MD4311C1 - Protector şi procedeu de protecţie a filetului conductei - Google Patents

Abstract

Invenţia se referă la dispozitive pentru protecţia capetelor conductelor, şi anume la dispozitive pentru protecţia filetelor la capetele conductelor.Protectorul şi procedeul de protecţie a filetului conductei cu un pas P1 al filetului conductei conţine o axă centrală, primul capăt şi al doilea capăt, opus primului, şi o bază a primului capăt. Protectorul mai conţine un corp inelar de legătură, care se extinde axial de la bază până la al doilea capăt. Corpul inelar de legătură este executat cu o suprafaţă radială interioară şi o suprafaţă radială exterioară. Corpul inelar de legătură mai include un filet elicoidal interior sau exterior, executat continuu, în jurul axei centrale. Filetul elicoidal este executat cu un pas P2, care este mai mare decât pasul P1 al filetului conductei.

Description

Invenţia se referă la dispozitive pentru protecţia capetelor conductelor, şi anume la dispozitive pentru protecţia filetelor la capetele conductelor.

Conductele, cum ar fi conductele utilizate pentru foraj şi extracţia de petrol şi gaze, sunt adesea fabricate în secţiuni şi conectate axial capăt la capăt. De obicei, această conexiune implică utilizarea unei porţiuni din piesa cuprinsă cu filet exterior la un capăt al conductei, cuplate prin filet cu porţiunea cu filet interior a piesei adiacente axial la capătul secţiunii conductei. Capătul conductei cuprins cu filet exterior este adesea menţionat ca „pin end”, iar capătul corespunzător conductei cu filet interior este menţionat ca “box end”.

Capetele conductelor, inclusiv filetele lor, când nu sunt în utilizare, sunt supuse diferitelor deteriorări, cum ar fi coroziunea, impactul cu alte obiecte sau căderea în timpul transportării şi depozitării lor. Acestea pot face conducta defectă sau inutilizabilă, rezultând întârzieri, complicaţii şi creşterea cheltuielilor. Dispozitivele cunoscute sub denumirea de „protectori ai filetului conductei” sunt frecvent utilizate pentru protecţia capetelor conductelor şi în special pentru protecţia filetelor interioare şi exterioare ale capetelor conductelor contra unor astfel de deteriorări. Un protector al filetului tip „pin end” se uneşte la capătul conductei şi protejează capătul cu filet exterior al conductei fiind unit cu filetul exterior, iar un protector al filetului tip "box end" se uneşte la capătul conductei şi protejează capătul cu filet interior al conductei fiind unit cu filetul interior. Protectorii filetului conductei sunt concepuţi pentru а preveni deteriorarea capetelor conductei la impactul cu alte obiecte, cu solul sau la impacturi externe. În plus, mijloacele de protecţie ale filetului sunt concepute pentru а etanşa capetele conductei şi а reduce posibilitatea de coroziune prematură а conductei şi/sau а filetelor [1].

Conductele, utilizate pentru foraj şi extracţia de petrol şi gaze, pot varia în diametrul lor nominal de la doi ţoli până la peste treizeci de ţoli. În plus, multe companii de fabricare a conductelor şi companiile de explorare şi extragere (E&P) au elaborat forme particulare ale filetului care determină geometria filetului (de exemplu, filet pătrat, filet trapezoidal), dimensiunea filetului (de exemplu, înălţimea filetului) şi pasul filetului (de exemplu, numărul de fire pe ţol). În plus, American Petroleum Institute (API) are mai multe standarde pentru forma filetului. Ca urmare, pentru conducte există peste 3000 de combinaţii diferite dintre diametrele şi formele de filet.

Pentru a proteja ambele capete ale secţiunii conductei, atât capătul cu filet exterior, cât şi cel cu filet interior, protectorii filetului convenţionali vin pentru două părţi - protectorul filetului „pin end”, care este fixat la capătul cu filet exterior al conductei şi include un filet interior, care se angrenează cu filetul exterior al capătului conductei; şi protectorul filetului „box end”, poziţionat la capătul cu filet interior al conductei şi incluzând un filet exterior, care se angrenează cu filetul interior al capătului conductei. Protectorul filetului „pin end” este dimensionat, configurat şi proiectat astfel încât filetul interior să formeze un cuplu cu filetul exterior al capătului conductei; şi protectorul filetului „box end” este dimensionat, configurat şi proiectat astfel încât filetul exterior să formeze un cuplu cu filetul interior al capătului conductei. Cu alte cuvinte, filetul interior al protectorului „pin end” se potriveşte cu filetul exterior al capătului conductei imediat ce protectorul este înşurubat pe capăt şi, corespunzător, filetul exterior al protectorului „box end” se potriveşte cu filetul interior al capătului conductei imediat ce protectorul este înşurubat pe capăt. De exemplu, fig. 1A reprezintă un protector al filetului „pin end” convenţional 10, fixat pe capătul cu filet exterior 20 al unei secţiuni de conductă 50. Protectorul filetului „pin end” 10 include filetul interior 11, care formează un cuplu şi se angrenează cu filetul exterior 21 al capătului 20. În particular, filetul interior 11 este executat cu pasul filetului acelaşi cu cel al filetului exterior 21, şi cu dimensiunile şi geometria, care să permită filetului interior 11 să se potrivească în cuplu cu filetul exterior 21 al capătului cu filet exterior 20. Fig. 1B reprezintă un protector al filetului „box end” convenţional 30, fixat pe capătul cu filet interior 40 al unei secţiuni de conductă 50. Protectorul filetului „box end” 30 include filetul exterior 31, care formează un cuplu şi se angrenează cu filetul interior 41 al capătului 30. În particular, filetul exterior 31 este executat cu pasul filetului acelaşi cu cel al filetului interior 41, şi cu dimensiunile şi geometria, care să permită filetului exterior 31 să se potrivească în cuplu cu filetul interior 41 al capătului cu filet interior 40 [2].

După cum s-a descris anterior, există peste 3000 de combinaţii diferite dintre diametrul conductei şi forma filetului. În consecinţă, există sute de diferiţi protectori ai filetului, fiecare dimensionat, configurat şi proiectat astfel încât să formeze cupluri pentru anumite combinaţii dintre diametrul conductei şi forma filetului conductei. Producerea unui astfel de număr mare de protectori diferiţi se asociază cu timp şi cheltuieli semnificative, precum şi cu stocarea unui număr imens de diferiţi protectori ai filetului.

În consecinţă, există în continuare în domeniu necesitatea de a elabora un singur protector al filetului, capabil să protejeze capetele conductei cu diferite forme ale filetului. Astfel de protectori ai filetului ar fi deosebit de utili, dacă ar oferi posibilitatea reducerii costurilor de fabricare şi de inventariere şi ar fi configuraţi pentru utilizări multiple.

Acestea, precum şi necesităţile de altă natură sunt abordate în stadiul tehnicii într-un exemplu de realizare a unui protector al filetului conductei cu un pas P1 al filetului conductei, care conţine o axă centrală, primul capăt şi al doilea capăt, opus primului, şi o bază a primului capăt, un corp inelar de legătură, care este extins axial de la bază până la al doilea capăt, cu o suprafaţă radială interioară şi o suprafaţă radială exterioară. Corpul inelar de legătură include un filet elicoidal, executat continuu, în jurul axei centrale, şi extins radial spre exterior de la suprafaţa radială exterioară sau radial spre interior de la suprafaţa radială interioară. Filetul elicoidal este executat cu un pas P2, care este mai mare decât pasul P1 al filetului conductei.

Acestea, precum şi necesităţile de altă natură sunt abordate în stadiul tehnicii într-o altă realizare printr-un procedeu de protecţie a filetului conductei, care include: (a) aplicarea protectorului filetului conductei cu o axă centrală, o bază şi un corp inelar de legătură, care se extinde axial de la bază, cu o suprafaţă radială interioară şi o suprafaţă radială exterioară, un filet elicoidal, care se extinde radial de la suprafaţa radială interioară a corpului inelar de legătură sau de la suprafaţa radială exterioară a acestuia; (b) înşurubarea intenţionată cu deviere a filetului elicoidal pe filetul unei conducte şi tăierea filetului elicoidal cu filetul acestei conducte.

