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CN1420972A - 可扩张接合的连接器 - Google Patents

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CN1420972A
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Abstract

本发明涉及用于在两个可伸缩地的管状体(26和27)的重叠区域中获得牢固的机械连接和压力密封的方法和设备。使包括重叠区域的两个管状体径向地扩张以增大管状体的内径。扩张迫使在重叠区域中的环形密封件(28)与所述本体之间形成压力密封接合。利用可伸缩地的、扩张的并且螺纹接合的带有阳螺纹的连接部分(26)和带有阴螺纹的连接部分(27)使由接头组成的套筒钻具被相互固定在一起，所述套筒钻具可被径向地扩张至周围井孔中以提供内径大于套筒钻具的初始内径的套筒井。在连接部分中的环形密封件包括环形弹性密封环(29)和环形特氟隆间隔圈(30)。连接部分的径向扩张使沟槽(31)轴向收缩，密封环在沟槽(31)与间隔圈的共同作用下径向扩张以使形成在扩张的带有阳螺纹的连接部分(26)和带有阴螺纹的连接部分(27)之间的环形区域得到密封。

Description

可扩张接合的连接器
发明背景
发明领域
本发明涉及用于连接管状体的方法和设备。本发明特别涉及用于在径向扩张以形成增大内径的套筒钻具的管段的连接端中形成牢固的机械接合和密封的方法和设备。
现有技术的描述
一种用于为井孔下套筒的新技术能够在将套筒钻具下到井孔中后使套筒径向地扩张。利用使过大尺寸的锤压工具或“铁块”通过套筒使套筒径向扩张超过其初始径向尺寸，从而可使套筒被径向地扩大。这种技术使后面的套筒钻具向下通过在先已被扩大的套筒钻具部段，接着进行类似的扩张。从而可利用一系列具有基本相等内径的连接在一起的套筒部段形成套筒井。这种方法在受让于Shell Oil Co.的美国专利US 5,348,095中被详细地披露。
常规的套筒钻具是由一系列单独的管接头构成的，利用带有螺纹的连接装置在这些管接头的端部处将它们固定在一起。通常，套筒的接头大约40英尺长并且在该套筒接头的一端具有阳螺纹连接部分以及在其相对的一端具有阴螺纹连接部分。该接头可在每一端处都具有阳螺纹，在其中一个阳螺纹连接部分上具有由拧于其上的短连接器所形成的带有阴螺纹的连接部分。一些套筒是利用在套筒接头的一端处整体形成的带有阴螺纹连接部分制成的。这些整体式带有阴螺纹的部分在径向上可大于管体，或者它们具有相同的尺寸。在后一种情况下，这种连接被称为平头接合连接。
在一种常规的套筒接头中的完全固定在一起的带有阳螺纹的连接部分和带有阴螺纹的连接部分之间的螺纹接合能够有效地保持一种牢固的机械连接，将套筒固定在一起并且能够相对于结构井孔环境使套筒内部区域得到有效的密封。当套筒钻具被径向地扩大时，一种常规的连接装置是以这样一种方式在尺寸方面产生变化，即能够防止该连接装置的接合部件完全接合和密封。一种常规的连接装置的径向扩张也可能削弱或者使阴阳螺纹的结构受损，从而导致它们机械分离。
油田所用的螺纹连接装置主要依靠三种密封件：金属与金属之间的台肩密封或者利用螺纹油使接合螺纹具有较高的螺纹干涉，以在间隙中产生密封的密封件，或者卡在螺纹区域中的可变形的密封环。所有这三种密封件都不能在铁块的作用下而进行径向扩张。在每一种情况下，随着带有阳螺纹的部分和带有阴螺纹的部分的扩张，带有阳螺纹的部件和带有阴螺纹的部件将径向地分离，导致密封失效。
当铁块离开时，扩张的带有阳螺纹的部分的端部具有回弹至管内径中的自然趋势。在扩张过程中出现的分离和变形会使位于带有阳螺纹的部分和带有阴螺纹的部分之间的密封件受损并且会堵塞管孔。这种变形的程度可能是很大的以致于可能会使带有阳螺纹的部分和带有阴螺纹的部分的螺纹相互脱离接合。
导致扩张连接装置失效的一个相关原因是常规的套筒接头连接装置的径向扩张在带有阳螺纹的部分和带有阴螺纹的部分中产生不同程度的永久变形。当清除扩张作用力时，带有阳螺纹的部分与带有阴螺纹的部分相比，恢复其产生尺寸的趋势更大。因此，在带有阳螺纹的部分与带有阴螺纹的部分之间出现环形分离区域，可能导致泄漏或者机械分离。
常规连接器的径向扩张还可能使连接器泄漏。在许多带有螺纹的管连接装置中的密封是由在带有阳螺纹的部分与带有阴螺纹的部分中的金属与金属之间的密封表面接合而形成的。这些密封表面的接合封闭了在带有阳螺纹的部分与带有阴螺纹的部分之间的环形空间。这种连接装置的径向扩张可能会使密封表面变形或移动，从而会通过环形间隙进行泄漏。
在带有阳螺纹的部分与带有阴螺纹的部分的接合表面之间使用的弹性环形密封环的连接器还会在其进行径向扩张时发生泄漏。常规的利用O形圈密封的连接器的环形弹性密封件设置在形成于带有阳螺纹的部分或带有阴螺纹的部分或者带有阳螺纹的部分与带有阴螺纹的部分中的环形沟槽中。当环形密封环被径向地压缩在完全接合的带有阳螺纹的部分与带有阴螺纹的部分之间时使这样一种连接装置得到密封。接着发生的接合的连接装置的径向扩张会改变环形密封环的径向压缩，其反过来可能导致通过扩张的连接装置进行泄漏。在扩张过程中出现的沟槽中的尺寸变化也可能使环形密封环受损，使密封件产生泄漏。
常规的井管连接装置在径向地扩张时还易于出现沿着带有阳螺纹的部分的长度开裂的情况。扩张过程会使扩张应力集中在连接的管段的端部处的任何薄壁部分中。在常规连接器中的壁厚所适用的公差较大以致于带有阳螺纹的部分或带有阴螺纹的部分的壁厚不均匀，其中包括没有缺陷的壁厚较薄的区域。但是，在该常规的连接器中，由于连接装置的扩张而导致的应力集中可能足以使薄壁部分破裂或者过度扩张。一种常规连接器在带有阳螺纹的部分或带有阴螺纹的部分中具有壁厚较薄的区域的可能性太大以致于不能在待径向扩张的套筒钻具中使用这样的连接器。
