ES3042194T3 - Tubular component having a threaded connection element - Google Patents

Abstract

La invención se refiere a un componente tubular (1) para una unión roscada tubular, dicho componente tubular (1) tiene un cuerpo principal (2) y un elemento de conexión roscado (3), el cual se extiende axialmente desde el cuerpo principal (2) hasta un extremo libre (4) del componente tubular (1), y el elemento de conexión roscado (3) tiene una rosca helicoidal (6). El componente tubular (1) tiene una porción metálica (8) y una porción (7) hecha de material compuesto, donde la porción metálica (8) forma el extremo libre (4) del componente tubular (1), y la rosca helicoidal (6) tiene una primera porción roscada (11) y una segunda porción roscada (12). La porción metálica (8) tiene la primera porción roscada (11), y la porción (7) hecha de material compuesto tiene la segunda porción roscada (12). La porción (7) hecha de material compuesto está en contacto radial con la porción metálica (8) en línea con la segunda porción roscada (12). (Traducción automática con Google Translate, sin valor legal)

Description

[0001] DESCRIPCIÓN

[0003] Componente tubular con un elemento de conexión roscado

[0005] Campo de la técnica

[0007] La invención se refiere al campo de los componentes tubulares y, en particular, de los componentes tubulares destinados a ser ensamblados entre sí para ser descendidos en los pozos de gas o de petróleo para constituir un revestimiento de perforación, una columna de tubo de revestimiento o de entubado o incluso una columna de tubo de producción.

[0009] Un componente tubular comprende al menos un elemento de conexión roscado, estando este elemento de conexión roscado destinado a cooperar con el elemento de conexión roscado de un segundo compuesto tubular con el fin de ensamblar estos dos componentes tubulares juntos para constituir una junta roscada tubular. El componente tubular puede ser, por ejemplo, un tubo de gran tamaño (por ejemplo, de unos diez metros de longitud), un manguito tubular (por ejemplo, de unas pocas decenas de centímetros de longitud), o un accesorio de estos tubos (dispositivo de suspensión, pieza de cambio de sección, válvula de seguridad, conector para varilla de perforación, etc.).

[0011] Antecedentes tecnológicos

[0013] Los componentes tubulares compuestos se pueden crear mediante diversos procedimientos de fabricación, incluida una técnica conocida como devanado de filamentos donde una fibra impregnada de resina se enrolla en una hélice alrededor de un mandril, y el compuesto tubular compuesto resulta de la cubierta del mandril por el material compuesto formado por la fibra impregnada de resina.

[0015] En comparación con los componentes tubulares de metal tal como el acero, los componentes tubulares compuestos son considerablemente más ligeros. Además, los componentes tubulares compuestos no se corroen, lo que es ventajoso, por ejemplo, en las aplicaciones submarinas.

[0017] Es habitual mecanizar los extremos de los componentes tubulares para formar roscas que permitan conectar los componentes tubulares entre sí. Sin embargo, los conectores roscados en el material compuesto no son adecuados para aplicaciones que impliquen cargas elevadas.

[0019] De hecho, un inconveniente de los componentes tubulares compuestos en comparación con los componentes tubulares metálicos convencionales es que la introducción de tensiones en los extremos de los componentes tubulares compuestos puede ser problemática, especialmente cuando la tensión es alta. Idealmente, la conexión a los extremos del componente tubular compuesto debe ser al menos tan fuerte como el cuerpo del componente tubular.

[0021] Se conoce del documento US 9,470,350 B2 de los componentes tubulares realizados en material compuesto comprendiendo un cuerpo principal de material compuesto asociado a conectores de extremo metálico que permiten conectar componentes tubulares entre sí. Sin embargo, como se indica en este documento, dicho ensamblaje es complejo y presenta una debilidad, especialmente en el interfaz compuesto/metal. También se conoce el documento US 5,895,079 sobre una conexión roscada que utiliza materiales compuestos.

[0023] Resumen

[0025] Una idea en la base de la invención es suministrar un componente tubular ligero y que presente una buena resistencia mecánica a las tensiones. En particular, una idea en la base de la invención es suministrar un componente tubular compuesto que incluya un conector metálico y que presente una resistencia satisfactoria a nivel del interfaz compuesto/metal.

[0027] Según una realización, la invención proporciona un componente tubular para junta roscada tubular, comprendiendo dicho componente tubular un cuerpo principal y un elemento de conexión roscado, extendiéndose dicho elemento de conexión roscado axialmente desde el cuerpo principal hasta un extremo libre del componente tubular, comprendiendo el elemento de conexión roscado una rosca helicoidal,

[0029] donde el componente tubular comprende una porción metálica y una porción de material compuesto, y donde la parte metálica forma el extremo libre del componente tubular, comprendiendo la rosca helicoidal una primera parte roscada y una segunda parte roscada, comprendiendo la parte metálica la primera parte roscada, comprendiendo la parte de material compuesto la segunda parte roscada, estando la parte de material compuesto en contacto radial con la parte metálica a la derecha de la segunda parte roscada.

[0031] Gracias a estas características, el componente tubular presenta un peso y una resistencia satisfactorios.

[0033] La porción metálica proporciona una resistencia a las tensiones importante a nivel de la rosca helicoidal.

