BR112019013350B1 - Conexão roscada para tubo de aço - Google Patents

Abstract

É fornecida uma conexão roscada para tubo de aço que evita o desgaste adesivo nas superfícies de vedação durante o encaixe ao fornecer alto desempenho de vedação após a conclusão do encaixe. O pino (10) inclui um nariz (112) incluindo uma superfície de guia afunilada do pino (112a) e uma superfície de vedação do pino (113) incluindo uma superfície afunilada (113a). A caixa (20) inclui uma porção receptora de nariz (22) incluindo uma superfície de guia afunilada da caixa (22a), uma superfície de vedação da caixa (23) incluindo uma superfície afunilada (23a) e uma superfície de tampão (24). O ângulo de afunilamento das superfícies afuniladas (113a, 23a) inclui um segundo ângulo de afunilamento maior que o ângulo de afunilamento das superfícies de guia afunilada (112a, 22a). A conexão roscada (1) é construída de modo a satisfazer Dp2>Db2>Dp1 e Lb2>Lp2. A superfície de tampão (24), localizada entre a superfície de guia afunilada da caixa (22a) e superfície afunilada (23a), tem um comprimento de 0,75 mm ou maior, e está localizada fora de um plano imaginário (V) determinado ao longo das direções radiais.

Description

CAMPO TÉCNICO

[0001] A presente divulgação refere-se a uma conexão roscada para tubo de aço.

FUNDAMENTOS DA TÉCNICA

[0002] Tubos de aço chamados produtos tubulares petrolíferos são usados, por exemplo, para prospecção ou produção de petróleo ou gás natural em poços de petróleo ou poços de gás natural (doravante designados coletivamente como "poços de petróleo"), desenvolvendo recursos não convencionais como areia betuminosa ou gás de xisto, recuperação ou armazenamento de dióxido de carbono (Captura e Armazenamento de dióxido de carbono (CCS)), geração de energia geotérmica ou em fontes termais. Uma conexão roscada é usada para conectar tubos de aço.

[0003] Essas conexões roscadas para tubo de aço são geralmente categorizadas como tipo de acoplamento e tipo integral. Uma conexão de tipo acoplamento conecta um par de tubos, um dos tubos é um tubo de aço e o outro tubo é um acoplamento. Neste caso, uma rosca macho é fornecida sobre a periferia externa de ambas as extremidades do tubo de aço, enquanto uma rosca fêmea é fornecida na periferia interna de ambas as extremidades do acoplamento. Em seguida, a rosca macho do tubo de aço é enroscada dentro rosca fêmea do acoplamento, de modo que eles estejam montados e conectados. Uma conexão de tipo integral conecta um par de tubos que são ambos tubos de aço e não usa um acoplamento separado. Neste caso, uma rosca macho é fornecida na periferia externa de um dos tubo de aço, enquanto uma rosca fêmea é formada na periferia interna da outra extremidade. Em seguida, a rosca macho de um tubo de aço é enroscada dentro rosca fêmea do outro tubo de aço, de modo que eles estejam montados e conectados.

[0004] Uma porção de conexão de uma extremidade de tubo na qual uma rosca macho é fornecida inclui um elemento a ser inserido em uma rosca fêmea e, portanto, é usualmente mencionado como "pino". Uma porção de conexão de uma extremidade de tubo na qual uma rosca fêmea é fornecida inclui um elemento para receber uma rosca macho e, portanto, é mencionada como "caixa". Um pino e uma caixa constituem extremidades de tubos e são, assim, de forma tubular.

[0005] É necessário que uma conexão roscada para tubo de aço tenha bom desempenho de vedação contra pressão de fluido do lado de dentro (doravante também mencionada como "pressão interna") e pressão de fluido do lado de fora (doravante também mencionada como "pressão externa"). Para resolver isso, a conexão roscada é fornecida com uma vedação que usa contato metal com metal. A vedação usando contato metal-metal é composta de uma superfície de vedação de pino e uma superfície de vedação de caixa que tem um diâmetro ligeiramente menor que o diâmetro da superfície de vedação do pino. Quando a conexão roscada é encaixada e as superfícies de vedação são encaixadas, a presença de uma quantidade de interferência, que é a diferença entre o diâmetro da superfície de vedação do pino e o diâmetro da superfície de vedação da caixa, faz com que o diâmetro da superfície de vedação do pino diminua e o diâmetro da superfície de vedação da caixa aumente. Cada uma das superfícies de vedação tenta recuperar seus diâmetros originais e, assim, produz uma recuperação elástica, gerando assim pressões de contato nas superfícies de vedação, que agora aderem uma à outra ao longo de toda a periferia para fornecer desempenho de vedação.

[0006] Algumas conexões roscadas incluem uma estrutura chamada “nariz” para melhorar ainda mais o desempenho de vedação da vedação. O nariz é fornecido na ponta do pino e localizado adjacente à superfície de vedação do pino. O nariz não interfere na caixa e, assim, amplifica a recuperação elástica da superfície de vedação do pino. Como o nariz amplifica a adesão das superfícies de vedação, o desempenho de vedação da vedação melhora.

[0007] As patentes WO 2009/060552 e JP 2012-506000 descrevem, cada uma delas, uma conexão roscada para tubo de aço, incluindo um nariz localizado entre a superfície de ressalto do pino e a superfície de vedação do pino. Em cada uma dessas conexões roscadas, a superfície periférica externa do nariz do pino inclui uma região sem contato, e a parte da superfície periférica interna da caixa que corresponde ao nariz tem uma região sem contato que não entra em contato com a região sem contato do pino quando a conexão foi feita. Cada uma das regiões sem contato é formada por uma superfície cônica ou uma superfície cilíndrica.

[0008] A patente JP 2013-524116 A divulga uma conexão roscada para tubo de aço na qual a superfície de vedação de pino e a superfície de vedação de caixa são formadas por superfícies curvas com diferentes curvaturas. Nesta conexão roscada, uma superfície cônica é fornecida para ser contígua à superfície de vedação do pino e uma superfície cônica é fornecida para ser contígua à superfície de vedação da caixa.

SUMÁRIO DA DIVULGAÇÃO

[0009] Quando a conexão roscada é encaixada e as superfícies de vedação encaixam, o nariz amplifica a adesão das superfícies de vedação para melhorar o desempenho da vedação. No entanto, durante o encaixe, a amplificação da adesão (ou seja, força de contato) fornecida pelo nariz pode causar irritação nas superfícies de vedação.

[0010] Um objetivo da presente divulgação é proporcionar uma conexão roscada para tubo de aço que evite o desgaste adesivo nas superfícies de vedação durante o encaixe, proporcionando um elevado desempenho de vedação após a conclusão do encaixe.