发明概述
环形弹性密封件设置在形成于管状连接器的带有阳螺纹的部分内的非标准环形沟槽中。环形间隔圈定位在沟槽内并与密封环相邻。沟槽、密封环、间隔圈的尺寸在功能上是相关的以便当该连接装置的带有阳螺纹的部分径向扩张到带有阴螺纹的部分中并且带有阳螺纹的部分和带有阴螺纹的部分接着进行进一步地径向扩张时所述密封环被轴向和径向地压缩。连接装置的径向扩张使带有阴螺纹的部分中的沟槽轴向地收缩，迫使间隔圈抵靠着密封环以将密封环压缩在间隔圈和沟槽的相对壁之间。间隔圈辅助将密封环保持在沟槽内并且还用作一个压缩壁表面以便在连接装置的扩张过程中当沟槽收缩时能够卡住密封环并且迫使密封环在沟槽内扩张。扩张的密封环被挤到在与扩张环相对的沟槽壁处并且在带有阳螺纹的部分和带有阴螺纹的部分之间的间隙中以提供一种压力密封。
本发明的连接装置的一种优选形式是设有单一锥度的螺纹连接部分，所述螺纹连接部分具有钩形螺纹并且在接合的带有阳螺纹的部分和带有阴螺纹的部分之间没有很大的径向螺纹干涉。内倒角抗扭肩部与带有阳螺纹的部分的端部接合以防止带有阳螺纹的部分的端部随着连接装置的扩张而径向向内地离开扩张的带有阴螺纹的部分。
对带有阴螺纹的部分中靠近表面薄壁区域的外径和带有阳螺纹的部分中靠近薄壁端的内径进行机加工以限制两个连接部件的壁厚变化，从而防止在扩张过程中在任何一个连接部件的薄壁部中出现应力集中。
在铁块从带有阳螺纹的部分进入到带有阴螺纹的部分中的情况下，铁块内径小于或等于带有阴螺纹的部分的内径。在带有阳螺纹的和带有阴螺纹的连接装置上，在机加工的内径和“轧制后”的内径之间提供光滑和逐渐变化的过渡以便当连接装置在径向扩张时限制诱导应力在连接装置中的产生。
弹性环形密封件安装在带有阴螺纹的部分的沟槽中，并且在螺纹端部和用于容纳带有阳螺纹的部分端部的倒角抗扭肩部之间。使环形密封件的尺寸成为在连接装置的扩张过程中能够适应连接装置的径向扩张和轴向收缩同时能够保持密封的整体性。用于带有密封环的沟槽中的环形间隔圈能够在连接装置的组装过程中当带有阳螺纹的部分进入到带有阴螺纹的部分中时以及在连接装置的扩张过程中当连接装置扩大时限制密封环的移动以使密封环就位并且对密封环进行保护使其不会受损。
如果需要的话，第二弹性密封环可被安装在所述连接装置的带有阳螺纹的部分中并且在带有阳螺纹的部分的螺纹端部和带有阳螺纹的部分的末端之间以形成相对于外部压力的密封。第二密封环也可与一个间隔圈结合使用，并且它们都被设置在形成于带有阳螺纹的部分中的一个沟槽中，所述沟槽具有与密封环和间隔圈的尺寸相互配合的尺寸以便当连接装置径向扩张时能够使密封环径向扩张。
倒角抗扭肩部提供正装配位置基准以辅助连接装置的组装并且还提供了一个用于储存扭转能的机构以防止连接装置在组装后出现松脱。另外，倒角抗扭肩部为带有阳螺纹的部分的前端提供径向支撑以防止带有阳螺纹的部分在扩张过程中脱离带有阴螺纹的部分。
使连接装置的螺纹的尺寸成为使其能够提供易于组装连接装置的装置并且提供用于支承在插入和设置井钻具过程中所遇到的载荷的结构件。螺纹锥度提供了使连接装置的承载部分最大化的装置。
提供自由活动的螺纹(无螺纹干涉)能够减小连接装置中出现螺纹磨损的可能性。使用钩形螺纹形式能够提供附加的结构支撑以便在连接装置的径向扩张过程中保持带有阳螺纹的部分和带有阴螺纹的部分之间的机械连接。钩形螺纹形式还能够在扩张后当带有阳螺纹的部分回缩时将带有阳螺纹的部分和带有阴螺纹的部分固定在一起。钩形螺纹还能够提供附加的支撑以便在施加轴向张力载荷的过程中辅助带有阳螺纹的部分从带有阴螺纹的部分径向延伸并且“跳出”。
本发明的一个重要特点是，在用于连接装置中的带有阴螺纹的部分的表面薄壁区域上进行厚度控制。通过控制在带有阴螺纹的部分的表面薄壁区域的厚度变化能够避免在厚度上出现较大的变化以防止在较薄的部分中出现应力集中，应力集中在扩张过程中可能会使薄壁部分开裂。薄壁部分开裂可使连接装置发生泄漏并且在结构上失效，使带有阳螺纹的部分和带有阴螺纹的部分脱离。
在本发明的一个优选形式中，在带有阳螺纹的部分的表面处，连接装置的带有阴螺纹的部分的内径基本上等于带有阳螺纹的部分的内径。如果带有阴螺纹的部分的内径在带有阳螺纹的连接部分和带有阴螺纹的连接部分之间的内界面处比带有阳螺纹的部分的内径小很多，那么带有阴螺纹的部分在径向上的扩张程度将大于带有阳螺纹的部分。这种较大程度的径向扩张将大大减小或完全免除在带有阳螺纹的部分和带有阴螺纹的部分之间的密封环的接触，引起泄漏。带有阴螺纹部分的较大程度的扩张也会减小或去除螺纹面的径向接合。减小螺纹面的径向接合或者没有径向接合可能使螺纹不能为所施加的载荷提供适合的结构支承，从而使连接装置脱开。
本发明的优选形式中的带有阳螺纹的连接部分和带有阴螺纹的连接部分设有基本上同心的内径以进一步确保带有阳螺纹的部分和带有阴螺纹的部分径向扩张的程度相同。通过对连接装置的临界区域进行机加工能够在带有阳螺纹的连接器和带有阴螺纹的连接器中提供均匀的壁厚以及带有阳螺纹的部分和带有阴螺纹的部分基本有相同的内径，以防止在常规的带有阳螺纹的连接器和带有阴螺纹的连接器中出现的常见的变化。
使在连接装置中的任何内径变化部分都保持光滑且逐渐变化的过渡，以防止当扩张装置通过连接装置时出现可能使扩张装置通过中断的突变。
本发明的环形密封环是这样一种方式定位在接合的带有阳螺纹的部分和带有阴螺纹的部分之间，即，能够防止或减少井孔流体从管内流出，即使是在连接装置已经进行径向扩张之后。选择环形密封环的尺寸以便在连接装置扩张后产生适当的“压缩量”，以在接合的带有阳螺纹的部分和带有阴螺纹的部分之间保持所需的密封。
与环形密封环结合使用的环形支撑环能够在连接装置的组装过程中防止密封环部分地或者完全离开密封组件沟槽。支撑环还能够在连接装置的扩张过程中防止密封环部分地或者完全从密封环沟槽中压出。
