BRPI0709802B1

BRPI0709802B1 - conexão rosqueada para um conduto

Info

Publication number: BRPI0709802B1
Application number: BRPI0709802A
Authority: BR
Inventors: R Enderle Doug; W Ward Gary; S Sivley Robert Iv
Original assignee: Hydril Co
Priority date: 2006-03-30
Filing date: 2007-03-29
Publication date: 2018-10-23
Also published as: WO2007115096A1; EP2005052A4; CA2647488A1; EP2005052A1; CA2647488C; MX2008012606A; EP2005052B1; BRPI0709802A2; US7475917B2; US20070228730A1

Abstract

<b>conexão rosqueada para um conduto<d>uma conexão rosqueada para um conduto inclui umelemento pino e um elemento caixa. o elemento pino inclui uma rosca pino tendo uma crista de rosca pino, uma raiz de rosca pino, um flanco de carga de pino a um ângulo de flanco de carga de pino e um flanco de introdução de pino orientado a um ângulo de flanco de introdução de pino, o elemento caixa inclui uma rosca caixa tendo uma crista de rosca caixa, uma raiz de rosca caixa, um flanco de carga de caixa a um ângulo de flanco de carga de caixa, e um flanco de introdução de caixa orientado a um ângulo de flanco de introdução de caixa. pelo menos um do ângulo de flanco de carga de pino, ângulo de flanco de introdução de pino, ângulo de flanco de carga de caixa e ângulo de flanco de introdução de caixa varia por pelo menos uma parte da conexão rosqueada.

Description

(54) Título: CONEXÃO ROSQUEADA PARA UM CONDUTO (51) lnt.CI.: F16L 15/00; F16L 25/00 (30) Prioridade Unionista: 30/03/2006 US 11/393,300 (73) Titular(es): HYDRIL COMPANY (72) Inventor(es): ROBERT S. SIVLEY, IV; GARY W. WARD; DOUG R. ENDERLE (85) Data do Início da Fase Nacional: 30/09/2008

1/21

CONEXÃO ROSQUEADA PARA UM CONDUTO

REMISSÃO RECÍPROCA A PEDIDOS DE PATENTES RELACIONADOS [0001] O presente pedido de patente é relacionado com um pedido de patente co-pendente dos Estados Unidos da

América, depositado concorrentemente com ele, intitulado

Flancos Desemparelhados para uma Rosca em Cunha (Mismatched Flanks for a Wedge Thread), tendo o documento de cessão de n° 09432/331001, e atribuído ao cessionário do presente pedido de patente. Esse pedido é incorporado por referência no presente relatório descritivo na sua totalidade.

ANTECEDENTES DA INVENÇÃO [0002] Juntas de invólucros, revestimentos e outros elementos tubulares para poços de petróleo são freqüentemente usados em perfuração, completamento e produção de um poço. As juntas de invólucros podem ser, por exemplo, colocadas em um poço perfurado, para estabilizar e proteger uma formação contra altas pressões no poço perfurado, (por exemplo, pressões de poços perfurados que excedem uma pressão de formação), que podem danificar a formação. As juntas de invólucros são seções de tubo de

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2/21 aço, que podem ser acopladas de uma maneira de extremidadecom-extremidade por conexões rosqueadas, conexões soldadas e outras conexões conhecidas na técnica. As conexões são usualmente projetadas de modo que um selo é formado entre uma parte interna das juntas de invólucros acopladas e um espaço anular formado entre as paredes externas das juntas de invólucros e as paredes do poço perfurado. 0 selo pode ser, por exemplo, um selo elastomérico (por exemplo, um selo de anel em 0) , um selo rosqueado, um selo de metalcom-metal formado próximo à conexão, ou selos similares conhecidos na técnica.