Astfel, exemplele de realizare descrise în prezentul document cuprind o combinaţie de caracteristici şi avantaje, destinate să abordeze diverse deficienţe asociate cu anumite dispozitive, sisteme anterioare şi metode. Caracteristicile diferite, descrise mai sus, precum şi alte caracteristici, vor fi evidente pentru specialiştii, care vor citi următoarea descriere detaliată cu trimitere la desenele însoţitoare.

Descrierea detaliată a realizării preferenţiale a invenţiei se explică prin fig. 1-19, care reprezintă:

- fig. 1A, secţiunea parţială transversală a unui protector al filetului „pin end” convenţional;

- fig. 1B, secţiunea parţială transversală a unui protector al filetului „box end” convenţional;

- fig. 2, vedere de sus în izometrie a unui exemplu de realizare a unui protector al filetului „pin end” în conformitate cu principiile descrise mai sus;

- fig. 3, vedere de jos în izometrie a protectorului filetului „pin end” din fig. 2;

- fig. 4, vedere de jos a protectorului filetului „pin end” din fig. 2;

- fig. 5, secţiunea transversală a protectorului filetului „pin end” din fig. 2;

- fig. 6, vedere mărită a zonei 6-6 din fig. 5 a protectorului filetului „pin end” din fig. 2;

- fig. 7, secţiunea transversală a protectorului filetului „pin end" din fig. 2 cuplat la capătul unei secţiuni de conductă cu filet exterior;

- fig. 8, vedere mărită a zonei 8-8 din fig. 7 a secţiunii transversale a protectorului filetului „pin end” din fig. 2;

- fig. 9, vedere de sus în izometrie a unui exemplu de realizare a unui protector al filetului „box end” în conformitate cu principiile descrise mai sus;

- fig. 10, vedere de jos în izometrie a protectorului filetului „pin end” din fig. 9;

- fig. 11, vedere de jos a protectorului filetului „box end” din fig. 9;

- fig. 12, secţiunea transversală a protectorului filetului „box end” din fig. 9;

- fig. 13, vedere mărită a zonei 13-13 din fig. 12 a protectorului filetului „box end” din fig. 9;

- fig. 14, secţiunea transversală a protectorului filetului „box end” din fig. 9 cuplat la capătul unei secţiuni de conductă cu filet interior;

- fig. 15, vedere mărită a zonei 15-15 din fig. 14 a secţiunii transversale a protectorului filetului „box end” din fig. 9;

- fig. 16, vedere în izometrie a unui exemplu de realizare a unui protector al filetului „pin end” în conformitate cu principiile descrise mai sus;

- fig. 17, secţiunea transversală a protectoru1ui filetului „pin end” din fig. 16 cuplat la capătu1 unei secţiuni de conductă cu filet exterior;

- fig. 18, vedere în izometrie a unui exemplu de realizare a unui protector al filetului „box end” în conformitate cu principiile descrise mai sus; şi

- fig. 19, secţiunea transversală a protectorului filetului „box end” din fig. 18 cuplat la capătul unei secţiuni de conductă cu filet interior.

Expunerea în continuare relatează despre variate realizări ale invenţiei. Deşi una sau mai multe dintre aceste realizări pot fi preferabile, exemplele descrise nu ar trebui să fie interpretate sau folosite în alt mod, limitând domeniul de aplicare a divulgării, inclusiv revendicările. În plus, un specialist în domeniu va înţelege că descrierea are o aplicare largă, şi discuţia cu privire la orice realizare concretă este menită doar să ilustreze această realizare şi nu urmăreşte decât să indice limitele dezvăluirii, incluzând revendicările, limitându-se la acest exemplu de realizare.

În descriere şi revendicări sunt utilizaţi anumiţi termeni referitor la caracteristici particulare sau componente. Un specialist în domeniu va depista că diferite persoane se pot referi la aceleaşi caracteristici sau componente sub diferite denumiri. Acest document nu are intenţia de a deosebi componentele sau caracteristicile care diferă după denumiri, dar nu şi după funcţiune. Desenele nu sunt în mod neapărat executate la scară. Anumite caracteristici şi componente pot fi prezentate la o scară exagerată sau în formă schematică şi unele detalii ale elementelor convenţionale pot să nu fie indicate în favoarea clarităţii şi a laconismului.

În descrierea următoare şi în revendicări, termenii „include” şi „conţine” sunt folosiţi într-o manieră largă şi, astfel, ar trebui să fie interpretaţi în sensul „include”, dar nu „se limitează la ....”. De asemenea, termenii „cuplu” sau „cupluri” se referă fie la o conexiune indirectă, fie la una directă. Astfel, dacă primul dispozitiv este cuplat la un al doilea dispozitiv, această conexiune poate fi efectuată printr-o conexiune directă sau printr-o conexiune indirectă, adică prin intermediul altor dispozitive, componente şi conexiuni. În plus, termenul „axial” cum este utilizat în prezentul document înseamnă, în general, de-a lungul sau paralel unei axe centrale (de exemplu, axa centrală a unui corp sau a unui orificiu), în timp ce termenul „radial” înseamnă, în general, perpendicular axei centrale. De exemplu, o distanţă axială înseamnă o distanţă măsurată de-a lungul sau paralel axei centrale, iar o distanţă radială înseamnă o distanţă măsurată perpendicular axei centrale.

Figurile 2-5 reprezintă un exemplu de realizare a unui protector al filetului „pin end” 100 în conformitate cu principiile descrise şi prezentate aici. În fig. 7, protectorul 100 este prezentat cuplat la capătul cu filet exterior 310 al unei conducte 300. Odată montat pe capătul cu filet exterior 310, protectorul 100 protejează filetele exterioare 311 ale capătului 310 contra deteriorărilor (de exemplu, impactului cu alte obiecte, coroziunii etc.).

Protectorul filetului 100 conţine o axă centrală 150, primul capăt 100a (numit închis) şi al doilea capăt 100b (numit deschis), opus primului capăt 100a. Capătul închis 100a al protectorului 100 conţine baza 110. Pe parcursul utilizării, extremitatea 312 a capătului cu filet exterior 310 se uneşte axial cu baza 110 şi etanşează locul contactului (fig. 7). Corpul inelar de legătură (numit element conector) 120 este extins axial de la baza 110 până la capătul deschis 100b. După cum va fi descris detaliat mai jos, pe parcursul utilizării corpul inelar 120, prin capătul său deschis 100b, cuprinde capătul cu filet exterior 310 al conductei 300 (fig. 7). Astfel, corpul inelar 120, de asemenea, poate fi descris ca un manşon.

Protectorul filetului 100 are înălţimea H100, aceasta fiind măsurată între capetele 100a şi 100b în direcţie axială. Înălţimea H100 este, de preferinţă, egală sau mai mare decât lungimea axială a porţiunii filetate a capătului 310, astfel încât toate filetele exterioare 311 să fie acoperite şi protejate de protectorul filetului 100.

Figurile 2-5 în acest exemplu de realizare mai prezintă baza 110, în general rotundă, cu un diametru exterior D110. În plus, baza 110 conţine o suprafaţă plană exterioară 110a orientată perpendicular axei 150, o suprafaţă plană interioară 110b, opusă suprafeţei 110a şi perpendiculară axei 150, având grosimea T110 măsurată axial între suprafeţele 110a şi 110b. Suprafaţa interioară 110b conţine o porţiune executată radial pe exteriorul său şi care defineşte un locaş inelar 111, destinat angrenării şi etanşării locului de contact cu extremitatea 312 a capătului 310 (fig. 7).

