專利名稱：管連接器裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及管 連接器的改進(jìn)，該管連接器尤其是但不僅僅是供在石油工業(yè)中使 用，用于連接一系列管的金屬管段。
背景技術(shù)：
所謂的Merlin式管連接器在用于將管連接在一起的技術(shù)中眾所周知，并在GB 1573945,GB 2033518,GB 2099529,GB 2113335 和 GB 2138089 中公開。連接由管狀公接頭 構(gòu)件和管狀母接頭構(gòu)件形成，所述管狀公接頭構(gòu)件具有截圓錐形外周面，而管狀母接頭構(gòu) 件通常具有截圓錐形內(nèi)周面，該截圓錐形內(nèi)周面與公接頭構(gòu)件的截圓錐形外周面相對(duì)應(yīng)。 在使用中，將兩個(gè)各與一管段有關(guān)的構(gòu)件套接在一起，并通過配合上述周面上的環(huán)形凸起 和槽軸向上鎖緊在一起，凸起和槽沿著兩個(gè)表面間隔開。在將兩個(gè)構(gòu)件套接在一起時(shí)，起初將它們套接在至少表面疊加部分的端處，直到 在凸起的頂部表面和槽間表面之間形成表面接觸。然后通常是在表面的疊加部分之間供應(yīng) 加壓下的液壓流體，以便使公接頭構(gòu)件擴(kuò)張和/或使母接頭構(gòu)件收縮，以讓構(gòu)件完全套接 在一起，或者使構(gòu)件可以被簡單地推在一起。加壓的液壓流體也能通過擴(kuò)張母接頭構(gòu)件和 /或收縮公接頭構(gòu)件來將構(gòu)件分開，以便使凸起與對(duì)應(yīng)的槽脫離接合。為了減少構(gòu)件的軸向范圍，可以設(shè)置其具有較小軸向范圍的凸起和槽，但這意味 著，為了在構(gòu)件開始接觸之后將它們完全套接在一起，必需在每個(gè)凸起與設(shè)計(jì)用來接合于 其中的槽對(duì)準(zhǔn)之前，移動(dòng)各個(gè)凸起通過至少一個(gè)槽。在這樣做時(shí)，有凸起和槽在構(gòu)件完全套 接在一起之前可能相互接合的危險(xiǎn)，且隨后證明不可能將凸起和槽分開。為了避免這點(diǎn)，現(xiàn) 有技術(shù)系統(tǒng)提出了將凸起和槽的至少某一些形成具有不同的軸向范圍，以便在構(gòu)件完全接 合之前，這些凸起和槽不能相互接合。如此安排，以便在各構(gòu)件的所有中間位置中，在完全 接合之前和截圓錐形表面開始最初的表面接觸之后，在至少一部分凸起的頂部和沿著截圓 錐形表面的疊加部分間隔開的槽間表面之間有接觸。然而，這些現(xiàn)有連接器技術(shù)有問題，因?yàn)楫?dāng)用加壓的液壓流體將構(gòu)件分開時(shí)，為了 保證凸起和槽在構(gòu)件表面的端部處克服徑向約束并完全分開，被加壓流體強(qiáng)加在構(gòu)件表面 的中心部分上的徑向荷載顯著地大于為分開這些分段中的凸起和槽所必需的荷載。這可能 造成超過這些分段中連接器部件的材料的彈性極限，使這些部件永久地變形，并因此阻止 了重復(fù)使用。這個(gè)問題已通過用高強(qiáng)度鋼制造構(gòu)件克服，但這顯著地增加了成本。申請人:擁有的較早歐洲專利EP 0803637對(duì)這個(gè)問題公開了一種解決方案，其中 將凸起的徑向高度朝每個(gè)構(gòu)件的自由端方向降低，以便減少那些凸起在槽中的接合深度。 尤其是，凸起的徑向高度朝每個(gè)構(gòu)件的自由端方向向內(nèi)形成錐形，這減少了各齒在槽中的 接合深度，因此在卸開時(shí)提供足夠的端齒的間隙，以便能在較低的壓力下分開，而同時(shí)保持 平均齒接合相對(duì)高度。這樣，減少了在連接器的中間構(gòu)件過壓超出材料的彈性極限的危險(xiǎn)。然而，該系統(tǒng)有缺點(diǎn)，因?yàn)楦鼾X頂不再對(duì)準(zhǔn)在單一錐體上，且不均勻的頂部外形在 裝配期間產(chǎn)生接觸壓力高的點(diǎn)，而這能導(dǎo)致齒的過度局部磨損。另外，在端部處將齒頂形成錐形在形成接頭期間損害端齒之間的金屬-金屬密封，這意味著需要高粘度噴射流體，以 便能實(shí)現(xiàn)光滑構(gòu)造所需的高噴射壓力。

