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KR101945656B1 - 오일 파이프 및 가스 파이프와 같은 파이프용 나사산 구비 연결부 - Google Patents

오일 파이프 및 가스 파이프와 같은 파이프용 나사산 구비 연결부 Download PDF

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KR101945656B1
KR101945656B1 KR1020177022545A KR20177022545A KR101945656B1 KR 101945656 B1 KR101945656 B1 KR 101945656B1 KR 1020177022545 A KR1020177022545 A KR 1020177022545A KR 20177022545 A KR20177022545 A KR 20177022545A KR 101945656 B1 KR101945656 B1 KR 101945656B1
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KR
South Korea
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pin
box
seal
tube
torque shoulder
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멀 이 에반스
비텐베르헤 예룬 스테인 율리안 판
Original Assignee
아르셀러미탈 튜블러 프로덕츠 룩셈부르크 에스.에이.
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Publication date
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Abstract

본 발명은 나사산 구비 연결부에 관한 것으로, 상기 나사산 구비 연결부는, 핀 (20) 을 구비하는 제 1 튜브 (10) 를 포함하고, 상기 핀은 핀 나사부들 (22), 원주방향으로 오목한 외부 핀 표면, 및 자유 단부 (26) 에의 핀 토크 숄더를 구비하고, 상기 오목한 외부 핀 표면은 핀 시일 표면 (24), 및 상기 핀 시일 표면 (24) 으로부터 핀 토크 숄더 (26) 까지의 연속 연장부를 포함한다. 제 2 튜브 (100) 는 박스 (120) 를 구비하고, 상기 박스는 핀 나사부들과 상호작용하는 박스 나사부들 (122), 원주방향 내부 박스 표면 및 박스 토크 숄더 (126) 를 구비한다. 내부 박스 표면은 방사상 내측으로 연장되는 박스 시일 표면 (124) 을 구비하고, 핀 시일 표면 (24) 은 박스 시일 표면 (124) 과 접촉하여 시일부를 규정한다. 시일부는 핀 토크 숄더 및 박스 토크 숄더가 접촉될 때에 자유 단부로부터 이격되고, 연속 연장부는 시일부로부터 핀 토크 숄더까지 계속된다. 나사산 구비 연결부를 구성하는 방법이 또한 제공된다.

Description

오일 파이프 및 가스 파이프와 같은 파이프용 나사산 구비 연결부{THREADED CONNECTION FOR PIPES, SUCH AS OIL AND GAS PIPES}
본 발명은, 오일 및 천연 가스 산업에서 사용되는 것과 같이, 나사산 구비 파이프들 및 이러한 파이프들용의 커네터들에 관한 것이다. 예를 들어, 파이프는, 커넥터의 일 단부에서 박스 내로 끼움장착되는 핀을 갖는 단부를 구비할 수 있고, 파이프 및 커넥터는 나사산결합에 의해 연결된다. 커넥터는 다른 핀을 갖는 다른 파이프용의 제 2 박스를 구비할 수 있어서, 파이프 및 다른 파이프는 커넥터를 통해 연결된다.
U.S. 특허 제 4,623,173 호는 오일 파이프들용 나사 조인트 커플링을 개시한다. 메인 시일 부분에는 수형 나사의 단부에서 축선방향으로 볼록한 시일 부분과, 암형 나사의 내부 측면에서 테이퍼링되는 시일 부분이 제공되고, 수형 나사의 단부 파트가 암형 나사의 내부 측면에 형성된 스토퍼의 단부 부분과 버팅 (butting) 된다.
U.S. 특허 제 7,334,821 호는 수형 나사산 구비 요소 및 암형 나사산 구비 요소를 구비하는 나사산 구비 관형 연결부를 개시한다. 수형 나사산 구비 요소는 수나사 및 자유 단부를 구비하고, 수나사와 자유 단부 사이에는 나사산이 없는 립이 있다. 암형 나사산 구비 요소는 내부 테이퍼링된 암나사, 및 상기 암나사와 러그 사이에 나사산이 없는 부분을 구비한다. 암형 나사산 구비 요소는 환형 축선방향 접합 표면을 포함한다. 암나사 내에 수나사를 완전히 조립한 후에, 자유 단부는 환형 축선방향 접합 표면을 지탱하고, 다른 베어링 표면은 반경방향으로 간섭하고, 또한 금속-금속 시일 표면들을 구성하기 위해 금속-금속 접촉 압력 하에 있다.