O pluralitate de elemente de prindere sau cuplare 112 se prelungesc axial de la suprafaţa plană exterioară 110a a bazei 110, apropiindu-se radial de extremitatea periferică a bazei 110. În această variantă, fiecare element de prindere 112 reprezintă o nervură 113 alungită şi dreaptă, conţinând o axă longitudinală 115, orientată perpendicular faţă de axa centrală 150. Cu alte cuvinte, proiecţia fiecărei axe 115 intersectează axa 150. Mai mult, în această variantă, ambele elemente de prindere 112 sunt fixate uniform unghiular şi distanţat faţă de axa 150. Elementele de prindere 112 formează o structură şi un mecanism pentru angrenarea sigură a protectorului 100 pe parcursul instalării sale pe capătul cu filet exterior prin aplicarea unui moment de rotaţie protectorului 100 cu scopul rotirii sale în jurul axei 150 (fig. 7). Deşi în varianta prezentată în fig. 2-5 două elemente de prindere 112 sunt fixate aparte şi uniform distanţate sub un unghi de 180° faţă de axa 150, în general, protectorul 100 poate fi dotat cu orice număr adecvat de elemente de prindere (de exemplu, elementele de prindere 112) şi, de asemenea, elementele de prindere pot fi fixate din punct de vedere unghiular uniform sau neuniform.

Tot în fig. 2-5, corpul inelar 120 conţine o axă centrală 125 coaxială axei 150, primul capăt, numit capăt închis 120a, conectat la baza 110, şi al doilea capăt, numit capăt deschis 120b, îndepărtat de baza 110. Prin corpul inelar 120, între capetele 120a şi 120b se extinde axial un alezaj central 121, care este ajustat pentru a primi, cel puţin parţial, capătul filetului exterior 310 (fig. 7). Începând cu capătul închis 120a, baza 110 se extinde peste alezajul central 121, îl închide şi îl etanşează. Oricum, de la capătul deschis 120b, alezajul 121 este deschis, definind astfel deschiderea 101 a protectorului 100.

Corpul inelar 120 conţine o suprafaţă radială exterioară 122 definită prin diametrul exterior D122 şi o suprafaţă radială interioară 123 definită prin diametrul interior D123. Cum se vede clar în fig. 5, suprafaţa exterioară 122 este orientată sub un unghi ascuţit α122 faţă de axa 125, iar suprafaţa interioară 123 este orientată sub un unghi ascuţit α123 faţă de aceeaşi axă 125. Astfel, suprafeţele 122 şi 123 pot fi descrise fiecare ca fiind tronconică. În această variantă, fiecare din suprafeţele 122 şi 123 este înclinată faţă de axa centrală 125 şi se întinde axial de la capătul 120a până la capătul 120b. În consecinţă, fiecare diametru D122 şi D123 se măreşte în deplasarea sa axială de la capătul 120a până la capătul 120b. Mai mult, în această variantă, unghiul α122 este egal cu unghiul α123. Cu toate acestea, unghiurile α122 şi α123 pot să nu fie egale. Astfel, suprafeţele 122, 123 sunt paralele între ele, iar grosimea peretelui inelar T120, care formează corpul inelar 120 (măsurată radial între suprafeţele 122 şi 123), este constantă pe măsura deplasării axiale de la capătul 120a până la capătul 120b.

Capătul cu filet exterior al conductelor de foraj şi de producţie (de exemplu, capătul 310 al conductei 300 din fig. 7) în general este conic (de exemplu, diametrul exterior al capătului cu filet exterior se măreşte de la capătul extrem până la corpul conductei). Unghiul α123 este, de preferinţă, selectat astfel încât atunci când protectorul 100 este montat pe conductă, suprafaţa 123 este paralelă cu suprafaţa radială conică a capătului cu filet exterior (de exemplu, capătul 310). Pentru majoritatea utilizărilor, unghiul α123 este, de preferinţă, cuprins între 0° şi 3°, şi mai preferabil între 1° şi 2°.

Deşi suprafeţele 122 şi 123 ale corpului inelar 120 au fost descrise ca fiind tronconice şi paralele între ele, în alte exemple de realizare suprafeţele radială interioară şi/sau radială exterioară ale corpului inelar (de exemplu, suprafaţa exterioară 122 şi/sau suprafaţa interioară 123 ale corpului inelar 120) pot fi cilindrice (de exemplu, au un diametru constant) şi, mai mult ca atât, suprafaţa radială interioară poate să nu fie paralelă cu suprafaţa radială exterioară. Astfel de exemple de realizare alternative pot fi deosebit de potrivite pentru utilizare la conductele de foraj sau de producţie ale căror capete filetate exterioare nu sunt conice.

Referitor la fig. 2, 5 şi 6, firul filetului elicoidal interior 130 se extinde de-a lungul suprafeţei interioare 123 a corpului inelar 120, de la capătul închis 120a până la capătul deschis 120b. Filetul 130 se extinde de-a lungul axei elicoidale, care coincide cu axele 125, 150, şi are pasul filetului P130 egal cu mărimea (înălţimea) axială (de la centru la centru) la o turaţie completă a filetului 130. În comparaţie cu pasul filetelor interioare ale unor protectori de capăt ai conductelor convenţionale de dimensiuni similare (de exemplu, dimensionat la mărimea potrivită protectorului 100) pasul P130 al filetului 130 este semnificativ mai mare. În special, pasul P130 este, de preferinţă, cuprins între 1 ţol şi 4 ţoli, şi mai preferabil între 1 ţol şi 2 ţoli. Pentru comparaţie, majoritatea protectorilor "pin end" convenţionali conţin de la 5 până la 10 fire interioare pe ţol (TPI) şi, astfel, pasul filetului interior al protectorilor convenţionali este, de obicei, cuprins între 0,1 ţoli (de exemplu, 5 fire pe ţol) şi 0,2 ţoli (de exemplu, 10 fire pe ţol). Mai mult decât atât, pentru a asigura angrenarea cuplului filetat, pasul filetului interior al protectorului convenţional este egal cu pasul filetului exterior al capătului conductei pe care este montat protectorul. Astfel, pasul P130 este mai mare decât pasul filetului interior al protectorilor „pin end” convenţionali de dimensiuni similare şi este, de asemenea, semnificativ mai mare decât pasul filetului exterior al capătului conductei pe care este montat protectorul 100 (de exemplu, filetul exterior 311 al capătului 310 arătat în fig. 7).

Cum se arată cel mai bine în fig. 5, firul filetului 130 se orientează sub unghiul Θ130 format cu planul de bază 136, care este perpendicular axei 150. Fără a ne reduce la aceasta sau orice altă teorie specială, unghiul Θ130 este funcţie de diametrul interior D123 şi pasul filetului P130. În general, pentru protectorii „pin end” (de exemplu, protectorul 100) unghiul firului filetului (de exemplu Θ130) este invers proporţional cu diametrul interior al protectorului (de exemplu, diametrul D123) şi direct proporţional cu pasul filetului (de exemplu P130). Altfel spus, pentru un anumit pas de filet, dacă diametrul interior al protectorului se măreşte, atunci unghiul de înclinaţie se micşorează; şi pentru un anumit diametru interior al protectorului, dacă pasul filetului se măreşte, atunci şi unghiul se măreşte. În comparaţie cu unghiurile filetelor interioare ale unor protectoare de capăt ale conductelor „pin end" convenţionale de dimensiuni similare unghiul Θ130 al filetului 130 este semnificativ mai mare. Unghiul Θ130 al filetului 130 este, de asemenea, semnificativ mai mare decât unghiul filetelor exterioare ale capătului conductei pe care este instalat protectorul 100 (de exemplu, filetul 311 al capătului 310 arătat în fig. 7).

Referindu-ne acum la fig. 6, vedem secţiunea mărită a filetului interior 130. În această realizare, filetul 130 este executat în secţiune transversală triunghiular, definit de o suprafaţă superioară tronconică sau flancul de sus 131 şi de o suprafaţă inferioară tronconică sau flancul de jos 132 cu un unghi între ele β130. Suprafeţele 131 şi 132 se extind în interiorul suprafeţei interioare 123 şi se intersectează cu o muchie 133. În această realizare muchia 133 este în general ascuţită şi tăioasă, în alte realizări muchia acestor suprafeţe ale filetului poate fi rotunjită, incluzând o rază. Unghiul β130 este cuprins între 45° şi 180°, mai preferabil între 60° şi 120°. În această realizare, unghiul β130 este de 90°. Deşi filetul 130 este arătat şi descris ca având formă geometrică triunghiulară, în general filetul interior al protectorului „pin end” (de exemplu, filetul 130 al protectorului 100) poate avea şi alte forme geometrice. De exemplu, filetul interior poate fi executat în secţiune transversală trapezoidal, dreptunghiular etc.