發(fā)明內(nèi)容
按照本發(fā)明的一方面，提供了一種管連接器，該管連接器包括管狀公接頭構(gòu)件和 管狀母接頭構(gòu)件，所述管狀公接頭構(gòu)件通常具有截圓錐形的外周面，而管狀母接頭構(gòu)件通 常具有截圓錐形 的內(nèi)周面，該截圓錐形內(nèi)周面與公接頭構(gòu)件的外周面相對(duì)應(yīng)，且當(dāng)構(gòu)件完 全接合在一起時(shí)疊加公接頭構(gòu)件的截圓錐形表面，各構(gòu)件在上述周面上設(shè)有可相互接合的 環(huán)形凸起和槽，用于當(dāng)構(gòu)件完全接合在一起時(shí)將構(gòu)件軸向上鎖緊在一起，凸起和槽沿著表 面間隔開，用于當(dāng)構(gòu)件完全接合在一起時(shí)在構(gòu)件的表面的疊加部分之間供應(yīng)加壓下的液壓 流體的機(jī)構(gòu)，以便使母接頭構(gòu)件擴(kuò)張和/或使公接頭構(gòu)件收縮，來使凸起與對(duì)應(yīng)的槽脫離 接合并讓構(gòu)件分開，和用于徑向約束連接器的其中一個(gè)構(gòu)件的自由端的機(jī)構(gòu)，其特征在于， 公接頭構(gòu)件的內(nèi)管狀表面和母接頭構(gòu)件的外管狀表面的至少其中之一包括凹槽和凸起/ 徑向增大的分段的至少其中之一，其沿著至少一個(gè)構(gòu)件的長度減少和/或增加管狀壁的厚 度，以便平衡至少一個(gè)構(gòu)件在噴射壓力下沿著其長度在不同點(diǎn)處的位移。本發(fā)明的管連接器所具有的優(yōu)點(diǎn)是，從每個(gè)構(gòu)件上與凸起/槽相對(duì)的表面除去和 /或增加材料調(diào)節(jié)構(gòu)件的位移響應(yīng)，同時(shí)能在端部處對(duì)任何特定的壓力達(dá)到較高的位移。 因此可以更好的平衡槽/凸起的中部和端部之間的位移，因而能在較低的壓力下松開連接 器，并因此避免過壓。因此系統(tǒng)避免了使用齒的可變徑向疊加，而由于在末端處增加的齒接 合增加了強(qiáng)度能力。同時(shí)得到了改進(jìn)的臨時(shí)密封而產(chǎn)生更光滑的構(gòu)造和打開，因而減少了 磨損，對(duì)打開能使用較低粘性和更環(huán)境友好的噴射流體，并簡化了制造構(gòu)件期間的機(jī)加工 和檢驗(yàn)要求，從而降低了成本。優(yōu)選地，至少一個(gè)凹槽或凸起是由相應(yīng)構(gòu)件的相應(yīng)表面中向內(nèi)和向外形成錐形的 分段形成。尤其是，公接頭構(gòu)件的內(nèi)表面的第一分段跨過裝在公接頭構(gòu)件上的槽/凸起的 根端延伸，該第一分段向外并隨之朝后向內(nèi)形成錐形，以便形成一基本上是V形的通道，該 通道凹入內(nèi)管狀表面，上述V形通道圍繞公接頭構(gòu)件的整個(gè)圓周延伸。第一分段的向外形 成錐形部分的錐角優(yōu)選地為7. Γ，該第一分段的向外錐形部分的錐角更有利地比其向內(nèi) 錐形部分的錐角淺，后者的錐角優(yōu)選地為8. 85°。第一分段的向外錐形部分的錐角優(yōu)選地比公接頭構(gòu)件由凸起/槽的頂部所形成 的外部截圓錐形表面的錐角陡峭，而該截圓錐錐角優(yōu)選地大體上為4°。