[0011] A presente divulgação é direcionada a uma conexão roscada para tubo de aço. A conexão roscada inclui um pino tubular e uma caixa tubular. O pino é fornecido é uma extremidade de um corpo de tubo de aço. O pino é inserido na caixa de tal modo que a caixa e o pino são montados. O pino inclui um entalhe de pino e uma rosca macho. O entalhe de pino constitui uma porção de ponta do pino. A rosca macho é fornecida em uma periferia externa do pino e localizada mais próximo do corpo de tubo de aço do que o entalhe do pino. A rosca macho é uma rosca afunilada. O entalhe de pino inclui uma primeira superfície de ressalto do pino, um nariz e uma primeira superfície de vedação do pino. A primeira superfície de ressalto do pino é proporcionada em uma ponta do pino. O nariz está localizado mais perto da rosca macho do que a primeira superfície de ressalto do pino. O nariz inclui uma superfície de guia afunilada do pino em sua periferia externa. A superfície de guia afunilada do pino tem um diâmetro decrescente em direção à ponta do pino. A primeira superfície de vedação do pino é fornecida sobre uma periferia externa do entalhe do pino e localizada mais próximo da rosca macho do que o nariz. A primeira superfície de vedação de pino inclui uma superfície afunilada com um diâmetro que diminui em direção à ponta do pino. A caixa inclui uma primeira superfície de ressalto de caixa, uma porção receptora de nariz, uma primeira superfície de vedação da caixa, uma superfície de tampão e uma rosca fêmea. A primeira superfície de ressalto da caixa está localizada sobre uma extremidade interna da caixa para corresponder à primeira superfície de ressalto do pino. A primeira superfície de ressalto da caixa está em contato com a primeira superfície do ressalto do pino quando a conexão tiver sido encaixada. A porção receptora do nariz é fornecida para corresponder ao nariz. A porção receptora de nariz inclui uma superfície de guia afunilada da caixa sobre sua periferia interna. A superfície de guia afunilada da caixa tem um diâmetro decrescente em direção à extremidade interna da caixa. A primeira superfície de vedação da caixa é fornecida sobre uma periferia interna da caixa para corresponder à primeira superfície de vedação do pino. A primeira superfície de vedação da caixa inclui uma superfície afunilada com um diâmetro que diminui em direção à extremidade interna da caixa. A primeira superfície de vedação da caixa está em contato com a primeira superfície de vedação do pino quando a conexão tiver sido encaixada. A superfície de tampão é proporcionada na periferia interna da caixa e localizada entre a superfície de guia afunilada da caixa e a superfície afunilada da primeira superfície de vedação da caixa. A rosca fêmea é fornecida na periferia interna da caixa para corresponder à rosca macho. A rosca fêmea é uma rosca afunilada. Cada uma da superfície de guia afunilada do pino e superfície de guia afunilada da caixa tem um primeiro ângulo de afunilamento. Cada uma das superfícies afuniladas da primeira superfície de vedação do pino e da primeira superfície de vedação da caixa tem um segundo ângulo de afunilamento. O segundo ângulo de afunilamento é maior que o primeiro ângulo de afunilamento. Quando a conexão não é encaixada, as seguintes expressões, (1) e (2), são satisfeitas: Dp2>Db2>Dp1 (1), e Lb2>Lp2 (2), onde Dp1 é o diâmetro da extremidade da superfície de guia afunilado do pino que é mais próxima da ponta do pino; Dp2 é o diâmetro da linha de interseção de uma superfície que se estende da superfície de guia afunilada do pino e uma superfície que se estende da superfície afunilada da primeira superfície de vedação do pino; Lp2 é o comprimento medido em uma direção do eixo do tubo da conexão roscada que começa com a ponta do pino e termina com a linha de interseção da superfície que se estende da superfície de guia afunilado do pino e a superfície se estende da superfície afunilada da primeira superfície de vedação do pino; Db2 é o diâmetro da linha de interseção de uma superfície que se estende da superfície de guia afunilado da caixa e uma superfície que se estende da superfície afunilada da primeira superfície de vedação da caixa; e Lb2 é o comprimento medido na direção do eixo do tubo que começa com a extremidade interna da caixa e termina com a linha de interseção da superfície que se estende da superfície de guia afunilada da caixa e a superfície que se estende da superfície cônica da primeira superfície de vedação da caixa.

[0012] A superfície de tampão tem um comprimento de 0,75 mm ou maior, conforme medido na direção do eixo do tubo. A superfície de tampão está localizada fora de uma superfície imaginária conforme determinado ao longo de uma direção radial da conexão roscada. A superfície imaginária é formado pela superfície que se estende da superfície de guia afunilado da caixa e o plano que se estende desde a primeira superfície de vedação da caixa.

[0013] A conexão roscada para tubo de acordo com a presente divulgação evita o desgaste adesivo nas superfícies de vedação durante o encaixe ao fornecer alto desempenho de vedação após a conclusão do encaixe.

BREVE DESCRIÇÃO DOS DESENHOS

[0014] [FIG. 1] A FIG. 1 é uma vista em corte longitudinal esquemática de uma conexão roscada tipo acoplamento para tudo de aço de acordo com uma primeira modalidade. [FIG. 2] A FIG. 2 é uma vista em corte longitudinal esquemática de uma conexão roscada tipo integral para tudo de aço de acordo com a primeira modalidade. [FIG. 3] A FIG. 3 é uma vista ampliada da porção de extremidade interna, conforme determinada ao longo da direção do eixo do tubo da conexão roscada, como encontrado quando a conexão não é encaixada. [FIG. 4] A FIG. 4 é uma vista ampliada da porção de extremidade interna, conforme determinada ao longo da direção do eixo do tubo da conexão roscada durante o encaixe. [FIG. 5] A FIG. 5 é uma vista ampliada da porção de extremidade interna, conforme determinada ao longo do eixo de tubo da conexão roscada após a conclusão do encaixe. [FIG. 6] A FIG. 6 ilustra uma geometria da superfície de tampão da conexão roscada. [FIG. 7] A FIG. 7 ilustra outra geometria da superfície de tampão da conexão roscada. [FIG. 8] A FIG. 8 ilustra ainda outra geometria da superfície de tampão da conexão roscada. [FIG. 9] A FIG. 9 é uma vista em corte longitudinal esquemática de uma conexão roscada para tudo de aço de acordo com uma segunda modalidade. [FIG. 10] A FIG. 10 é uma vista em corte longitudinal esquemática de uma conexão roscada para tudo de aço de acordo com uma terceira modalidade. [FIG. 11] A FIG. 11 é uma vista em corte longitudinal esquemática de uma conexão roscada para tudo de aço de acordo com uma quarta modalidade. MODALIDADES PARA REALIZAR A INVENÇÃO

[0015] Como discutido acima, o nariz melhora o desempenho de vedação da vedação. O nariz tem o efeito de aumentar a rigidez da porção de ponta do pino (ou seja, o lábio do pino) contra a deformação. Este efeito do nariz melhora a pressão da superfície de contato entre as superfícies de vedação, e também mantém uma pressão de superfície de contato estável mesmo quando uma carga combinada é aplicada para causar pequena deformação plástica do ressalto e porções próximas.