Referindu-ne din nou la fig. 6, vedem că filetul interior 130 are înălţimea filetului H130 măsurată radial spre interior de la suprafaţa interioară 123 până la cel mai în interior dispus punct al filetului 230 (de exemplu, muchia 133). Înălţimea filetului H130 preferabil este între 0,015 ţoli şi 0,05 ţoli, dar mai preferabil între 0,020 ţoli şi 0,043 ţoli. În această realizare H130 este de 0,029 ţoli.

Să ne referim acum la fig. 7 şi 8, în care protectorul „pin end” 100 este arătat fiind montat pe capătul 310 al conductei 300. Capătul 310 conţine o suprafaţă radială exterioară tronconică 314 definită prin diametrul exterior D310. După cum la conductele convenţionale utilizate pentru foraj şi extracţie suprafaţa 314 se subţiază de-a lungul axei spre extremitatea 312 a capătului conductei, aşa diametrul exterior D310 se micşorează spre capătul extrem 312. Mai mult, de la extremitatea 312 începe filetul 311, care se extinde în jurul capătului 310. Filetul 311 are înălţimea filetului H311, măsurată radial spre exterior de la suprafaţa 314 până la punctul axial extrem al filetului 311. În această realizare, înălţimea H130 a filetului 130 al protectorului constituie 1⁄2 din H311 a filetului 311. În alte realizări, înălţimile relative H130 şi H311 pot varia. De exemplu, în alte realizări înălţimea H130 poate fi egală cu înălţimea H311 a filetului exterior 311.

Pentru o utilizare particulară (adică pentru conducta 300) protectorul 100 este, de preferinţă, dimensionat în aşa fel, încât filetul interior 130 interferează şi se suprapune radial cu filetul exterior 311 pe măsură ce protectorul 100 este montat pe capătul 310. În consecinţă, diametrul interior D123 al protectorului 100 minus de două ori înălţimea H130 a filetului interior este, de preferinţă, mai mic decât diametrul exterior D310 plus de două ori înălţimea H311 a filetului exterior la orice distanţă măsurată axial de la capătul extrem 312. Totuşi suprafaţa interioară 123 preferabil nu ar trebui să interfereze sau să se suprapună radial cu filetul exterior 311, iar suprafaţa exterioară 314 preferabil nu ar trebui să se suprapună sau să interfereze radial cu filetul interior 130. În consecinţă, diametrul interior D123 preferabil este egal sau puţin mai mare decât diametrul exterior D310 plus de două ori înălţimea H311 a filetului exterior la orice distanţă măsurată axial de la capătul extrem 312, iar diametrul exterior D310 preferabil este egal sau puţin mai mic decât diametrul interior D123 minus de două ori înălţimea H130 a filetului interior la orice distanţă măsurată axial de la capătul extrem 312. Înălţimea H130 este constantă de-a lungul întregului filet interior 130, iar înălţimea H311 este constantă de-a lungul întregului filet exterior 311, unghiul α123 al suprafeţei interioare 123 faţă de axa 125 preferabil este selectat acelaşi ca şi înclinaţia suprafeţei interioare 123 faţă de axa 125 şi coincide cu conicitatea capătului 310 (de exemplu, suprafaţa interioară 123 este paralelă cu suprafaţa exterioară 314 a capătului 310).

Cum se vede bine din fig. 8, filetul exterior 311 are pasul P311, egal în direcţia axială (centru la centru) cu mărimea parcursă la o turaţie completă a filetului 311. Capătul cu filet exterior al unei conducte convenţionale (de exemplu, conducta 300), de obicei are de la 5 până la 10 fire exterioare pe ţol, având astfel pasul cuprins între 0,1 ţoli (5 fire pe ţol) şi 0,2 ţoli. Pasul filetului P311 al filetului exterior 311 al capătului 310 este mai mic decât pasul P130 al filetului interior 130 al protectorului 100.

Pentru a instala protectorul 100 pe capătul 310, capătul extrem 312 este axial introdus în deschiderea 101 şi axial avansat până când filetul exterior 311 al extremităţii 312 se sprijină în filetul interior 130. Apoi, prin intermediul elementelor 112 protectorului 100 i se aplică un moment de rotaţie pentru a roti protectorul 100 în jurul axei 150 pe conducta 300 în direcţia săgeţii 161. Simultan cu rotirea protectorului 100, capătul 310 prin deschiderea sa 101 se instalează axial în alezajul 121.

Cum s-a descris mai sus, pasul P130 al filetului interior 130 nu este egal cu pasul P311 al filetului exterior 311. Astfel, spre deosebire de protectorii convenţionali, la care filetele interioare se cuplează cu cele exterioare, filetele 130 şi 311 nu formează un cuplu. Din contra, filetele 130 şi 311 sunt intenţionat proiectate astfel încât să se înşurubeze cu deviere. Pentru a garanta că filetul 311 al capătului 310 nu va fi deteriorat, este preferabil de a executa filetul 130 dintr-un material mai moale (cu alte cuvinte, nu atât de tare) decât filetul 311. În consecinţă, când filetele 130 şi 311 se înşurubează cu deviere filetul exterior 311 intersectează (taie) filetul interior 130, pe de altă parte, filetul interior 130 nu trebuie să taie sau să deterioreze în alt mod filetul exterior 311 al capătului 310. Porţiunile filetului 130 înşurubate cu deviere sau tăiate de filetul 311 sunt reprezentate în fig. 8 prin linii întrerupte. Conductele pentru foraj şi pentru extracţie (de exemplu, conducta 300) sunt de obicei executate din oţel. Astfel, pentru realizări asemănătoare, filetele interioare ale protectorilor (de exemplu, filetul 130) sunt, de preferinţă, executate dintr-un material care este mai moale decât oţelul, cum ar fi materialele, de preferinţă, descrise anterior pentru protectorul de filet 100.

Protectorul „pin end” 100, preferabil, este înşurubat cu deviere pe capătul 310 până ce extremitatea sa 312 se atinge şi se etanşează cu locaşul inelar 111 al bazei 110. Înşurubarea cu deviere şi angrenarea filetelor 130 şi 311 opun suficientă rezistenţă forţelor axiale, care, în aşa fel, pot trage protectorul 100 de pe capătul 310 şi astfel protectorul 100 se menţine în poziţie montată pe capătul 310. Angrenarea cu deviere a filetelor 130 şi 311 suplimentar limitează şi/sau previne accesul apei sau al altor lichide corozive la pătrunderea axială prin filetele 130 şi 311. Pentru a îndepărta protectorul 100 de pe capătul 310 prin intermediul elementelor 112, protectorului 100 i se aplică un cuplu pentru a-l roti în jurul axei 150 pe conducta 300 în direcţia săgeţii 162. Simultan cu rotirea protectorului 100, capătul 310 se îndepărtează axial din alezajul 121 de-a lungul deschiderii 101.

Protectorul „pin end” 100 este destinat pentru utilizări multiple. Deşi filetul interior 130 este înşurubat cu deviere şi tăiat de filetul exterior al capătului conductei (de exemplu, filetul 311), după fiecare utilizare, filetul 130 poate suferi suficiente deteriorări până când utilizarea lui va deveni nedorită. În particular, filetul 130 poate fi înşurubat cu deviere şi tăiat de suficiente ori pentru a deveni incapabil să: a) reziste forţelor axiale, care tind să separe protectorul 100 de capătul conductei; şi/ori b) etanşeze suficient capătul conductei pentru a limita şi/sau preveni accesul apei sau al altor lichide corozive la pătrunderea prin protectorul 100 în capătul conductei, pe care el este montat. Se consideră că exemplele de realizare descrise aici pot fi folosite de minim patru ori până la şase ori înainte de a apărea consecinţele negative ale înşurubării cu deviere.