在優(yōu)選實(shí)施例中，公接頭構(gòu)件的內(nèi)表面包括第二分段，該第二分段接近公接頭構(gòu) 件的端頭，其中內(nèi)表面的半徑減小，以便增加公接頭構(gòu)件的管狀壁的厚度，所述第二分段優(yōu) 選地由內(nèi)表面的半徑陡峭地錐形減小形成，第二分段后面是圓筒形部分，所述圓筒形部分 朝端頭方向延伸，同時(shí)在減小的半徑內(nèi)表面上形成平坦部分。母接頭構(gòu)件的外表面優(yōu)選地具有第一向內(nèi)錐形部分和第二向外錐形部分，所述第 一向內(nèi)錐形部分從根部朝端頭方向延伸，而第二向外錐形部分從第一部分的端部朝端頭方 向延伸，上述第一部分的錐角比上述第二部分的錐角陡峭，它們優(yōu)選地大體上分別為7°和 2.8°，上述第二部分顯著地比上述第一部分長。第二部分的徑向范圍優(yōu)選地比第一部分的 徑向范圍大，這樣第二部分收尾在比第一部分的開頭更大的半徑處。母接頭構(gòu)件的外表面還有利地包括第三圓筒形部分，該第三圓筒形部分從第二部分的朝端頭方向的端部延伸跨 過在母接頭構(gòu)件的內(nèi)表面上形成的凸起/槽的端頭末端。第二分段的錐角優(yōu)選地比承載在母接頭構(gòu)件上的凸起頂部/頂部的錐角小，所述 頂部優(yōu)選地具有錐角為大體上4°。


為了可以很好地理解 本發(fā)明，現(xiàn)在參照

作為例子給出的本發(fā)明的實(shí)施 例。圖1是穿過現(xiàn)有技術(shù)的管連接器的軸剖視圖，示出各構(gòu)件處于它們最初套接在一 起的位置。圖2是類似于圖1的剖視圖，但示出現(xiàn)有技術(shù)連接器具有完全接合在一起的構(gòu)件。圖3是與圖2對(duì)應(yīng)的剖視圖，示出本發(fā)明的管連接器具有其完全接合在一起的構(gòu) 件。圖4a是形成本發(fā)明的連接器的一部分的母接頭構(gòu)件的一部分的放大剖視圖。圖4b是形成本發(fā)明的連接器的一部分的公接頭構(gòu)件的一部分的放大剖視圖。圖5示出各種不同的曲線圖，所述曲線示齒隙上的改進(jìn)作為與現(xiàn)有技術(shù)的對(duì) 照。
具體實(shí)施例方式首先參見圖1和2，圖1和2示出了現(xiàn)有技術(shù)管連接器，該管連接器包括管狀公接 頭構(gòu)件(pin member) 1和管狀母接頭構(gòu)件(box member) 2，所述管狀公接頭構(gòu)件1和管狀 母接頭構(gòu)件2連接到或者例如通過焊接連接到兩個(gè)管的端部上。公接頭構(gòu)件1和母接頭構(gòu) 件2被設(shè)計(jì)成套接在一起，而公接頭構(gòu)件1的外表面3和母接頭構(gòu)件2的內(nèi)表面4 二者一 般都是截圓錐形，并裝備有互補(bǔ)式若干凸起5和槽6，所述凸起5和槽6在表面的端部中間 沿著表面的長度軸向間隔開。各凸起和槽相對(duì)地定尺寸，以便當(dāng)公接頭構(gòu)件和母接頭構(gòu)件 完全接合在一起時(shí)，對(duì)應(yīng)的一個(gè)凸起相互接合在槽中，以便將兩個(gè)構(gòu)件軸向上鎖緊在一起。 公接頭構(gòu)件1在本文中被描述為具有若干凸起5，而母接頭構(gòu)件2被描述為具有若干槽6， 但應(yīng)該理解，這些說明能顛倒過來。構(gòu)件的接合在兩個(gè)階段中進(jìn)行。起初，把公母接頭件裝配在一起，直至在凸起5的 脊面7和槽6之間的表面8之間產(chǎn)生接觸。此后，在軸向上施加力以完成構(gòu)件的接合。