如果需要的话，所述密封组件的密封件也可用作在带有阳螺纹的连接部分中的沟槽内并且在带有阳螺纹的部分的螺纹端和外肩部之间的外密封件。使外密封件的环形密封件和间隔圈的尺寸成为可按照用于带有阴螺纹的部分中的内密封组件的情况进行设定，以便在扩张过程中密封环径向扩张成为在带有阳螺纹的部分和带有阴螺纹的部分之间的密封接合。第二密封组件的主要目的是能够更好地防止流体从管外部进入到管内部。将这种非强制性的密封环组件设置在该位置能够更好地防止流体从管外部流过，这是因为它存在于带有阳螺纹的部分的大体较厚的区域中，这能够更好地防止带有阳螺纹的部分和带有阴螺纹的部分的密封表面之间在压力载荷的作用下出现分离。
在具有当带有密封件的连接装置径向扩张时能够使密封环径向扩张的尺寸的沟槽中使用弹性环形密封环能够在扩张的带有阳螺纹的部分和带有阴螺纹的部分之间保持有效的密封。另外，通过对连接装置进行机加工或者严格地控制连接装置的厚度而使带有阴螺纹的部分的扩孔周围保持均匀的壁厚，能够使在扩张过程中所产生的塑性应变效应均匀分布以防止带有阳螺纹的连接部分开裂。机加工步骤还能够确保在接合的带有阳螺纹的连接部分和带有阴螺纹的连接部分的内径之间保持高的同心度。这使捶击铁块能够在没有阻碍的情况下通过连接装置并且能够防止在带有阳螺纹的连接部分和带有阴螺纹的连接部分之间出现较大的扩张差异以防止螺纹和/或密封件的脱离。
常规的平接合连接装置是在光管端上进行机加工的，将管端锻造，接着再机加工成比管子直径小的直径。在这些连接装置的带有阳螺纹的部分和带有阴螺纹的部分之间所产生的内径差，在连接装置的几何结构上产生可能会阻碍铁块的通过的突变。本发明在带有阳螺纹的部分的内径上提供了机加工表面，以防止在连接装置的几何结构上出现突变，其中阳螺纹的部分的内径基本上与相配合的带有阴螺纹的连接部分的内径相同。
利用电阻焊接形成的套筒，不是无缝套筒，具有更均匀的本体壁并且适用于扩张的套筒钻具。
如上所述，可以看出，本发明的一个目的是，提供一种用于使连接管状体径向扩张的方法，以在连接装置内形成较大的内径，并且被扩大的连接装置被机械地固定并是防漏的。
本发明的另一个目的是，提供一种用于使螺纹接合的管状连接装置径向扩张的方法，以提供一种能够在扩张后保持牢固的接合和防漏的连接。
本发明的另一个目的是，提供一种用于使在井孔内的连接套筒径向扩张的方法，每一个扩张接合的连接装置保持牢固的接合并且保持密封以确保在井孔中的套筒的防漏支撑。
本发明的一个重要目的是，提供一种能够用在重叠的内管状体和外管状体之间的密封组件，以便当内管状体径向地扩张到外管状体中并且接着两个管状体一起径向扩张时形成密封。
本发明的另一个目的是，提供一种阳螺纹和阴螺纹接合的连接装置，该连接装置具有密封组件，该连接装置可径向扩张以将密封组件压缩在带有阳螺纹的部分和带有阴螺纹的部分之间，从而在扩张的连接装置中形成密封。
本发明的另一个目的是，提供一种用于阳螺纹和阴螺纹的连接装置的密封件，当该连接装置径向扩张时所述密封件被轴向和径向地压缩以在扩张的带有阳螺纹的部分和带有阴螺纹的部分之间提供密封。
本发明的另一个目的是，提供一种阳螺纹和阴螺纹的连接装置，其中带有阳螺纹的部分的前端以机械的方式与带有阴螺纹的部分接合且锁定以便在连接装置径向扩张之后防止带有阳螺纹的部分的前端径向地脱离带有阴螺纹的部分。
本发明的另一个目的是，提供一种阳螺纹和阴螺纹的连接装置，该连接装置具有互锁的螺纹以便当该连接装置径向扩张时防止螺纹机械分离。
本发明的一个重要目的是，提供一种阳螺纹和阴螺纹的连接装置，当该连接装置径向扩张时该连接装置不易在带有阳螺纹的部分或带有阴螺纹的部分的薄壁区域处被破坏。
附图说明
图1是一个穿过井孔的局部纵向截面图，其中示出了一种常规的在井中下套筒的方法，每个较深的套筒部段具有越小的内径；
图2是一个穿过井孔的局部纵向截面图，其中示出了一个在径向扩张之前在井孔中运行的并且是齐平接头套筒的钻具；
图3是一个井套筒的局部纵向截面图，其中示出了利用一个向下通过套筒的锤压件使套筒被径向地扩张到周围的井结构中；
图4是一个局部纵向截面图，其中示出了在井孔中的一个扩张套筒的底端；
图5是一个局部纵向截面图，其中示出了锤压工具从在先扩张的套筒段被推进到较小的且未扩张的套筒段；
图6是一个局部纵向截面图，其中示出径向扩张到周围井孔中的下部套筒段以及周围的套筒，所形成的套筒钻具具有与上部套筒钻具基本相同的内径；
图7是一个局部截面图，其中示出了一个具有本发明的带有阴螺纹的密封环的阳螺纹和阴螺纹接合的连接装置；
图7A是一个放大的截面图，其中示出了未扩张的带有阴螺纹的密封件的具体结构；
图7B是一个放大的截面图，其中示出了扩张后的带有阴螺纹的密封件的具体结构；
图8是一个局部截面图，其中示出了一个具有本发明的阳螺纹和阴螺纹密封组件的管状连接装置；
图8A是一个放大的部分截面图，其中示出了图8中所示带有阳螺纹的密封组件的具体结构；
图9是一个局部横截面图，其中示出了一个通过本发明的连接装置的锤压元件处于进入该连接装置中的初始位置；
图9A是图9中所示的密封区域的一个放大视图，其中示出了本发明的带有阳螺纹的密封组件在向外径向扩张时的具体操作细节；
图10是图9中所示连接装置的一个局部截面图，利用扩张装置使该连接装置径向扩张并且该连接装置处于扩张的中间阶段；
图10A是图10中所示的密封部分的一个放大视图，其中示出了本发明的带有阴螺纹的密封组件的具体结构；
图11是本发明的单一锥度的钩形螺纹连接器的带有阴螺纹的部分的一个局部截面图，其中示出了连接装置的密封沟槽的具体结构；
图12是本发明的的带有阳螺纹的连接器的一个局部截面图，其中示出了带有阳螺纹的部分的端部的具体结构；
图12A是一个放大的横截面图，其中示出了图12中所示的带有阳螺纹的部分的端部具体结构；