[0003] Um tipo de conexão rosqueada comumente usada para formar um selo rosqueado em elementos tubulares de campos de petróleo é uma rosca em cunha. Nas Figuras IA e 1B, uma conexão da técnica anterior tendo uma rosca em cunha é mostrada. As roscas em cunha são caracterizadas por roscas, independentemente de uma forma de rosca particular, que aumentam em largura em direções opostas em um elemento pino 101 de um elemento caixa 102. A taxa na qual as roscas variam em largura ao longo da conexão é definida por uma variável conhecida comumente como uma razão de cunha.

Como usado no presente relatório descritivo, razão de cunha, embora não tecnicamente uma razão, se refere à diferença entre o filete de flanco de introdução e o filete

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3/21 de flanco de carga, que faz com que as roscas variem em largura ao longo da conexão. Uma discussão detalhada das razões de cunhas é proporcionada na patente U.S. 6.206.436, emitida para Mallis e cedida ao cessionário da presente invenção. Essa patente é incorporada no presente relatório descritivo por referência na sua totalidade.

[0004] As roscas em cunha são descritas exaustivamente na patente U.S. RE 30.647 emitida para Blose, patente U.S.

RE 34.467 emitida para Orloff, e a patente U.S. 5.454.605 emitida para Mott, todas cedidas ao cessionário da presente invenção e incorporadas por referência no presente relatório descritivo. Seguindo com as Figuras IA e 1B, no elemento pino 101, uma crista de rosca pino 222 é estreita no sentido da extremidade distai do elemento pino 101, enquanto que uma crista de rosca caixa 291 é larga.

Movimentando-se ao longo de um eixo 105 (da direita para a esquerda), a crista de rosca pino 222 se alarga, enquanto a crista da rosca caixa 291 se estreita. Na Figura 2, as roscas são afiladas, significando que uma rosca pino 106 aumenta em diâmetro do início ao final, enquanto que uma rosca caixa 107 diminui em diâmetro, em maneira complementar. Com um afilamento da rosca, é possível aperfeiçoar a capacidade de introdução do elemento pino 101 no elemento caixa 102 e distribuir tensão na conexão.

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4/21 [0005] De um modo geral, os selos de rosca são de difícil obtenção com roscas diferentes de em cunha tendo cristas e raízes amplas, embora, as mesmas formas de roscas possam ter selos de rosca quando usadas para roscas em cunha. As roscas em cunha não apresentam qualquer forma de rosca particular. Um exemplo de uma forma de rosca adequada é uma forma de rosca em uma forma parcialmente em cauda de andorinha, descrita na patente U.S. 5.360.239, emitida para

Klementich, e incorporada por referência no presente relatório descritivo. Outra forma de rosca inclui um flanco de carga ou flanco de introdução multifacetado, como descrito na patente U.S. 6.722.706, emitida para Church, e incorporada por referência no presente relatório descritivo. Cada uma das formas de roscas descritas acima é considerada como sendo uma forma de rosca aprisionada, significando que pelo menos uma parte dos flancos de carga correspondentes e/ou os flancos de introdução correspondentes se sobrepõem axialmente. Uma forma de rosca aberta (isto é, não aprisionada), com uma forma genericamente retangular, é descrita na patente U.S.

6.578.880, emitida para Watts. As formas de rosca mencionadas acima são exemplos de formas de rosca, que podem ser usadas para as concretizações da invenção.

Geralmente, formas de roscas abertas, tais como trapezoidal

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5/21 ou dente de serra, não são adequadas para roscas em cunha, porque conferem uma grande força radial no elemento caixa.

Uma forma de rosca genericamente quadrada, tal como a descrita por Watts, ou uma forma de rosca aprisionada não confere uma força radial externa no elemento caixa. Aqueles versados na técnica vão considerar que os ensinamentos apresentados no presente relatório descritivo não são limitados às formas de roscas particulares.

[0006] Para roscas em cunha, um selo de rosca pode ser feito em conseqüência da pressão contato provocada por interferência, em pelo menos uma parte da conexão, entre o flanco de carga de pino 226 e o flanco de carga de caixa

225, e entre o flanco de introdução de pino 232 e o flanco de introdução caixa 231, que ocorre quando a conexão é estabelecida. Uma proximidade muito estreita ou interferência entre as raízes 292 e 221 e as cristas 222 e

291 completa o selo de rosca, quando ocorre em pelo menos uma parte de onde ocorre a interferência de flanco.