在 第一階段結(jié)束時(shí)，一個(gè)凸起可能還必須在它到達(dá)其接合于其中的對(duì)應(yīng)的槽之前，越過多個(gè) 例如三個(gè)或四個(gè)槽。在這種安排情況下，為了防止凸起與不是同它對(duì)應(yīng)的槽的不當(dāng)心的接 合，亦即，在構(gòu)件完全套接在一起之前，可以將對(duì)應(yīng)的成對(duì)凸起和槽沿著表面3，4的長度裝 備有不同的軸向范圍和間距。然后將凸起5和槽6例如如GB 2113335中所述安排，以便在 套接構(gòu)件3，4期間于中間位置處，在兩構(gòu)件形成最初接觸之后，至少一部分沿著表面1的長 度和表面3，4的疊加部分的端部中間間隔開的凸起5的脊面7與槽之間的表面8對(duì)準(zhǔn)，以 防止凸起和槽在表面的疊加部分的任何相當(dāng)大的長度上的過早相互接合。為防止凸起和槽中間相互接合，間隔開的環(huán)形凸起和槽的安排以及軸向定尺寸能 通過許多不同的方法得到，例如，如GB 2113335中所述。
在構(gòu)件已套接在一起到達(dá)它們的起始位置之后，它們可以通過簡單地施加軸向力 到構(gòu)件上達(dá)到完全接合。然而，通過在表面的疊加部分之間施加高壓的液壓流體，可以幫助 接合，且還可以將構(gòu)件分開。該高壓流體在疊加的表面上施加徑向加載，而使母接頭構(gòu)件擴(kuò) 張和/或使公接頭構(gòu)件收縮以在凸起和槽之間產(chǎn)生間隙，以便能接合和分開。加壓的流體 還起潤滑凸起表面5的脊面7和槽6之間表面8的作用，以便有助于這些表面在彼此之間 的滑動(dòng)。如各附圖中所 示，母接頭構(gòu)件2裝備有徑向管道9，該徑向管道9用于連接到高壓 液壓流體源上，以便能將高壓流體引入疊加的構(gòu)件之間。導(dǎo)管9從母接頭構(gòu)件向內(nèi)通入母 接頭構(gòu)件的截圓錐形表面4裝備有凸起或槽的區(qū)域中。為了便于加壓的流體沿著構(gòu)件的整 個(gè)疊加長度的貫穿，設(shè)置軸向延伸的槽10，11，所述槽10，11 一個(gè)在公接頭構(gòu)件1中，而另一 個(gè)在母接頭構(gòu)件2中，它們分別與凸起和槽相交，而導(dǎo)管9通入母接頭構(gòu)件內(nèi)的槽11中。為了保證構(gòu)件的截圓錐形表面3，4的端部處密封和防止高壓液壓流體在構(gòu)件分 開期間從構(gòu)件之間的任何不當(dāng)心的溢出，可以在截圓錐形表面3、4的端部處或端部附近設(shè) 置密封機(jī)構(gòu)，且密封機(jī)構(gòu)與徑向上限制構(gòu)件自由端的機(jī)構(gòu)結(jié)合設(shè)置。如所示，密封和徑向 上限制機(jī)構(gòu)包括一環(huán)形徑向上延伸的凸出部或凸起12，13，該凸起12，13設(shè)在每個(gè)構(gòu)件的 自由端處，并容納在另一個(gè)構(gòu)件的截圓錐形表面的內(nèi)端處的對(duì)應(yīng)槽14，15中，且如所示，密 封件在側(cè)向上貼著另一個(gè)構(gòu)件的槽的表面部分16a和16b，17a和17b，為此表面部分16a， 16b，17a, 17b裝備有合適的錐形。實(shí)際上，當(dāng)構(gòu)件完全接合在一起時(shí)，每個(gè)凸出部12，13都 在其對(duì)應(yīng)的槽14，15中處于完全干涉配合。表面部分16a和17a沿著構(gòu)件的表面延伸，以 便在構(gòu)件完全接合之前凸出部12，13形成與這些表面的密封接觸，并且實(shí)際上，在構(gòu)件的 裝配期間，在它們的起初套接位置中，于截圓錐形表面的疊加部分的端處提供密封。將槽 14，15的底部同構(gòu)件的外部連接起來的導(dǎo)管18，19設(shè)置成能在連接器的裝配期間將液壓流 體放出，以保證流體不截留在構(gòu)件之間，并因此防止完全接合。