图13是一个局部截面图，其中示出了用于本发明的带有阴螺纹的连接装置中的沟槽、环形密封环和环形间隔圈的具体结构；
图14是一个局部截面图，其中示出了当带有阳螺纹和阴螺纹的连接装置在首先与本发明的密封组件接合时的细节；
图15是本发明的间隔圈的一个端部的视图；
图16是沿着图15中所示的16-16线所得到的一个横截面图，其中示出了本发明的间隔圈的具体结构；
图17是一个纵向视图，其中示出了本发明的环形密封环；
图18是沿着图17中所示的18-18线所得到的一个横截面图，其中示出了本发明的密封环的横截面；
图19是表示所需的管体扩张量与密封组件的部件的尺寸之间关系的一个图表；
图20是表示所需的管体扩张量与本发明的密封组件的扩张部件的特征和尺寸之间关系的一个图表；
图21是本发明的的阳螺纹和阴螺纹接合的连接装置的一个变型的一个局部截面图；
图22是一个局部横截面图，其中示出了本发明的连接装置的带有阳螺纹的部分的具体结构；
图23是一个局部横截面图，其中示出了本发明带有阴螺纹的连接装置的变型的带有阴螺纹结构的细节；以及
图24是一个局部横截面图，其中示出了本发明的阳螺纹和阴螺纹的连接装置的螺纹具体结构。
实施例的描述
图1示出了钻过结构F的井孔WB的一种常规完成方法，其中利用水泥将依次设置的套筒部分11、12和13连接在井孔内较深的区域中。由于需要使套筒部分12下降以穿过套筒部分11，因此套筒部分12的外径必须小于套筒部分11的内径。当钻很深的井时，现有技术中的方法要求井在地面处具有较大的初始井孔以在临近地下生产层的位置处具有合适大的井孔。
图1示出了一个常规的衬式套筒完成方法。在一些井中，12和13中的一个或多个可一直延伸回地面而不是从上面紧挨着的套筒部分垂悬下来。在有些区域遇到的一些结构问题可能阻止使用这种常规的套筒方法，这是因为有破坏地下结构以及造成井循环的损失或者造成井失控的危险。
图2示出了被插入到钻过结构F的井孔WB中的套筒的钻具14。该钻具包括一系列相互连接在一起的套筒接头，诸如接头15、16、17和18，如图中所示，接头15、16、17和18被连接部分15a、16a、17a固定在一起以形成能够延伸到井面的细长钻具。所述套筒钻具14是由长度大约为40英尺的单个的套筒接头组成的，在毗连的套筒接头之间具有一个平头接合的连接部分。根据本发明，利用在内部通过本发明的套筒钻具14以及连接部分15a、16a和17a的锤压装置使套筒钻具14径向地扩张并与周围的井孔WB接合。
如图3中所示，铁块P在适合的作用力，诸如液体压力作用下被迫向下通过套筒钻具14，使该套筒钻具径向地扩张成与周围的井孔WB接合。在本发明的一种实施形式中，套筒钻具14径向地扩张直至该钻具内径的尺寸约等于在该套筒的扩张区域下方的井孔内径。套筒钻具14的内下表面具有减小的壁厚并且设有环形隆脊20，环形隆脊20用于固定下一个套筒钻具。
尽管所示的施加于套筒钻具14上的铁块P是从地面向下压向该套筒钻具的基部，但是应该理解的是，在实际应用中，所述锤压装置实际上也可被设置在该套筒钻具的基部处并且利用该套筒在适当位置处致动所述锤压装置以从该套筒的基部将该铁块压向井面。用于使该锤压装置通过井的特定装置以及该锤压元件的具体结构不是本发明的一部分。
图4示出了完全扩张到周围的井孔WB的套筒钻具14。
如图5中所示，铁块P被推进到第二套筒21的顶端，第二套筒21的最上面的部分在套筒14的最下面的部分内。套筒21的外径小于被扩张的套筒14的内径。
如图6中所示，套筒部段21被径向地扩张成与周围的结构F接合，而且利用在套筒部段21顶部和套筒部段14下端之间的锤压机械互锁结构以机械的方式使套筒部段21被固定。套筒部段21的顶部和套筒部段14的下部之间的连接方式是示范性的并不是本发明的一部分。随着套筒部段21的径向扩张，井孔WF沿着其整个长度通过一单个套筒钻具装上套筒，该套筒钻具的内径基本上等于有套筒钻具14在其中运行的初始井孔的内径。
图7示出了本发明的连接器的截面图，所述连接器用附图标记25表示。连接器25包括带有阳螺纹的部端26和带有阴螺纹的部端27。与带有阳螺纹的部分和带有阴螺纹的部分接合在一起的螺纹是沿着单一锥度形成的钩形螺纹。尽管为了描述本发明的连接和密封结构而示出一种特定的螺纹牙形和构形，但是应该理解的是，任何适合的螺纹形式都可用于本发明中。所述螺纹形式最好提供一种沿着单一锥度形成的可机械锁定的或钩形的螺纹。
连接器25包括一般用28表示的环形密封组件，该环形密封组件28包括环形弹性密封环29和环形间隔圈30。密封环和间隔圈被设置在环形沟槽31中，环形沟槽31形成在带有阴螺纹的部分27内的螺纹基部内。在一种优选的形式中，密封环29是由一种适合的弹性材料制成，如碳氟化合物，而间隔圈30是由一种弹性较小的材料制成，如含有特氟隆的化合物。
图7A示出了图7中所示的连接器25的环形密封组件28和带有阳螺纹的部分的前端构造的详细结构。图7A示出了在连接装置径向扩张之前连接装置中的环形沟槽31以及设置在环形沟槽31内的密封环和间隔圈之间的尺寸关系的一个示例。沟槽31具有深度31a和宽度31b。沟槽深度31a小于通常用于与具有环29的尺寸的密封环连接的标准沟槽的深度。一种常规的密封环和沟槽的连接装置提供大约11％-15％的压缩量，所述压缩量定义为密封环的横截面高度变化除以密封环的初始的且未变形的横截面高度。本发明的连接装置能够提供大约25％或更大的压缩量。
当带有阳螺纹的部分进入到带有阴螺纹的部分中时扩张环30跨接带有阳螺纹的部分和带有阴螺纹的部分之间的间隙以防止密封环29从沟槽中被压出并且进入到带有阳螺纹的部分的前端和带有阴螺纹的部分之间的间隙中。以这种方式选择沟槽宽度31b，即，在初始装配的过程中使密封件29受到压缩并且仅部分地充填沟槽31，从而可防止密封环被压到带有阳螺纹的部分和带有阴螺纹的部分之间的间隙中。