[0016] Enquanto o nariz proporciona um bom desempenho de vedação, pode ser um fator responsável pelo desgaste adesivo nas superfícies de vedação durante o encaixe da conexão roscada. Isso ocorre porque a capacidade do nariz de aumentar a pressão da superfície de contato entre as superfícies de vedação também aumenta a pressão da superfície de contato entre as superfícies de vedação quando as superfícies de vedação deslizam uma contra a outra durante um processo de encaixe.

[0017] Outro fator responsável pelo desgaste adesivo durante o encaixe é o contato excêntrico entre a superfície de vedação do pino e a superfície de vedação da caixa. Em outras palavras, durante o encaixe, se a superfície de vedação do pino e a superfície de vedação da caixa começarem a estar em contato quando as roscas ainda não estiverem completamente apertadas e houver flexibilidade, então a superfície de vedação do pino e a superfície de vedação da caixa podem não ser em contato umas com as outras homogeneamente em toda a circunferência, ou seja, pode deslizar com contato excêntrico. Em tais casos, é altamente provável que ocorra desgaste adesivo em porções das superfícies de vedação onde o contato excêntrico está ocorrendo. Mesmo que não vá tão longe quanto o desgaste adesivo, danos como arranhões são causados nas superfícies de vedação, o que pode levar a um desempenho de vedação menor.

[0018] Para evitar o desgaste adesivo nas superfícies de vedação, pode ser usado um tratamento de superfície para fornecer uma boa resistência ao desgaste adesivo, como revestimento de cobre ou revestimento de cobre-estanho-zinco. No entanto, estes tratamentos de superfície são caros e sofrem de baixa produtividade.

[0019] Para evitar o desgaste nas superfícies de vedação, um lubrificante pode ser usado. Lubrificantes com boas propriedades antidesgaste adesivo incluem, por exemplo, compostos de rosca contendo metais pesados em conformidade com os padrões API (American Petroleum Institute) (ou seja, lubrificantes padrão API). Hoje, no entanto, o ambiente amigável pode exigir o uso de compostos de rosca que não contenham metais pesados (ou seja, lubrificantes amarelos). As propriedades antidesgaste adesivo de lubrificantes amarelos são tipicamente inferiores àquelas de lubrificantes padrão API. Em vista disso, uma certa resistência à corrosão deve ser fornecida usando técnicas diferentes de lubrificantes.

[0020] Em vista destas circunstâncias, os presentes inventores tentaram encontrar uma maneira de eliminar os fatores responsáveis pelo desgaste adesivo durante o encaixe, ao mesmo tempo em que possibilitavam a vantagem do nariz, isto é, proporcionavam um alto desempenho de vedação após a conclusão do encaixe. Isso será descrito em mais detalhes abaixo.

[0021] Os presentes inventores consideraram proporcionar uma superfície de guia afunilada em cada um dos pinos e caixas, de tal modo que as superfícies de guia afunilada possam interferir e deslizar umas contra as outras antes das superfícies de vedação começarem a deslizar uma contra a outra. Desta forma, o eixo do tubo do pino é alinhado com o eixo do tubo da caixa antes das superfícies de vedação começarem a deslizar uma contra a outra. Isso evita que a superfície de vedação do pino e a superfície de vedação da caixa deslizem uma contra a outra com contato excêntrico. Além disso, a distância ao longo da qual as superfícies de vedação deslizam uma contra a outra é reduzida pela diferença entre o diâmetro da superfície de guia afunilada do pino e o diâmetro da superfície de guia afunilada da caixa (ou seja, quantidade de interferência). Isso evita o desgaste adesivo nas superfícies de vedação.

[0022] As superfícies de guia afunilada deslizam uma contra a outra durante o encaixe, mas elas não estão em contato uma com a outra após a conclusão do encaixe. Quando a conexão é feita, a superfície de guia afunilada do pino e a superfície de guia afunilada da caixa ficam de frente uma para a outra, separadas por uma folga. Assim, quando a conexão é feita, uma superfície de guia afunilada, ou seja, o nariz, aumenta a pressão de contato entre as superfícies de vedação, proporcionando um bom desempenho de vedação.

[0023] No entanto, se forem introduzidas superfícies de guia afuniladas no pino e na caixa, a porção de borda entre a superfície de guia afunilada da caixa e a superfície de vedação de caixa desliza durante o encaixe enquanto é pressionada fortemente contra a superfície de guia afunilada do pino. Isso aumenta a pressão da superfície de contato na parte da borda, o que pode causar desgaste ou deformação plástica, se não for desgaste adesivo, das superfícies. Se esse dano ou deformação atingir a superfície de vedação da caixa, a superfície de vedação do pino se desgastará. Como resultado, pode ocorrer desgaste adesivo ou o desempenho de vedação, especialmente contra a pressão externa, pode diminuir.

[0024] Para resolver os problemas acima discutidos, os presentes inventores decidiram fornecer uma superfície de tampão entre a superfície de guia afunilada da caixa e a superfície de vedação da caixa. Ou seja, a formação de uma superfície de tampão na porção de bordo entre a superfície de guia afunilada da caixa e a superfície de vedação da caixa separa a superfície de vedação da caixa da superfície de guia cônica da caixa. Isso evitará que danos ou deformações na extremidade associada da superfície de guia afunilada da caixa atinjam a superfície de vedação da caixa.

[0025] A conexão roscada para o tubo de aço de acordo com uma modalidade foi feita com base nas descobertas acima.