凸出部和槽之間的密封可供 選擇地可以用各種各樣不同的方法實(shí)現(xiàn)，例如，如GB 2138089中所述。如圖1和圖2中清楚示出的，在現(xiàn)有技術(shù)系統(tǒng)中，每個(gè)構(gòu)件的壁厚都朝各個(gè)連接器 的自由端方向向內(nèi)線性成錐形，以便在自由端處最薄。因此，為了防止材料的過壓，將在徑 向上被限制的每個(gè)構(gòu)件的每個(gè)自由端的區(qū)域中，至少端部凸起和槽的完全接合處徑向疊加 的范圍減少，以便減少為分開構(gòu)件所需的液壓流體的壓力。如所示，徑向疊加的減少通過減 少在公接頭構(gòu)件裝備有凸起的至少一部分表面的末端部分中凸起的徑向范圍，和減少母接 頭構(gòu)件裝備有槽的至少一部分表面的相對(duì)端部分中槽的徑向深度來得到?，F(xiàn)在參見圖3_4b，示出了本發(fā)明的連接器，其中與圖1和圖2的現(xiàn)有技術(shù)系統(tǒng)相同 的所有部件都用相同的標(biāo)號(hào)表示，且除非另有說明，否則應(yīng)理解為用與上述現(xiàn)有技術(shù)系統(tǒng) 相同的方式操作?？梢钥闯?，與現(xiàn)有技術(shù)系統(tǒng)相比，管狀公接頭構(gòu)件1的內(nèi)表面21的外形和管狀母 接頭構(gòu)件2的外表面28的外形在凸起5和槽6的區(qū)域中已從現(xiàn)有技術(shù)的圓筒形表面改變， 因此每個(gè)構(gòu)件1，2的壁厚不再像現(xiàn)有技術(shù)系統(tǒng)中那樣朝向各個(gè)連接器的自由端方向向內(nèi) 連續(xù)地成錐形。在公接頭構(gòu)件1的情況下，材料已在凸起5的兩端處從內(nèi)表面21中除去， 而在母接頭構(gòu)件2的情況下，材料已被加到接近連接器的自由端的外表面并從另一端被除 去。
圖4b更詳細(xì)地示出本發(fā)明的公接頭構(gòu)件1的外形，而作為對(duì)照，在圖4b中用虛線 A表示現(xiàn)有技術(shù)連接器的圓筒形內(nèi)表面。在公接頭構(gòu)件的根端Ia (遠(yuǎn)離端頭lb)處開始， 內(nèi)表面21 —般是圓筒形，但在兩個(gè)分段處偏離常規(guī)圓筒形外形，第一分段22與槽6/凸起 5的根端疊加，而第二分段23與槽6/凸起5的端頭末端疊加。第一分段22由向外形成錐形的截圓錐形分段22a形成，該截圓錐形分段22a連接 向內(nèi)形成錐形的截圓錐形分段22b，兩個(gè)分段在內(nèi)部外形中形成V形凹部，該V形凹部圍繞 整個(gè)圓周延伸，向內(nèi)錐形分段以與向外錐形分段開始相同的半徑結(jié)束。然而，可以看出，向 外錐形分段22a的錐角比向內(nèi)錐形分段22b的錐角淺一在所示實(shí)施例中，向外錐形分段具 有錐角為13. 90°，而向內(nèi)錐形分段具有錐角為17. 15°，并使公接頭構(gòu)件1的內(nèi)表面21的 半徑增加約3. 6%。整個(gè)第一分段22具有約為公接頭構(gòu)件工作長度38%的縱向延伸。第一分段22如此設(shè)置，以使從向外錐形分段到向內(nèi)錐形部分的過渡基本上與凸 起5/槽6的根端對(duì)準(zhǔn)，因此在第一分段22的區(qū)域中壁厚在槽/凸起的根端處最小。第二分段23由短的向外成錐形截圓錐形分段23a形成，該截圓錐形分段23a具有 傾斜角為20. 8°，并連接到圓筒形分段23b上，向外錐形分段23a將內(nèi)部外形的半徑增加 了約0.62%。