Protectorul „pin end” 100 este destinat utilizării cu un anumit diametru al capătului conductei (de exemplu, capătul 310). Cu toate acestea, spre deosebire de protectorii filetului convenţionali proiectaţi pentru a fi utilizaţi cu filete de formă şi de pas specifice, protectorul 100 poate fi utilizat imaginar pentru orice formă a filetului şi orice pas al filetului. În consecinţă, realizările protectorului 100 oferă un potenţial protector mai universal, capabil de a fi utilizat la conducte de dimensiuni similare cu forme diferite ale filetului şi paşi diferiţi ai filetului. Ca rezultat, realizările protectorului „pin end” 100 la fel oferă un potenţial de reducere a inventarului de protectori şi a cerinţelor pentru stocare prin reducerea numărului de diferiţi protectori ai filetelor, care ar trebui să fie produşi şi stocaţi, ţinând cont de posibilele combinaţii ale capetelor de conducte privind diametrul, forma şi pasul filetului.

Figurile 9-12 reprezintă un exemplu de realizare a unui protector „box end" 200 în conformitate cu principiile descrise şi prezentate aici. În fig. 14, protectorul 200 este prezentat cuplat la capătul cu filet interior 320 al unei conducte 300. Odată montat pe capătul cu filet interior 320, protectorul 200 protejează filetele interioare 321 ale capătului 300 contra daunelor (de exemplu, impactului cu alte obiecte, coroziunii etc.).

Protectorul filetului 200 conţine o axă centrală 250, primul capăt 200a (numit închis) şi al doilea capăt 200b (numit deschis), opus primului capăt 200a. Capătul închis 200a al protectorului 200 conţine baza 210. Pe parcursul utilizării, extremitatea 322 a capătului cu filet interior 320 se uneşte cu baza 210 şi etanşează locul contactului. Corpul inelar de legătură (numit element conector) 220 se extinde axial de la baza 210 până la capătul deschis 200b. Aşa cum va fi descris detaliat mai jos, pe parcursul utilizării corpul inelar 220 se extinde axial în interiorul capătului cu filet interior 320 al conductei 300 (fig. 14). Astfel, corpul inelar 220, de asemenea, poate fi descris ca un element cuprins.

Protectorul filetului 200 are înălţimea H200, ea fiind măsurată între capetele 200a şi 200b în plan axial. Înălţimea H200 este, de preferinţă, egală sau mai mare decât lungimea axială a porţiunii filetate a capătului 320, astfel încât toate filetele interioare 321 să fie acoperite şi protejate de protectorul filetului 200.

Figurile 9-12, în acest exemplu de realizare, mai prezintă baza 210, în general rotundă, cu un diametru exterior D210. În plus, baza 210 conţine o suprafaţă plană exterioară 210a orientată perpendicular axei 250, o suprafaţă plană interioară 210b perpendiculară axei 250 şi are grosimea T210 măsurată axial între suprafeţele 210a şi 210b. Baza 210, în plan axial, se extinde dincolo de capătul 220, astfel definind o flanşă circulară 211, extinzându-se asupra capătului 220. Suprafaţa plană interioară 210b, extinzându-se de-a lungul flanşei 211, defineşte un locaş inelar 212, destinat angrenării şi etanşării locului de contact cu extremitatea 322 a capătului 320 (fig. 14).

O pluralitate de elemente de prindere sau cuplare 213 se prelungesc axial de la suprafaţa plană exterioară 210a a bazei 210, apropiindu-se radial de extremitatea periferică exterioară a bazei 210. În această variantă, fiecare element de prindere 213 este similar cu elementul 112 descris mai sus. Şi anume, fiecare element de prindere 213 reprezintă o nervură 214 alungită şi dreaptă, având o axă longitudinală 215, orientată perpendicular axei centrale 250. Cu alte cuvinte, proiecţia fiecărei axe 215 intersectează axa 250. Mai mult, în această variantă, ambele elemente de prindere 213 sunt fixate unghiular uniform şi distanţat faţă de axa 250. Elementele de prindere 213 formează o structură şi un mecanism pentru angrenarea sigură a protectorului 200 prin aplicarea momentului de rotaţie protectorului 200 pentru a-1 roti în jurul axei 250 pe parcursul instalării sale pe capătul cu filet interior 320 (fig. 14). Deşi două elemente de prindere 213 sunt fixate aparte şi uniform distanţate sub un unghi de 180° faţă de axa 250, cum sunt prezentate în fig. 9-12, în general, orice număr dorit de elemente de prindere (de exemplu, elementele de prindere 213) pot fi produse şi, de asemenea, elementele de prindere pot fi fixate din punct de vedere unghiular atât uniform, cât şi neuniform.

Tot în fig. 9-12, capătul 220 conţine o axă centrală 225 coaxială cu axa 250, primul capăt, numit capătul bazei 220a, conectat la baza 210, şi al doilea capăt, numit capăt liber 220b, îndepărtat de baza 210. Alezajul central 221 se extinde axial între capetele 220a şi 220b. Începând cu capătul bazei 220a, baza 210 se extinde peste alezajul central 221, îl închide şi îl etanşează. Oricum, de la capătul liber 220b, alezajul 121 este deschis. În alte realizări, ambele capete ale protectorului „box end” (de exemplu, capetele 220a şi 220b ale protectorului 200) pot fi blocate şi închise. În special, deoarece capătul 220 se amplasează în interiorul capătului 320 al conductei 300 şi alezajul 221 nu este configurat pentru a cuprinde oricare porţiune de conductă 300, capătul 220a poare fi atât deschis, cât şi închis.

Capătul 220 conţine o suprafaţă radială exterioară 222, definită prin diametrul exterior D222 şi o suprafaţă radială interioară 223, definită prin diametrul interior D223. Cum se vede clar în fig. 12, în această realizare suprafaţa exterioară 222 este orientată sub un unghi ascuţit α222 faţă de axa 225, iar suprafaţa interioară 223 este orientată sub un unghi ascuţit α223 faţă de aceeaşi axă 225. Astfel, suprafeţele 222 şi 223, fiecare poate fi descrisă ca fiind tronconică. În această variantă, suprafaţa interioară 223 este înclinată în afară faţă de axa 225, întinzându-se axial de la capătul 220a până la capătul 220b, pe când suprafaţa exterioară 222 se înclină în direcţia suprafeţei interioare 223 şi a axei 225, întinzându-se axial de la capătul 220a până la capătul 220b. În consecinţă, diametrul D222 se micşorează în deplasarea sa axială de la capătul 120a spre capătul 120b, pe când diametrul D123 se măreşte în deplasarea sa axială de la capătul 120a spre capătul 120b. Oricum, suprafeţele 222, 223 nu sunt paralele între ele, iar grosimea peretelui inelar T220, care formează capătul 220 (măsurată radial între suprafeţele 222, 223), se micşorează pe măsura deplasării axiale de la capătul 120a spre capătul 120b.

Capătul cu filet interior al conductelor de foraj şi de producţie (de exemplu, capătul 320 al conductei 300 din fig. 14) este uşor conic. Unghiul α222 este, de preferinţă, selectat astfel încât atunci când protectorul 200 este montat pe conducta 300, suprafaţa 222 este paralelă cu suprafaţa tronconică radială a capătului cu filet interior (de exemplu, capătul 320). Pentru majoritatea utilizărilor, unghiul α222 este, de preferinţă, cuprins între 0° şi 3°, şi mai preferabil între 1° şi 2°.