Geralmente, uma maior pressão pode ficar contida com uma maior interferência entre as raízes e as cristas (interferência raiz / crista) no elemento pino 101 e no elemento caixa 102 e por aumento da interferência de flanco. A conexão particular mostrada nas Figuras IA também inclui um selo metal-com-metal, que é feito por pressão de

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6/21 contato entre as superfícies dos selos correspondentes 103 e 104, localizados, respectivamente, no elemento pino 101 e no elemento caixa 102.

[0007] As roscas em cunha não têm, tipicamente, um ressalto de torque de batente positivo na conexão. Para as roscas em cunha que não têm um ressalto de torque de batente positivo, a constituição é indeterminada e, por conseguinte, a posição relativa do elemento pino e do elemento caixa varia mais durante a constituição para uma determinada faixa de torque a ser aplicada, do que para a conexão tendo um ressalto de torque de batente positivo.

Como aqui usado, constituição se refere a rosqueamento de um elemento pino e de um elemento caixa entre si.

Constituição selecionada se refere a rosqueamento de um elemento pino e de um elemento caixa entre si, com um grau de torque desejado, ou com base em uma posição relativa (axial ou circunferencial) do elemento pino com o elemento caixa. Para as roscas em cunha, que são projetadas para que tenham ambas a interferência de flanco e uma interferência de raiz / crista em uma constituição selecionada, ambas a interferência de flanco e uma interferência de raiz / crista aumentam na medida em que a conexão é constituída (isto é, aumento em torque aumenta a interferência de flanco e a interferência de raiz / crista). Para as roscas

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7/21 em cunha afiladas, que são projetadas para terem um vão livre de raiz / crista, o vão livre diminui na medida em que a conexão é constituída. Independentemente do projeto da rosca em cunha, os flancos correspondentes ficam mais próximos entre si (isto é, o vão livre diminui ou a interferência aumenta), durante a constituição. A constituição indeterminada propicia que a interferência de flanco e a interferência de raiz / crista sejam aumentadas por aumento do torque de constituição na conexão. Desse modo, uma rosca em cunha pode ser capaz de selar por rosqueamento maiores pressões de gás e/ou líquido por projeto da conexão para que tenha mais interferência de flanco e/ou interferência de raiz / crista, ou por aumento do torque de constituição na conexão, embora, isso também aumente a tensão na conexão, durante a constituição, o que pode provocar falha durante uso.

[0008] As roscas de funcionamento livre usadas em conexões tubulares de campos de petróleo não formam, tipicamente, selos de rosca, quando a conexão é constituída. A Figura 2 mostra uma conexão da técnica anterior tendo roscas de funcionamento livre. As roscas de funcionamento livre incluem os flancos de carga 154 e 155, os flancos de introdução 157 e 158, as cristas 159 e 162, e as raízes 160 e 161. Como é típico de uma conexão com

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8/21 roscas de funcionamento livre, essa conexão se baseia em um ressalto de torque de batente positivo, formado pelo contato das superfícies 151 e 152, dispostas no elemento pino 101 e no elemento caixa 102, respectivamente. O ressalto de torque de batente positivo mostrado na Figura 2 é comumente referido como um ressalto de nariz pino. Em outras conexões, o ressalto de torque de batente positivo pode ser, em vez disso, formado pela face caixa 163 e um ressalto de acoplamento (não mostrado) no elemento pino

101. O ressalto de torque de batente positivo também proporciona um selo. Diferentemente das roscas em cunha, que constituem pelo acunhamento da rosca pino 106 e da rosca caixa 107, roscas de funcionamento livre se baseiam no ressalto de torque de batente positivo para carga da conexão, durante a constituição. Para constituir a conexão mostrada na Figura 2, o elemento pino 101 e o elemento caixa 102 são atarraxados conjuntamente, até que as superfícies 151 e 152 sejam postas em contato, em tal ponto que o flanco de carga de pino 154 e o flanco de carga caixa

155 também estão em contato. Torque adicional é aplicado no elemento pino 101 e no elemento caixa 102 para carregar as superfícies 151 e 152 e o flanco de carga de pino 154 e o flanco de carga caixa 155, até que o grau desejado de torque de constituição seja aplicado à conexão.