'821 특허에서, 다른 축선방향 접합 표면은 따라서 수형 나사산 구비 요소의 자유 단부의 전방 표면에 형성되고, 단일 립 시일 표면은 나사의 단부로부터 축선방향 거리에서 립 상에 배치된다. 립은, 원위 축선방향 접합 표면과 단일 립 시일 표면 사이에서, 립 시일 표면과 구별되는 암형 나사산 구비 부재를 향하는 주변 표면을 구비하는 부가물을 포함한다.
파이프와 같은 핀을 갖는 나사산 구비 튜브와 커넥터와 같은 박스를 구비하는 나사산 구비 튜브 사이의 연결부의 구성 동안, 이하의 시퀀스가 발생한다: (1) 파이프 상의 핀은 나사산이 터치부를 형성할 때까지 커넥터 내로 끼워지고 (stabbed); (2) 그런 다음, 핀은 "핸드 타이트" 로 불리는 위치를 규정하기 위하여, 핀 시일 표면이 박스 시일 표면에 처음 터치될 때까지 박스 내로 나사결합되며; (3) 핀은 "숄더 타이트" 로 불리는 위치를 규정하기 위하여 핀의 단부, 이른바 토크 숄더가 단지 박스 상의 대응 토크 숄더에 터치될 때까지 박스 내로 추가로 나사결합되며, 핸드 타이트로부터 숄더 타이트로의 이러한 추가의 터닝은 핀 시일과 박스 시일 사이에서 인터피어런스 피트 (interference fit) 를 유발하고; 또한 (4) 핀은 "파워 타이트" 로 불리는 최종 구성 위치를 결정하기 위하여 추가의 토크를 형성하도록 추가로 타이트닝된다.
연결부가 핸드 타이트에 있을 때에 핀 토크 숄더와 박스 토크 숄더 사이의 거리는 "스탠드오프" 라 불리고, 스탠드오프는 일단 숄더 타이트 위치에 도달되면 제거된다. 많은 양의 스탠드오프는 문제를 일으킬 수 있다: 스탠드오프가 제거되면서, 시일 표면들이 접촉 상태에 있게 된다. 큰 스탠드오프에 의해 유발된 많은 터닝이 시일 표면들의 갤링 (galling) 을 유발할 수 있고, 따라서 시일부들을 위태롭게 한다.
핀의 단부로부터 더 멀리 떨어진 시일부에서의 핀과 박스의 최대 접촉 응력의 거리는 또한 시일을 개선하는데 바람직할 수 있다.
본 발명의 목적은 스탠드오프의 양을 제한하지 않으면서 최대 접촉 응력의 지점이 핀의 단부로부터 충분히 떨어진 시일부를 제공하는 것이다. 대안의 또는 추가의 목적은 제조하기 쉬운 연결부를 제공하는 것이다.
본 발명은 핀을 구비하는 제 1 튜브를 포함하는 나사산 구비 연결부를 제공하고, 핀은 핀 나사부, 원주방향으로 오목한 외부 핀 표면, 및 자유 단부에의 핀 토크 숄더를 구비한다. 오목한 외부 핀 표면은 핀 시일 표면 및 상기 핀 시일 표면으로부터 핀 토크 숄더로의 연속 연장부를 포함한다. 제 2 튜브는 박스를 구비하고, 상기 박스는 박스 나사부들, 원주방향 내부 박스 표면 및 박스 토크 숄더를 구비하고, 상기 내부 박스 표면은 방사상 내측으로 연장하는 박스 시일 표면을 구비한다. 핀 시일 표면은 박스 시일 표면과 접촉하여 시일부를 규정하고, 시일부는 핀 박스 토크 숄더 및 박스 토크 숄더가 접촉할 때에 자유 단부로부터 이격되며, 연속 연장부는 시일부로부터 핀 토크 숄더로 계속된다.
따라서, 연속 오목한 외부 핀 표면은 유리하게는 단일 표면을 제공하고, 상기 단일 표면을 따라서, 내부 박스 표면은 시일부를 형성하도록 상호작용할 수 있고, 최대 접촉 응력이 작은 스탠드오프를 갖는 단부로부터 멀리 있는 시일부가 형성될 수 있다. 갤링은 감소되면서, 훌륭한 시일을 여전히 제공할 수 있다. 또한, 종래 기술의 별개의 표면들에 필요한 정밀도가 회피될 수 있고, 양자의 제조 및 구성이 간략화될 수 있다.
