钻探油气井的耐磨螺纹管状组件的制造方法，所述制造方法的步骤包括：
在公扣的端部处的外周表面上加工螺纹区域；
在母扣的端部处的内周表面上加工螺纹区域；
将润滑剂施加在所述公扣和所述母扣中的至少一者的螺纹区域上；
通过将所述公扣的螺纹区域与所述母扣的螺纹区域螺纹接合以达到基本上由美国石油协会当前推荐的上扣扭矩而进行螺纹连接的上扣并进行螺纹连接的卸扣，其中，在将润滑剂施加到所述公扣和所述母扣中的至少一者的螺纹区域上的情况下而进行的上扣和卸扣步骤被多次执行，从而引起塑性变形；以及
在执行多次上扣和卸扣步骤之后，对所述公扣和所述母扣中的一者的螺纹区域进行表面硬化，
其中，所述制造方法制造出螺纹管状组件以用于随后在钻探油气井时的现场使用，所述螺纹管状组件适于在现场形成在不使用润滑剂的情况下具有有效耐磨性的螺纹连接。
14.根据权利要求13所述的制造方法，其中，所述润滑剂是复合油脂。
15.根据权利要求13所述的制造方法，其中，通过切削螺纹来执行产生所述母扣的螺纹区域的步骤。
16.根据权利要求13所述的制造方法，其中，通过切削螺纹来执行产生所述公扣的螺纹区域的步骤。
17.根据权利要求13所述的制造方法，其中，所述公扣和所述母扣中仅一者的螺纹区域被表面硬化。
18.根据权利要求17所述的制造方法，其中，表面硬化的螺纹区域具有最小约200-260布氏硬度点的表面硬度，所述表面硬度大于另一配合的公扣或母扣的螺纹区域的表面硬度。
19.根据权利要求13所述的制造方法，其中，螺纹连接的上扣和卸扣步骤通过在使用润滑剂的情况下执行5到12次上扣和卸扣。
20.根据权利要求13所述的制造方法，其中，螺纹连接的上扣和卸扣步骤通过在使用润滑剂的情况下执行6到10次上扣和卸扣。
21.一种用于钻探油气井的耐磨螺纹管状组件，所述螺纹管状组件包括在公扣的端部处的外周表面上的螺纹区域和在母扣的端部处的内周表面上的螺纹区域，所述螺纹管状组件根据权利要求13所述的方法制造，其中，所述螺纹管状组件用于随后在钻探油气井时的现场使用，并且适于在现场与另一螺纹管状组件形成在不使用润滑剂的情况下具有有效耐磨性的螺纹连接。
22.一种耐磨螺纹管状组件的制造方法，所述耐磨螺纹管状组件待用作用于钻探油气井的钻杆，所述制造方法包括以下步骤：
形成具有外螺纹部分的公扣和具有内螺纹部分的母扣；
将润滑剂施加在所述公扣和所述母扣中的至少一者的螺纹部分上；
多次执行通过将所述公扣的螺纹部分与所述母扣的螺纹部分螺纹接合以达到美国石油协会推荐的上扣扭矩而进行的螺纹连接的上扣以及螺纹连接的卸扣，其中，上扣和卸扣步骤包括将润滑剂施加到所述公扣和所述母扣中的至少一者的螺纹部分上，并且在将润滑剂施加到螺纹部分上的情况下而进行的上扣和卸扣步骤被多次执行以引起塑性变形；
在执行多次上扣和卸扣步骤之后，对所述公扣和所述母扣中的一者的螺纹部分进行表面硬化；以及
将一个公扣和一个母扣接合到管段以形成管状组件，
其中，根据前述步骤制造的多个螺纹管状组件能够首尾相接地组装以产生一串管状组件，其中每个公扣和母扣的连接被实现为不需要置于连接的公扣和母扣的螺纹部分之间或之上的管具涂料或其他涂层或薄膜。
23.根据权利要求22所述的制造方法，其中，对于特定的螺纹连接，推荐的上扣扭矩根据适用的API推荐规程7G(API RP 7G)而定。
24.根据权利要求22所述的制造方法，其中，对于特定的螺纹连接，推荐的上扣扭矩根据2015年7月6日生效的API推荐规程7G(API RP 7G)而定。

Claims (24)

1.一种管状组件的制造方法，所述管状组件包括具有外螺纹部分的公扣和具有内螺纹部分的母扣，所制造的包括所述公扣和所述母扣的所述管状组件能够形成在不使用润滑剂的情况下具有有效耐磨性的无涂料螺纹连接，所述制造方法的步骤包括：
将所述公扣和所述母扣接合到管段的相反两端以形成管状组件；
将润滑剂施加到已经通过加工螺纹部分而被制备的所述公扣和所述母扣中的至少一者的螺纹部分上；
通过将一个管状组件的公扣螺纹部分与另一管状组件的母扣螺纹部分螺纹接合以达到美国石油协会为螺纹连接推荐的上扣扭矩而进行螺纹连接的上扣并进行螺纹连接的卸扣，其中，在将润滑剂施加到所述公扣和所述母扣中的至少一者的螺纹部分上的情况下而进行的上扣和卸扣步骤被多次执行，从而引起塑性变形；以及
在执行多次上扣和卸扣步骤之后，对所述公扣和所述母扣中的一者的螺纹部分进行表面硬化。
2.根据权利要求1所述的制造方法，其中，所述润滑剂是复合油脂。
3.根据权利要求1所述的制造方法，其中，所述母扣的螺纹部分是切削螺纹。
4.根据权利要求1所述的制造方法，其中，所述公扣的螺纹部分是切削螺纹。
