管形構件的接頭保護器的製作方法

2023-05-26 14:22:11

本發明涉及管形螺紋構件，更確切地涉及這些的構件某些的端部的保護器，尤其是烴井的挖掘和採油管的端部的保護器。

背景技術：

這裡「構件」是指用於井的挖掘或開採的任何零件或附件，並且包括至少一個接頭或連接器或螺紋端，用於通過螺紋組裝至另一構件以與該另一構件一起構成管形螺紋接頭。構件例如可以是長度比較大的管形零件(尤其是長度大約為十多米)，例如管，或者大約幾十釐米長的管形套件，或者這些管形零件的附件(懸掛裝置「hanger」、截面改變零件「cross-over」、安全閥、鑽杆接頭「tooljoint」、「sub」和類似附件)。

構件一般互相組裝，以便下到烴井或類似井中，並構成鑽具、套管柱、或採油管柱。

與國際標準化組織(iso)頒發的標準iso11960：2004等效的美國石油學會(api)頒發的規範api5ct規定了用作套管或油管的管子，並且api5b規範確定了對這些管子的標準螺紋部。

api規範7確定了對旋轉鑽杆的帶突肩的螺紋連接裝置。

螺紋管接頭構件的製造者還開發了具有特殊螺紋幾何形狀的高級(premium)螺紋接頭，和使它們具有更好的使用性能特殊部件，尤其是在機械強度和密封性方面。

螺紋接頭最常包括一個或兩個螺紋基本為梯形的螺紋，並且包括朝向考慮的螺紋零件自由端的螺紋一側的嚙合翼、與嚙合翼相反一側的承載翼、寬度不為零的螺紋頂部、和寬度也不為零的螺紋底部，承載翼和嚙合翼的方向與螺紋零件的軸線基本垂直(例如，根據api的標準，api的蝶形螺紋(buttress)對承載翼有+3°的傾斜度，對嚙合翼具有+10°的傾斜度)。

還存在也具有嚙合翼和承載翼的三角形或圓形螺紋，它們的螺紋頂部和底部的寬度基本為零，但當今很少使用，因為它們的脫離嚙合(jump-out)的風險很大。

上述構件可以包括用於擰在另一挖掘或開採構件的陰性螺紋端上的陽性螺紋端。因此在構件從生產線出來與被使用的時刻之間以及兩次相繼使用之間，必須儘可能使它們的陽性和陰性端不損壞、汙染和腐蝕。人們知道，實際上，不僅對螺紋，而且還需要對每個都有特殊和補充功能的軸頸和阻擋進行保護，防止腐蝕、灰塵和碰撞(或敲擊)，尤其是在使用階段保證密封。

另外，上述構件的端部在組裝前塗抹具有防止被卡特性的油脂。

該油脂越來越通常地被在接頭即螺紋處以及軸頸和/或阻擋處的表面處理和施加的薄層覆蓋所取代。

例如，在us6,027,145、ep1211451和fr2892174中提出用在工廠施加以固體潤滑顆粒為基礎的幹潤滑劑薄層取代最後用毛刷施加在構件端部的油脂。

這些表面處理和覆蓋具有與兩個接頭的組裝或組裝狀態的壽命狀況相適應的硬度、潤滑、防腐特性，因此需要在產品的壽命的這些階段外採用接頭保護器，尤其是在儲存、搬運和運輸期間，以便保護接頭，防止在機械去除和對產品的有效性有害的汙染(砂子、鑽屑)。

覆蓋層也叫做潤滑劑塗層，並定性為固體、半固體、乾性或半乾性。它們具有延伸在非常大範圍的粘性，從25℃的500mpa.s到25℃的5000mps.s以上，甚至有些可以定性為「膠」，即施加在接頭表面後，它們可能附著在它所接觸的物體上，尤其是可能遷移到進行接頭表面塗層的操作者手指上。相反，其它潤滑塗層定性為硬的，並具有一定硬度。這些是為便於兩個接頭組裝而尋求的特性，但是它們具有與保護接頭的問題。實際上，它們應防止接頭碰撞，應牢固地緊固在接頭上，並應具有剛性主體。

保護器是功能為保護陽性或陰性接頭的功能表面的裝置：這些功能表面可以是一個或多個螺紋、一個或多個軸頸、一個或多個阻擋。保護器的整體形狀基本為柱形，並一般包括位於與保護器自由端的相反端並叫做減震器pare-choc的機械碰撞緩衝器、主體、緊固部件。一般用於將保護器緊固在接頭上的方法是旋擰在接頭的螺紋上。該方法可以用與準確就位相關的簡單安裝動作。因此保護器包括能夠旋擰在接頭螺紋上的螺紋。螺紋的類型和螺距通常與接頭螺紋的類型和螺距相同。因此保護器螺紋包括一些螺紋，這些螺紋帶有朝向保護器自由端一側的嚙合翼，用於在保護器旋擰在接頭上時與接頭螺紋的嚙合翼接觸，以及承載翼、螺紋頂部和底部。