Referindu-ne acum la fig. 9, 12 şi 13, firul filetului elicoidal exterior 230 se extinde de-a lungul suprafeţei exterioare 223 a capătului 220, de la capătul 220b până la capătul închis 220a. Filetul 230 se extinde de-a lungul axei elicoidale, care coincide cu axele 225, 250, şi are pasul filetului P230 egal cu mărimea (înălţimea) axială (de la centru la centru) la o turaţie completă a firului 230. În comparaţie cu pasul filetelor exterioare ale unor protectori de capăt de conducte „box end” convenţionali de dimensiuni similare (de exemplu, dimensionat la mărimea potrivită protectorului 200), pasul P330 al filetului 130 este semnificativ mai mare. În special, pasul P230, de preferinţă, are mărimea între 1 ţol şi 4 ţoli, şi mai preferabil, între 1 ţol şi 2 ţoli. Pentru comparaţie, majoritatea protectorilor de capăt de conducte „box end” convenţionali conţin de la 5 până la 10 fire exterioare pe ţol şi, astfel, pasul filetului exterior al protectorilor „box end” convenţionali este de obicei între 0,1 ţoli (de exemplu, 5 fire pe ţol) şi 0,2 ţoli (de exemplu, 10 fire pe ţol). Mai mult decât atât, pentru a asigura angrenajul cuplului filetat, pasul filetului exterior al protectorului „box end” convenţional este egal cu pasul filetului interior de la capătul conductei, pe care este montat protectorul. Astfel, pasul P230 este mai mare decât pasul filetului exterior al protectorilor filetului „box end” convenţionali de dimensiuni similare şi este, de asemenea, semnificativ mai mare decât pasul filetelor interioare ale capătului conductei, pe care este montat protectorul 200 (de exemplu, filetul interior 321 la capătul 320 arătat în fig. 14).

Cum se arată cel mai bine în fig. 12, firul filetului 230 se orientează sub unghiul Θ230 în raport cu planul de bază 236, care este perpendicular axei 250. Fără a ne reduce la aceasta sau orice altă teorie specială, unghiul Θ230 este funcţie a diametrului exterior D222 şi a pasului filetului P230. În general, pentru protectorii „box end” (de exemplu, protectorul 200) unghiul firului filetului (de exemplu Θ230) este invers proporţional cu diametrul exterior al protectorului (de exemplu diametrul D222) şi direct proporţional cu pasul filetului (de exemplu P230). Altfel spus, pentru un anumit pas al filetului, dacă diametrul interior al protectorului se măreşte, atunci unghiul de înclinaţie se micşorează; şi pentru un anumit diametru interior al protectorului, când pasul filetului se măreşte, atunci şi unghiul tot se măreşte. În comparaţie cu unghiurile filetelor exterioare ale unor protectori de capăt ai conductelor „box end” convenţionali de dimensiuni similare unghiul Θ230 al filetului 230 este semnificativ mai mare.

Să ne referim acum la fig. 13, în care vedem secţiunea mărită a filetului exterior 230. În această realizare, filetul 230 este executat în secţiune triunghiular, definit de o suprafaţă superioară tronconică sau flancul de sus 231 şi de o suprafaţă inferioară tronconică sau flancul de jos 232 cu un unghi între ele β230. Suprafeţele 231 şi 232 se extind în exteriorul suprafeţei exterioare 222 şi se intersectează cu o muchie 233. În această realizare muchia 233 este în general ascuţită şi tăioasă, în alte realizări muchia acestor suprafeţe ale filetului poate fi rotunjită, incluzând o rază. Unghiul β230 este cuprins între 45° şi 180°, mai preferabil între 60° şi 120°. În această realizare unghiul β este de 90°. Deşi filetul 230 este arătat şi descris ca având formă geometrică triunghiulară, în general filetul exterior al protectorului „box end” (de exemplu, filetul 230 al protectorului 200) poate avea şi alte forme geometrice. De exemplu, filetul exterior poate fi executat în secţiune transversală trapezoidal, dreptunghiular etc.

Referindu-ne din nou la fig. 13, vedem că filetul exterior 230 are înălţimea filetului H230, măsurată radial spre exterior de la suprafaţa exterioară 222 până la cel mai în exterior dispus punct al filetului 230. Înălţimea filetului H230, preferabil, este cuprinsă între 0,015 ţoli şi 0,05 ţoli, dar mai preferabil între 0,020 ţoli şi 0,043 ţoli. În această realizare H230 este de 0,025 ţoli.

Să ne referim acum la fig. 14 şi 15, în care protectorul „box end” 200 este arătat ca fiind montat pe capătul 320 al conductei 300. Capătul 320 conţine o suprafaţă radială interioară tronconică 324, definită prin diametrul interior D320. Aşa, la conductele convenţionale utilizate pentru foraj, diametrul interior D320 se micşorează spre extremitatea 322. Mai mult, de la extremitatea 322 începe filetul 321, care se extinde de-a lungul suprafeţei 324 a capătului 320. Filetul 321 are înălţimea H321, măsurată radial spre interior de la suprafaţa 324 până la punctul axial extrem al filetului 321. În această realizare, înălţimea H230 a filetului 230 al protectorului constituie 1⁄2 din H321 a filetului 321. În alte realizări, înălţimile relative H230 şi H321 pot varia. De exemplu, în alte realizări înălţimea H230 poate fi egală cu înălţimea H321 a filetului 321.

Pentru o utilizare particulară (adică pentru conducta 300), protectorul 200 este, de preferinţă, dimensionat în aşa fel încât filetul exterior 230 interferează şi se suprapune radial cu filetul interior 321, pe măsură ce capătul 220 este montat în capătul 320. În consecinţă, diametrul exterior D222 al capătului 220 plus de două ori înălţimea H230 a filetului exterior este, de preferinţă, mai mare decât diametrul interior D320 minus de două ori înălţimea H321 a filetului interior la orice distanţă măsurată axial de la capătul extrem 322. Totuşi, suprafaţa exterioară 222, preferabil, nu ar trebui să interfereze sau să se suprapună radial cu filetul interior 321, iar suprafaţa interioară 324, preferabil, nu ar trebui să se suprapună sau să interfereze cu filetul exterior 230. În consecinţă, diametrul exterior D222 este, preferabil, egal sau puţin mai mare decât diametrul interior D320 minus de două ori înălţimea H321 a filetului interior la orice distanţă măsurată axial de la capătul extrem 322, iar diametrul interior D320, preferabil, este egal sau puţin mai mic decât diametrul exterior D222 plus de două ori înălţimea H230 a filetului exterior la orice distanţă măsurată axial de la capătul extrem 332. Înălţimea H230 este constantă de-a lungul întregului filet exterior 230, iar înălţimea H321 este constantă de-a lungul întregului filet interior 311, unghiul α222 al suprafeţei exterioare 222, preferabil, este ales acelaşi ca şi înclinaţia suprafeţei exterioare 222 şi coincide cu conicitatea suprafeţei 324 (de exemplu, suprafaţa exterioară 222 este paralelă cu suprafaţa interioară 324 a capătului 320 ).

Cum se vede bine din fig. 15, filetul interior 321 are pasul P321 egal în direcţia axială (centru la centru) cu mărimea parcursă la o turaţie completă a filetului 321. Capătul cu filet interior al unei conducte convenţionale (de exemplu, filetul 321 al capătului 320) de obicei are pasul cuprins între 0,1 ţoli (10 fire pe ţol) şi 0,2 ţoli (5 fire pe ţol). Pasul filetului P321 al filetului interior 321 al capătului 310 este mai mic decât pasul P230 al filetului exterior 230 al protectorului 200.

Pentru a instala protectorul 200 pe capătul 320, capătul 200b este axial introdus în capătul 320 şi avansat axial până ce filetul interior 230 al extremităţii 220b se sprijină în filetul interior 321. Apoi, prin intermediul elementelor 213, protectorului 200 i se aplică un moment de rotaţie pentru a roti protectorul 200 în jurul axei 250 pe conducta 300 în direcţia săgeţii 261. Simultan cu rotirea protectorului 200, capătul 320 se instalează axial în capătul 320.