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9/21 [0009] A conexão mostrada na Figura 2 não propicia um selo de rosca, por causa do grande vão 153, que existe entre o flanco de introdução de pino 157 e o flanco de introdução caixa 158. O vão 153, que ocorre por causa de como as roscas de funcionamento livre com ressaltos de torque de batente positivos são carregadas. A aplicação de torque à conexão, durante a constituição, contra o ressalto de torque de batente positivo faz com que o elemento pino

101 seja comprimido, enquanto que o elemento caixa 102 é esticado em tensão. Notar que quando um ressalto de face pino é usado, o elemento caixa 102 é comprimido enquanto que o elemento pino 101 é esticado em tensão. A força entre o elemento pino 101 e o elemento caixa 102 é aplicada pelo flanco de carga de pino 154 e flanco de carga caixa 155. O flanco de introdução de pino 157 e o flanco de introdução caixa 158 não são carregados durante a constituição. Isso resulta em pressão de contato entre os flancos de carga 154 e 155 e em um vão entre os flancos de introdução 157 e 158.

Como discutido acima, uma rosca em cunha (mostrada nas

Figuras IA e 1B) é capaz de formar um selo de rosca, em parte por causa da interferência entre os flancos de carga

225 e 226 e os flancos de introdução 232 e 231. Para as roscas em cunha, isso ocorre próximo ao final da constituição da conexão, por causa da variação de largura da rosca pino 106 e da rosca caixa 107. Para que tenha uma

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10/21 interferência similar entre os flancos de carga 154 e 155 e os flancos de introdução 157 e 158 em uma rosca de funcionamento livre cilíndrica (isto é, não afilada) e para que as alturas das roscas sejam contínuas, a interferência vai existir substancialmente durante a constituição da conexão, porque a rosca pino 106 e a rosca caixa 107 têm uma largura contínua. Em virtude da conexão particular mostrada na Figura 2 ser cilíndrica (isto é, não afilada), a interferência de raiz / crista, se alguma, vai existir substancialmente durante a constituição da conexão. Isso pode provocar escoriação das roscas e dificuldade na constituição da conexão.

[0010] Na técnica anterior, os ângulos, nos quais o flanco de carga e o flanco de introdução são dispostos, relativos ao eixo central da conexão rosqueada, são constantes. Por conseguinte, uma rosca tem uma forma de rosca aberta ou aprisionada por todo o seu comprimento.

Cada forma de rosca tem vantagens, dependendo de sua aplicação. Por exemplo, uma forma de rosca dente de serra, pode ser vantajosa para uma conexão não em cunha com ressalto, que vai experimentar um grande grau de tensão axial e uma compressão axial relativamente pequena. Para roscas em cunha, uma forma de rosca em cauda de andorinha é freqüentemente usada, porque junta o elemento pino e o

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11/21 elemento caixa, durante a constituição. Também, uma forma de rosca aberta, com ângulos de flancos positivos, pode conferir grandes forças radiais, em conseqüência da força de acunhamento entre a rosca pino e a rosca caixa.

[0011] Em algumas conexões, mais de uma forma de rosca pode ser vantajosa; no entanto, uma forma de rosca deva ser selecionada em relação à outra. A vantagem de formas de rosca múltiplas em uma conexão foi reconhecida na patente

U.S. 6.767.035, emitida para Hashem. A patente ’035 descreve uma conexão com ressalto tendo múltiplas roscas formadas em ambos o elemento pino e o elemento caixa. O corte de roscas múltiplas, algumas vezes referidas como uma rosca multiarranque, resulta em uma conexão rosqueada que tem uma forma de rosca altemadamente aberta e fechada, em uma seção transversal bidimensional. As concretizações descritas na patente ’035 têm duas roscas formadas no elemento pino e no elemento caixa. Uma rosca tem uma forma de rosca aberta, tal como tipo trapezoidal (stub acme). A outra rosca tem uma forma de rosca aprisionada, tal como em forma de cauda de andorinha ou gancho. Essa combinação de formas de rosca resulta em vantagens de ambas as formas de rosca, que existem uniformemente pelo comprimento da conexão.