[0026] A conexão roscada para tubo de aço de acordo com uma modalidade inclui um pino tubular e uma caixa tubular. O pino é fornecido é uma extremidade de um corpo de tubo de aço. O pino é inserido na caixa de tal modo que a caixa e o pino são montados. O pino inclui um entalhe de pino e uma rosca macho. O entalhe de pino constitui uma porção de ponta do pino. A rosca macho é fornecida em uma periferia externa do pino e localizada mais próximo do corpo de tubo de aço do que o entalhe do pino. A rosca macho é uma rosca afunilada. O entalhe de pino inclui uma primeira superfície de ressalto do pino, um nariz e uma primeira superfície de vedação do pino. A primeira superfície de ressalto do pino é proporcionada em uma ponta do pino. O nariz está localizado mais perto da rosca macho do que a primeira superfície de ressalto do pino. O nariz inclui uma superfície de guia afunilada do pino em sua periferia externa. A superfície de guia afunilada do pino tem um diâmetro decrescente em direção à ponta do pino. A primeira superfície de vedação do pino é fornecida sobre uma periferia externa do entalhe do pino e localizada mais próximo da rosca macho do que o nariz. A primeira superfície de vedação de pino inclui uma superfície afunilada com um diâmetro que diminui em direção à ponta do pino. A caixa inclui uma primeira superfície de ressalto de caixa, uma porção receptora de nariz, uma primeira superfície de vedação da caixa, uma superfície de tampão e uma rosca fêmea. A primeira superfície de ressalto da caixa está localizada sobre uma extremidade interna da caixa para corresponder à primeira superfície de ressalto do pino. A primeira superfície de ressalto da caixa está em contato com a primeira superfície do ressalto do pino quando a conexão tiver sido encaixada. A porção receptora do nariz é fornecida para corresponder ao nariz. A porção receptora de nariz inclui uma superfície de guia afunilada da caixa sobre sua periferia interna. A superfície de guia afunilada da caixa tem um diâmetro decrescente em direção à extremidade interna da caixa. A primeira superfície de vedação da caixa é fornecida sobre uma periferia interna da caixa para corresponder à primeira superfície de vedação do pino. A primeira superfície de vedação da caixa inclui uma superfície afunilada com um diâmetro que diminui em direção à extremidade interna da caixa. A primeira superfície de vedação da caixa está em contato com a primeira superfície de vedação do pino quando a conexão tiver sido encaixada. A superfície de tampão é proporcionada na periferia interna da caixa e localizada entre a superfície de guia afunilada da caixa e a superfície afunilada da primeira superfície de vedação da caixa. A rosca fêmea é fornecida na periferia interna da caixa para corresponder à rosca macho. A rosca fêmea é uma rosca afunilada. Cada uma da superfície de guia afunilada do pino e superfície de guia afunilada da caixa tem um primeiro ângulo de afunilamento. Cada uma das superfícies afuniladas da primeira superfície de vedação do pino e da primeira superfície de vedação da caixa tem um segundo ângulo de afunilamento. O segundo ângulo de afunilamento é maior que o primeiro ângulo de afunilamento. Quando a conexão não é encaixada, as seguintes expressões, (1) e (2), são satisfeitas: Dp2>Db2>Dp1 (1), e Lb2>Lp2 (2), onde Dp1 é o diâmetro da extremidade da superfície de guia afunilado do pino que é mais próxima da ponta do pino; Dp2 é o diâmetro da linha de interseção de uma superfície que se estende da superfície de guia afunilada do pino e um plano que se estende da superfície afunilada da primeira superfície de vedação do pino; Lp2 é o comprimento da porção da conexão roscada medido em uma direção do eixo do tubo que começa com a ponta do pino e termina com a linha de interseção da superfície que se estende da superfície de guia afunilado do pino e o plano se estende da superfície afunilada da primeira superfície de vedação do pino; Db2 é o diâmetro da linha de interseção de uma superfície que se estende da superfície de guia afunilado da caixa e uma superfície que se estende da superfície afunilada da primeira superfície de vedação da caixa; e Lb2 é o comprimento medido na direção do eixo do tubo que começa com a extremidade interna da caixa e termina com a linha de interseção da superfície que se estende da superfície de guia afunilada da caixa e a superfície que se estende da superfície cônica da primeira superfície de vedação da caixa.

[0027] A superfície de tampão tem um comprimento de 0,75 mm ou maior, conforme medido na direção do eixo do tubo. A superfície de tampão está localizada fora de uma superfície imaginário conforme determinado ao longo de uma direção radial com respeito à conexão roscada. A superfície imaginária é formado pela superfície que se estende da superfície de guia afunilado da caixa e a superfície que se estende desde a primeira superfície de vedação da caixa.

[0028] Na modalidade descrita acima, as superfícies de guia afuniladas são construídas de tal forma que o ângulo de afunilamento da superfície afunilada de cada superfície de vedação é maior que o ângulo de afunilamento de cada superfície de guia afunilada e que as expressões (1) e (2) são satisfeitas. Assim, antes das superfícies de vedação começarem a deslizar uma contra a outra, as superfícies de guia afuniladas interferem uma com a outra e o eixo do tubo do pino está alinhado com o eixo do tubo da caixa. Isso impedirá o contato excêntrico entre as superfícies de vedação. Além disso, a distância ao longo da qual as superfícies de vedação deslizam uma contra a outra será reduzida pela quantidade de interferência das superfícies de guia afuniladas. Isso evitará o desgaste adesivo nas superfícies de vedação durante o encaixe.

[0029] Na modalidade descrita acima, uma superfície de tampão está presente entre a superfície de guia afunilada da caixa e a superfície de vedação da caixa. Assim, a superfície de vedação da caixa é separada da superfície de guia afunilada da caixa. Assim, mesmo quando a superfície de guia afunilada da caixa estiver danificada ou deformada durante o encaixe, este dano ou deformação é impedido de atingir a superfície de vedação da caixa. Isso impedirá que a superfície de vedação da caixa faça com que a superfície de vedação do pino se desgaste, evitando assim o desgaste adesivo.

[0030] Na modalidade descrita acima, as expressões (1) e (2) são satisfeitas de tal modo que a superfície guia afunilada do pino fica voltada para a superfície de guia afunilada da caixa após a conclusão do encaixe, sendo estas superfícies separadas por uma folga. Assim, quando a conexão é encaixada, a rigidez do nariz do pino amplifica a recuperação elástica da superfície de vedação do pino, melhorando assim a pressão da superfície de contato entre as superfícies de vedação. Isso proporcionará alto desempenho de vedação.

[0031] Assim, a modalidade descrita acima evita o desgaste adesivo nas superfícies de vedação durante o encaixe ao fornecer alto desempenho de vedação após a conclusão do encaixe.

[0032] A primeira superfície de ressalto do pino pode incluir uma superfície de ressalto principal do pino e uma superfície de ressalto auxiliar do pino. A superfície de ressalto auxiliar do pino está disposta adjacente a uma periferia externa da superfície de ressalto principal do pino. A primeira superfície de ressalto da caixa pode incluir uma superfície de ressalto principal da caixa e uma superfície de ressalto auxiliar da caixa. A superfície de ressalto principal da caixa é fornecida para corresponder à superfície de ressalto principal do pino. A superfície de ressalto principal da caixa está em contato com a superfície do ressalto principal do pino quando a conexão foi encaixada. A superfície de ressalto auxiliar da caixa é fornecida para corresponder à superfície de ressalto auxiliar do pino. A superfície de ressalto auxiliar da caixa é contatável com a superfície de ressalto auxiliar do pino quando a conexão tiver sido encaixada. Quando a conexão tiver sido encaixada, a superfície de ressalto auxiliar do pino e a superfície de ressalto auxiliar da caixa não pode entrar em contato uma com a outra.