密封环29最好被这样定位，即，在扩张工具使位于间隔圈30下面的区域扩张之前首先能够使位于密封环下面的区域扩张。间隔圈30的存在能够在分隔工具通过该连接装置时防止密封环被压进间隙31c中。该连接装置的扩张增大了带有阳螺纹的部分26和带有阴螺纹的部分27的内半径但是却没有大大地减小沟槽深度31a。但是，这种扩张减小了沟槽宽度31b。结果是，该扩张过程减小了限定在环形沟槽31和带有阳螺纹的部分26的外表面之间的总体积。
从图7B中还可看出，扩张过程可减小沟槽体积使弹性密封环29过度充填沟槽31。扩张环30在扩张过程中保持与带有阳螺纹的部分的外表面接触，防止密封环29进入在沟槽扩张环一侧上的在带有阳螺纹的部分26和带有阴螺纹的部分27之间的间隙中。但是密封环可自由地扩张到在沟槽相对一侧处的间隙31d中。密封环被压入到间隙31d中可能出现在初始扩张过程中，还可能出现在带有阳螺纹的部分26按照扩张工具的通道从带有阴螺纹的部分27回缩之后。所形成的密封环29的挤压密封区域29a在扩张的带有阳螺纹的部分和带有阴螺纹的部分之间辅助提供密封。
仅在密封环31的一侧上使用一单个间隔圈30，而不是在密封环的每一侧上使用间隔圈，能够使压缩密封环从沟槽31被压出，从而可增强在连接部件之间的密封效果。单个间隔圈能够在组装和扩张过程中使密封环保持定位并且不会限制将密封环压到在连接装置扩张后所产生的间隙中。
图8示出了连接装置的一种变型的截面图，该连接装置一般用附图标记32表示。本发明的连接装置32包括带有阴螺纹的部端33和带有阳螺纹的部端34。环形密封组件35设置在带有阳螺纹的部分34的螺纹基部，以在外部井孔环境和连接器32的被接合螺纹区域之间提供密封。密封组件35包括设置在环形沟槽35a内的环形弹性密封环36和环形间隔圈37。带有阴螺纹的连接部分33的基部设有防止在管式连接器内的该区域的压力泄露的环形密封组件38。环形密封组件38包括弹性密封环39和环形间隔圈40。
图8A示出了密封组件35的详细结构。结合图7A和图8A可以看出，密封组件28和35没有完全充填将它们定位于其中的沟槽31和35a。下面详细描述在密封组件和沟槽之间的尺寸关系的目的。
图9示出了铁块P以及铁块P通过本发明的连接器32前行的情况。随着铁块P从该连接器的带有阳螺纹的部分朝向带有阴螺纹的部分前进出现所述扩张过程。可以理解的是，当铁块首先使带有阴螺纹的部分扩张接着使带有阳螺纹的部分扩张时，所述扩张过程是相反的。
图9A详细地示出了当连接装置扩张时密封组件35的操作。在该初始扩张过程中，间隔圈37辅助限制密封环36的移动以防止密封环受损，并且在后面的扩张过程中为密封环36抵靠其径向地向外扩张提供支撑表面，从而在带有阳螺纹的连接部分和带有阴螺纹的连接部分之间保持密封。图9A还示出了带有阳螺纹的部分和带有阴螺纹的部分的钩形螺纹之间的锁定接合情况，这辅助在扩张过程中和扩张过程后防止带有阳螺纹的部分和带有阴螺纹的部分之间的连接。所述螺纹形式设有负的载荷螺纹面以达到这个目的。本发明的一个实施例所用的带有阳螺纹的部分和带有阴螺纹的部分的螺纹具有0.2000in/in的螺距；使连接效率达到最大的螺纹高度(没有螺纹干涉)；以及能够使连接的整个长度达到最佳的螺纹锥度。本发明的一种能够适合使扩张量达到管外径的20％的优选连接装置所采用的螺纹形式，包括每英寸五个螺纹、锥度为每英尺1英寸、螺纹高度为0.050英寸、一个负的载荷螺纹面以及一个正插入螺纹面(positive stab flank)。应该理解的是，也可使用能够在扩张的带有阳螺纹和带有阴螺纹的连接之间实现所需保持的其它螺纹形式和锁定结构。
图10详细地示出了密封组件38的扩张情况。图10A示出了组件38的密封区域的具体细节。在连接器扩张之前，可以看出，密封环31和间隔圈40所占体积小于由环形沟槽39和带有阳螺纹的部分的前端所限定的所有体积。在带有阳螺纹的部分的前端扩张的初始阶段中带有阳螺纹的部分的前端径向向内偏离周围的带有阴螺纹的连接部分。内倒角抗扭肩部39a形成在带有阴螺纹的部分33的螺纹基部处。如在下面将更详细描述的，肩部39a在该连接装置已充分扩张后将带有阳螺纹的部端的反向成锥度的前端夹持在其扩张位置处。
图11示出了本发明的带有阴螺纹的部分50的具体细节。将在该带有阴螺纹的部分的端面处的壁厚尺寸BW保持成，围绕该带有阴螺纹的部分的整个周边是保持均匀的，以防止在带有阴螺纹的部分出现较薄的壁区域。对用BE表示的外部区域的适合长度进行机加工以确保区域BE的壁厚在带有阴螺纹的部分的整个周边区域上是均匀的。在外径为5.5英寸的齐平接头管的带有阴螺纹的部分中，尺寸BE可大约为1.5英寸或更大。对于5.5英寸管的尺寸BW最好大于0.055英寸。在带有阴螺纹的部分的表面处的连接筒体的最小壁厚与最大壁厚之间的比值最好大于或等于0.700。通常，优选的连接包括使用筒体壁厚大于0.055英寸并且在带有阴螺纹的部分的表面处的连接筒体的最小壁厚与最大壁厚之间的比值最好大于0.700。具有这样设计形式的连接装置可防止连接装置在扩张过程中开裂。对于待用于本发明的方法中的大多数套筒尺寸，通过从表面对带有阴螺纹的部分的外径机加工成最小长度为1.5英寸以及利用满足壁厚和壁厚比值的测厚规进行具体地检测可满足这些尺寸。也可使用能够确保壁厚均匀的其它任何适合的技术。
带有阴螺纹的连接部分50最好包括环形沟槽51，其中该沟槽的横截面积52大于或等于带有阴螺纹的部分的临界横截面积53。
图12示出了本发明的带有阳螺纹的部分60的具体结构。使带有阳螺纹的部分的前端61成锥度，以与形成在带有阴螺纹的部分的螺纹基部处的内倒角抗扭肩部接合并被夹持于其内。对从带有阳螺纹的部分的前端向后延伸的内部区域PE进行机加工以确保带有阳螺纹的部分具有适合且均匀的壁厚。在用于5.5英寸的外径齐平接头管的连接器中，区域PE可约为1.5英寸。带有阳螺纹的部分的前端厚度PW最好大于或等于0.050英寸。沟槽64的在63处的横截面积大于或等于带有阳螺纹的部分的在65处的临界横截面积。