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12/21 [0012] As tensões experimentadas por uma conexão rosqueada não são uniformes pelo comprimento de uma rosca.

Por exemplo, durante encurvamento, as extremidades distais e a parte intermediária da conexão rosqueada. Por conseguinte, uma forma de rosca particular pode ser melhor para uma parte da conexão, mas não para a outra. Desse modo, o que é ainda necessário é uma conexão rosqueada que permita que uma forma de rosca seja selecionada em diferentes partes da conexão, para distribuir as tensões.

RESUMO DA INVENÇÃO [0013] Em um aspecto, a presente invenção se refere a uma conexão rosqueada para um conduto. A conexão rosqueada inclui um elemento pino e um elemento caixa. O elemento pino inclui uma rosca de pino tendo uma crista de rosca de pino, uma raiz de rosca de pino, um flanco de carga de pino a um ângulo de flanco de carga de pino, e um flanco de introdução de pino orientado a um ângulo de flanco de introdução de pino. O elemento caixa inclui uma rosca caixa tendo uma crista de rosca caixa, uma raiz de rosca caixa, um flanco de carga de caixa a um ângulo de flanco de carga de caixa, e um flanco de introdução de caixa orientado a um ângulo de flanco de introdução de caixa.

Pelo menos um do ângulo de flanco de carga de pino, ângulo

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13/21 de flanco de introdução de pino, ângulo de flanco de carga de caixa e ângulo de flanco de introdução de caixa varia por pelo menos uma parte da conexão rosqueada.

[0014] Outros aspectos e vantagens da invenção vão ser evidentes da descrição apresentada a seguir e das reivindicações em anexo.

BREVE DESCRIÇÃO DOS DESENHOS [0015] As Figuras IA e 1B mostram uma conexão de rosca em cunha da técnica anterior.

[0016] A Figura 2 mostra uma conexão de rosca que não está em cunha da técnica anterior.

[0017] As Figuras 3A - C mostram uma conexão rosqueada de acordo com uma concretização da presente invenção.

[0018] As Figuras 4A - C mostram uma conexão rosqueada de acordo com uma concretização da presente invenção.

[0019] As Figuras 5A - C mostram uma conexão rosqueada de acordo com uma concretização da presente invenção.

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14/21 [0020] As Figuras 6A - C mostram uma conexão rosqueada de acordo com uma concretização da presente invenção.

DESCRIÇÃO DETALHADA [0021] A presente invenção se refere a conexões rosqueadas com uma forma de rosca variável.

Especificamente, a presente invenção se refere a roscas tendo pelo menos um ângulo de flanco, que varia na conexão rosqueada.

[0022] Tipicamente, uma rosca é cortada usando um inserto, que tem uma superfície que se combina com pelo menos um flanco a ser cortado. O inserto é passado várias vezes pelo elemento pino ou elemento caixa sendo cortado, até que a forma de rosca fique completa. Isso resulta em uma forma de rosca constante pelo comprimento da rosca.

Para roscas em cunha, a forma de rosca pode ser referida como uma forma de cunha, porque a forma de rosca varia em largura de acordo com a razão de cunha. Forma de cunha, como aqui usado, se refere à forma de rosca de uma rosca em cunha. A forma de cunha é considerada como sendo constante, se apenas a largura for variada. A presente invenção não é limitada a roscas em cunha ou roscas que não estão em

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15/21 cunha, nem é a presente invenção limitada a qualquer forma de rosca ou forma de cunha particular.