[0033] O pino pode ainda incluir uma segunda superfície de vedação do pino. A segunda superfície de vedação do pino é proporcionada na periferia externa do pino e localizada, conforme determinado ao longo da direção do eixo do tubo, no seu meio ou numa extremidade sua adjacente ao corpo do tubo de aço. A caixa pode ainda incluir uma segunda superfície de vedação da caixa. A segunda superfície de vedação da caixa é fornecida sobre a periferia interna da caixa para corresponder à segunda superfície de vedação do pino. A segunda superfície de vedação da caixa está em contato com a segunda superfície de vedação do pino quando a conexão tiver sido encaixada.

[0034] O pino pode ainda incluir uma segunda superfície de ressalto do pino. A caixa pode ainda incluir uma segunda superfície de ressalto da caixa. A segunda superfície de ressalto do pino está localizada, conforme determinado ao longo da direção do eixo do tubo, no seu meio ou numa extremidade sua adjacente ao corpo do tubo de aço. A segunda superfície de ressalto do pino cruza a direção do eixo do tubo. A segunda superfície de ressalto da caixa está disposta para corresponder à segunda superfície de ressalto do pino. A segunda superfície de ressalto da caixa está em contato com a segunda superfície de ressalto do pino quando a conexão tiver sido encaixada.

[0035] Pelo menos uma das primeiras superfícies de vedação do pino e a primeira superfície de vedação da caixa podem ainda incluir uma superfície curvada. A superfície curvada é fornecida para ser contígua à superfície afunilada. A superfície curvada tem uma ou mais curvaturas.

[0036] A superfície de tampão pode incluir uma superfície curvada. A superfície curvada é fornecida para ser contígua à superfície de guia afunilada da caixa e à primeira superfície de vedação da caixa. A superfície curvada tem uma ou mais curvaturas.

[0037] A superfície de tampão pode ter um comprimento de 2 mm ou menor, conforme medido na direção do eixo do tubo.

[0038] Serão descritas especificamente agora modalidades com referência aos desenhos. Os elementos iguais e correspondentes nos desenhos são identificados com os mesmos caracteres e a mesma descrição não será repetida. Para facilitar a explicação, os desenhos podem mostrar elementos de forma simplificada ou esquemática ou alguns elementos podem não ser exibidos.

[0039] <Primeira Modalidade> [Construção da Conexão Roscada] (Construção Geral) FIGS. 1 e 2 mostram vistas em corte longitudinal esquemático de conexões roscadas para tubo de aço 1A e 1B, respectivamente, de acordo com uma primeira modalidade. A conexão roscada 1A mostrada na FIG. 1 é uma conexão roscada tipo acoplamento. A conexão roscada 1B mostrada na FIG. 2 é uma conexão roscada tipo integral. Na descrição que se segue, as conexões roscadas 1A e 1B podem ser coletivamente referidas como conexão roscada 1 quando não é feita distinção.

[0040] Como mostrado nas FIGS. 1 e 2, a conexão roscada 1 inclui um pino tubular 10 e uma caixa tubular 20. O pino 10 é inserido na caixa 20 de tal modo que o pino 10 e a caixa 20 são feitos.

[0041] O pino 10 é fornecido em uma extremidade do corpo de tubo de aço. O corpo do tubo de aço se refere à porções do tubo de aço incluindo o pino 10 que não estão dentro da caixa 20 após a inserção. Para facilitar a explicação, o sentido em direção à ponta do pino 10 pode ser referido como direção para dentro ou direção para fora ao interior ou a direção para frente ou direção para fora da parte frontal, e o sentido em direção ao corpo do tubo de aço pode ser referido como direção para fora ou direção para fora do exterior ou direção traseira ou direção para fora da parte traseira, tudo conforme determinado ao longo da direção do eixo do tubo da conexão roscada 1.

[0042] O pino inclui 10 inclui um entalhe de pino 11 e uma rosca macho 12. O entalhe de pino 11 constitui uma porção de ponta do pino. A rosca macho 12 está localizada mais próximo do corpo de tubo de aço do que o entalhe do pino 11.

[0043] O entalhe do pino 11 inclui uma superfície de ressalto de pino 111, um nariz 112 e uma superfície de vedação de pino 113. A superfície de ressalto de pino 111, nariz 112 e superfície de vedação do pino 113 estão dispostas por esta ordem quando se dirigem para o exterior, conforme determinado ao longo da direção do eixo do tubo.

[0044] A superfície de ressalto do pino 111 é proporcionada na ponta do pino 10. A superfície de ressalto do pino 111 pode incluir uma superfície de ressalto principal do pino e uma superfície de ressalto auxiliar do pino, discutido mais abaixo.

[0045] O nariz 112 está localizado mais próximo da rosca macho 12 do que a superfície de ressalto do pino 111. O nariz 112 inclui uma superfície de guia afunilada do pino 112a em sua periferia. A superfície de guia afunilada do pino 112a é uma superfície afunilada tendo um diâmetro que diminui em direção à ponta do pino 10. Ou seja, a superfície de guia afunilada do pino 112a é formada pela periferia de um cone truncado cujo eixo é representado pelo eixo de tubo CL.

[0046] A superfície de vedação do pino 113 está localizada mais próximo da rosca macho 12 do que o nariz 112. A superfície de vedação do pino 113 inclui uma superfície afunilada tendo um diâmetro que diminui em direção à ponta do pino 10. A superfície afunilada da superfície de vedação de pino 113 será descrita em detalhe mais abaixo.

[0047] A rosca macho 12 está localizada na parte externa do entalhe do pino 11, conforme determinado ao longo da direção do eixo do tubo. A rosca macho 12 é fornecida sobre a periferia externa do pino 10. A rosca macho 12 é constituída por uma rosca afunilada.

[0048] A caixa 20 inclui uma superfície de ressalto da caixa 21, uma porção receptora de nariz 22, uma superfície de vedação da caixa 23, uma superfície de tampão 24 e uma rosca fêmea 25.

[0049] A superfície de ressalto da caixa 21 é fornecida sobre a extremidade interna da caixa 20 de modo a corresponder à superfície de ressalto do pino 111. Quando a conexão tiver sido encaixada, a superfície de ressalto da caixa 21 está em contato com a superfície de ressalto do pino 111 e, juntamente com a superfície de ressalto do pino 111, forma um conjunto de ressalto. A superfície de ressalto do pino 111 e a superfície de ressalto da caixa 21 servem como um batente para limitar o enroscamento do pino 10. A superfície de ressalto do pino 111 e a superfície de ressalto da caixa 21 servem para gerar uma força axial de aperto de rosca dentro da conexão.

[0050] A porção receptora de nariz 22 é fornecida sobre a caixa 20 para corresponder ao nariz 112 do pino 10. A porção receptora de nariz 22 está localizada para fora da superfície de ressalto da caixa 21 conforme determinado ao longo da direção do eixo do tubo. A porção receptora de nariz 22 inclui uma superfície de guia afunilada da caixa 22a sobre sua periferia interna.

[0051] A superfície de guia afunilada da caixa 22a é uma superfície afunilada tendo um diâmetro que diminui em direção à extremidade interna da caixa 20. Ou seja, a superfície de guia afunilada da caixa 22a é formada pela periferia interna de um cone truncado cujo eixo é representado pelo eixo de tubo CL.