同樣，隨著施加在接頭上的表面處理和覆蓋層的出現，保護器已經帶有密封部件，用於強化對包括接頭的運行表面的表面周圍空間的潮溼和空氣的密封性。

但是，申請人發現，在運輸和搬運裝有已知保護器的管子時，接頭運行表面的保護不足以防止損壞，尤其是機械碰撞。已知保護器可能部分或完全脫扣，或者儘管存在安裝在接頭上的已知保護器，運行表面仍然受損。

us20100038904提出用於包括螺紋的陰性接頭的保護器，其螺紋高度大於接頭螺紋的高度。同樣，保護器螺紋底部的螺紋包括用於與陰性接頭底部螺紋的嚙合翼接觸的嚙合翼，並且對於該螺紋，保護器螺紋的嚙合翼的角度與接頭螺紋的嚙合翼的角度不同。這兩個特徵一方面可以避免保護器螺紋底部與接頭螺紋頂部之間接觸的螺紋高度差，因此限制接頭螺紋頂部覆蓋層破壞，另一方面，通過相應側翼之間的角度差減小這些嚙合翼之間的接觸面積。這樣可以保護接頭嚙合翼表面一部分的覆蓋層。但是，該方法不能完全令人滿意，因為施加在保護器螺紋的嚙合翼與接頭螺紋的嚙合翼之間的力集中在接頭螺紋嚙合翼的一部分上，因此使該區域更受覆蓋層可能損壞的影響。

在wo2011/140014中提出一保護器，它的螺距大大大於接頭螺紋，使得接頭螺紋切割保護器的螺紋，接頭螺紋鑽穿保護器螺紋的材料。這樣可以實現用面對可能具有不同類型螺紋的接頭的標準保護器的生產布局。但是該方法對具有覆蓋螺紋的接頭不適合。實際上，接頭的螺紋切割保護器的螺紋材料，產生切屑。在保護器螺紋材料中形成的凹陷壁和切屑有刮擦接頭螺紋側翼以及它們的頂部或底部並取出所述接頭螺紋表面的油脂或覆蓋的傾向。

另一方面，申請人已經在ep2126449中提出帶有柔性密封部件的保護器，該保護器在自由狀態具有第一和第二方向，並且當保護器在旋擰到最終位置時具有第三和第四方向。該方法可以在密封部件中儲存防脫扣能量。但是，保護接頭覆蓋層的功能不能令人滿意，當保護器受到機械碰撞時功能表面還可能受損。

技術實現要素：

本發明的目的是改善這種狀況，在保護器在接頭上旋擰或松扣操作時，或者在保護器或管形構件承受的機械和/或熱應力的作用下，保護施加在接頭上的覆蓋層。

為此，本發明是保護用於烴井的挖掘或開採的管形構件的陽性或陰性端部的保護器，陽性或陰性端部分別配有至少一外螺紋部或至少一內螺紋部、被所述的至少一螺紋部分開的環形外表面和環形內表面，保護器包括具有至少一第一螺紋部段的至少一螺紋部，第一螺紋部段包括至少一個螺距為p1的螺紋，能夠與陽性端部的外螺紋部或陰性端部的內螺紋部旋擰配合，其特徵在於，保護器包括具有至少一個螺距為p2的螺紋的第二螺紋部段，p2與p1不同，這可以使保護器在接頭上產生附加的旋擰扭矩。

根據一實施例，螺距p2是這樣的：p2的值服從下面的等式：

p2＝p1+a×p1，其中a>0

根據一實施例，螺距p2是這樣的：p2的值服從下面的等式：

p2＝p1-a×p1，其中a>0

這樣可以使旋擰扭矩分布在分別帶有接頭的螺紋的承載翼或嚙合翼的螺距為p2的螺紋的承載側翼或嚙合翼上。

根據一實施例，接頭的外螺紋部(4)或內螺紋部(17；26；25)具有間距wtc，間距wtc分開接頭的外螺紋部(4)或內螺紋部(17；26)的兩個螺紋；並且，係數a的值是這樣的：

0<a≤wtc/p1

這樣可以限制螺距為p1的螺紋側翼與接頭的螺紋部的側翼的接觸壓力。

根據一實施例，每個螺距為p1的螺紋具有螺紋寬度tw1；接頭的外螺紋部(4；25)或內螺紋部(17；26)具有間距wtc，間距wtc將接頭的螺紋部的兩個螺紋分開；並且，係數a的值嚴格大於0和小於通過下面的等式確定的值amax：

amax＝(wtc–wt1)/p1

這可以進一步限制螺距為p1的螺紋的側翼與接頭的螺紋部的螺紋的側翼的接觸壓力。

根據一實施例，a的值大於0.2。

根據一實施例，a在0.05至0.8之間。

根據一實施例，第二螺紋部段(39)包括1至3個螺距為p2的螺紋；並且，第一螺紋部段(38)包括2至5個螺距為p1的螺紋，這樣可以限制保護器的螺紋與接頭的螺紋之間的接觸面積，和因此限制接頭分螺紋可能的損壞。