나사산 구비 연결부의 이하의 추가의 특징들은 단독으로 또는 다른 추가의 특징들과 조합하여 이점들을 가질 수도 있다:
핀 시일 표면은 자유 단부를 향해 방사상 내측으로 연장되는 반면, 연장부는 자유 단부에서 방사상 외측으로 만곡된다;
핀 및/또는 박스 토크 숄더는 단면이 V 형상이다;
핀 나사부들은 더블 스타트 나사부들이다;
제 1 튜브는 파이프이고, 제 2 튜브는 제 2 단부 상의 박스와 유사한 제 2 박스를 가지는 커넥터이다;
파워 타이트 구성 시에 최대 접촉 응력의 지점에서 핀 시일 표면 반경 및 박스 시일 표면 반경에 접하는 라인은 제 1 튜브 및 제 2 튜브의 종방향 축선들과 5 ~ 15 도의 각도를 형성하고, 가장 바람직하게는 10 도인 각도를 형성한다;
핀의 단부로부터 시일부의 최대 응력 접촉 지점까지의 거리는 바람직하게는 0.5 ~ 1.5 in 이고, 가장 바람직하게는 1 in. 이다.
또한, 본 발명은 나사산 구비 연결부를 구성하기 위한 방법을 제공하고, 상기 나사산 구비 연결부는 핀을 구비하는 제 1 튜브, 및 박스를 구비하는 제 2 튜브를 포함하고, 상기 핀은 핀 나사부, 원주방향 오목한 외부 핀 표면, 및 자유 단부에의 핀 토크 숄더를 구비하고, 오목한 외부 핀 표면은 핀 시일 표면과, 상기 핀 시일 표면으로부터 핀 토크 숄더까지의 연속 연장부를 포함하고, 상기 박스는 박스 나사부, 원주방향 내부 박스 표면 및 박스 토크 숄더를 구비하고, 상기 내부 박스 표면은 방사상 내측으로 연장되는 박스 시일 표면을 구비한다. 방법은, 핀 나사부와 박스 나사부가 접촉할 때까지, 제 1 튜브를 제 2 튜브 내로 끼우는 단계; 외부 핀 표면이 내부 박스 표면과 접촉하고, 핀 토크 숄더가 스탠드오프 거리만큼 박스 토크 숄더로부터 이격될 때까지, 핀 나사부와 박스 나사부를 통해 제 1 튜브를 제 2 튜브 내로 나사결합시키는 단계; 핀 토크 숄더가 숄더 타이트 위치에서 박스 토크 숄더에 막 접촉하고, 핀 시일 표면이 박스 시일 표면과 접촉하여 시일부를 규정하며, 상기 시일부가 숄더 타이트 위치에서 자유 단부로부터 이격될 때까지 제 1 튜브를 제 2 튜브 내로 추가로 나사결합시키는 단계; 및 최종 구성 위치를 규정하기 위해 숄더 타이트 위치 이후에 제 1 튜브를 제 2 튜브 내로 추가로 더 나사결합시키는 단계를 포함한다.
상기 방법의 이하의 추가의 특징들은 단독으로 또는 다른 추가의 특징들과 조합하여 이점들을 가질 수도 있다:
추가로 나사결합시키는 단계 동안 턴들의 수는 0.5 회 미만이다;
스탠드오프 거리는 0.02 인치 ~ 0.25 이다;
핀 시일 표면이 자유 단부를 향해 방사상 내측으로 연장되는 반면, 연장부는 자유 단부에서 방사상 외측으로 만곡된다;
핀 및/또는 박스 토크 숄더는 단면이 V 형상이다;
핀 나사부들은 더블 스타트 나사부들이다;
제 1 튜브는 파이프이고, 제 2 튜브는 제 2 단부 상의 박스와 유사한 제 2 박스를 구비하는 커넥터이다.
도면은 본 발명의 예시적인 실시형태들을 나타낸다.