[0034] El hecho de que una porción de la rosca, en este caso la segunda porción roscada, esté formada por la porción de material compuesto permite maximizar la zona del componente tubular, realizada en material compuesto, permitiendo minimizar el peso del componente tubular conservando un buen comportamiento mecánico debido a la primera porción roscada formada por la porción metálica.

[0036] El contacto radial entre la porción de material compuesto y la porción metálica a la derecha de la segunda porción roscada permite disponer radialmente una zona de unión entre la porción metálica y la porción de material compuesto entre la porción metálica y dicha segunda porción roscada. Por lo tanto, cuando el componente tubular está en un estado montado con un segundo componente tubular roscado, dicha zona de unión entre la porción metálica y la porción de material compuesto está atascada radialmente entre una porción del segundo componente tubular que coopera con la segunda porción roscada y la porción metálica. La zona de unión entre la porción metálica y la porción de material compuesto se mantiene así mecánicamente estable y fiable frente a las tensiones al estar atrapada entre el segundo componente tubular y la porción metálica.

[0038] En un estado montado, el componente tubular está asociado a un segundo componente tubular por cooperación entre el elemento de conexión roscado del componente tubular y un segundo elemento de conexión roscado, estando dicho segundo elemento de conexión roscado formado en el segundo componente tubular. Típicamente, en tal estado montado, la rosca helicoidal del componente tubular se atornilla con una segunda rosca helicoidal, estando dicha segunda rosca helicoidal formada por el segundo elemento de conexión roscado.

[0040] Un elemento que se extiende axialmente presenta un componente axial, es decir, según un eje longitudinal del componente tubular. Así, el elemento de conexión roscado que se extiende axialmente desde el cuerpo principal hasta un extremo libre del componente tubular se desarrolla a lo largo del eje longitudinal del componente tubular entre el cuerpo principal y el extremo libre del componente tubular.

[0042] El término "material compuesto" designa un material realizado mediante la combinación de una matriz y de fibras de refuerzo que se extienden en la matriz. Este término incluye cualquier material plástico reforzado con fibras. La matriz puede estar hecha de cualquier material aglutinante adecuado, incluidas resinas termoendurecibles como resinas epoxi o poliéster, o incluso ciertos materiales termoplásticos. Las fibras de refuerzo pueden comprender uno o varios elementos entre, por ejemplo, las fibras de vidrio, las fibras de carbono, las fibras de boro, las fibras de polietileno, las fibras de polipropileno, las fibras de poliamida, las fibras de alúmina y otras fibras sintéticas y orgánicas. Dicho material compuesto se presenta en forma de una bobina de material compuesto comprendiendo un hilo de fibras continuo impregnado de resina. Este hilo de fibras continuo se realiza, por ejemplo, mediante trenzado, hilado, tejido o cualquier otro procedimiento que permita obtener una bobina de fibras que pueda impregnarse de resina. Dichas bobinas también se pueden formar a partir de fibras preimpregnadas.

[0044] El término "diente" permite ilustrar esquemáticamente una sección longitudinal de la rosca, un diente que designa una vuelta de rosca completa de 360° alrededor del eje de revolución de la rosca.

[0046] Según realizaciones, tal componente tubular puede incluir una o varias de las características siguientes.

[0048] Según una realización, la porción metálica presenta una primera superficie de unión, la porción de material compuesto presenta una segunda superficie de unión, estando la primera superficie de unión y la segunda superficie de unión en contacto y formando conjuntamente una zona de unión entre la porción metálica y la porción de material compuesto, presentando dicha zona de unión un componente radial y un componente axial.

[0050] Gracias a estas características, la unión entre la porción metálica y la porción de material compuesto se realiza según una superficie de contacto importante, extendiéndose dicha unión tanto radialmente como axialmente.

[0052] La zona de unión entre la porción metálica y la porción de material compuesto puede adoptar muchas configuraciones diferentes. Según una realización, la zona de unión es plana e inclinada con respecto al eje longitudinal del componente tubular. Dicho de otro modo, la porción metálica comprende una primera porción troncocónica que forma la primera superficie de unión, la porción de material compuesto presenta una segunda porción troncocónica que forma la segunda superficie de unión, estando dichas primera porción troncocónica y segunda porción troncocónica en contacto de manera que forman la zona de unión entre la porción metálica y la porción de material compuesto. Según una realización, la zona de unión está escalonada a lo largo del eje longitudinal del componente tubular. Es decir, la primera superficie de unión está escalonada a lo largo del eje longitudinal del componente tubular y la segunda superficie de unión está escalonada a lo largo del eje longitudinal del componente tubular. Según una realización, la zona de unión está almenada. Es decir, la primera superficie de unión está almenada y la segunda superficie de unión está almenada. Según una realización, la primera superficie de unión comprende una alternancia de superficies planas y gargantas y la segunda superficie de unión comporta una alternancia de superficies planas y gargantas, estando las superficies planas de la primera superficie de unión en contacto con un fondo de gargantas correspondientes de la segunda superficie de unión y viceversa.

[0053] Preferentemente, la porción metálica presenta un espesor radial decreciente desde una unión entre la primera porción roscada y la segunda porción roscada y alejándose axialmente del extremo libre del componente tubular.

[0055] Gracias a estas características, la zona de unión puede maximizarse presentando un componente axial sin necesidad de aumentar el espesor radial del componente tubular.