根據一實施例，保護器是陰性端保護器，第二螺紋部段(39)位於在第一螺紋部段(38)上遊的保護器的主體上，這樣可以在保護器已經部分擰在接頭上時得到鎖緊扭矩的效果。

根據一實施例，當保護器處於被旋擰在管形連接構件的端部上的狀態時，第二螺紋部段(39)的至少一螺紋能夠與管形連接構件的端部的外螺紋部(4；25)或內螺紋部(26)的至少一不完整螺紋接觸，這樣可以保留接頭的螺紋部的完整螺紋。

根據一實施例，該保護器包括主體(20)、內密封墊(32)和外密封墊(33)，內密封墊和外密封墊被布置用於分別與陽性端部(3)或陰性端部(2)的環形內表面(5；28)和環形外表面(27)形成第一密封和第二密封，這樣可以形成圍繞接頭的功能表面的密封區。

根據一實施例，至少一內密封墊(32)或外密封墊(33)是柔性的，這樣可以在保護器處於擰在接頭上的狀態時產生抵抗保護器松扣的能量。

根據一實施例，柔性的密封墊是柔性環箍，這可以得到規則分布的抵抗松扣的能量。

根據一實施例，兩個密封墊都是柔性的，並且是柔性環箍，這樣可以大大加強防松扣能量。

根據一實施例，保護器包括第二內螺紋部或第二外螺紋部以及包括具有至少一螺距為p3的螺紋的第三螺紋部段，p3不同於p2和不同於p1，這樣可以加強防松扣能量。

用於油或氣井的挖掘和開採的管形構件一般由主體和在主體兩側用於使管形構件與另一管形構件連接的兩個接頭組成。構件可以由鋼、不鏽鋼和/或鋁製成。

特別地，管子包括主體和在主體兩側的每端的接頭。接頭可以是帶有加工表面的主體端部部段，以與另一管體的相應接頭形成連接。可選地，接頭可以是通過焊接或旋擰添加在管形構件主體上的套筒的加工部段。可選地，接頭可以是焊接在管形構件主體上的套筒。

「陽性接頭」是指構件的帶有加工和/或矯正表面的部段，用於形成與相應陰性接頭的連接。陽性接頭一般具有一個或多個位於構件端部外側壁上的螺紋，並且相應陰性接頭具有一個或多個在構件端部內側壁上的相應的螺紋。

構件可以帶有兩個陽性接頭、一個陽性接頭和一個陰性接頭、或者兩個陰性接頭。

保護器的主要目是保護(用於烴井的挖掘或開採或類似用途的)管形構件的接頭，防止各類外部侵蝕：機械損害，如機械碰撞，(化學或材料)汙染，如沉積在功能表面的沙子以及在管形材料從它的生產線出來的時刻與其被使用(保護裝置可能多次安裝-拆卸)時刻之間的材料腐蝕。

符合本發明的保護器允許保護器在現場被迅速、可靠地在管形構件的接頭上安裝或拆卸，並且可以很容易地在構件使用前或兩次相繼的使用之間檢測螺紋部的狀態。符合本發明的保護器避免使用附加的產品來安裝。

在現場或工廠安裝/拆卸時，本發明的保護器可以保護管形構件的接頭的功能表面的表面狀態或覆蓋層，例如通過構件的接頭的螺紋部上的保護器的螺紋部，限制保護器的零件施加在接頭表面上的機械應力。

附圖說明

查看下面的詳細描述和以下附圖，將了解本發明的其它特徵和優點：

-圖1示意性示出帶有套筒的管形構件的端部的剖視圖。

-圖2示意性示出組裝後的管形構件的兩個端部的剖視圖。

-圖3示意性示出符合本發明的用於陽性接頭的一保護器實施例的局部剖視圖。

-圖4示意性示出符合本發明的一保護器實施例的用於陰性接頭的保護器的局部剖視圖。

-圖5示意性示出陰性接頭保護器的螺紋部和陰性管形接頭的螺紋部的螺紋梯形剖面。

-圖6是圖4的符合本發明一實施例的保護器的螺紋部的部分和接頭的螺紋部的部分的剖面的細節視圖。

附圖不僅可用於使本發明完整，必要時還有助於確定本發明。它們不是對本發明範圍的限定。

具體實施方式

圖1的陰性端部2包括具有螺紋部分11的管形體1，和套筒12，套筒12具有用於旋擰在管形體的螺紋部分11上的第一內螺紋部15、包括用於旋擰在另一管形構件的陽性接頭上的第二內螺紋部17的陰性接頭16。圖1的接頭為「螺紋的&成對的」(「threaded&coupled(螺紋的&成對的)」或「t&c」)類型，其中，套筒添加在管上。