[0052] A superfície de guia afunilada da caixa 22a e a superfície de guia afunilada do pino 112a têm uma quantidade de interferência. A superfície de guia afunilada da caixa 22a está em contato com a superfície de guia afunilada do pino 112a durante o encaixe do pino 10 e da caixa 20. Após a conclusão do encaixe, a superfície de guia afunilada da caixa 22a não está em contato com a superfície de guia afunilada do pino 112a.

[0053] A superfície de vedação da caixa 23 está localizada na parte externa da receptora de nariz 22, conforme determinado ao longo da direção do eixo do tubo. A superfície de vedação da caixa 23 é fornecida na periferia interna da caixa 20 para corresponder à superfície de vedação do pino 113. A superfície de vedação da caixa 23 e a superfície de vedação do pino 113 têm uma quantidade de interferência. Quando a conexão é encaixada, a superfície de vedação do pino 113 e a superfície de vedação da caixa 23 aderem apropriadamente uma à outra para conseguir um ajuste de interferência. Quando a conexão é encaixada, a superfície de vedação do pino 113 e a superfície de vedação da caixa 23 formam uma vedação que usa contato metal-metal.

[0054] A superfície de tampão 24 é fornecida na periferia interna da caixa 20. A superfície de tampão 24 constitui a porção de borda da superfície periférica interna da caixa 20 entre a superfície de guia afunilada de caixa 22a e a superfície de vedação da caixa 23.

[0055] A rosca fêmea 25 é fornecida na periferia interna da caixa 20 para corresponder a rosca macho 12. A rosca fêmea 25 é constituída por uma rosca afunilada que engata na rosca afunilada, constituindo a rosca macho 12. Quando a conexão tiver sido encaixada, a rosca fêmea 25 juntamente com a rosca macho 12, forma um conjunto de roscas. As roscas são de preferências roscas de início único ou roscas de início duplo.

[0056] O pino 10 da conexão roscada 1B mostrada na FIG. 2 inclui ainda uma superfície de vedação de pino 13. A superfície de vedação do pino 13 é fornecida na periferia externa do pino 10 e está localizada na extremidade do pino 10 que é adjacente ao corpo de tubo de aço.

[0057] A caixa 20 da conexão roscada 1B inclui ainda uma superfície de vedação de caixa 26 para corresponder à superfície de vedação de pino 13. A superfície de vedação do pino 13 e a superfície de vedação da caixa 26 têm uma quantidade de interferência. Como tal, quando a conexão é encaixada, a superfície de vedação do pino 13 e a superfície de vedação da caixa 26 aderem apropriadamente uma à outra para conseguir um ajuste de interferência. Quando a conexão é encaixada, a superfície de vedação do pino 13 e a superfície de vedação da caixa 26 formam uma vedação que usa contato metal-metal.

[0058] (Construção da Extremidade Interna da Conexão Roscada) A FIG. 3 é uma vista ampliada da porção de extremidade interna, conforme determinada ao longo da direção do eixo do tubo da conexão roscada 1 mostrada nas FIGS. 1 e 2.

[0059] Como mostrado na FIG. 3, de acordo com a presente modalidade, a superfície de ressalto do pino 111 inclui uma superfície de ressalto principal 111a e uma superfície de ressalto auxiliar do pino 111b. A superfície de ressalto da caixa inclui 21 uma superfície de ressalto principal 21a e uma superfície de ressalto auxiliar da caixa 21b.

[0060] A superfície de ressalto principal do pino 111a é uma superfície toroide que cruza a direção do eixo do tubo da conexão roscada 1. De acordo com a presente modalidade, a superfície de ressalto principal do pino 111a está inclinada de modo que sua periferia externa esteja localizada para dentro de sua periferia interna, conforme determinado ao longo da direção do eixo do tubo.

[0061] A superfície de ressalto auxiliar do pino 111b é uma superfície toroide fornecida adjacente à periferia externa da superfície e ressalto principal do pino 111a. A superfície de ressalto auxiliar do pino 111b cruza as direções radiais em relação à conexão roscada 1. A superfície de ressalto auxiliar do pino 111b possui uma inclinação oposta à da superfície de ressalto principal do pino 111a. Ou seja, a superfície de ressalto auxiliar do pino 111b está inclinada de modo que sua periferia externa esteja localizada para dentro de sua periferia interna, conforme determinado ao longo da direção do eixo do tubo.

[0062] A superfície de ressalto principal da caixa 21a e a superfície de ressalto auxiliar da caixa 21b são superfícies toroides proporcionadas na caixa 20 para corresponder à superfície de ressalto principal do pino 111a e à superfície de ressalto auxiliar do pino 111b, respectivamente. A superfície de ressalto principal da caixa 21a está inclinada de modo que sua periferia externa está localizada para dentro de sua periferia interna, conforme determinado ao longo da direção do eixo do tubo de modo a corresponder à superfície de ressalto principal do pino 111a. A superfície de ressalto auxiliar da caixa 21b possui uma inclinação oposta à da superfície de ressalto principal da caixa 21a. A superfície de ressalto auxiliar da caixa 21b está inclinada de modo que sua periferia externa esteja localizada para fora de sua periferia interna, conforme determinado ao longo da direção do eixo do tubo de modo a corresponder à superfície de ressalto auxiliar do pino 111b.

[0063] A superfície de ressalto principal do pino 111a e a superfície de ressalto principal da caixa 21a estão em contato uma com a outra quando a conexão tiver sido encaixada. Por outro lado, a superfície de ressalto auxiliar de pino 111b e a superfície de ressalto auxiliar da caixa 21b são construídas para serem contatáveis quando a conexão é encaixada, mas não precisam estar em contato uma com a outra em um estado normal com a conexão feita. A superfície de ressalto auxiliar do pino 111b e a superfície de auxiliar da caixa 21b podem entrar em contato umas com as outras se, por exemplo, uma alta carga de compressão for aplicada à conexão roscada 1 ou se for aplicado um torque excessivo. À medida que a superfície de ressalto auxiliar de pino 111b contata a superfície de ressalto auxiliar da caixa 21b, o entalhe do pino 11 é impedido de se deformar de um modo que aumenta o seu diâmetro.

[0064] A superfície de ressalto do pino 111 não precisa incluir a superfície de ressalto auxiliar do pino 111b. Em tais implementações, a superfície de ressalto da caixa 21 não inclui a superfície de ressalto auxiliar da caixa 21b.

[0065] A superfície de vedação do pino 113 inclui uma superfície afunilar 113a. A superfície afunilada 113a tem um diâmetro que diminui em direção à ponta do pino 10. Ou seja, a superfície afunilada 113a é formada pela periferia de um cone truncado cujo eixo é representado pelo eixo de tubo CL. Quando a conexão não é feita, a superfície afunilada 113a tem um ângulo de afunilamento que é maior do que o ângulo de afunilamento da superfície de guia afunilada do pino 112a.