[0057] Preferentemente, dicha disminución de espesor radial de la porción metálica es progresiva. Tal disminución progresiva permite una transición suave entre la zona del componente tubular, formada por la porción metálica y la zona del componente tubular, formada por la porción de material compuesto, no generando tal transición suave una concentración de tensiones en la zona de unión entre la porción metálica y la porción de material compuesto cuando el componente tubular está sometido a tensiones.

[0059] Según una realización, el componente tubular comprende una primera superficie radial y una segunda superficie radial, estando la primera superficie radial opuesta a la segunda superficie radial, estando la rosca dispuesta sobre dicha primera superficie radial, formando la porción metálica al menos una parte de dicha segunda superficie radial. Según una realización, la primera superficie radial está radialmente en el exterior de la segunda superficie radial. Es decir, según esta realización, el elemento de conexión roscado es un elemento de conexión macho.

[0061] Según una realización, la primera superficie radial está radialmente dentro de la segunda superficie radial. Es decir, según esta realización, el elemento de conexión roscado es un elemento de conexión hembra.

[0063] Según una realización, un extremo de la porción metálica opuesta al extremo libre del componente tubular presenta un espesor radial mínimo de la porción metálica.

[0065] Según una realización, la segunda superficie radial del componente tubular está parcialmente formada por el extremo de la porción metálica opuesta al extremo libre del componente tubular.

[0067] Según una realización, el extremo de la porción metálica opuesta al extremo libre del componente tubular está axialmente desplazado con respecto a una unión entre la primera porción roscada y la segunda porción roscada.

[0068] Según una realización, un extremo de la porción metálica opuesta al extremo libre del componente tubular está axialmente desplazado con respecto a una unión entre el cuerpo principal y el elemento de conexión roscado.

[0070] Gracias a estas características, las zonas de transición en el componente tubular que son dicho extremo de la rosca, el extremo de la porción metálica o la unión entre la primera porción roscada y la segunda porción roscada se distribuyen axialmente en el componente tubular. Esta distribución axial de las zonas de transición garantiza una buena resistencia mecánica al componente tubular, en particular porque evita la presencia de una zona que presenta una baja resistencia mecánica debido a la presencia de una pluralidad de zonas de transición axialmente agrupadas.

[0071] Según una realización, una longitud axial de la porción metálica es superior a una longitud axial del elemento de conexión roscado.

[0073] Es decir, según una realización, el extremo de la porción metálica opuesta al extremo libre del componente tubular está situado axialmente en el cuerpo del componente tubular.

[0075] Gracias a estas características, se asegura que el extremo de la porción metálica se desplace axialmente con el extremo de la rosca, con las ventajas que se derivan explicadas anteriormente.

[0077] Además, el extremo de la porción metálica situada en el cuerpo del componente tubular permite posicionar la zona de concentración de las tensiones impuestas por la transición entre el final de la porción metálica y la porción de material compuesto en una zona donde la porción de material compuesto presenta el mayor espesor y, por lo tanto, la mejor resistencia mecánica. Por lo tanto, esta zona de concentración de las tensiones presenta un impacto limitado en la resistencia mecánica del componente tubular.

[0079] Gracias también a estas características, la porción de material compuesto que forma la segunda porción roscada se intercala íntegramente entre dicha segunda porción roscada y la porción metálica. Así, la zona de unión entre la porción de material compuesto y la porción metálica está bien soportada mecánicamente por la cooperación entre los roscados del componente tubular y del segundo componente tubular con el que se asocia el componente tubular para formar la junta roscada tubular.

[0081] Según una realización, la primera porción roscada tiene al menos tres dientes.

[0083] Gracias a estas características, el componente tubular presenta una buena resistencia mecánica. De hecho, la demandante constató que los primeros dientes de la rosca que partían del extremo libre del componente tubular estaban sujetos a tensiones particularmente importantes. Así, la realización de estos primeros dientes en la porción metálica ofrece propiedades de resistencia mecánica importantes.

[0084] Según una realización, la longitud axial de la segunda porción roscada es al menos igual al 25 % de una longitud axial de la rosca.

[0085] Gracias a estas características, se garantiza que la unión entre la primera porción roscada y la segunda porción roscada no se sitúe demasiado cerca del extremo de la rosca opuesto al extremo libre del componente tubular. En efecto, la demandante ha constatado que, de manera análoga al extremo de la rosca situada cerca del extremo libre del componente tubular, el extremo de la rosca opuesto al extremo libre del componente tubular también está sujeto a tensiones importantes. Así, gracias a la longitud axial de la segunda porción roscada tal como se ha definido anteriormente, se asegura que la unión entre la primera porción roscada y la segunda porción roscada, que constituye una zona de transición y por lo tanto una zona mecánicamente débil, no esté situada en una zona de la rosca muy solicitada, típicamente el extremo de la rosca opuesto al extremo libre del componente tubular.

[0086] En otras palabras, la demandante constató que los dos extremos de la rosca estaban sujetos a restricciones importantes. Por lo tanto, gracias a las características anteriores, la demandante se asegura de que las zonas de transición entre la porción metálica y la porción de material compuesto, típicamente la unión entre la primera porción roscada y la segunda porción roscada o incluso la unión entre el extremo de la porción metálica opuesta al extremo libre del componente tubular y la porción de material compuesto, que son zonas mecánicamente más frágiles, no estén situadas en zonas del componente tubular sujetas a tensiones importantes.