內螺紋部17和對應的陽性接頭的螺紋部每個可以包括完整螺紋和逐漸消失的或不完整的螺紋。

陰性接頭16還包括螺紋部上遊的密封表面7、第二內螺紋部17上遊的阻擋表面8、以及包括第二內螺紋部17下遊的阻擋端6b的端部環形外表面6。

本發明的保護器可以用於管形螺紋連接件的陽性接頭或陰性接頭，例如t&c類型，並且其例如可單獨地或組合地包括以下零件：

-一錐形螺紋部，帶有被兩個具有逐漸消失螺紋的子部分圍繞的具有完整螺紋的子部分；

-由陽性端部的自由終端部分的橫向環形表面構成的阻擋表面；

-在自由終端部分的外/內周邊表面上的金屬/金屬密封表面。

圖2的螺紋接頭1具有軸線x1、鏜孔9，並包括陰性接頭13和陽性接頭3。陽性接頭3的外螺紋部4包括上遊螺紋部4a和下遊螺紋部4b。陽性接頭包括端部5、密封表面7a、7b、7c和阻擋表面8。陰性接頭的內螺紋部14包括與上遊外螺紋部4a和下遊外螺紋部4b對應的下遊內螺紋部14a和上遊內螺紋部14b。

同一陽性接頭或同一陰性接頭的兩個螺紋部可以是徑向地和/或軸向地互相分開的，在同一柱形或錐形表面上形成或在不同的錐形或柱形表面上形成。這兩個螺紋部可以被阻擋表面8和/或至少一密封表面7b分開，或可選地簡單地被一柱形連接表面分開。

當螺紋部為錐形時，該螺紋部可以分為螺紋高度基本恆定並具有完整螺紋的子部分、和具有逐漸消失或不完整螺紋的子部分，逐漸消失或不完整螺紋的高度逐漸減小並且其輪廓具有不規則性或不完整性，以便在螺紋的頂部和底部之間設有間隙。不完整螺紋在它們不與相鄰部分的螺紋表面接觸的範圍內幾乎不承受旋擰力。

接頭的每個螺紋部4a、4b、14a、14b可以包括完整螺紋和逐漸消失或不完整螺紋。

構件的陽性接頭由基本橫向定向的環形內端面5結束，環形內端面5可以是如圖2所示的自由端5a。陰性接頭13由基本橫向定向的環形外端面6結束。

陽性接頭3還可包括與陰性接頭13的相應軸向阻擋表面對應的一個或多個軸向阻擋表面。這些阻擋表面可以在自由端5和6、在螺紋部的上遊，和/或兩個螺紋的部分之間。

當第一零件軸向地位於更靠近構件自由端時，構件的第一零件在構件的第二零件的下遊。當第一零件軸向地位於距構件自由端更遠時，構件的第一零件在構件的第二零件的上遊。

陽性接頭(3)還可包括與陰性接頭的密封表面對應的一個或多個金屬/金屬密封表面(在螺紋部的下遊，在螺紋部的上遊，或者在兩個螺紋的部分之間)。

圖2的管接頭的例子涉及整體螺紋管接頭，整體螺紋管接頭可以單獨地或組合地包括以下零件：

-兩個錐形螺紋部，每個帶有被兩個具有逐漸消失螺紋的子部分包圍的具有完整螺紋的子部分；

-由端部的兩個螺紋部之間的中間部分的橫向環形表面構成的阻擋表面；

-兩個金屬/金屬密封表面，一個在自由終端部分的外/內周邊表面上，另一個在與管形構件的主體相鄰的外/內周邊表面上。

在圖3，保護器10的整體形狀為以x2為軸線的柱形，當保護器在旋擰在接頭上的最終位置時，軸線x2與接頭的軸線x1基本重合，並且保護器包括主體20、緩衝器23、內密封裝置32和外密封裝置33，內密封裝置32和外密封裝置33與管形構件的陽性接頭3的表面配合以便產生密封遮擋。保護器10另外包括能夠旋擰在陽性接頭3的外螺紋部25上的螺紋部21。

內密封裝置32包括與接頭3的自由端5的環形內表面接觸的剛性環形唇邊36。剛性環形唇邊接觸在接頭的自由端5的表面的圓周上，以產生對液體、潮溼和灰塵的遮擋。

外密封裝置33包括與接頭的外表面51在圓周上接觸的剛性唇邊34，以便產生對液體、潮溼和灰塵的遮擋。

因此，內密封裝置32和外密封裝置33形成兩個遮擋並且可以與保護器的主體和接頭一起產生對液體、潮溼和灰塵的密封區。特別是，該密封區保護一個或多個單獨或組合的零件如接頭螺紋、密封表面或阻擋不被腐蝕。

主體20具有一定剛性，同時能夠至少部分地吸收碰撞。為此，主體20例如通過將熱塑材料注入適當模型由聚合材料製成。在可以使用的不同的熱塑材料族中，可以尤其舉出以聚碳酸酯為基礎的混合物，如聚碳酸酯-聚酯(pc-pbt或pc-pet)和高密度(pe-hd)或超高密度(pe-uhd)的聚乙烯(pe)。