圓筒形分段23b朝公接頭構(gòu)件1的端頭Ib方向延伸，疊加凸起/槽的端頭末 端，并收尾在向內(nèi)錐形截圓錐形分段23c處，該截圓錐形分段使內(nèi)部外形返回到原始半徑。 在所示的實(shí)施例中，圓筒形分段的縱向范圍約為公接頭構(gòu)件1的操作長度的18%?，F(xiàn)在參見圖4a，更詳細(xì)地示出了本發(fā)明的母接頭構(gòu)件2的外形，在圖4a中用虛線 B表示現(xiàn)有技術(shù)母接頭構(gòu)件2的圓筒形外表面。從母接頭構(gòu)件2的根端2a (遠(yuǎn)離端頭2b) 開始，外表面31在槽/凸起5的起點(diǎn)朝向根部開始，徑向上向內(nèi)形成錐形之前，按照常規(guī)的 圓筒形外形，以便減少母接頭構(gòu)件2在第一截圓錐形分段32中朝向凸起/槽5的根端的壁 厚。在優(yōu)選實(shí)施例中，第一截圓錐形分段32具有錐角為7. 02°，沿著母接頭構(gòu)件2的操作 長度，也就是說母接頭構(gòu)件2與公接頭構(gòu)件1疊加的長度的約18%延伸，并導(dǎo)致母接頭構(gòu)件 2的外表面的半徑減少約2. 4%。第一向內(nèi)錐形截圓錐形分段32連接到第二向外錐形截圓錐形分段33上，從第一 分段32到第二分段33的過渡部分限定母接頭構(gòu)件2的外表面31的半徑最小，該最小半徑 在縱向上剛好位于在母接頭構(gòu)件2的內(nèi)表面上所形成的凸起/槽5的起始點(diǎn)的前面。第二 分段33的錐角小于第一分段32的錐角，并且也小于由母接頭構(gòu)件2的內(nèi)表面上所形成的 凸起/槽5的齒頂所限定的表面的錐角，因此母接頭構(gòu)件2的壁厚朝母接頭構(gòu)件2的端頭 方向減小。在所示的實(shí)施例中，齒頂限定錐角約為4°，而第二截圓錐形分段33具有錐角基 本上是2. 8°。向外錐形第二分段33持續(xù)朝向母接頭構(gòu)件2的端頭2b，在根部2a的外表面和常 規(guī)外形(B)的半徑外部延伸，與常規(guī)設(shè)計(jì)相比，以便實(shí)施在凸起/槽5的端頭末端的區(qū)域中 母接頭構(gòu)件的環(huán)形壁的徑向加厚。第三圓筒形分段34從第二分段的尖端出發(fā)，在第四向內(nèi) 錐形截圓錐形分段35中放棄形成錐形之前，跨過凸起/槽的端頭延伸到一半徑等于根部半 徑處，并因此持續(xù)到第五圓筒形分段36中母接頭構(gòu)件的端頭作為根部半徑，也就是說按照 常規(guī)的外形。在所示的實(shí)施例中，第二分段沿著母接頭構(gòu)件2的操作長度的約60%延伸，第 三圓筒形分段沿著操作長度的約4. 8%延伸，第四分段和第五分段分別沿著母接頭構(gòu)件的 操作長度的約8. 45%和9%延伸。在凸起/槽的端頭末端的區(qū)域中，外部半徑比根部半徑增加約0. 73%，而第四向內(nèi)錐形截圓錐形分段35具有錐度約為根端半徑的9. 1%。本 發(fā)明的母接頭構(gòu)件2和公接頭構(gòu)件1的連接和松開與上述圖1-3的現(xiàn)有技術(shù)系 統(tǒng)用完全相同的方式進(jìn)行。然而，在本發(fā)明中，由向內(nèi)錐形分段所形成的壁厚減少和在母接 頭構(gòu)件中凸起的端頭末端處所形成的加厚改變了連接器的厚度外形，以使在端部處噴射壓 力下所產(chǎn)生的相對(duì)位移更接近在中等跨度(沿著齒的半途)處的位移。結(jié)果，在端部處松開 壓力減小，使連接器能在較低壓力下松開，消除了過壓的危險(xiǎn)，而同時(shí)避免了如現(xiàn)有技術(shù)中 所公開的對(duì)齒頂形成錐形的要求及與其有關(guān)的缺點(diǎn)。圖5示出本發(fā)明對(duì)齒嚙合的影響。圖5(a)表明，在公母接頭構(gòu)件1，2的較厚端部 處除去材料能實(shí)現(xiàn)在齒端處更高的總位移。這意味著不再需要在齒頂形成錐形(圖5(b))， 因?yàn)樵谘b配/拆卸期間的間隙現(xiàn)在是允許的(圖5(c))。