[0087] Según una realización, la segunda porción roscada se desarrolla sobre un espesor radial comprendido entre el 25 % y el 75 % de un espesor radial sobre el cual se desarrolla la rosca.

[0088] Gracias a estas características, la unión entre la primera porción roscada y la segunda porción roscada está dispuesta sensiblemente en el centro de la rosca, evitando así que dicha unión se sitúe en una zona de fuerte tensión.

[0089] Según una realización, el cuerpo del componente tubular comprende un revestimiento interno, siendo dicho revestimiento interno de material anticorrosivo.

[0090] Según una realización, la porción metálica se desarrolla axialmente en el cuerpo del componente tubular sobre una longitud axial superior o igual al 50 % de la longitud axial de la rosca.

[0091] Gracias a estas características, la unión entre la porción metálica y la porción de material compuesto es suave y el extremo de la porción metálica está lo suficientemente lejos del extremo de la rosca opuesta al extremo libre del componente tubular para garantizar una buena distribución de las zonas mecánicamente frágiles como se explicó anteriormente.

[0092] Preferentemente, la porción metálica se desarrolla axialmente en el cuerpo del componente tubular en una longitud axial inferior al doble de la longitud del elemento de conexión roscada. De hecho, para mantener un peso satisfactorio para el componente tubular, conviene maximizar la porción de material compuesto con respecto a la porción metálica, por lo que la porción metálica no debe extenderse demasiado axialmente en el cuerpo principal del componente tubular. Es decir, el cuerpo principal del componente tubular está formado principalmente por la porción de material compuesto, lo que significa principalmente que está formado íntegramente por la porción de material compuesto a excepción de una pequeña zona formada por la porción metálica, presentando dicha pequeña zona un espesor radial reducido debido al espesor radial decreciente de la porción metálica y una longitud axial limitada en comparación con la longitud axial del cuerpo principal.

[0093] Según una realización, la porción metálica se realiza en un metal cuyo módulo de Young (por ejemplo, entre 180 y 220 Gpa) es superior al módulo de Young del material compuesto (por ejemplo, entre 20 y 150 Gpa).

[0094] Según una realización, la porción metálica puede realizarse en acero.

[0095] Según una realización, la rosca se realiza en una superficie externa del componente tubular o en una superficie interna del componente tubular.

[0096] La invención proporciona así un componente tubular ligero debido a la gran proporción de material compuesto. Este componente tubular presenta además buenas características de resistencia mecánica debido a la presencia de la porción metálica. Este componente tubular presenta además una unión entre la porción metálica y la porción de material compuesto mecánicamente fiable frente a las tensiones debido al posicionamiento de esta unión radialmente entre la porción metálica y un segundo componente tubular y al desplazamiento axial de las zonas de transición que representan zonas mecánicamente frágiles.

[0097] Según una realización, la invención también proporciona una junta roscada tubular comprendiendo un primer componente tubular equipado con un primer elemento de conexión roscado y un segundo componente tubular equipado con un segundo elemento de conexión roscado, estando el segundo elemento de conexión roscado atornillado con el primer elemento de conexión roscado, realizándose al menos uno de los primeros componentes tubular y segundo componente tubular como se mencionó anteriormente.

[0098] Según una realización, el primer componente tubular y el segundo componente tubular se realizan como se ha indicado anteriormente.

[0099] Breve descripción de las figuras

[0100] La invención se entenderá mejor, y otros objetivos, detalles, características y ventajas de la misma aparecerán más claramente durante la siguiente descripción de varias realizaciones particulares de la invención, proporcionadas únicamente a modo ilustrativo y no limitativo, en referencia a los dibujos adjuntos.

[0101] [Fig. 1] La figura 1 representa una vista en sección parcial de un componente tubular.

[0102] [Fig. 2] La figura 2 es una vista en sección parcial de un componente tubular de la figura 1 asociado a un segundo componente tubular para formar una junta roscada tubular.

[0103] [Fig. 3] La figura 3 es una vista en sección parcial de un componente tubular de la figura 1 asociado a una variante de segundo componente tubular para formar una variante de junta roscada tubular

[0104] Descripción de las realizaciones

[0105] En la descripción y las figuras, el eje X corresponde al eje de revolución del componente tubular o, cuando dos componentes tubulares están asociados para formar conjuntamente una junta tubular roscada, el eje de revolución de dicha junta tubular roscada, siendo entonces coaxial el eje de revolución de dicha junta tubular roscada con los respectivos ejes de revolución de dichos dos componentes tubulares asociados. Por convención, la orientación "radial" se dirige ortogonalmente al eje X y la orientación "axial" se dirige paralelamente al eje X. Los términos "externo" e "interno" se utilizan para definir la posición relativa de un elemento, con referencia al eje X. Un elemento cercano al eje X se califica así de interno por oposición a un elemento externo situado radialmente en la periferia.

[0106] En relación con la figura 1, se describe a continuación un componente tubular 1 según una realización. El componente tubular 1 consta de un cuerpo principal 2 y un elemento de conexión roscado 3. El cuerpo principal 2 es de forma tubular según el eje de revolución X. El elemento de conexión roscado 3 se extiende axialmente desde el cuerpo principal 2 hasta un extremo libre 4 del componente tubular 1, un extremo del elemento de conexión roscado 3 opuesto al cuerpo principal 2 formando el extremo libre 4 del componente tubular 1.