在希望遵守2005版的api5ct規範的情況下，api5ct在它的附件1中設置了對螺紋部保護裝置的要求，尤其是抗軸向碰撞的最小值和對三個溫度(-46、+21和+66℃)的傾斜(45°)的最小值，例如可以更特別地選擇dow公司生產並以dmba-8904-nt7的名字出售的或者basell公司生產並以lupolen4261aguv6005的名字銷售的pe-hd，由ticona公司生產並以gur5113的名字銷售的pe-uhd，或者bayer公司生產並以makroblends7916的名字銷售的pc-pbt。

要指出的是，在需要時主體可以是部分蜂窩狀的，尤其是在它厚的部分，以便更好地吸收碰撞。

圖3中，密封部件在與保護器的主體相同的聚合物材料中通過模塑和直接在保護器的主體的材料中的加工而製成。另外，密封部件可以可選地通過旋擰、膠粘或卡嵌添加在保護器的主體上。密封部件可選地可由比保護器的材料更軟的材料製成，例如彈性材料。

主體20還包括形成塞子並布置在保護器的主體的鏜孔30中的徑隔板31。在一未出示變型中，徑向隔板31配有一些開口，甚至不存在。在所示實施例中，徑向隔板31堵塞下遊部分24的內空間。

主體20還可通過內部的或外部的或者納入質量中的加固件加固。形狀為金屬裙邊22的加固件的例子示於圖4，用於加強保護器的剛性或提高保護器的抗碰撞強度。

保護器10還包括保護器螺紋部21，其能夠被旋擰在管形構件的接頭的螺紋部上。

保護器螺紋部21包括一系列圖5所示類型的螺紋70。每個螺紋最多延伸一圈，一系列螺紋形成螺紋部。螺紋具有基礎截面，如圖5所示沿保護器的迴轉軸線x2通過的縱向剖面，基礎截面包括螺紋頂部71、螺紋底部72、承載翼74、嚙合翼73，並具有螺紋寬度tw、螺紋高度th、和嚙合翼的螺距。螺距為分開一螺紋基礎形狀與其最接近的通過沿以x2為軸線的柱形母線的移動出現的重複之間的距離。當談及錐形螺紋部時，所述柱形為錐形。

特別是，對於螺紋可以定義一螺紋平均間距，相當於在螺紋一半寬度tw/2處螺紋中點的母線上的兩個重複之間的距離。還可定義螺紋的承載翼間距、螺紋的嚙合翼間距。承載翼間距或相嵌翼間距相當於在一螺紋高度上的一點與在同一螺紋高度上的相繼的點的重複之間的距離。嚙合翼間距可以與承載翼間距不同。如果螺紋的基礎截面在寬度上不變化，則間距是恆定的，而嚙合螺紋的間距相當於對應平均螺紋間距的承載螺紋間距。

在非連續螺紋部或單一螺紋的情況下，可以確定螺距：通過測量所述螺紋在一部分圈上的前進並隨後確定螺紋在完整圈上的前進將是多少，而這就等於螺距。例如，如果螺紋在四分之一圈上的前進是0.2mm，那麼在一圈上的前進是0.8mm；因此螺距為0.8mm。

保護器的螺紋的螺紋寬度tw小於將接頭的螺紋部的兩個螺紋分開的間距寬度wtc，以便可以將所述螺紋擰在接頭上。另外，保護器的螺紋的寬度常常作為接頭螺紋部的螺紋寬度的百分比給出。該百分比的值通常包括在50％到90％之間。螺紋寬度在螺紋的一半高度上測量。

特別是，螺距為p1的螺紋的寬度為tw1。

保護器的螺紋部21包括第一螺紋部段18和第二螺紋部段19，該部段包括多個具有第一螺距p1的螺紋70，並包括至少一個具有與p1不同的第二螺距p2的螺紋75。

第二螺紋部段19位於第一螺紋部段的下遊。

螺距p1基本相當於管形接頭的螺紋部的螺距，其可以使保護器無困難地擰在所述管形接頭上。因此，螺距p2不對應於管形接頭的螺紋部的螺距。

螺距p1與螺距p2之間的螺距差允許在旋擰時將保護器鎖定在接頭上。實際上，將保護器旋擰在陽性接頭3上時，在第一階段，螺距為p1的保護器21的螺紋部的螺紋嚙合翼與陽性接頭的螺紋部的嚙合翼接觸。在第二時刻，帶有至少一個螺距為p2的螺紋的第二螺紋部分19與陽性接頭的內螺紋部21、26接觸。旋擰扭矩增加的量大於通過摩擦在接頭的螺紋部上簡單添加螺紋側翼附加面積的量，因為螺紋受到應力，變形，這增加了保護器的螺紋側翼承受的由接頭的螺紋側翼施加的力，因此增加了保護器在接頭上的旋擰的扭矩。

因此，符合本發明的保護器阻止保護器在搬運過程中承受的某些碰撞傳遞至保護器的螺紋並損壞接頭的覆蓋層。接頭的覆蓋層得到更好保護。

在一變型中，螺距p2大於螺距p1。第二螺紋部段19的螺紋的承載翼與管形接頭的螺紋部的承載翼接觸，產生補充接觸壓力，並通過管形接頭的螺紋部施加在保護器的螺紋部上。該壓力一方面是由於螺紋部之間產生的補充接觸面積，但尤其是由於接頭的螺紋部穿過保護器的螺紋部施加的應力。因此當螺距為p2的螺紋與管形接頭的螺紋部嚙合時，保護器的旋擰扭矩突然增加，這因此也更好地保持保護器的位置，松扣扭矩以同樣的方式增加。