[0066] A superfície afunilada 113a da superfície de vedação do pino 113 é preferencialmente conectada à superfície de guia afunilada do pino 112a através de uma superfície curvada tendo uma ou mais curvaturas. Do mesmo modo, é preferencial proporcionar uma superfície curvada tendo uma ou mais curvaturas entre a superfície cônica 113a e a rosca macho 12 (FIGS. 1 e 2). Em tais implementações, ambas as extremidades, determinadas ao longo da direção do eixo do tubo, da superfície de vedação do pino 113 são formadas por superfícies curvadas. Superfície curvada com uma ou mais curvaturas significa uma superfície formada por, em uma vista em corte transversal do pino 10 tomada ao longo de um plano contendo o eixo de tubo CL (ou seja, vista em corte longitudinal), uma ou mais linhas curvadas selecionadas de um arco, um arco elíptico e uma parábola. Em alternativa, a superfície de vedação de pino 113 pode ser composta apenas pela superfície afunilada 113a.

[0067] A superfície de vedação da caixa 23 inclui uma superfície afunilada 23a. A superfície afunilada 23a tem um diâmetro que diminui em direção à extremidade interna da caixa 20. Ou seja, a superfície afunilada 23a é formada pela periferia de um cone truncado cujo eixo é representado pelo eixo de tubo CL. Quando a conexão não é feita, o ângulo de afunilamento da superfície afunilada 23a é igual ao ângulo de afunilamento da superfície afunilada 113a da superfície de vedação do pino 113 e maior do que o ângulo de afunilamento da superfície de guia afunilada da caixa 22a. Quando a conexão não é feita, o ângulo de afunilamento da superfície de guia afunilada da caixa 22a é igual ao ângulo de afunilamento da superfície de guia afunilada do pino 112a.

[0068] Os ângulos de afunilamento das superfícies afuniladas 113a e 23a são de preferência maiores que os ângulos de afunilamento das superfícies de guia afunilada do pino e da caixa 112a e 22a em 2° a 25°, e mais preferencialmente em 3° a 15°.

[0069] A superfície de tampão 24 é fornecida entre a superfície de guia afunilada da caixa 22a e a superfície afunilada 23a da superfície de vedação da caixa 23. A superfície de tampão 24 tem um comprimento de 0,75 mm ou mais. O comprimento da superfície de tampão 24 é de preferência não superior a 2 mm. O comprimento da superfície de tampão 24 é definido como a distância, conforme determinada ao longo da direção do eixo do tubo, entre a extremidade traseira da superfície de guia afunilada da caixa 22a e a extremidade frontal da superfície afunilada 23a.

[0070] A superfície afunilada 24 está localizada para fora de uma superfície imaginário V conforme determinada ao longo de direções radiais com respeito à caixa 20. A superfície imaginária V é composta pelas superfícies de extensão V1 e V2. A superfície de extensão V1 é uma superfície imaginária que se estende desde a superfície de guia afunilada da caixa 22a, geralmente na direção da superfície de vedação da caixa 23. A superfície de extensão V2 é uma superfície imaginária que se estende desde a superfície afunilada 23a da superfície de vedação da caixa 23, geralmente na direção da superfície de guia afunilada da caixa 22a. Se o diâmetro da superfície de tampão 24 e o diâmetro da superfície imaginária V são comparados na mesma posição ao longo da direção do eixo do tubo, o diâmetro da superfície de tampão 24 é sempre maior do que o diâmetro da superfície imaginária V. A construção da superfície de tampão 24 será descrita em detalhe mais abaixo.

[0071] Na FIG. 3, o diâmetro da extremidade da superfície de guia afunilada do pino 112a adjacente à ponta do pino 10 (ou seja, extremidade frontal) é denotado por Dp1; e o diâmetro da linha de interseção Xp de uma superfície de extensão que se estende desde a superfície de guia afunilada do pino 112a em geral em direção à superfície de vedação do pino 113 e uma superfície de extensão que se estende a partir da superfície afunilada 113a da superfície de vedação do pino 113 geralmente em direção à superfície de guia afunilada do pino 112a é detonado por Dp2. Lp1 é a distância entre a ponta do pino 10 e a extremidade frontal da superfície de guia afunilada do pino 112a conforme medida na direção do eixo do tubo; e Lp2 é a distância entre a ponta do pino 10 e a linha de interseção Xp conforme medida na direção do eixo do tubo. Contudo, na FIG. 3, a superfície curvada entre a superfície de guia afunilada do pino 112a e a superfície afunilada 113a é omitida; como tal, a borda entre a superfície de guia afunilada do pino 112a e a superfície afunilada 113a representa a linha de interseção Xp. Dp1, Dp2, Lp1 e Lp2 são todas as dimensões medidas quando a conexão não é feita.

[0072] Na FIG. 3, o diâmetro da extremidade da superfície de guia afunilada da caixa 22a adjacente à superfície de ressalto de caixa 21 (ou seja, extremidade frontal) é denotada por Db1; e o diâmetro da linha de interseção Xb das superfícies de extensão VI e V2 é indicado por Db2. Lb1 é a distância entre extremidade interna da caixa 20 e a extremidade frontal da superfície de guia afunilada da caixa 22a conforme medida na direção do eixo do tubo; e Lb2 é a distância entre extremidade interna da caixa 20 e a linha de interseção Xp conforme medida na direção do eixo do tubo. Db1, Db2, Lb1 e Lb2 são todas as dimensões medidas quando a conexão não é feita.

[0073] A conexão roscada 1 de acordo com a presente modalidade é construída de modo a satisfazer as seguintes expressões, (1) e (2): Dp2>Db2>Dp1 (1), e Lb2>Lp2 (2).

[0074] Se as expressões (1) e (2) são satisfeitas, como mostrado na FIG. 4, durante um processo de encaixe, a superfície de guia afunilada do pino 112a e a superfície de guia afunilada da caixa 22a começam a deslizar uma contra a outra antes da superfície de vedação do pino 113 e a superfície de vedação da caixa 23 começar a deslizar uma contra a outra. Após a conclusão do encaixe, como mostrado na FIG. 5, a superfície de vedação do pino 113 e a superfície de vedação da caixa 23 estão em contato uma com a outra, enquanto a superfície de guia afunilada do pino 112a e a superfície de guia afunilada da caixa 22a estão voltadas uma para a outra, com uma folga presente entre elas.

[0075] Na expressão (1), Db2 é de preferência não inferior a 97% e inferior a 100% de Dp2, e mais preferencialmente não inferior a 99% e inferior a 100% de Dp2. Dp1 é de preferência não inferior a 97% e inferior a 100% de Db2, e mais preferencialmente não inferior a 99% e inferior a 100% de Db2.