[0107] En la realización ilustrada en la figura 1, el elemento de conexión roscado 3 es de tipo macho, es decir, que presenta en una cara radialmente externa 5 del componente tubular 1 una rosca 6. Sin embargo, la invención se aplica de manera análoga a una conexión de tipo hembra, es decir, que presenta un elemento de conexión roscado cuya rosca está formada en una cara radialmente interna del componente tubular, como se explica a continuación.

[0108] El elemento de conexión roscado 3 presenta un espesor radial decreciente a lo largo del eje X desde el cuerpo principal 2 del componente tubular 1 en dirección al extremo libre 4 del componente tubular 1. La rosca 6 presenta una inclinación con respecto al eje X. Además, el elemento de conexión roscado 3 presenta un espesor radial mínimo a la altura del extremo libre 4 del componente tubular 1.

[0109] Solo la rosca 6 se ilustra a continuación en relación con la figura 1, sin embargo, el elemento de conexión roscado 3 puede tomar muchas formas distintas según el tipo de junta tubular roscada deseada. A modo de ejemplos no limitativos, el elemento de conexión roscado podría presentar uno o varios alcances de estanqueidad, una o varias superficies de tope, una o varias etapas, una o varias roscas, una inclinación de rosca con respecto al eje X más o menos importante, por ejemplo, del 6 %, etc.

[0110] El componente tubular 1 comprende una porción de material compuesto 7 y una porción metálica 8.

[0111] La porción de material compuesto 7 incluye una pluralidad de capas de fibras apiladas radialmente unas sobre otras. Para la fabricación del componente tubular 1, el material compuesto se presenta en un estado inicial en la forma de una bobina de hilo de fibras, por ejemplo, de fibras trenzadas, hiladas, tejidas, de punto u otras, estando dicho hilo impregnado o preimpregnado por una matriz. Esta bobina de fibra está hecha de un material compuesto comprendiendo, por ejemplo, fibras de vidrio y resina epoxi.

[0112] Para dar forma a la porción de material compuesto 7 del componente tubular 1, se utiliza preferiblemente un procedimiento de fabricación por devanado de filamentos. Durante este proceso de fabricación, el hilo de fibras se enrolla de forma helicoidal y según una primera dirección axial alrededor de un mandril, extendiéndose dicho mandril según el eje X. A continuación, cuando se alcanza un extremo de la porción de material compuesto 7, el hilo de fibras se enrolla de forma helicoidal según una segunda dirección axial opuesta a la primera dirección axial con el fin de superponer radialmente el hilo de fibras en curso de recubrimiento sobre la capa anterior. Esta alternancia se reproduce en varias capas que se superponen hasta obtener el espesor radial deseado para la porción de material compuesto 7.

[0114] La porción metálica 8 está dispuesta en el extremo del componente tubular 1. Más en particular, la porción metálica 8 forma el extremo libre 4 del componente tubular 1.

[0116] La porción metálica 8 forma parcialmente el elemento de conexión roscado 3. Además, la porción metálica 8 forma parcialmente el cuerpo principal 2 del componente tubular 1. Dicho de otro modo, la porción metálica 8 se desarrolla axialmente a la vez en el elemento de conexión roscado 3 y en el cuerpo principal 2.

[0118] Asimismo, la porción de material compuesto 7 forma parcialmente el elemento de conexión roscado 3. Además, la porción de material compuesto 7 forma parcialmente el cuerpo principal 2 del componente tubular 1. Dicho de otro modo, la porción de material compuesto 7 se desarrolla axialmente tanto en el elemento de conexión roscado 3 como en el cuerpo principal 2. Así, el elemento de conexión roscado 3 está formado a la vez por la porción metálica 8 y por la porción de material compuesto 7 y, del mismo modo, el cuerpo principal 2 está formado a la vez por la porción metálica 8 y la porción de material compuesto 7.

[0120] La cara radialmente externa 5 del componente tubular 1 está formada por la porción de material compuesto 7 sola a nivel del cuerpo principal 2. La cara radialmente externa 5 del componente tubular 1 está formada conjuntamente por la porción de material compuesto 7 y la porción metálica 8 al nivel del elemento de conexión roscado 3. Una cara radialmente interna 9 del componente tubular 1 está formada por la porción metálica 8 sola a la altura del elemento de conexión roscado 3. Dicha cara radialmente interna 9 del componente tubular 1 está formada conjuntamente por la porción metálica 8 y la porción de material compuesto 7 a nivel del cuerpo principal 2.

[0122] La cara radialmente externa 5 del componente tubular presenta en el elemento de conexión roscado 3 una unión externa 10 entre la porción metálica 8 y la porción de material compuesto 7. Dado que la rosca 6 se realiza en la cara radialmente externa 5 del componente tubular 1 al nivel del elemento de conexión roscado 3, la rosca 6 presenta una primera porción roscada 11 formada por la porción metálica 8 y una segunda porción roscada 12 formada por la porción de material compuesto 7, siendo las llamadas primera porción roscada 11 y segunda porción roscada 12 unidas en la unión externa 10. Asimismo, la cara radialmente interna 9 del componente tubular presenta una unión interna 13 entre la parte de dicha cara radialmente interna 9 formada por la porción metálica 8 y la porción de material compuesto 7.