在一實施例中，p2的值是這樣的：p2＝p1+(a×p1)。a是螺距變化係數。螺距變化係數a與螺距p1的乘積表示螺距差距。a為非零實數。

在一變形中，係數a嚴格大於0並小於一值，如螺距差距小於接頭的兩個螺紋之間的距離wtc；係數a是這樣的：

0<a<wtc/p1

在另一變型中，係數a嚴格大於0並小於一值，如螺距差距小於接頭的兩個螺紋的間距wtc與螺距為p1的螺紋寬度tw1之間的差再除以螺距p1，即：

0<a<(wtc-tw1)/p1

因此，可以得到，當符合本發明的保護器處在擰在接頭上的狀態時，螺距為p1的螺紋的側翼在接頭的螺紋側翼上具有非常小的接觸壓力，或接觸壓力為零。當通過螺距為p2的螺紋的寬度相對螺距為p1的螺紋的寬度變化得到螺距p2時，該定義特別合適，其表示寬度tw2不同於螺距為p1的螺紋的寬度tw1。

在一實施例中，係數a的值在0.1到0.8之間。該上下限差距對應於允許在常用接頭的大部分尺寸上得到所尋求的效果的值。

優選地，無論選擇的a的最大值如何，a的值大於0.2。抗意外松扣的作用被加強。

如此，對於為了足以減小意外松扣危險而在接頭上施加的保護器旋擰扭矩所需要的螺紋數量被減少。則保護器處在旋擰狀態時與接頭的螺紋表面接觸的保護器螺紋表面的量也減小。因此，在碰撞情況下，施加在螺紋表面的油脂或覆蓋層受到較少損壞。

因此，通過在接頭上處於安裝狀態的本發明保護器所保證的保護對溫度變化比較不敏感。實際上，用於石油挖掘和開採領域的構件是能夠被儲存在高溫光照區域或極地溫度的區域的。保護器和接頭經受不同幅度的尺寸變化，這可以將保護器和接頭的子零件的彼此間接觸帶至彼此相對運動，例如保護器的螺紋部段相對接頭的螺紋部段運動。符合本發明並承受極端溫度的保護器保護接頭螺紋。

在一替代實施例中，保護器21的螺紋部包括具有多個螺紋寬度為tw1螺距為p1的螺紋的第一螺紋部段18、和具有螺距為p2的至少一螺紋的第二螺紋部段19，p2比p1小，如p2＝p1-(a×p1)，係數a嚴格大於0和小於(wtc-tw1)/p1。可選地，a嚴格大於0和小於wtc/p1。並且a在0.05至0.8之間。

螺距為p2的嚙合翼相對螺距為p1的螺紋的嚙合翼朝接頭的螺紋嚙合翼的表面錯開。螺距為p1的螺紋在接頭的螺紋上的接觸壓力從而被減小，而對於旋擰/松扣扭矩的基本同等增加的結果，螺距為p2的螺紋嚙合翼73與管形接頭的螺紋部的嚙合翼76之間的接觸壓力增加。接頭的螺紋部與螺距為p1的螺紋的嚙合翼之間的接觸壓力被減小，使得施加在與螺距為p1的螺紋嚙合翼相接觸的表面上的覆蓋層不易被破壞。

優選地，螺距為p2的螺紋與接頭的不完整螺紋相接觸。

圖4上用於陰性接頭的本發明保護器示出在旋擰狀態。陰性接頭13包括環形內表面28、環形外表面27、和內螺紋部26。用於陰性接頭的保護器40包括主體20、內螺紋部37、內柔性密封墊42和柔性外密封墊(43)。

用於陰性接頭的保護器40示於圖4，選擇帶有用於提高保護器40的剛性和抗碰撞性的金屬加固件22、和形成塞子的徑向隔板31。

第一內密封墊42和第二外密封墊43都是環形的和柔性的。柔性是指，密封墊可通過軸向彎曲產生變形，以便通過與接頭的內環形表面28和外環形表面27的表面接觸獲得能量，該能量部分地抵抗意外脫扣，並保持密封墊與接頭的環形表面之間的接觸壓力，以便得到和保持密封性。

如圖4所示，內密封墊42是呈環箍(或簧片或薄片)形式的徑向向外突起，用於接觸抵靠陰性接頭13的環形內表面28，以便在保護器處於其最終位置中的旋擰狀態時，保證在它的整個圓周上的局部連續密封性。優選地，環箍42集成至保護器的主體20上。環箍42通過一連接部段與保護器主體連接，該連接部段連接至截面減小的保護器主體35。環箍和它的與保護器主體連接的連接部段具有l形截面或者可選地如果連接部段的長度減小則為v形截面。環箍具有選擇定向表面44，用於最小化與環形內表面28的接觸面積，以便一方面優先使接觸壓力大於如果表面44與環形內表面28之間的接觸面積更大可得到的接觸壓力，另一方面用於使將施加在環形內表面28的上覆蓋層或表面處理的可能的損壞最小化。