参见图12A，其中示出了带有阳螺纹的部分的端部结构的具体细节，在带有阳螺纹的部分上以机加工的方式形成一个过渡角T以便在将带有阳螺纹的部分装配到带有阴螺纹的部分中的连接过程中能够使环形密封环滑入就位。在本发明的一个优选形式中，角度T可约为10°。带有阳螺纹的部分的端部的锥角N可约为15°。
图13示出了本发明的带有阴螺纹的沟槽的截面中的具体细节。所示弹性O形圈(密封环)71与在环形沟槽73内的环形间隔圈(定位环)72相邻。可以看出，在该连接装置的带有阳螺纹的部分和带有阴螺纹的部分接合之前，密封环71径向向内地延伸到沟槽之外。间隔圈72径向延伸并且延伸的尺寸与沟槽73的径向尺寸基本相等。密封环71延伸到沟槽表面以外的径向延伸量用尺寸V表示。在进行连接过程中，定位环72为密封环71提供一个轴向支撑表面。这能够防止密封环71在连接过程中会由于接合在沟槽壁中而被削薄或者撕裂。在本发明的一种形式中，选择在所有管直径上与带有阳螺纹的部分的前端干涉的定位环并且半径方向上的干涉量在0.002英寸至0.006英寸的范围内。在所有管直径上的在带有阴螺纹的部分的后部筒体与带有阳螺纹的部分的前端筒体之间的初始间隙在0.006英寸至0.014英寸的范围内。
图14示出了本发明的连接装置在带有阳螺纹的部分进入到带有阴螺纹的部分中的过程中的连接情况。在该位置处，带有阳螺纹的部分的前端滑动到密封环71的下方并且移动到定位环72中。在所示的本发明的形式中，带有阳螺纹的部分的前端的外径和定位环的内径之间的半径方向上的干涉量在0.002英寸至0.010英寸的范围内。在进行连接的过程中定位环将密封环固定在沟槽中。
图15和图16示出了本发明的间隔圈65的具体细节。为与一个外径为5.5英寸的连接装置结合使用，该间隔圈的内径为4.994英寸、外径为5.104英寸、厚度为0.055英寸以及宽度为0.067英寸。在本发明的一个优选形式中，定位环65是由具有25％的玻璃纤维填充物的纯特氟隆制成。去除定位环上的所有锐边以辅助使其容易地通过沟槽并且能够防止相邻的密封环受损。对于定位环65也可使用其它的组分，包括100％的特氟隆组分。
图17和图18示出了用于本发明的密封组件中的弹性环形密封环66。密封环可由任何适合的材料构成，诸如肖氏A级硬度在70-75范围内的V 747-75氟碳化合物。
图19是表示管体的扩张百分比与本发明的密封环、沟槽宽度和间隔圈的特征或尺寸之间的关系的一个图表。如图19中所示，扩张百分比为10的管体设有横截面尺寸为0.070英寸±0.003英寸的密封环(“O形圈”)。当与间隔圈(“定位环”)结合使用时，用于密封件的沟槽宽度为0.156英寸±0.002英寸。在选择所示的O形圈时，定位环所占据的体积应该大于沟槽体积的49.5％。O形圈所占据的体积应该小于沟槽体积的41％。在密封环和定位环组合时，未充填的体积小于沟槽体积的9.5％。图19提供了对于管扩张量与O形圈横截面尺寸、沟槽宽度和环体积的各种组合形式的密封环、O形圈和沟槽尺寸之间的关系。
图20是表示管体的扩张百分比、密封环横截面尺寸、带有定位环的沟槽宽度和在连接装置扩张之前和扩张之后的压缩百分比之间的关系的一个图表。这样，对于扩张百分比为10的管体，O形圈的横截面尺寸为0.070英寸±0.003英寸、带有定位环的沟槽宽度为0.156英寸±0.002英寸、在扩张之前的压缩百分比大于28.0以及在扩张之后的所需压缩百分比大于26.0。利用O形密封圈的直径在扩张过程的初始的10％的阶段减小10％并且在扩张过程的最后的20％的阶段再减小5％的假设条件，计算O形圈的压缩量。O形密封圈和定位环的体积在扩张过程中将保持恒定。沟槽直径和带有阳螺纹的部分的前端筒体直径将以1比1的扩张百分比扩张。沟槽宽度将在扩张过程中减小。在安装O形圈和定位环后限制未被充填的总沟槽体积将适应扩张过程以使在被接合的且扩张的带有阳螺纹的部分和带有阴螺纹的部分之间的区域被O形密封圈跨接。
图21示出了本发明的连接装置的一种变型形式70。连接装置70包括带有阳螺纹的连接部分71和带有阴螺纹的连接部分72。带有阳螺纹的部分71的前端区域73设有能够与形成在带有阴螺纹的部分中的倒角抗扭肩部74接合的倒角成锥度面。可被压缩的密封组件75设置在形成于带有阴螺纹的部段72中的沟槽中。带有阳螺纹的部段71和带有阴螺纹的部段72的内径沿着用TA表示的区域径向地向外成锥度。在5.5英寸外径连接装置中，长度TA大约为2.4英寸。在该连接装置中，连接效率等于45.11％；管体面积等于4.9624平方英寸；带有阴螺纹的部分的临界面积等于2.2384平方英寸；带有阳螺纹的部分的临界面积等于3.1036平方英寸；剪切力面积等于2.7980平方英寸；螺纹面的面积等于5.6632平方英寸；支承面积等于3.2677平方英寸；抗扭肩部面积等于1.2252平方英寸；以及最大屈服扭矩等于4246英尺磅。
图22示出了连接装置70中的其它具体细节。可以看出，带有阳螺纹的连接部分包括大约为2°的锥角L，所述锥角L从带有阳螺纹的部分的前端朝向带有阳螺纹的连接部分的主体向后延伸大约1.2英寸。
图23示出了连接装置70的带有阴螺纹的连接部分的具体细节。带有阴螺纹的部段包括大约为2°的角度M，提供了该部段的内锥度并且从抗扭肩部延伸大约1.2英寸。该连接装置包括钩形螺纹，钩形螺纹具有在带有阴螺纹的部分的螺纹中切割出来的密封环沟槽75a以容纳密封组件。
图24示出了作为可用于本发明的连接器中的一种螺纹形式的钩形螺纹结构的具体细节。所述螺纹是沿着带有螺纹的区域的单一锥度76形成的，并且螺纹面77平行于所述锥度。该螺纹具有负的载荷螺纹面78和正插入螺纹面79。