Cum s-a descris mai sus, pasul P230 al filetului exterior 230 nu este egal cu pasul P321 al filetului interior 321. Astfel, spre deosebire de protectorii „box end” convenţionali, la care filetele exterioare se cuplează cu cele interioare, filetele 230 şi 321 nu formează un cuplu. Din contra, filetele 230 şi 321 sunt intenţionat proiectate astfel încât să se înşurubeze cu deviere. Pentru a garanta că filetul 321 al capătului 320 nu va fi deteriorat, preferabil, se execută filetul 230 dintr-un material mai moale (cu alte cuvinte, nu atât de tare) decât filetul 321. În consecinţă, când filetele 230 şi 321 se înşurubează cu deviere, filetul interior 321 intersectează (taie) filetul exterior 230 al capătului 321. Porţiunile filetului 230, înşurubate cu deviere sau tăiate de filetul 321, sunt reprezentate în fig. 15 prin linii întrerupte. Conductele pentru foraj şi pentru extracţie (de exemplu, conducta 300) sunt de obicei executate din oţel. Astfel, pentru realizări asemănătoare, filetele exterioare ale protectorilor (de exemplu, filetul 230) sunt, de preferinţă, executate dintr-un material, care este mai moale decât oţelul, cum ar fi materialele de preferinţă descrise mai jos pentru protectorul de filet 200.

Protectorul „box end” 200, preferabil, este înşurubat cu deviere în capătul 320 până ce extremitatea sa 322 se atinge şi se etanşează cu locaşul inelar 212 al flanşei 211. Înşurubarea cu deviere şi angrenarea filetelor 230 şi 321 opun suficientă rezistenţă forţelor axiale, care, în aşa fel, pot trage protectorul 200 din capătul 320 şi astfel protectorul 200 se menţine în poziţie montată pe capătul 320. Angrenarea cu etanşare prin locaşul 212 pe capătul 322 limitează şi/sau previne accesul apei sau al altor lichide corozive sau pătrunderea axială prin filetele 230 şi 321. Pentru a îndepărta protectorul 200 din capătul 320 prin intermediul elementelor 213 protectorului 200 i se aplică un moment de rotaţie pentru a roti protectorul 200 în jurul axei 150 pe conducta 300 în direcţia săgeţii 262. Simultan rotirii protectorului 200, capătul 320 se îndepărtează axial din protectorul 200.

Protectorul „box end” 200 este destinat pentru utilizări multiple. Deşi filetul exterior 230 este înşurubat cu deviere şi tăiat de filetul interior 321 după fiecare utilizare, filetul 230 poate suferi mai multe deteriorări până ce utilizarea lui va deveni nedorită. În particular, filetul 230 poate fi înşurubat cu deviere şi tăiat de suficiente ori pentru a deveni incapabil să: (a) reziste forţelor axiale, care tind să separe protectorul 200 de capătul conductei; şi/ori (b) menţină suficient etanşarea între flanşa 211 şi capătul 321 pentru a limita şi/sau a preveni accesul apei sau al altor lichide corozive sau pătrunderea lor prin protectorul 200 în capătul conductei 320. Se consideră că exemplele de realizare descrise aici pot fi folosite de minim patru ori până la şase ori înainte de a apărea consecinţele negative ale înşurubării cu deviere.

Protectorul „box end” 200 este destinat utilizării cu un anumit diametru al capătului conductei (de exemplu, capătul 320). Cu toate acestea, spre deosebire de protectorii filetului convenţionali proiectaţi pentru a fi utilizaţi cu filete de formă şi pas specifice, protectorul 200 poate fi utilizat imaginar pentru orice formă de filet şi orice pas al filetului. În consecinţă, realizările protectorului 200 oferă un potenţial protector mai universal, capabil de a fi utilizat cu conducte de dimensiuni similare cu forme diferite ale filetului şi pas diferit al filetului. Ca rezultat, realizările protectorului „box end” 200 la fel oferă un potenţial de reducere a inventarului de protectori şi a cerinţelor pentru stocare prin reducerea numărului de diferiţi protectori ai filetelor, care ar trebui produşi şi stocaţi ţinând cont de posibilele combinaţii ale capetelor conductelor privind diametrul, forma şi pasul filetului.

Realizările protectorului „pin end” 100 arătate în fig. 2-4 sunt omogene, structurate de-a întregul. În particular, baza 110, incluzând elementele 112 şi corpul 120, este turnată de-a întregul, cu alte cuvinte, ca o singură piesă. Aşa, baza 110 şi corpul 120 formează un monolit. În alte realizări două sau mai multe piese ale protectorului „pin end” (de exemplu, baza 110, corpul 120, elementele 212 etc.) pot fi formate din piese separate şi fixate între ele.

Similar protectorului „pin end” 100 realizările protectorului „box end” 200 arătate în fig. 9-12 sunt omogene, structurate de-a întregul. În particular, baza 210, incluzând elementele 213 şi capătul 220, este turnată de-a întregul, cu alte cuvinte, ca o singură piesă. Aşa, baza 210 şi capătul 220 formează un monolit. În alte realizări două sau mai multe piese ale protectorului „pin end” (de exemplu, baza 210, capătul 220, elementele 213 etc.) pot fi formate din piese separate şi fixate între ele.

Protectorii „pin end” 100 şi „box end” 200 sunt construiţi din material durabil, rezistent la coroziune, care se deformează în urma impactului, transformând energia lui în energie termică sau de tensiune internă; astfel protectorii 100 şi 200 acaparează sau reduc substanţial energia transmisă şi previn deteriorarea filetelor conductelor ataşate 300. Fiecare din protectorii filetului 100 şi 200 sunt construiţi din material, care trebuie să absoarbă substanţial energia când sunt supuşi forţelor exterioare, cum ar fi loviturii. Materialul absoarbe energia impactului prin deviere, deformare, îndoire şi/sau flexibilitate ori distrugere, fiecare acţiune solicitând energie. Exemple de materiale potrivite pentru realizările protectorilor descrişi aici (protectorii 100, 200) includ fără limitare materiale din polietilenă de înaltă densitate (cum ar fi Phillips 66 Marlex.RTM.HHM 5502 BN sau HXM 50100).

Să ne referim acum la fig. 16 şi 17, în care se arată o altă realizare a protectorului „pin end” 400 în conformitate cu principiile descrise. În fig. 17 protectorul 400 este arătat ca fiind cuplat la capătul 310 al conductei 300 descrise prealabil. Odată montat pe capătul 310, protectorul 400 apără de deteriorări filetele exterioare 311 ale capătului 310 (lovituri cu alte obiecte, coroziune etc.).

Protectorul filetului 400 este asemănător cu protectorul filetului 100, descris mai sus. Protectorul filetului 400 conţine o axă centrală 450, primul capăt 400a (numit închis) şi al doilea capăt 400b (numit deschis), opus primului capăt 400a. Capătul închis 400a al protectorului 400 conţine baza 410. Corpul inelar de legătură 420 se extinde axial de la baza 410 până la capătul deschis 400b. Aşa, corpul inelar 420, prin capătul său deschis 400b, găzduieşte capătul cu filet exterior 310 al conductei 300 (fig. 17), iar elementul 420 poate, de asemenea, fi descris ca un manşon cuprinzător. Corpul inelar 420 conţine un filet interior 430 arătat în fig. 16 prin linii întrerupte. Filetul 430 este configurat la fel ca filetul 130 descris mai sus. De exemplu, pasul filetului interior 430 este mai mare decât pasul filetului exterior 311 al capătului 310.

Spre deosebire de protectorul 100, descris mai sus, în acest exemplu de realizare baza 410 nu include elemente de prindere 112. Din contra, în acest exemplu baza 410 include un tampon circular 412 cu o pluralitate de adâncituri 413, repartizate uniform pe circumferinţă. În acest exemplu de realizare sunt executate 4 adâncituri 413 repartizate uniform. Similar elementelor 112, descrise mai sus, adânciturile 413 asigură structura şi mecanismul de angrenare sigură a protectorului 400 şi aplicarea momentului de rotaţie pentru rotirea protectorului 400 în jurul axei 450 pe parcursul instalării sale pe capătul 310 (fig. 17).

Să ne referim acum la fig. 18 şi 19, în care se arată o altă realizare a protectorului „box end” 500, în conformitate cu principiile descrise. În fig. 19 protectorul 500 este arătat ca fiind cuplat la capătul 320 al conductei 300 descrise prealabil. Odată montat pe capătul 300, protectorul 500 apără de deteriorări filetul interior 321 al capătului 300 (lovituri cu alte obiecte, coroziune etc.).