外密封墊43是呈環箍(或簧片或薄片)形式的向外徑向凸起，用於接觸抵靠陰性接頭13的環形外表面27，以便在保護器處於其最終位置中的旋擰狀態時，保證在它的整個圓周上的連續局部密封。優選地，環箍43集成至保護器20的主體。環箍43具有徑向測量的高度和在軸向方向的一半高度上軸向測量的厚度，使高度和厚度比大於1，並最好大於3。因此，環箍在自由狀態可以具有第一傾斜，和當保護器處於其最終位置中的旋擰狀態時可以具有呈軸向彎曲的第二傾斜。優選地，環箍43具有圓形表面45，圓形表面一方面可以最小化環箍43與環形外表面27之間的接觸面積，以優化接觸壓力和最小化施加在環形外表面27上的表面處理或覆蓋層的損壞的危險，另一方面可以優化環箍在環形外表面上的無滑動滾動，即無摩擦滾動，以便也避免表面處理或覆蓋層的損壞。該幾何形狀大大減小表面質量降低時以及接頭的尺寸公差較大時失去接觸。

外螺紋部37包括具有兩個螺距為p1的螺紋的第一螺紋部段38，和包括具有至少一個螺距為p2的第二螺紋部段，p2與p1不同。

p2的值是這樣的p2＝p1+(a×p1)，係數a嚴格大於0和小於一值，如螺距的差距小於接頭的兩個螺紋的分開距離wtc與螺距為p1螺紋的寬度tw1之間的差值，即：

0<a<(wtc-tw1)/p1

可選地，係數a包括在0.1值至0.8之間。係數a的值取決於接頭的尺寸和接頭的螺紋部以及保護器的螺紋部的特徵。

第一螺紋部段38可以包括1-5個螺距為p1的螺紋。

保護器40在陰性接頭13上的旋擰從而分解為以下階段：

-在第一嚙合階段，螺距為p1的螺紋通過它們的嚙合翼貼靠在接頭的螺紋部的螺紋的嚙合翼上。

-在接觸階段，環箍42與環形內表面28接觸，然後通過彎曲變形。

-在變形階段，螺距為p1螺紋的承載翼74與接頭的螺紋部的承載翼77進行接觸。實際上，環箍42的變形將保護器的主體推向接頭的下遊，保護器的運動從而受到嚙合在接頭的螺紋部中的保護器的螺紋部的限制。在保護器的旋擰期間，環形內表面28繼續通過彎曲變形。

-在第二嚙合階段，至少一個螺距為p2的螺紋與接頭的螺紋部嚙合，並與陰性接頭的內螺紋部26進行接觸。由於螺距為p2的螺紋的螺距差距，第一螺紋部段38的螺紋的承載翼74的接觸壓力被減小。

-在接觸壓力減小的階段，作為該保護器實施例的選擇和優選，第一螺紋部段38的螺紋承載翼的接觸壓力被減小直至變為零，且它們不再與陰性接頭的螺紋的承載翼77接觸。通過適當選擇的係數a，第一螺紋部段38的螺紋嚙合翼可以不與接頭的螺紋部的嚙合翼接觸。

-在鎖定階段，外環箍與接頭的環形外表面27進行接觸。第二螺紋部段39的螺距為p2的螺紋變形。

在鎖定階段的過程中，第一螺紋部段38的螺紋承載翼可以與接頭的螺紋部的承載翼進行接觸，但接觸壓力小於第二螺紋部段39的螺紋側翼的表面施加在接頭的螺紋表面上的壓力。

優選地，當保護器40處在接頭2上的旋擰狀態時，第一螺紋部段38的螺距為p2的螺紋與接頭2的螺紋部26的不完整螺紋表面接觸。

如此，在保護器配置柔性密封部件的該實施例中，保護器承受在保護器的主體上在第一軸向方向中並朝向接頭下遊的第一力，因為環形表面施加在保護器的柔性密封部件上的力，以及保護器承受接頭的螺紋部的至少一承載翼施加在至少一個螺距為p2的螺紋的承載翼上的、與第一軸向方向中的第一力相反的第二軸向方向的力，這樣可以積累抵抗運輸期間由于振動產生的任何旋擰/松扣運動的能量。通過螺距為p2的螺紋的接觸力的減小的接觸力，甚至與接頭的螺紋的接觸力為零，螺距為p1的螺紋被保持位置。施加在螺紋部上的覆蓋層被螺距為p1的螺紋破壞的危險大大減小。

如此，在運輸其上安裝有保護器的管子時，或者搬運這些管子時，符合本發明的保護器更好地防止在保護器受到振動時保護器部分或全部的意外松扣。管子的接頭的保護更可靠。

圖6表示當保護器40旋擰在陰性接頭13上時保護器(40)的螺紋部處的接觸壓力減小的階段。第一和第二螺紋部段38和39沒有示出，它們的螺紋頂部與接頭的螺紋的底部接觸，但可以有隨保護器和接頭暴露其中的溫度而變化的接觸。