5.根据权利要求1所述的制造方法，其中，所述公扣和所述母扣中仅一者的螺纹部分被表面硬化。
6.根据权利要求1所述的制造方法，其中，表面硬化的螺纹部分具有最小约200-260布氏硬度点的表面硬度，所述表面硬度大于另一配合的公扣或母扣的螺纹部分的表面硬度。
7.根据权利要求1所述的制造方法，其中，螺纹连接的上扣和卸扣步骤通过在使用润滑剂的情况下执行3到15次上扣和卸扣。
8.根据权利要求1所述的制造方法，其中，螺纹连接的上扣和卸扣步骤通过在使用润滑剂的情况下执行5到12次上扣和卸扣。
9.根据权利要求1所述的制造方法，其中，螺纹连接的上扣和卸扣步骤通过在使用润滑剂的情况下执行6到10次上扣和卸扣。
10.根据权利要求1所述的制造方法，其中，对于特定的螺纹连接，推荐的上扣扭矩根据适用的API推荐规程7G(API RP 7G)而定。
11.根据权利要求1所述的制造方法，其中，对于特定的螺纹连接，推荐的上扣扭矩根据2015年7月6日生效的API推荐规程7G(API RP 7G)而定。
12.一种有效的耐磨管状组件，包括根据权利要求1所述的方法制备的具有外螺纹部分的公扣和具有内螺纹部分的母扣。
13.一种用于钻探油气井的耐磨螺纹管状组件的制造方法，所述制造方法的步骤包括：
在公扣的端部处的外周表面上加工螺纹区域；
在母扣的端部处的内周表面上加工螺纹区域；
将润滑剂施加在所述公扣和所述母扣中的至少一者的螺纹区域上；
通过将所述公扣的螺纹区域与所述母扣的螺纹区域螺纹接合以达到基本上由美国石油协会当前推荐的上扣扭矩而进行螺纹连接的上扣并进行螺纹连接的卸扣，其中，在将润滑剂施加到所述公扣和所述母扣中的至少一者的螺纹区域上的情况下而进行的上扣和卸扣步骤被多次执行；以及
在执行多次上扣和卸扣步骤之后，对所述公扣和所述母扣中的一者的螺纹区域进行表面硬化，
其中，所述制造方法制造出螺纹管状组件以用于随后在钻探油气井时的现场使用，所述螺纹管状组件适于在现场形成在不使用润滑剂的情况下具有有效耐磨性的螺纹连接。
14.根据权利要求13所述的制造方法，其中，所述润滑剂是复合油脂。
15.根据权利要求13所述的制造方法，其中，通过切削螺纹来执行产生所述母扣的螺纹区域的步骤。
16.根据权利要求13所述的制造方法，其中，通过切削螺纹来执行产生所述公扣的螺纹区域的步骤。
17.根据权利要求13所述的制造方法，其中，所述公扣和所述母扣中仅一者的螺纹区域被表面硬化。
18.根据权利要求17所述的制造方法，其中，表面硬化的螺纹区域具有最小约200-260布氏硬度点的表面硬度，所述表面硬度大于另一配合的公扣或母扣的螺纹区域的表面硬度。
19.根据权利要求13所述的制造方法，其中，螺纹连接的上扣和卸扣步骤通过在使用润滑剂的情况下执行5到12次上扣和卸扣。
20.根据权利要求13所述的制造方法，其中，螺纹连接的上扣和卸扣步骤通过在使用润滑剂的情况下执行6到10次上扣和卸扣。
21.一种用于钻探油气井的耐磨螺纹管状组件，所述螺纹管状组件包括在公扣的端部处的外周表面上的螺纹区域和在母扣的端部处的内周表面上的螺纹区域，所述螺纹管状组件根据权利要求13所述的方法制造，其中，所述螺纹管状组件用于随后在钻探油气井时的现场使用，并且适于在现场与另一螺纹管状组件形成在不使用润滑剂的情况下具有有效耐磨性的螺纹连接。
22.一种耐磨螺纹管状组件的制造方法，所述耐磨螺纹管状组件待用作用于钻探油气井的钻杆，所述制造方法包括以下步骤：
形成具有外螺纹部分的公扣和具有内螺纹部分的母扣；
将润滑剂施加在所述公扣和所述母扣中的至少一者的螺纹部分上；
多次执行通过将所述公扣的螺纹部分与所述母扣的螺纹部分螺纹接合以达到美国石油协会推荐的上扣扭矩而进行的螺纹连接的上扣以及螺纹连接的卸扣，其中，上扣和卸扣步骤包括将润滑剂施加到所述公扣和所述母扣中的至少一者的螺纹部分上；
在执行多次上扣和卸扣步骤之后，对所述公扣和所述母扣中的一者的螺纹部分进行表面硬化；以及
将一个公扣和一个母扣接合到管段以形成管状组件，
其中，根据前述步骤制造的多个螺纹管状组件能够首尾相接地组装以产生一串管状组件，其中每个公扣和母扣的连接被实现为不需要置于连接的公扣和母扣的螺纹部分之间或之上的管具涂料或其他涂层或薄膜。
23.根据权利要求22所述的制造方法，其中，对于特定的螺纹连接，推荐的上扣扭矩根据适用的API推荐规程7G(API RP 7G)而定。
24.根据权利要求22所述的制造方法，其中，对于特定的螺纹连接，推荐的上扣扭矩根据2015年7月6日生效的API推荐规程7G(API RP 7G)而定。
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