權(quán)利要求
1.一種管連接器，包括管狀公接頭構(gòu)件(1)和管狀母接頭構(gòu)件(2)，所述公接頭構(gòu)件 (1)具有基本上截圓錐形的外周面(3)，而母接頭構(gòu)件(2)具有基本上截圓錐形的內(nèi)周面 (4)，該截圓錐形的內(nèi)周面(4)與公接頭構(gòu)件(1)的截圓錐形外周面(3)相對(duì)應(yīng)且當(dāng)構(gòu)件 (1，2)完全接合在一起時(shí)疊加公接頭構(gòu)件(1)的截圓錐形外周面(3)，構(gòu)件(1，2)在上述周 面(3，4)上設(shè)有若干可相互接合的環(huán)形凸起(5)和槽(6)，該凸起(5)和槽(6)用于當(dāng)構(gòu)件 完全接合在一起時(shí)將它們軸向上鎖緊在一起，凸起(5)和槽(6)沿著周面(3，4)間隔開，用 于當(dāng)構(gòu)件(1，2)完全接合在一起時(shí)在構(gòu)件(1，2)的周面(3，4)的疊加部分之間供應(yīng)加壓的 液壓流體以使母接頭構(gòu)件(2)擴(kuò)張和/或使公接頭構(gòu)件(1)收縮而使凸起(5)與對(duì)應(yīng)的槽 (6)脫離接合并讓構(gòu)件分開的機(jī)構(gòu)(9，10，11)，和用于徑向約束連接器的構(gòu)件(1，2)的其中 一個(gè)的自由端的機(jī)構(gòu)，其特征在于，公接頭構(gòu)件(1)的內(nèi)管狀表面(21)和母接頭構(gòu)件(2)的 外管狀表面(28)中的至少一個(gè)包括凹槽(22，23，32，33)和突出物/徑向增大的分段(34， 35)的至少其中之一，該凹槽和突出物/徑向增大的分段(34，35)沿著該至少一個(gè)構(gòu)件(1， 2)的長度減少和/或增加管狀壁的厚度，以便平衡至少一個(gè)構(gòu)件(1，2)在噴射壓力下沿著 其長度在不同點(diǎn)處的位移。
2.按照權(quán)利要求1所述的管連接器，其中該至少一個(gè)凹槽(22，23，32，33)或突出物 (34，35)在相應(yīng)構(gòu)件(1，2)的相應(yīng)表面中通過向內(nèi)和向外錐形分段(2h，22b，23a，23c, 32-35)形成。
3.按照權(quán)利要求2所述的管連接器，其中跨過承載在公接頭構(gòu)件上的槽/凸起的根 端延伸的公接頭構(gòu)件(1)的內(nèi)表面(21)的第一分段(22)，該第一分段(22)向外形成錐形 (2 )和然后朝后向內(nèi)形成錐形(22b)，以便形成基本上是V形的凹入內(nèi)管狀表面(21)中的 通道，所述通道圍繞公接頭構(gòu)件(1)的整個(gè)圓周延伸。
4.按照權(quán)利要求3所述的管連接器，其中第一分段(22)的向外錐形部分(2 )的錐角 比第一分段(22)的向內(nèi)錐形部分(22b)的錐角淺。
5.按照權(quán)利要求4所述的管連接器，其中第一分段(22)的向外錐形部分(2 )的錐角 為7.1°，而第一分段(22)的向內(nèi)錐形部分(22b)的錐角為8. 85°。
6.按照權(quán)利要求3-5其中之一所述的管連接器，其中第一分段(22)的向外錐形部分 (2 )的錐角比由凸起/槽(5，6)的頂部所形成的公接頭構(gòu)件(1)的外截圓錐形表面(3)的 圓錐角陡峭。
7.按照權(quán)利要求6所述的管連接器，其中公接頭構(gòu)件(1)的外截圓錐形表面(3)的圓 錐角大體上為4°。