[0023] As concretizações da presente invenção têm roscas com pelo menos um ângulo de flanco variável. Nas Figuras 3A

- C, uma conexão rosqueada de acordo com uma concretização da presente invenção é mostrada. Nessa concretização particular, o elemento pino e o elemento caixa têm roscas em cunha formadas neles. A forma de cunha varia entre uma forma de cunha aprisionada e uma forma de cunha aberta. A forma de cunha aprisionada é uma cauda de andorinha nessa concretização. A forma de cunha pode ser variada continuamente ao longo da rosca. Na concretização mostrada nas Figuras 3A - 3C, as partes distais 301 e 303 têm uma forma de rosca em cauda de andorinha, significando que o flanco de introdução de pino 232, o flanco de introdução de caixa 231, o flanco de carga de pino 226 e o flanco de carga de caixa 225 são orientados a ângulos de flanco negativos. Como usado no presente relatório descritivo, um ângulo de flanco negativo significa que o respectivo flanco se estende para longe do centro da crista da rosca, de modo que existe uma sobreposição axial entre a crista da rosca e a raiz da rosca. O ângulo de flanco pode ser quantificado relativo a uma linha 305, perpendicular ao eixo central da

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16/21 conexão rosqueada. Por exemplo, um ângulo de flanco de zero grau vai ser perpendicular ao eixo central.

[0024] Seguindo com as Figuras 3A - C, os ângulos de flanco para cada flanco variam pelo comprimento da rosca nessa concretização. Partindo da extremidade esquerda da conexão (extremidade distai do elemento caixa), cada um dos flancos tem um ângulo de flanco negativo de cerca de -7 graus. Os ângulos de flanco aumentam por cerca de 3 graus por passo, até que a parte intermediária da rosca, em cujo ponto os ângulos de flanco são cerca de 5 graus. Após o ponto intermediário, os ângulos de flanco diminuem por cerca de 3 graus por passo, até a extremidade da rosca (extremidade distai do elemento pino). Em virtude da variação nos ângulos de flanco, a forma de cunha em cauda de andorinha (aprisionada) geralmente varia a uma forma de cunha trapezoidal (aberta) e depois de volta para uma forma de cunha em cauda de andorinha (aprisionada). As partes em cauda de andorinha, 301 e 303, mantêm o elemento pino 101 e o elemento caixa 102 radialmente juntos. A parte trapezoidal 302, na parte intermediária da rosca, permite que a conexão seja mais flexível, o que pode ajudar na resistência ao encurvamento da conexão. Se toda a rosca pino 106 e a rosca caixa 107 estivessem em uma forma de cunha aberta, tal como trapezoidal, grandes forças radiais

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17/21 vão tender a separar o elemento pino 101 e o elemento caixa

102, em conseqüência da ação de formação de cunha;

entretanto, a parte trapezoidal 302 é impedida de fazer isso pelas partes em cauda de andorinha 301 e 303. Aqueles versados na técnica vão considerar que a presente invenção não é limitada a quaisquer ângulos de flanco particulares.

Além disso, em algumas concretizações, os flancos de carga e os flancos de introdução podem variar a diferentes taxas.

Em algumas concretizações, os flancos correspondentes do elemento pino 101 e do elemento caixa 102 podem não variar na mesma taxa, ou apenas os flancos em um elemento podem variar. Além disso, a variação dos ângulos de flanco podem não ser constantes. Por exemplo, um ângulo de flanco de introdução pode ser constante por uma parte da rosca e depois aumentar por cerca de 3 graus por cerca de um passo.

Aqueles versados na técnica vão considerar que a presente invenção não é limitada pela taxa de variação dos ângulos de flanco. Em particular, qualquer variação adequada nos ângulos de flanco pode ser usada.

[0025] Voltando às Figuras 4A - C, uma conexão rosqueada de acordo com uma concretização da presente invenção é mostrada. A concretização mostrada nas Figuras 4A - C é o reverso da concretização mostrada nas Figuras 3A - C.