도 1 은, 오일 파이프의 핀이 커넥터의 박스 내로 끼워지는 본 발명의 일 실시형태를 도시한다;
도 2 는 제 2 구성 단계인 핸드 타이트 위치에서 오일 파이프 (10) 및 커넥터 (100) 와의 연결부를 도시한다;
도 3 은 제 3 구성 단계인 숄더 타이트 위치를 도시한다;
도 4 는 연결부의 구성 동안 연결부에 가해진 토크가 변화하는 방법을 나타내는 그래프이다;
도 5 는 도 3 의 시일 영역의 확대도를 도시한다;
도 6 은 핀 시일 반경 및 박스 시일 반경의 크기를 개략적으로 도시한다;
도 7 은 도 1 내지 도 6 의 실시형태의 토크 숄더의 세부사항들을 도시한다;
도 8 은 본 발명의 제 2 실시형태를 도시한다.
도 1 은 끼워진 위치인 제 1 단계에서 오일 파이프 (10) 및 커넥터 (100) 를 도시한다. 오일 파이프 (10) 는, 나사산 구비 섹션 (22), 핀 시일 표면 (24), 및 자유 단부에의 토크 숄더 (26) 를 갖는 핀 (20) 을 구비한다. 커넥터 (100) 는 2 개의 박스들 (120, 220) 을 구비한다. 각 박스는 나사산 구비 섹션 (122), 박스 시일 표면 (124), 및 반경방향 내측 돌출부 (150) 상의 토크 숄더 (126) 를 구비한다. 커넥터 (100) 는 2 개의 자유 단부들 (102 및 202) 을 구비한다.
도 2 는, 핸드 타이트 위치인 구성의 제 2 단계에서 오일 파이프 (10) 및 커넥터 (100) 와의 연결부를 도시하고, 여기에서 핀 시일 표면 (24) 및 박스 시일 표면 (124) 은 막 터치하기 시작한다. 스탠드오프 (S) 는 핸드 타이트 위치에서 핀 토크 숄더 (26) 와 박스 토크 숄더 (126) 사이에 존재한다. 이 실시형태에서, 이 지점에서의 스탠드오프 (S) 는 대략 0.060 in. 이지만, 설계된 시일 인터피어런스 및 시일 각도들의 결과로 광범위하게 변할 수 있다.
도 3 은, 토크 숄더들 (26, 126) 이 막 접촉할 때에, 그러나 추가의 토크로부터 이들 토크 숄더에 어떠한 힘이 가해지기 전에, 숄더 타이트인 구성의 제 3 단계를 도시한다. 따라서, 스탠드오프 (S) 는 바람직하게는 0.5 회 미만의 턴으로 제거된다. 숄더 타이트 위치에서, 시일 표면들 (24, 124) 은 토크 숄더들 (26, 126) 이 접촉할 때까지 핀을 박스 내로 나사결합시킴으로써 함께 강제된다. 시일 표면들 (24, 124) 의 상대 각도들로 인해, 표면들은 충분한 접촉 압력이 누출 방지 시일을 형성하도록 연결부 내로 설계된 상당한 양의 시일 인터피어런스 만큼 반경방향으로 이격되어 강제된다. 반경 방향으로의 거리 (S1) 는 핀 (20) 의 단부와 표면 (BS) 사이에 존재한다.
구성의 제 4 최종 단계는 파워 타이트이다. 파워 타이트 단계 동안, 추가의 토크가 토크 숄더들 (26, 126) 에 가해지지만, 아주 적은 추가 회전, 도시된 실시형태에서는 약 0.01 회의 턴이 발생한다. 바람직하게는, 나사부들 (22) 은 더블 스타트 나사부들 (double start threads) 이어서, 갤링이 추가로 감소된다. 매우 적은 추가 회전이 발생하기 때문에, 연결부는 일반적으로 도 3 에 도시된 숄더 타이트 위치처럼 보인다.