8.按照權(quán)利要求3-7其中之一所述的管連接器，其中公接頭構(gòu)件(1)的內(nèi)表面(21)包 括第二分段(23)，該第二分段(23)靠近公接頭構(gòu)件(1)的端頭(lb)，其中將內(nèi)表面(21)的 半徑減小以增加公接頭構(gòu)件(1)的管狀壁的厚度。
9.按照權(quán)利要求8所述的管連接器，其中上述第二分段(23)由陡峭地向外錐形部分 (23a)形成，該錐形部分(23a)增加內(nèi)表面(1)的半徑，接著的是朝端頭(Ib)方向延伸的圓 筒形部分(2北)，而在增加的半徑處在內(nèi)表面(21)上形成平坦部分。
10.按照上述權(quán)利要求其中之一所述的管連接器，其中母接頭構(gòu)件(2)的外表面(31) 具有第一向內(nèi)錐形部分(32)和第二向外錐形部分(33)，上述第一向內(nèi)錐形部分(32)從根 部(2a)沿著向端頭方向延伸，而第二向外錐形部分(33 )從第一部分(32 )的端頭末端朝端頭(2b )延伸，上述第一部分(32 )的錐角比上述第二部分(33 )的錐角陡峭。
11.按照權(quán)利要求10所述的管連接器，其中第一部分(32)的錐角大體上為7°，而第 二部分(33)的錐角大體上為2. 8°。
12.按照權(quán)利要求10或11所述的管連接器，其中上述第二部分(33)顯著地比上述第 一部分(32)長。
13.按照權(quán)利要求10-12其中之一所述的管連接器，其中第二部分(33)的徑向范圍大 于第一部分(32)的徑向范圍，從而第二部分(33)收尾在比第一部分(32)的根端更大的半 徑處。
14.按照權(quán)利要求10-13其中之一所述的管連接器，其中母接頭構(gòu)件(2)的外表面(31) 還包括第三圓筒形部分(34)，該第三圓筒形部分(34)從第二部分(33)的端頭方向末端延 伸跨過在母接頭構(gòu)件(2)的內(nèi)表面(4)上形成的凸起/槽(5，6)的端頭末端。
15.按照權(quán)利要求14所述的管連接器，其中第二分段(33)的錐角小于承載在母接頭構(gòu) 件(2)上的凸起(5，6)的頂部的錐角，所述凸起(5，6)的頂部優(yōu)選地具有錐角大體上為4°。
16.管連接器，大體上如本文參照附圖所說明的。
全文摘要
一種管連接器包括管狀公接頭構(gòu)件(1)和管狀母接頭構(gòu)件(2)，所述管狀公接頭構(gòu)件(1)具有截圓錐形外表面(3)，而管狀母接頭構(gòu)件(2)具有截圓錐形內(nèi)表面(4)，該內(nèi)表面(4)與公接頭構(gòu)件(1)的外表面(3)相對(duì)應(yīng)，并且當(dāng)構(gòu)件(1，2)完全接合時(shí)疊加公接頭構(gòu)件(1)的截圓錐形表面(3)。構(gòu)件(1，2)在上述周面(3，4)上裝備有可相互接合的環(huán)形凸起(5)和槽(6)，用于當(dāng)它們完全接合在一起時(shí)在軸向上將構(gòu)件鎖緊在一起。凸起(5)和槽(6)沿著表面(3，4)間隔開。公接頭構(gòu)件(1)的內(nèi)管狀表面(21)和母接頭構(gòu)件(2)的外管狀表面(28)各都包括凹槽(22，23，32，33)和/或突出物/徑向增大分段(34，35)的至少其中之一，這樣沿著相關(guān)構(gòu)件(1，2)的長度減少和/或增加管狀壁的厚度，以便平衡構(gòu)件(1，2)在噴射壓力下沿著其長度在不同點(diǎn)處的位移。
文檔編號(hào)E21B17/046GK102076926SQ200980124397
公開日2011年5月25日 申請日期2009年5月28日 優(yōu)先權(quán)日2008年6月27日
發(fā)明者D·J·E·摩根, D·M·辛克萊爾 申請人:石油國家工業(yè)(英國)有限公司