Especificamente, a rosca pino 106 e a rosca caixa 107 têm

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18/21 uma forma de cunha aberta nas extremidades distais 401 e

403 e uma cunha aprisionada na parte intermediária 402. Em virtude dessa disposição, a conexão rosqueada é mais flexível nas partes distais 401 e 403.

[0026] Algumas concretizações da presente invenção podem apenas variar ou no ângulo de flanco de introdução ou no ângulo de flanco de carga. Um exemplo dessa concretização é mostrado nas Figuras 5A - C. Na conexão rosqueada mostrada nas Figuras 5A - C, os ângulos do flanco de carga de pino

226 e do flanco de carga de caixa 225 variam entre cerca de

-4 graus a cerca de -7 graus. Os ângulos do flanco de introdução de pino 232 e o flanco de introdução de caixa

231 são mantidos substancialmente constantes a cerca de -7 graus. Da esquerda para a direita, os ângulos de flanco de carga começam a cerca de -4 graus e ficam mais negativos, a uma taxa de cerca de 0,5 grau por passo, até o ponto intermediário 501, em cujo ponto os ângulos de flanco de carga são cerca de -7 graus. Em torno do ponto intermediário 501, os ângulos de flanco de carga começam a diminuir a uma taxa de cerca de 0,5 grau por passo, retornando para cerca de -4 graus.

[0027] A concretização mostrada nas Figuras 5A - C varia em outro aspecto das roscas. Especificamente, o filete de

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19/21 flanco de introdução de ambas a rosca pino 106 e a rosca caixa 107 varia em torno de 0, 00127 cm (0, 0005 in) por passo, enquanto que o filete de flanco de carga é substancialmente constante. Por conseguinte, a razão de cunha da rosca pino 106 e da rosca caixa 107 também varia.

Da esquerda para a direita, o filete de flanco de introdução de pino e o filete de flanco de introdução de caixa são cerca de 0,7569 cm (0,2980 in) no primeiro passo.

Até o ponto intermediário 501, o filete de flanco de introdução de pino e o filete de flanco de introdução de caixa aumentam a cerca de 0,00127 cm (0,0005 in) por passo.

Após o ponto intermediário 501, o filete de flanco de introdução de pino e o filete de flanco de introdução de caixa diminuem a cerca de 0,00127 cm (0,0005 in) por passo.

[0028] Nas Figuras 6A - C, uma conexão rosqueada de acordo com uma concretização da presente invenção é mostrada. Nessa concretização particular, os ângulos do flanco de introdução de pino 232 e do flanco de introdução de caixa 231 variam entre cerca de -4 graus a cerca de -7 graus. Os ângulos do flanco de carga de pino 226 e do flanco de carga de caixa 225 são mantidos substancialmente constantes a cerca de -7 graus. Da esquerda para a direita, os ângulos de flanco de introdução começam a cerca de -4 graus e ficam mais negativos a uma taxa de cerca de 0,5

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20/21 grau por passo, até o ponto intermediário 501, em cujo ponto os ângulos de flanco de introdução são cerca de -7 graus. Em torno do ponto intermediário 501, os ângulos de flanco de introdução começam a diminuir a uma taxa de cerca de 0,5 grau por passo, retornando a cerca de -4 graus. O filete de flanco de introdução da concretização mostrada nas Figuras 6A - C varia da mesma maneira que da concretização mostrada nas Figuras 5A - C.

[0029] Vários processos estão disponíveis para a manufatura de conexões rosqueadas de acordo com as concretizações da presente invenção. Em uma concretização, as roscas podem ser trabalhadas a máquina usando uma ferramenta de máquina tendo um eixo de rotação, que é perpendicular ao eixo da conexão rosqueada. Um torno de quatro eixos pode proporcionar um eixo de rotação perpendicular ao eixo da conexão rosqueada. Por exemplo, um inserto de corte pode ser girado durante o corte da rosca, para variar um ângulo de flanco ao longo da rosca. Esse método pode ser usado em ambos o elemento pino e o elemento caixa. De preferência, o eixo de rotação do inserto de corte é o centro do raio de raiz. Se o eixo de rotação for em outro local, o torno pode ser programado para compensar a diferença na distância radial com relação ao eixo da conexão rosqueada. Aqueles versados na técnica vão

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21/21 considerar que as concretizações da presente invenção não são limitadas a processos de manufatura particulares.