[0123] El espesor radial de la porción metálica 8 crece a lo largo del eje X desde el extremo libre 4 del componente tubular 1 hasta la unión externa 10. Inversamente, el espesor radial de la porción metálica 8 es decreciente a lo largo del eje X desde dicha unión externa 10 hasta la unión interna 13. La porción metálica 8 presenta una primera superficie de unión 14 entre la unión externa 10 y la unión interna 13.

[0125] En la realización ilustrada en la figura 1, esta primera superficie de unión 14 es plana e inclinada con respecto al eje X, presentando la porción metálica 8 un espesor radial máximo a la altura de la unión externa 10 y un espesor radial mínimo a la altura de la unión interna 13. Durante la fabricación del componente tubular 1, la primera superficie de unión 14 sirve de soporte para el devanado del material compuesto en lugar del mandril al nivel del elemento de conexión roscado 3 y de una parte del cuerpo principal 2 axialmente situada entre el elemento de conexión roscado 3 y la unión interna 13. Por lo tanto, la porción de material compuesto 7 forma una segunda superficie de unión 15 que está en contacto con la primera superficie de unión 14, estando la porción metálica 8 y la porción de material compuesto 7 unidas entre sí en una zona de unión 16 creada por el contacto entre la primera superficie de unión 14 y la segunda superficie de unión 15. Típicamente, esta zona de unión 16 se desarrolla entre la unión externa 10 y la unión interna 13.

[0127] Sin embargo, la unión entre la porción metálica 8 y la porción de material compuesto 7 en la zona de unión 16 constituye una transición entre dos materiales distintos y, por lo tanto, una zona de debilidad en el componente tubular 1, en particular cuando el componente tubular 1 está sujeto a tensiones importantes. Por lo tanto, es importante asegurarse de que la unión entre la porción de material compuesto 7 y la porción metálica 8 a nivel de dicha zona de unión 16 sea lo más estable y fiable posible.

[0129] Para ello, como se ilustra en la figura 2, esta zona de unión 16 está dispuesta radialmente entre la porción metálica 8 y al menos una parte de la rosca 6 destinada a cooperar con una rosca 17 de otro componente tubular 18 al que está asociado el componente tubular 1. Con el fin de garantizar que la zona de unión 16 esté intercalada radialmente entre la porción metálica 8 y el otro componente tubular 18, una parte de la rosca 6, típicamente la segunda porción roscada 12, se realiza mediante la porción de material compuesto 7. Dicho de otro modo, la zona de unión 16 está intercalada radialmente entre la segunda porción roscada 12, que está destinada a cooperar con la rosca 17 de dicho otro componente tubular 18, y la porción metálica 8. Así, cuando el componente tubular 1 forma con el otro componente tubular 18 una junta tubular roscada, la rosca 17 del otro componente tubular 18 participa en el mantenimiento en contacto de la segunda superficie de unión 15 con la primera superficie de unión 14, asegurando así la estabilidad de la zona de unión 16.

[0131] Además, la disminución del espesor radial de la porción metálica 8 es preferiblemente de manera progresiva entre la unión externa 10 y la unión interna 13, permitiendo así maximizar la superficie de cooperación entre la porción metálica 8 y la porción de material compuesto 7, es decir, la zona de unión 16 entre la primera superficie de unión 14 y la segunda superficie de unión 15. Esta maximización de la zona de unión 16 ofrece una buena resistencia y una fiabilidad importante a la unión entre la porción metálica 8 y la porción de material compuesto 7.

[0133] La demandante ha constatado que existen tensiones importantes en los dientes de la rosca 6 que están más cerca del extremo libre 4 del componente tubular 1. Así, ventajosamente, la primera porción roscada 11 tiene al menos tres dientes de la rosca 6.

[0135] Asimismo, la demandante ha constatado que existen tensiones importantes en los dientes de la rosca 6 más cercanos al cuerpo principal 2. Por lo tanto, ventajosamente, la segunda porción roscada 12 tiene al menos tres dientes de la rosca 6. Preferentemente, la segunda porción roscada presenta una longitud axial 19 comprendida entre el 25 % y el 75 % de una longitud axial 20 de la rosca 6. Idealmente, la longitud axial 19 de la segunda porción roscada 12 es del 50 % de la longitud axial 20 de la rosca 6.

[0137] Un espesor radial de la segunda porción roscada está comprendido entre el 25 % y el 75 % de un espesor radial de la rosca 6. Tal espesor radial de la segunda porción roscada 12 garantiza que la unión externa 10 esté próxima axialmente a un medio de la rosca 6, y por lo tanto alejada de las zonas sometidas a fuertes tensiones que son los extremos de la rosca 6.

[0139] Según una realización, un espesor radial 21 del elemento de conexión roscado 3 a nivel de la unión externa 10 está comprendido entre el 25 % y el 75 % de un espesor radial 22 del cuerpo principal 2 del componente tubular 1. Tal espesor radial 21 del elemento de conexión roscado 3 en la unión externa 10 también garantiza que dicha unión externa 10 esté próxima axialmente a un medio de la rosca 6, y por lo tanto alejada de las zonas sometidas a fuertes tensiones que son los extremos de la rosca 6.

[0141] Tal segunda porción roscada 12 garantiza además que la zona de unión 16 está intercalada radialmente entre el otro componente tubular 18 y la porción metálica 8 sobre una longitud axial suficiente para asegurar la cooperación de dicho otro componente tubular 18 para mantener la primera superficie de unión 14 y la segunda superficie de unión 15 en contacto.