这里所述的本发明的优选形式最好是以一种整体式接合结构在管上进行机加工而形成的，其中在管的一个光管口上机加工出带有阳螺纹的连接部分，而在管的另一个光管口上机加工出带有阴螺纹的连接部分。也可采用其它的实施例。例如，利用可从内部加粗和/或从外部加粗的管的一端或两端代替光管口。另外，不是在管的一端上加工出阳螺纹以及在管的另一端上加工出阴螺纹，而是可在管的两端上都加工出阳螺纹和/或阴螺纹并且利用一种阳螺纹与阳螺纹的连接方式或者阴螺纹与阴螺纹的连接方式进行连接。在这后一种结构中的管端可是光管口和/或从内部加粗和/或从外部加粗的端部。
如果需要的话，管端可被扩张和/或锻制。该管可被攻成阴螺纹接着阳螺纹的螺纹形式并且利用被攻成阳螺纹接着阴螺纹的螺纹形式的连接器进行连接。应该理解的是，带有阳螺纹的连接部分和带有阴螺纹的连接部分的外径不必是相同的。连接装置的螺纹也不必是沿着单一锥度被加工出来。如果需要的话，可将所述螺纹制成没有锥度，或者可提供两条在径向上分开的螺纹。在这种具有两条螺纹的结构中，螺纹可是直形的或锥形的，或者是直形和锥形的组合。
尽管本发明的优选形式没有采用径向螺纹干涉，但是螺纹可具有这样的不会在一种适合的设计中产生不良影响的径向螺纹干涉。另外，如果需要的话，螺纹可采用“楔形螺纹”类型，其中插入螺纹面和负的载荷螺纹面都是钩形的。
在使用楔形螺纹的情况下，可不需要设置在带有阴螺纹的部分中的倒角抗扭肩部。在这样的应用中的抗扭肩部可是通常为90度角的肩部或者可完全免除。类似地，如果带有阳螺纹的部分的前端长度足够长，那么也可不需要设置倒角抗扭肩部。
如果需要的话，连接装置可设有一位于带有阴螺纹的部分的表面处的外部抗扭肩部和/或一在两条螺纹之间设置的中间抗扭肩部。
带有阴螺纹的连接部分在带有阳螺纹的连接部分和带有阴螺纹的连接部分之间的界面处的内径可大于带有阳螺纹的连接部分的内径，前提是在带有阳螺纹的部分和带有阴螺纹的部分的两个内径之间提供一种光滑且逐渐变化的过渡。倘若扩张装置是沿着一个离开具有阳螺纹连接部分的管并进入具有阴螺纹连接部分的管端的方向移动，那么在需要的情况下，带有阴螺纹的连接部分在带有阳螺纹的连接部分和带有阴螺纹的连接部分之间的界面处的内径可大于带有阳螺纹的连接部分的内径并且没有光滑且逐渐变化的过渡。
上述内容和示例说明了所选的本发明实施例。有鉴于此，本领域普通技术人员可以针对这些实施例进行各种改进和变型，所有这些改进和变型都将包含在本发明的保护范围内。

Claims (37)

1.一种用于对在相邻的管状体之间的连接进行密封的方法，所述方法包括下列步骤：
将第一管状体的轴向端部放置于第二管状体的轴向端部开口之内，从而在所述本体之间限定一个环形区域；
在所述第一管状体和第二管状体之间的所述环形区域内放置密封部件；以及
使所述第一管状体和第二管状体径向地扩张以对在所述第一管状体和第二管状体之间的所述密封部件进行压缩，以使在所述第一管状体和第二管状体之间的环形区域得到密封。
2.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述密封部件包括弹性密封圈和单独的间隔圈。
3.如权利要求2所述的方法，其特征在于，所述密封圈包括碳氟化合物，所述间隔圈包括含特氟隆的化合物。
4.一种用于在可伸缩地接合的管状体之间形成密封的方法，所述方法包括下列步骤：
在第一和第二可伸缩地接合的管状体之间的重叠环形区域内放置密封部件；以及
使所述第一和第二管状体径向地扩张以对所述密封部件进行压缩，用于在所述重叠环形区域中在所述第一和第二管状体之间形成密封。
5.如权利要求4所述的方法，其特征在于，所述密封部件包括弹性密封圈和单独的间隔圈。
6.如权利要求4所述的方法，其特征在于，所述密封部件被设置在环形沟槽中，所述环形沟槽形成于所述重叠环形区域内的其中一个所述本体内。
7.如权利要求5所述的方法，其特征在于，所述密封圈包括碳氟化合物，所述间隔圈包括含特氟隆的化合物。
8.如权利要求6所述的方法，其特征在于，所述密封圈的压缩量在所述管状体扩张之前大于15％。
9.一种用于对可伸缩地接合的管状体进行密封的方法，所述方法包括下列步骤：
将第一管状体的轴向端部插入到较大直径的第二管状体的轴向端部开口中，从而使所述第二本体在与所述第一和第二管状体的轴向端部相邻的轴向延伸环形区域内叠盖在所述第一本体上；
在所述第一和第二管状体之间的环形区域内放置可变形的密封部件；
使所述第一和第二管状体径向地扩张；以及
在所述扩张步骤中压缩所述密封部件以在所述环形区域内在所述第一和第二管状体之间形成密封。
10.如权利要求9所述的方法，其特征在于，所述密封部件包括弹性密封圈和单独的间隔圈。
11.如权利要求10所述的方法，其特征在于，所述密封部件被设置在环形沟槽中，所述环形沟槽形成于所述重叠区域内的其中一个所述本体内。
12.如权利要求11所述的方法，其特征在于，所述密封圈的压缩量在所述管状体扩张之前大于15％。
13.一种用于对在带有阳螺纹的管状部件和带有阴螺纹的管状部件之间的接合螺纹的连接装置进行密封的的方法，所述方法包括下列步骤：
在所述带有阳螺纹的管状部件和所述带有阴螺纹的管状部件之间限定的环形区域内放置密封部件；以及
使所述带有阳螺纹的管状部件和所述带有阴螺纹的管状部件径向扩张以压缩所述密封部件，从而在环形区域内形成密封以阻止流体轴向地流过所述环形区域。
14.如权利要求13所述的方法，其特征在于，所述密封部件包括弹性密封圈和单独的间隔圈。
15.如权利要求14所述的方法，其特征在于，所述密封部件被设置在环形沟槽中，所述环形沟槽形成于所述环形区域内的其中一个所述部件内。
16.如权利要求15所述的方法，其特征在于，所述密封圈的压缩量在所述管状体扩张之前大于15％。
17.如权利要求16所述的方法，其特征在于，所述密封圈包括碳氟化合物，所述间隔圈包括合特氟隆的化合物。