도 4 는 연결부의 구성 동안 연결부에 가해진 토크가 어떻게 변하는지를 보여주는 그래프이다. 핀 (20) 은, 도 1 에서와 같이, 0 (zero) 회의 턴 위치에서, 박스 (120) 내로 끼워졌다. 이 지점에서, 핀 (20) 은 단지 박스 (120) 내에 놓이게 되고, 어떠한 턴도 가해지지 않았다. 연결부가 끼워진 이후에, 핀 (20) 은 박스 (120) 내로 나사결합된다. 도시된 실시형태에서, 이러한 나사결합은 시일들이 접촉하기 이전에 약 8 회의 턴들을 취한다. 이러한 초기 턴들 동안, 어떠한 토크도 상승하지 않는데, 나사부들이 이 기간 동안 자유롭게 작동하기 때문이다. 약 8 회의 턴들에서, 시일 표면들 (24, 124) 은 핸드 타이트 위치에서 접촉한다. 일단 시일 표면들 (24, 124) 이 접촉하면, 토크는 급격하게 상승하기 시작한다. 토크 상승은 함께 쐐기모양을 형성하는 시일 표면들 (24, 124) 에 의해 유발된다. 토크 상승량은 마찰, 시일 영역 주위의 핀 및 박스 부재들의 강성, 나사부 인터피어런스의 양, 및 존재할 경우, 시일들에서 인터피어런스의 양의 함수이다. 토크는 숄더들 (26, 126) 이 접촉할 때까지 거의 일정한 속도로 계속해서 증가한다. 일단 숄더들 (26, 126) 이 접촉하면, 미리 결정된 파워 타이트 구성 토크가 달성될 때까지 추가의 토크가 계속해서 가해진다. 연결부의 아주 적은 추가 회전으로 숄더들이 접촉한 이후에 토크는 극도로 급속하게 상승되고, 원하는 최종 구성 토크는 오로지 대략 0.01 회의 턴으로 도달될 수 있다. 파워 통 (power tong) 의 토크 게이지 또는 프로그램은 최종 구성 토크를 설정하는데 사용될 수 있다.
도 5 는 핀 시일 반경 (PSR) 및 박스 시일 반경 (BSR) 이 도시된, 도 3 의 시일 영역의 확대도를 도시한다. 이 실시형태에서, 박스 시일 표면 반경은 1.63826 in 이고, 핀 시일 표면 반경은 4.75 in 이다. 파워 타이트 조립시에 최대 접촉 응력의 지점 (324) 에서 시일 표면 반경들에 접하는 라인의 각도는 대략 10 도이고, 또한 유리한 실시형태들에서 5 ~ 15 도로 다양할 수도 있다. 각도는 굽힘 (bending) 및 축선방향 부하의 인가 동안 시일에 영향을 미치고, 또한 제조 동안 갤링에 대한 시일의 저항에 영향을 미친다. (핀 표면에서) 핀의 단부 (E) 에서 시일 최대 응력 접촉 지점까지의 길이는 가장 바람직하게는 약 1.0 in 이다. 이러한 길이는 바람직하게는 0.5 ~ 1.5 인치이다. 0.5 인치 미만의 길이에서, 시일 접촉 응력이 저하되기 시작하는 반면, 1.5 인치 초과의 길이는 시일 접촉에 약간의 여분의 영향을 가진다.
지점 (324) 과 지점 (E), 및 이들 사이의 거리 모두는 핀 시일 반경 (PSR) 을 규정한다. 핀 반경의 크기는 일반적으로 핀의 단부의 기하학적 형상에 의해 규정된다. 또한, 시일 접촉이 길이는 지점이 아니라 길이에 걸쳐 분포된다는 점을 유의해야 한다. 전술한 논의에서, 시일 접촉 지점은, 2 개의 접촉되는 아크형 표면들에 대해, 대략 접촉 길이의 중앙에 위치되는 최대 응력 접촉 지점이다.
이러한 설계의 박스 시일은 1.63826 in 의 반경을 가진다. 박스 시일 반경은 궁극적으로 2 개의 시일 표면들 사이에서 요구되는 접촉 응력 분포에 의해 결정된다.
연결부의 시일 접촉 응력 분포는 일반적으로:
핀의 강성;
박스의 강성;
2 개의 시일 표면들 사이의 인터피어런스; 및
시일 표면들의 형상의 함수이다.
본 발명에서, 나머지 연결부의 기하학적 형상이 거의 동일하게 유지되는 경우, 핀 반경이 더 커지거나 박스 반경이 더 작아지면, 접촉 길이는 감소되고, 피크 접촉 응력은 증가한다. 피크 접촉 응력을 증가시키는 것은 연결부의 시일 능력을 증가시키면서, 또한 바람직하지 않은 구성 동안 시일이 갤링되는 기회들을 증가시킨다. 반대로, 피크 접촉 응력을 감소시키는 것은 연결부의 시일 능력을 감소시키면서, 바람직한 구성 동안 시일의 갤링 기회들을 감소시킨다. 그러므로, 밸런스는 구성 동안 시일 되거나 갤링되지 않는 시일을 형성하기 위하여 유지된다. 핀 시일이 주로 핀의 기하학적 형상에 의해 결정되므로, 박스 시일 반경은 주어진 핀 시일 반경에 대해 최적의 접촉 응력 분포를 달성하도록 설계되어야 한다. 연결부가 상이한 벽 두께의 파이프에 대해 설계되므로, 박스 시일 반경은 최적의 시일 설계 기준을 유지하도록 조정된다.