[0143] En un componente tubular 1 como el anterior, las zonas de cambio estructural constituyen zonas de debilidad mecánica en el componente tubular 1. Así, la unión externa 10, que constituye por el cambio de material una transición estructural entre la primera porción roscada 11 y la segunda porción roscada 12, es una primera zona de debilidad mecánica en el componente tubular 1. De manera análoga y por las mismas razones, la unión interna 13 también constituye una zona de debilidad mecánica en el componente tubular 1. Finalmente, una unión 23 entre el cuerpo principal 2 y el elemento de conexión roscado 3 también constituye una zona de debilidad mecánica del componente tubular 1.

[0144] Con el fin de proporcionar un componente tubular 1 con una buena resistencia mecánica, es importante no agrupar axialmente estas zonas débiles del componente tubular 1. Así, ventajosamente, la unión interna 13 y la unión 23 entre el cuerpo principal 2 y el elemento de conexión roscado 3 están axialmente desplazados. Asimismo, la unión interna 13 y la unión externa 10 también están axialmente desplazadas.

[0146] Para garantizar esta separación axial entre la unión externa 10, la unión interna 13 y la unión 23 entre el cuerpo principal 2 y el elemento de conexión roscado 3, una longitud axial 24 de la porción metálica 8 es superior a una longitud axial 25 del elemento de conexión roscado 3. Más particularmente, la longitud axial 24 de la porción metálica 8 es superior o igual al 150 % de la longitud axial 25 del elemento de conexión roscado 3. Preferentemente, dicha longitud axial 24 de la porción metálica 8 es inferior al doble de la longitud axial 25 del elemento de conexión roscado 3, para no tener una porción metálica 8 demasiado larga que aumentaría en consecuencia el peso del componente tubular 1.

[0148] En las figuras se ilustra un solo elemento de conexión roscado 3, incluyendo el extremo libre del componente tubular 1 opuesto al elemento de conexión roscado 3 otro elemento de conexión roscado, presentando este otro elemento de conexión roscado características análogas o diferentes de las características del elemento de conexión roscado 3.

[0149] Es decir, el componente tubular 1 comprende dos elementos de conexión roscados realizados a una y otra parte del cuerpo principal 2. Estos elementos de conexión roscados pueden ser o bien un elemento de conexión roscado macho comprendiendo un roscado helicoidal realizado en la cara externa 5 del componente tubular 1, como se ilustra por el elemento de conexión roscado 3 en la figura 1, o un elemento de conexión roscado hembra comprendiendo un roscado helicoidal realizado en la cara interna 9 del componente tubular 1. El elemento de conexión roscado 3 macho está destinado a ser insertado para atornillar en el elemento de conexión roscado hembra a través de sus roscas respectivas, como se ilustra en las figuras 2 o 3.

[0150] Así, un componente tubular 1 puede ser un tubo macho/hembra de larga dimensión, es decir, del orden de una decena de metros, comprendiendo en un primer extremo un elemento de conexión 3 de tipo macho y en un segundo extremo un elemento de conexión roscado de tipo hembra. Por lo tanto, los tubos macho/hembra se unen entre sí para formar un ensamblaje llamado "integral", por ejemplo, como se ilustra en la figura 2, es decir, sin el uso de una pieza conectada que una los tubos entre sí.

[0152] Según otra realización, y como se ilustra en la figura 3, el componente tubular 1 también puede ser un tubo macho/macho de larga dimensión, es decir, del orden de una decena de metros, comprendiendo en un primer extremo un elemento de conexión roscado 3 de tipo macho y en un segundo extremo otro elemento de conexión roscado de tipo macho. Los tubos macho/macho se ensamblan con ayuda de otro componente tubular, a saber, un manguito de acoplamiento hembra 26 de manera que se forme una conexión roscada denominada de "manguito". Un manguito de acoplamiento hembra 26 es un tubo de pequeña dimensión, es decir, del orden de varias decenas de centímetros, comprendiendo en un primer extremo un elemento de conexión roscado de tipo hembra y en un segundo extremo otro elemento de conexión roscado de tipo hembra.

[0154] En esta figura 3, el componente tubular 1 incluye además un revestimiento interno 27. Tal revestimiento interno 27 está hecho preferiblemente de un material anticorrosión. Tal revestimiento interno 27 forma la cara interna 9 del componente tubular en toda su longitud, con la excepción de las porciones de dicha cara interna 9 formadas por la porción metálica 8 (o las porciones metálicas en el caso en que los dos extremos del componente tubular 1 incluyeran una porción metálica respectiva). Este revestimiento interno 27 permite una mejor resistencia al desgaste del componente tubular, en particular con respecto a la corrosión.

[0156] El ensamblaje de una pluralidad de componentes tubulares 1 entre sí permite, por ejemplo, formar un revestimiento de perforación, una columna de tubo de revestimiento o de entubado o una columna de tubo de producción para un pozo de gas o de petróleo.

[0158] Aunque la invención se ha descrito en relación con varias formas de realización particulares, es evidente que no está en absoluto limitada a las mismas.