[0030] Para as concretizações tendo roscas em cunha, os ângulos de flanco variáveis podem ajudar a proporcionar uma constituição mais determinada. Se a rosca pino e a rosca caixa tiverem ângulos de flanco que variam em uma maneira correspondente, a conexão rosqueada vai tender a constituir-se com os ângulos de flanco estreitamente alinhados, de modo que há pouca ou nenhuma diferença nos ângulos de flanco entre os flancos correspondentes. Por conseguinte, o torque necessário para continuar a constituir a conexão vai aumentar mais intensamente, seguinte ao alinhamento de flanco.

[0031] Ainda que a invenção tenha sido descrita com relação a um número limitado de concretizações, aqueles versados na técnica, tendo o benefício dessa matéria revelada, vão considerar que outras concretizações podem ser arquitetadas, que não se afastam do âmbito da invenção, como descrito no presente relatório descritivo.

Conseqüentemente, o escopo da invenção deveria ser limitado apenas pelas reivindicações anexadas.

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Claims

REIVINDICAÇÕES

1. Conexão rosqueada para um conduto definindo um eixo central e compreendendo:

um elemento pino (101) compreendendo uma rosca pino (106) tendo uma crista de rosca pino, uma raiz de rosca pino, um flanco de carga de pino (226) orientado a um ângulo de flanco de carga de pino, e um flanco de introdução de pino (232) orientado a um ângulo de flanco de introdução de pino;

um elemento caixa (102) compreendendo uma rosca caixa (107) tendo uma crista de rosca caixa, uma raiz de rosca caixa, um flanco de carga de caixa (225) orientado a um ângulo de flanco de carga de caixa, e um flanco de introdução de caixa (231) orientado a um ângulo de flanco de introdução de caixa;

em que o ângulo de flanco de carga de pino, o ângulo de flanco de introdução de pino, o ângulo de flanco de carga de caixa e o ângulo de flanco de introdução de caixa são quantificados em relação a uma linha (305) perpendicular ao eixo central da conexão rosqueada,

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2/3 em que pelo menos um do ângulo de flanco de carga de pino, ângulo de flanco de introdução de pino, ângulo de flanco de carga de caixa e ângulo de flanco de introdução de caixa varia por pelo menos uma parte da conexão rosqueada, em que a rosca pino (106) e a rosca caixa (107) são roscas em cunha, em que uma forma em cunha da rosca pino (106) e da rosca caixa (107) é aberta em uma parte selecionada e aprisionada em uma parte selecionada, caracterizada pelo fato de que a forma de cunha é aprisionada em partes distais (301, 303) da rosca pino (106) e da rosca caixa (107) e aberta em uma parte central (302) da rosca pino e da rosca caixa, sendo que a forma de cunha aprisionada muda gradualmente até a forma de cunha aberta e então de volta para a forma de cunha aprisionada, ou em que a forma de cunha é aprisionada em uma parte central (402) da rosca pino (106) e da rosca caixa (107) e aberta em partes distais (401, 403) da rosca pino (106) e da rosca caixa (107), sendo que a forma de cunha aberta muda gradualmente até a forma de cunha aprisionada e então de volta para a forma de cunha aberta.

2. Conexão rosqueada de acordo com a reivindicação 1, caracterizada pelo fato de que pelo menos um de um filete de flanco de carga e de um filete de flanco de introdução

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3/3 varia em pelo menos uma da rosca pino (106) e da caixa (107).

rosca

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102

292 297 <N (N <NtN

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Ό

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FIGURA 3B

FIGURA 3C
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FIGURA 4A

FIGURA 4C

702

402 403 t

I
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