도 5 는 핀의 단부 (E) 에서 작은 라운딩된 영역을 도시한다. 이러한 라운딩된 영역은 핀 시일 반경 (PSR) 을 토크 숄더 표면 (26) 에 연결한다. 이러한 영역은 쉽게 챔퍼 또는 브레이크 엣지가 될 수 있다. 날카로운 엣지는 버들 (burrs) 이 그곳에 형성될 수 있고 또한 핀을 검사하는 사람에게 안전 문제가 될 수 있으므로 바람직하지 않으며, 버들은 분리되어 구성 동안 시일 표면들 사이에서 트래핑될 수 있으며, 시일을 절충할 수 있다.
도 6 은 핀 시일 반경 (PSR) 및 박스 시일 반경 (BSR) 의 범위를 개략적으로 도시한다. 이러한 범위는 특히 본 발명에 영향을 미치지 않으면서 박스에 대해 상당히 다양할 수 있다. 본 발명은 직선형 카운터보어 (CB) 에 접하는 박스 반경을 도시한다. 박스 시일 반경은 반경과 카운트보어 사이의 블랜드 또는 날카로운 코너에서 카운터보어를 계속해서 교차시킬 수 있다. 이 예에서, 핀 반경이 이루는 각도 (PA) 는 16.29 도이고 박스가 이루는 각도 (BA) 는 17.95 도이다. 반경들의 센터포인트들의 위치들은 특히 중요하지 않고, 또한 이러한 스케치들에 정확하게 도시되지 않는다. 도 6 의 개략도는 상당히 정확하지만 단지 예시적인 목적들을 위한 것이다.
도 7 에 도시된 바와 같이, 도 1 내지 도 5 의 실시형태에서, 토크 숄더는 V 형상이다. V 토크 숄더는 핀이 이를 트래핑함으로써 박스 코너 내로 상향으로 구동되는 것을 방지한다. 또한, V 숄더의 저부는, 외부적으로 인가된 압력이 핀을 내측으로 강제하고 시일의 디에너자이징 (de-energizing) 하는 것을 방지하는 목적을 제공한다. 따라서, V 숄더는 숄더가 방사상 내측 또는 외측 방향으로 이동하는 것을 트래핑하는 역할을 한다. V 숄더의 상부 및 하부 위치는 파이프의 축선에 수직한 라인에 대해 15 도의 각도로 있다. 이러한 각도는 상당히 다양할 수 있고 (아마 5 ~ 30 도), 또한 각도는 박스와 핀 부분들에 대해 동일할 필요는 없다. 추가로, 두 개의 부분들이 만나는 장소는 도시된 바와 같이 숄더의 센터에 있을 필요는 없다. 하부 부분은 더 길어질 수 있고, 또한 많은 설계에 대해 존재할 것이다.
도 8 은, V 형상의 토크 숄더 없이, 핀 토크 숄더 (326) 가 박스 토크 숄더 (426) 에 접촉하도록 내측으로 각진 본 발명의 제 2 의 덜 바람직한 실시형태를 도시한다.

Claims (11)

  1. 나사산 구비 연결부로서,
    핀을 구비하는 제 1 튜브, 및
    박스를 구비하는 제 2 튜브를 포함하고,
    상기 핀은 핀 나사부들, 원주방향으로 오목한 외부 핀 표면, 및 자유 단부에의 핀 토크 숄더를 구비하고, 상기 오목한 외부 핀 표면은 핀 시일 표면, 및 상기 핀 시일 표면으로부터 상기 핀 토크 숄더까지의 연속 연장부를 포함하고,
    상기 박스는 상기 핀 나사부들과 상호작용하는 박스 나사부들, 원주방향 내부 박스 표면, 및 박스 토크 숄더를 구비하고, 상기 내부 박스 표면은 방사상 내측으로 연장되는 박스 시일 표면을 구비하고, 상기 핀 시일 표면은 상기 박스 시일 표면과 접촉하여 시일부를 규정하고, 상기 시일부는 상기 핀 토크 숄더 및 상기 박스 토크 숄더가 접촉될 때에 상기 자유 단부로부터 이격되고, 상기 연속 연장부는 상기 시일부로부터 상기 핀 토크 숄더까지 계속되는, 나사산 구비 연결부.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 박스 시일 표면은 핀 표면 곡률 반경보다 작은 박스 시일 곡률 반경을 가지는 볼록한 표면인, 나사산 구비 연결부.