第一和第二螺紋部段38或39的每個螺紋包括嚙合翼73和承載翼74。陰性接頭的螺紋部26的每個螺紋也具有嚙合翼76和承載翼77。在旋擰時接觸壓力減小的該階段，螺距為p2的螺紋的承載翼與接頭的螺紋部的承載翼進行接觸，並且螺距p2是這樣的，螺距為p1的螺紋的承載翼不再與接頭的承載翼接觸。實際上，螺距為p1螺紋與螺距為p2的螺紋之間的螺距差距小於分開保護器的兩個螺紋的距離wtc與螺距為p1的螺紋的寬度tw1之差，即a嚴格大於0和小於amax，如：

amax＝(wtc–tw1)/p1

螺紋的嚙合翼不再與接頭的螺紋的嚙合翼接觸。接頭的螺紋部的覆蓋層或表面處理在螺紋側翼處在儲存、搬運和運輸期間得到保護。

優選地，在保護器處於旋擰在接頭上的狀態時，至少一個螺距為p2的螺紋被定位以便與接頭的不完整螺紋相配合。在油井中使用該接頭時，這些螺紋受到的應力較小，它們的覆蓋層或它們的表面處理的損壞結果相比完整螺紋更小。

保護器可配置比一個更多的螺距為p2的螺紋，這樣可以增加施加在全部的螺距為p2的螺紋上的總的力，或可以減小全部的螺距為p2的螺紋處的接觸壓力。保護器可以包括1.5個螺距為p2的螺紋。保護器也可包括例如2至4個螺距為p2的螺紋。

在本發明一實施例中，螺紋部21或37包括5個螺距為p1的螺紋和2個螺距為p2的螺紋。該方法的優點是更好地分布施加在接頭的螺紋部4或26的覆蓋層上的應力。

根據適於圖2所示類型的包括兩個螺紋部的陽性或陰性接頭的一本發明保護器的一實施例，即陽性或陰性接頭包括兩個螺紋部4a、4b，而不是單一螺紋部25、26；保護器可以包括一個螺紋部21或者用於分別與接頭的螺紋部4a和4b配合的兩個螺紋部。包括至少一個螺距為p1的螺紋的第一螺紋部段和包括至少一螺距為p2的螺紋的第二螺紋部段可以包括在保護器的上遊和下遊的每個螺紋部中或者在保護器的上遊和下遊兩個螺紋部的至少一個中。

例如，在上遊或下遊螺紋部中的每個螺紋可以包括2至3個螺距為p1的螺紋和一個螺距為p2的螺紋。或者在上遊螺紋部和下遊螺紋部中只有一個螺紋部可以包括一個螺距為p1螺紋部和一個螺距為p2的螺紋部。本發明在該方面的優點是限制可能看到覆蓋層被保護器的螺紋部損壞的螺紋部4的部段。

在一變型中，上遊螺紋部和下遊螺紋部包括具有一個或多個螺距為p1的螺紋的第一螺紋部段，上遊或下遊的兩個螺紋部之一包括具有至少一個螺距為p2的螺紋的第二螺紋部段，如p2＝p1+a×p1，並且上遊和下遊的螺紋部中的另一螺紋部包括具有至少一螺距為p3的螺紋的第三螺紋部段，如p3＝p1-b×p1。a和b為兩個嚴格大於0的係數。a和b小於0.8。a和b最好小於值amax。

有利地，在該實施例中，保護器在構件的端部上旋擰結束時，螺距為p2的螺紋的承載翼74將與螺紋部的承載翼接觸，而螺距為p3的螺紋的嚙合翼將與螺紋部的嚙合翼接觸。當螺距為p2的螺紋和螺距為p3的螺紋分別與螺紋部4b和4a嚙合時，由這些螺紋同時施加的應力增加了為了在接頭上旋擰或者松扣保護器所需施加給保護器的扭矩，因此保證就位。如已經對與圖3、4有關的實施例所解釋的，根據希望在螺距為p1的螺紋上增加接觸壓力，或者相反減小所述螺距為p1的螺紋的接觸壓力，選擇螺距為p2螺紋和螺距為p3的螺紋的位置。

可以在嚙合翼處或承載翼處得到螺距為p2的螺紋的螺距差距。這可以通過改變螺紋的平均螺距、或者通過改變它的寬度tw、或者兩種方式結合來得到。由於機加工比幹預螺紋截面變化的幹預更簡單，只改變螺紋螺距並保留整體螺紋的恆定截面是實施起來成本較低的方法。

根據接頭的幾何形狀和尺寸，選擇保護器的尺寸以及螺距為p2的螺紋與密封環箍的相對位置。在實際應用中，可以從接頭的尺寸出發並相對於取決於所述接頭幾何形狀的接頭的參考表面，按照本領域技術人員公知的計算慣例，計算所述位置和尺寸。