Protectorul filetului 500 este asemănător cu protectorul filetului 200, descris mai sus. Protectorul filetului 500 conţine o axă centrală 550, primul capăt 500a (numit închis) şi al doilea capăt 500b (numit deschis), opus primului capăt 500a. Capătul închis 500a al protectorului 500 conţine baza 510. Corpul inelar de legătură 520 se extinde axial de la baza 510 până la capătul deschis 500b. Pe parcursul utilizării, corpul inelar de legătură 520 se extinde axial în interiorul capătului cu filet interior 320 al conductei 300 (fig. 19). Astfel, corpul inelar 520, de asemenea, poate fi descris ca un element cuprins. Corpul inelar 520 conţine un filet exterior 530, configurat la fel ca şi filetul 230, descris mai sus. De exemplu, pasul filetului exterior 530 este mai mare decât pasul filetului interior 321 al capătului 320.

Spre deosebire de protectorul 200, descris mai sus în acest exemplu de realizare, baza 510 nu include elemente de prindere 213. Din contra, în acest exemplu baza 510 include un tampon circular 512 cu o pluralitate de adâncituri 513, repartizate uniform pe circumferinţă. În acest exemplu de realizare sunt executate patru adâncituri 513 repartizate uniform. Similar elementelor 312, descrise mai sus, adânciturile 513 asigură structura şi mecanismul de angrenare sigură a protectorului 500 şi aplicarea momentului de rotaţie pentru rotirea protectorului 500 în jurul axei 550 pe parcursul instalării sale pe capătul 310 (fig. 19).

Exemplele preferabile de realizare au fost prezentate şi descrise, însă pot fi făcute modificări ale acestora de către un specialist, fără a ieşi din domeniul de aplicare sau scopurile prezentate mai sus. Realizările descrise sunt doar exemple şi nu sunt limitative. Sunt posibile mai multe variante şi modificări ale sistemelor, aparatelor şi proceselor descrise în acest document şi în domeniul de aplicare al invenţiei. De exemplu, dimensiunile relative ale diferitelor părţi, materialele din care sunt realizate diferitele părţi şi alţi parametri pot fi schimbaţi. În consecinţă, domeniul de aplicare al protectorului nu se limitează la exemplele de realizare, descrise aici, dar este limitat doar de revendicările care urmează, domeniul de aplicare, care trebuie să includă toate echivalentele în conţinutul revendicărilor.

1. Oilfield Plastic Thread Protectors, 1999, <url: http://lzbhmy.en.alibaba.com/product/615910077-212313422/API_All_plastic_drilling_pipe_thread_protector.html> (regăsit în Internet la 2014.04.10)

2. Thread Protectors, LLC, 2005, <url: http://threadproducts.com/drillpipe.html> (regăsit în Internet la 2014.04.10)

Claims (23)

1. Protector al filetului conductei cu un pas P1 al filetului conductei, care conţine o axă centrală, primul capăt şi al doilea capăt, opus primului, şi o bază a primului capăt, un corp inelar de legătură, care este extins axial de la bază până la al doilea capăt, cu o suprafaţă radială interioară şi o suprafaţă radială exterioară, caracterizat prin aceea că corpul inelar de legătură include un filet elicoidal, executat continuu, în jurul axei centrale, şi extins radial spre exterior de la suprafaţa radială exterioară sau radial spre interior de la suprafaţa radială interioară, totodată filetul elicoidal este executat cu un pas P2, care este mai mare decât pasul P1 al filetului conductei.

2. Protector, conform revendicării 1, caracterizat prin aceea că pasul P2 al filetului elicoidal este mai mare decât 1 ţol.

3. Protector, conform revendicării 2, caracterizat prin aceea că pasul P2 al filetului elicoidal este cuprins între 1 ţol şi 4 ţoli.

4. Protector, conform revendicării 1, caracterizat prin aceea că filetul elicoidal este executat pe suprafaţa radială interioară a corpului inelar de legătură.

5. Protector, conform revendicării 1, caracterizat prin aceea că filetul elicoidal este executat în secţiune transversală triunghiular.

6. Protector, conform revendicării 1, caracterizat prin aceea că filetul elicoidal este executat cu o suprafaţă superioară tronconică şi o suprafaţă inferioară tronconică, care este orientată faţă de suprafaţa superioară tronconică sub un unghi β, unde β este cuprins între 60° şi 120°.

7. Protector, conform revendicării 6, caracterizat prin aceea că suprafaţa superioară tronconică şi suprafaţa inferioară tronconică sunt intersectate de o muchie.

8. Protector, conform revendicării 1, caracterizat prin aceea că suprafaţa radială interioară sau suprafaţa radială exterioară sunt executate tronconice, sub un unghi ascuţit faţă de axa centrală.

9. Protector, conform revendicării 1, caracterizat prin aceea că filetul elicoidal este executat cu posibilitatea înşurubării cu deviere pe filetul conductei.

10. Procedeu de protecţie a filetului conductei, care include: (a) aplicarea protectorului filetului conductei cu o axă centrală, o bază şi un corp inelar de legătură, care se extinde axial de la bază, cu o suprafaţă radială interioară şi o suprafaţă radială exterioară, un filet elicoidal, care se extinde radial de la suprafaţa radială interioară a corpului inelar de legătură sau de la suprafaţa radială exterioară a acestuia; (b) înşurubarea intenţionată cu deviere a filetului elicoidal pe filetul unei conducte şi tăierea filetului elicoidal cu filetul acestei conducte.

11. Procedeu, conform revendicării 10, în care pasul (b) mai include: (b1) protectorul filetului conductei se aliniază coaxial cu conducta menţionată; (b2) protectorul filetului conductei se roteşte în jurul axei centrale în raport cu conducta menţionată; (b3) protectorul filetului conductei se avansează axial spre capătul conductei menţionate; şi (b4) filetul elicoidal se angrenează cu filetul conductei menţionate.

12. Procedeu, conform revendicării 10, în care se selectează pasul P1 al filetului conductei menţionate şi pasul P2 al filetului elicoidal, care este mai mare decât pasul P1.

13. Procedeu, conform revendicării 12, în care pasul P2 se selectează mai mare de 1 ţol.

14. Procedeu, conform revendicării 10, în care la pasul (b) se formează suplimentar o etanşare inelară între baza protectorului filetului conductei şi capătul conductei menţionate.

15. Procedeu, conform revendicării 10, în care capătul conductei menţionate este un capăt cu filet exterior şi filetul elicoidal se execută pe suprafaţa radială interioară a corpului inelar de legătură.

16. Procedeu, conform revendicării 10, în care capătul conductei menţionate este un capăt cu filet interior şi filetul elicoidal se execută pe suprafaţa radială exterioară a corpului inelar de legătură.

17. Procedeu, conform revendicării 11, în care filetul elicoidal se execută în secţiune transversală triunghiular.

18. Procedeu, conform revendicării 17, în care filetul elicoidal se execută cu suprafaţa superioară tronconică şi suprafaţa inferioară tronconică, care este orientată faţă de suprafaţa superioară tronconică sub unghiul β, unde β este de 90°.

19. Procedeu, conform revendicării 10, care suplimentar include paşii: (c) după pasul (b) protectorul filetului se înlătură de pe capătul conductei menţionate; şi (d) filetul elicoidal se înşurubează intenţionat cu deviere pe filetul altei conducte.

20. Procedeu, conform revendicării 19, în care pasul (d) mai include: (d1) protectorul filetului conductei se aliniază coaxial cu a doua conductă; (d2) protectorul filetului conductei se roteşte în jurul axei centrale în raport cu a doua conductă; (d3) protectorul filetului conductei se avansează axial spre capătul conductei a doua; şi (d4) filetul elicoidal se angrenează cu filetul conductei a doua.

21. Procedeu, conform revendicării 20, în care se selectează pasul P3 al filetului conductei a doua, care este mai mic decât pasul P2 al filetului elicoidal.

22. Procedeu, conform revendicării 21, în care pasul P2 se selectează mai mare de 1 ţol.

23. Procedeu, conform revendicării 20, în care la pasul (d) filetul elicoidal se taie cu filetul conductei a doua.