  3. 제 1 항에 있어서,
    상기 핀 시일 표면은 상기 자유 단부를 향하여 방사상 내측으로 연장하는 반면, 상기 연속 연장부는 상기 자유 단부에서 방사상 외측으로 만곡되는, 나사산 구비 연결부.
  4. 제 1 항에 있어서,
    적어도 하나의 상기 핀 토크 숄더 및 상기 박스 토크 숄더는 단면이 V 형인, 나사산 구비 연결부.
  5. 제 1 항에 있어서,
    상기 핀 나사부들은 더블 스타트 나사부들인, 나사산 구비 연결부.
  6. 제 1 항에 있어서,
    상기 제 1 튜브는 파이프이고, 상기 제 2 튜브는 제 2 단부 상의 박스와 유사한 제 2 박스를 구비하는 커넥터인, 나사산 구비 연결부.
  7. 제 1 항에 있어서,
    파워 타이트 구성 시에 최대 접촉 응력 지점에서 박스 시일 표면 반경 및 핀 시일 표면 반경에 접하는 라인은 상기 제 1 튜브 및 상기 제 2 튜브의 길이방향 축선들과 5 ~ 15 도의 각도를 형성하는, 나사산 구비 연결부.
  8. 제 1 항에 있어서,
    상기 핀의 단부로부터 시일부의 최대 응력 접촉 지점까지의 거리는 0.5 ~ 1.5 인치인, 나사산 구비 연결부.
  9. 나사산 구비 연결부를 구성하는 방법으로서,
    상기 나사산 구비 연결부는:
    핀을 구비하는 제 1 튜브, 및
    박스를 구비하는 제 2 튜브를 포함하고,
    상기 핀은 핀 나사부들, 원주방향으로 오목한 외부 핀 표면, 및 자유 단부에의 핀 토크 숄더를 구비하고, 상기 오목한 외부 핀 표면은 핀 시일 표면, 및 상기 핀 시일 표면으로부터 상기 핀 토크 숄더까지의 연속 연장부를 포함하고,
    상기 박스는 박스 나사부들, 원주방향 내부 박스 표면, 및 박스 토크 숄더를 구비하고, 상기 내부 박스 표면은 방사상 내측으로 연장되는 박스 시일 표면을 구비하고,
    상기 방법은:
    상기 핀 나사부들과 상기 박스 나사부들이 접촉될 때까지 상기 제 1 튜브를 상기 제 2 튜브 내로 끼우는 (stabbing) 단계;
    상기 외부 핀 표면이 상기 내부 박스 표면과 접촉되어 상기 핀 토크 숄더가 스탠드오프 거리만큼 상기 박스 토크 숄더로부터 이격될 때까지, 상기 핀 나사부들 및 상기 박스 나사부들을 통해 상기 제 1 튜브를 상기 제 2 튜브 내로 나사결합시키는 단계;
    상기 핀 토크 숄더가 숄더 타이트 위치에서 상기 박스 토크 숄더와 막 접촉되고, 상기 핀 시일 표면이 상기 박스 시일 표면과 접촉하여 시일부를 규정하며, 상기 시일부가 상기 숄더 타이트 위치에서 상기 자유 단부로부터 이격될 때까지, 상기 제 1 튜브를 상기 제 2 튜브 내로 추가로 나사결합시키는 단계; 및
    최종 구성 위치를 규정하기 위하여 상기 숄더 타이트 위치 이후에 상기 제 1 튜브를 상기 제 2 튜브 내로 추가로 더 나사결합시키는 단계를 포함하는, 나사산 구비 연결부를 구성하는 방법.
  10. 제 9 항에 있어서,
    상기 추가로 나사결합시키는 단계 동안 턴들의 수는 0.5 회 미만인, 나사산 구비 연결부를 구성하는 방법.
  11. 제 10 항에 있어서,
    상기 스탠드오프 거리는 0.02 ~ 0.25 인치인, 나사산 구비 연결부를 구성하는 방법.
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