18.一种制造在带有阳螺纹的管部和带有阴螺纹的管部之间的可径向地扩张且被密封连接的方法，所述方法包括下列步骤：
以螺纹接合的方式使带有阳螺纹的管部接合在带有阴螺纹的管部中以在所述带有阳螺纹的管部和所述带有阴螺纹的管部之间形成环形接合区域；
在所述带有阳螺纹的管部和所述带有阴螺纹的管部之间的环形接合区域内放置环形密封部件；以及
使所述带有阳螺纹的管部和所述带有阴螺纹的管部在所述接合区域中径向地扩张以压缩在所述接合区域内的密封部件，用于形成阻止流体轴向流过所述接合区域的密封。
19.如权利要求18所述的方法，其特征在于，所述密封部件包括弹性密封圈和单独的间隔圈。
20.如权利要求19所述的方法，其特征在于，所述密封部件被设置在所述带有阳螺纹的管部或所述带有阴螺纹的管部内的环形沟槽中。
21.如权利要求20所述的方法，其特征在于，所述密封圈的压缩量在所述带有阳螺纹的管部和所述带有阴螺纹的管部接合扩张之前大于15％。
22.一种用于螺纹连接器的密封包括：
一用于容纳外部带有阳螺纹的连接器的内部带有阴螺纹的管状连接器；
一形成在所述带有阴螺纹的连接器的内表面中的环形沟槽；
一设置在所述沟槽中的环形弹性密封元件，当所述带有阳螺纹的连接器被容纳在所述带有阴螺纹的连接器内时，所述环形弹性密封元件用于接合所述带有阴螺纹的连接器并对其进行密封；以及
一设置在所述沟槽中的环形间隔圈，从而当所述带有阳螺纹的连接器被容纳在所述带有阴螺纹的连接器内时，所述间隔圈与所述密封元件接合以将所述密封元件保留在所述沟槽内。
23.如权利要求22所述的密封，其特征在于，所述密封元件的压缩量大于15％。
24.如权利要求23所述的密封，其特征在于，所述密封元件包括碳氟化合物，所述间隔圈包括含特氟隆的化合物。
25.如权利要求23所述的密封，其特征在于，所述沟槽形成于所述带有阴螺纹的连接器内，并且所述密封元件被设置在所述间隔圈和所述带有阴螺纹的连接器的表面之间，从而当所述带有阳螺纹的连接器被以螺纹接合的方式容纳在所述带有阴螺纹的连接器中时，所述带有阳螺纹的连接器前端在与所述间隔圈接合之前与所述密封元件接合。
26.一种用于螺纹连接器的密封，其包括：
一用于接合在内部带有阴螺纹的连接器内的外部带有阳螺纹的连接器；
一形成在所述带有阳螺纹的连接器的外表面上的环形沟槽；
一设置在所述沟槽中的环形弹性密封元件，当所述带有阳螺纹的连接器接合在所述带有阴螺纹的连接器内时，所述环形弹性密封元件用于接合所述带有阴螺纹的连接器并对其进行密封；以及
一设置在所述沟槽中的环形间隔圈，当所述带有阳螺纹的连接器接合在所述带有阴螺纹的连接器内时，所述间隔圈与所述密封元件接合以将所述密封元件保留在所述沟槽内。
27.如权利要求26所述的密封，其特征在于，所述密封元件的压缩量大于15％。
28.如权利要求27所述的密封，其特征在于，所述密封元件包括碳氟化合物，所述间隔圈包括含特氟隆的化合物。
29.一种用于可径向扩张的连接组件的密封机构，其包括：
一带有阳螺纹的部件；
一带有阴螺纹的部件，所述带有阴螺纹的部件适于可伸缩地地容纳所述带有阳螺纹的部件以在所述带有阳螺纹的部件和所述带有阳螺纹的部件之间形成重叠的环形区域；
一在所述区域内由所述带有阳螺纹的部件或所述带有阳螺纹的部件中的一个所带有的环形沟槽，所述沟槽在所述重叠区域内限定了一个环形容积；以及
一设置在所述沟槽中的环形且可变形的密封部件，在所述连接组件扩张之前所述密封部件所占据的体积小于所述沟槽的全部环形体积，随着所述连接组件的径向扩张，所述密封部件所占据的所述环形体积的百分比更大，以在所述重叠区域形成密封。
30.如权利要求29所述的密封机构，其特征在于，所述密封部件包括弹性密封圈和单独的间隔圈。
31.如权利要求30所述的密封机构，其特征在于，所述密封圈的压缩量在所述连接组件径向扩张之前大于15％。
32.如权利要求31所述的密封机构，其特征在于，所述密封圈包括碳氟化合物，所述间隔圈包括含特氟隆的化合物。
33.一种用于阴阳螺纹连接的密封，其包括：
一带有轴向地和径向地延伸的外部阳螺纹的部分；
一带有轴向地和径向地延伸的内部阴螺纹的部分，所述带有阴螺纹的部分适于以螺纹接合的方式容纳所述带有阳螺纹的部分，以在所述带有阳螺纹的部分的接合外表面和所述带有阴螺纹的部分的接合内表面之间形成环形表面；
一在所述带有阴螺纹的部分的所述内表面内的环形凹槽；以及
一设置在所述凹槽中的环形密封部件，当所述带有阳螺纹的部分被容纳在所述带有阴螺纹的部分内时，所述密封部件的最大平均轴向尺寸至少比所述凹槽的最大平均轴向尺寸小5％。
34.如权利要求33所述的密封，其特征在于，所述密封部件包括弹性密封圈和单独的间隔圈。
35.如权利要求34所述的密封，其特征在于，所述密封圈在所述凹槽中的压缩量在所述带有阳螺纹的连接部分和带有阴螺纹的连接部分径向扩张之前大于15％。
36.如权利要求35所述的密封，其特征在于，所述密封圈包括碳氟化合物，所述间隔圈包括含特氟隆的化合物。
37.一种用于在带有阳螺纹的连接部分和带有阴螺纹的连接部分之间形成密封的方法，所述方法包括下列步骤：
将密封部件设置在环形沟槽中，所述环形沟槽形成在带有阴螺纹的连接部分内；
使带有阳螺纹的连接部分接合在所述带有阴螺纹的连接部分中，以在带有阳螺纹的连接部分和带有阴螺纹的连接部分之间形成重叠的环形区域，所述沟槽落入在所述重叠区域内并且当所述带有阳螺纹的连接部分完全接合在所述带有阴螺纹的连接部分中时所述密封部件所占据的体积小于所述沟槽体积的95％；以及
使所述带有阳螺纹的连接部分和带有阴螺纹的连接部分在所述重叠区域中径向地扩张，以压迫所述密封部件使之与所述带有阳螺纹的连接部分接合，从而使所述密封部件所占据的体积基本上为所述沟槽体积的100％。
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