[0160] Por lo tanto, el elemento de conexión roscado puede comprender una rosca realizada en varias partes sucesivas, por ejemplo, en dos partes separadas por un tope central, por un alcance de estanqueidad o incluso por un espacio vacío que sirve de depósito de grasa. En tal caso, la unión externa puede estar situada axialmente en una de las partes de la rosca como se ha descrito anteriormente o, por el contrario, en la zona central que separa las dos partes de la rosca. En tal caso, la rosca comprende, sin embargo, una primera porción roscada realizada en la porción metálica y una segunda porción roscada realizada en la porción de material compuesto. Por lo tanto, la zona de unión entre la porción metálica y la porción de material compuesto permanece intercalada radialmente entre la rosca y la porción metálica para permitir la cooperación de otro componente tubular con el fin de preservar esta zona de unión.

[0162] Del mismo modo, el revestimiento anticorrosión ilustrado en la figura 3 se puede utilizar de manera análoga en los otros modos de realización ilustrados, por ejemplo, en las figuras 1 y 2.

[0164] Del mismo modo, la primera superficie de unión y la segunda superficie de unión pueden ser planas como se ilustra anteriormente o de forma compleja, por ejemplo, al estar al menos en parte almenadas, con ranuras/dientes u otras. Tales superficies de unión que presentan formas complejas pueden ofrecer una mayor superficie de cooperación y, por lo tanto, una mejor unión entre la porción metálica y la porción de material compuesto.

[0166] El uso del verbo "comportar", "comprender" o "incluir" y de sus formas conjugadas no excluye la presencia de otros elementos o de otras etapas que las enunciadas según una reivindicación.

[0168] Según las reivindicaciones, cualquier signo de referencia entre paréntesis no puede interpretarse como una limitación según la reivindicación.

Claims (11)

1. REIVINDICACIONES

1. Componente tubular (1) para junta roscada tubular, comprendiendo dicho componente tubular (1) un cuerpo principal (2) y un elemento de conexión roscado (3), extendiéndose dicho elemento de conexión roscado (3) axialmente desde el cuerpo principal (2) hasta un extremo libre (4) del componente tubular (1), comprendiendo el elemento de conexión roscado (3) un roscado (6) helicoidal, comprendiendo el componente tubular (1) una porción metálica (8) y una porción de material compuesto (7),

y donde la porción metálica (8) forma el extremo libre (4) del componente tubular (1), comprendiendo el roscado (6) helicoidal una primera porción roscada (11) y una segunda porción roscada (12), comprendiendo la porción metálica (8) la primera porción roscada (11), comprendiendo la porción de material compuesto (7) la segunda porción roscada (12), estando la porción de material compuesto (7) en contacto radial con la porción metálica (8) a la derecha de la segunda porción roscada (12).

2. Componente tubular según la reivindicación 1, donde la porción metálica (8) presenta una primera superficie de unión (14), la porción de material compuesto (7) presenta una segunda superficie de unión (15), la primera superficie de unión (14) y la segunda superficie de unión (15) estando en contacto y formando conjuntamente una zona de unión (16) entre la porción metálica (8) y la porción de material compuesto (7), presentando dicha zona de unión (16) un componente radial y un componente axial.

3. Componente tubular según cualquiera de las reivindicaciones 1 o 2, donde la porción metálica (8) presenta un espesor radial decreciente desde una unión (10) entre la primera porción roscada (11) y la segunda porción roscada (12) y alejándose axialmente del extremo libre (4) del componente tubular (1).

4. Componente tubular según cualquiera de las reivindicaciones anteriores, donde el componente tubular (1) comprende una primera superficie radial (5) y una segunda superficie radial (9), estando la primera superficie radial (5) opuesta radialmente a la segunda superficie radial (9), estando la rosca (6) dispuesta sobre dicha primera superficie radial (5), formando la porción metálica (8) al menos una parte de dicha segunda superficie radial (9).

5. Componente tubular según cualquiera de las reivindicaciones anteriores, donde un extremo de la porción metálica (8) opuesto al extremo libre (4) del componente tubular (1) está axialmente desplazado con respecto a una unión (10) entre la primera porción roscada (11) y la segunda porción roscada (12).

6. Componente tubular según cualquiera de las reivindicaciones anteriores, donde un extremo de la porción metálica (8) opuesto al extremo libre (4) del componente tubular (1) está axialmente desplazado con respecto a una unión entre el cuerpo principal (2) y el elemento de conexión roscado (3).

7. Componente tubular según cualquiera de las reivindicaciones anteriores, donde una longitud axial (24) de la porción metálica (8) es superior a una longitud axial (25) del elemento de conexión roscado (3).

8. Componente tubular según cualquiera de las reivindicaciones anteriores, donde la primera porción roscada (11) comprende al menos tres dientes.

9. Componente tubular según cualquiera de las reivindicaciones anteriores, donde una longitud axial (19) de la segunda porción roscada (12) es al menos igual al 25 % de una longitud axial (20) de la rosca (6).

10. Componente tubular según cualquiera de las reivindicaciones anteriores, donde la segunda porción roscada (12) se desarrolla sobre un espesor radial comprendido entre el 25 % y el 75 % de un espesor radial sobre el que se desarrolla la rosca (6).

11. Componente tubular según cualquiera de las reivindicaciones anteriores, donde el cuerpo principal (2) del componente tubular (1) incluye un revestimiento interno (27), siendo dicho revestimiento interno (27) de material anticorrosivo.