[0076] Dentro da expressão (2), Lp2 é preferencialmente não inferior a 40% e inferior a 100% de Lb2, e mais preferencialmente não inferior a 60% e inferior a 95% de Lb2.

[0077] Além disso, é preferencial que a conexão roscada 1 de acordo com a presente modalidade satisfaça a seguinte expressão, (3): Lb1>Lp1 (3).

[0078] Agora, será descrita a relação entre a quantidade de interferência da guia afunilado, δg, e a quantidade de interferência de vedação, δs. A quantidade de interferência da guia afunilada δg é a quantidade de interferência entre a superfície da guia afunilada do pino 112a e a superfície da guia afunilada da caixa 22a. A quantidade de interferência de vedação δs é a quantidade de interferência entre a superfície de vedação de pino 113 e a superfície de vedação da caixa 23.

[0079] A quantidade de interferência da guia afunilada δg é a quantidade máxima de interferência entre a superfície da guia afunilada do pino 112a e a superfície da guia afunilada da caixa 22a encontrada quando elas estão em contato e deslizam uma contra a outra. Em outras palavras, a quantidade de interferência da guia afunilada δg é a quantidade de interferência que foi introduzida entre a superfície da guia afunilada do pino 112a e a superfície da guia afunilada da caixa 22a imediatamente antes da superfície de vedação do pino 113 e da superfície de vedação da caixa 23 começarem a deslizar uma contra a outra. A quantidade de interferência δg é substancialmente igual a Dp2 menos Db2 (=Dp2-Db2).

[0080] A quantidade de interferência de vedação δs é a quantidade de interferência presente entre a superfície de vedação do pino 113 e a superfície de vedação da caixa 23 após o término do encaixe, ou seja, quando a superfície de ressalto do pino 111 encostou na superfície de ressalto da caixa 21. Em outras palavras, supondo que a ponta do pino 10 e a extremidade interior da caixa 20 representem posições de referência, a quantidade de interferência de vedação δs é substancialmente igual à distância entre o diâmetro da superfície de vedação do pino 113 e o diâmetro da superfície de vedação da caixa 23 conforme medida na mesma distância das respectivas posições de referência, conforme medida na direção do eixo do tubo (ou seja, quando a conexão não é realizada).

[0081] De acordo com a presente modalidade, a quantidade de interferência da guia afunilada δg e a quantidade de interferência da vedação δs satisfazem a relação da seguinte equação, (5): δs>δg (5).

[0082] A quantidade de interferência da guia afunilada δg é de preferência não inferior a 50% e não superior a 95% da quantidade de interferência de vedação δs, e mais preferencialmente não inferior a 70% e não superior a 90% da quantidade de interferência de vedação.

[0083] (Construção da Superfície do Tampão) Como discutido acima, a superfície de tampão 24 está localizada entre a superfície da guia afunilada da caixa 22a e a superfície afunilada 23a da superfície de vedação da caixa 23 e para fora da superfície imaginária V. A superfície de tampão 24 inclui de preferência uma superfície curvada tendo uma ou mais curvaturas. A superfície curvada é uma superfície formada por, em uma vista em corte transversal da caixa 20 tomada ao longo de um plano contendo o eixo de tubo CL (ou seja, vista em corte longitudinal), uma ou mais linhas curvadas selecionadas de um arco, um arco elíptico e uma parábola.

[0084] FIGS. 6 a 8 mostram superfícies de tampão 24A, 24B e 24C com diferentes geometrias. As superfícies de tampão 24A, 24B e 24C podem ser coletivamente referidas como superfície de tampão 24 quando não é feita distinção.

[0085] A superfície de tampão 24A mostrada na FIG. 6 é composta por uma superfície curvada 24a tendo uma curvatura Ra. Ou seja, a superfície de tampão 24A é formada por um único arco numa vista em corte longitudinal da caixa 20. O inverso da curvatura Ra, ou seja, o raio de curvatura da superfície curvada 24a, é de preferência não inferior a 1 mm.

[0086] A superfície de tampão 24A formada pela superfície curvada 24a é contígua à superfície da guia afunilada da caixa 22a e a superfície afunilada 23a da superfície de vedação da caixa 23. Ou seja, a superfície de tampão 24 é conectada suavemente à superfície da guia afunilada da caixa 22a e à superfície afunilada 23a. Por exemplo, em uma vista em corte longitudinal da caixa 20, a superfície da guia afunilada da caixa 22a e sua superfície de extensão V1 são tangentes às superfícies de tampão 24 e sua extremidade frontal. Em uma vista em corte longitudinal da caixa 20, a superfície afunilada 23a e sua superfície de extensão V2 são tangentes à superfície afunilada 24 e sua extremidade traseira.

[0087] A extremidade traseira da superfície de tampão 24A pode ser interpretada como a extremidade frontal da superfície de vedação da caixa 23. Ou seja, na implementação mostrada na FIG. 6, uma porção (ou seja, a extremidade traseira) da superfície curva 24a pode ser interpretada como uma superfície curva incluída na superfície de tampão 24A e, ao mesmo tempo, como uma superfície curvada incluída na superfície de vedação da caixa 23.

[0088] A superfície de tampão 24N mostrada na FIG. 7 é formado por uma superfície curvada 24b com duas curvaturas R1b e R2b. A superfície curvada 24b é uma superfície complexa composta por uma subsuperfície curvada 241b tendo uma curvatura R1b e uma subsuperfície curvada 242b tendo uma curvatura R2b conectada em conjunto. Os inversos das curvaturas R1b e R2b, ou seja, o raio de curvatura das subsuperfície curvadas 241b e 242b são preferencialmente não inferiores a 1 mm.

[0089] Semelhante à superfície de tampão 24A mostrada na FIG. 6, a superfície de tampão 24b é suavemente conectada à superfície da guia afunilada da caixa 22a e a superfície afunilada 23a da superfície de vedação da caixa 23. A extremidade traseira da superfície curvada 24b que faz parte da superfície de tampão 24b pode ser interpretada como uma superfície curvada incluída na superfície de tampão 24B e, ao mesmo tempo, como uma superfície curvada incluída na superfície de vedação da caixa 23.

[0090] A superfície de tampão 24C mostrada na FIG. 8 é uma superfície complexa 24c formada por subsuperfícies curvadas 241c e 242c e uma superfície afunilada 243c. A superfície curvada 241c tem uma curvatura R1c. A superfície curvada 242c tem uma curvatura R2c que é diferente da superfície curvada R1c. Os inversos das curvaturas R1c e R2c, ou seja, o raio de curvatura das subsuperfície curvadas 241c e 242c são preferencialmente não inferiores a 1 mm.

[0091] A subsuperfície curvada 241c é conectada suavemente à superfície da guia afunilada da caixa 22a. A subsuperfície curvada 242c é conectada suavemente à superfície afunilada 23a da superfície de vedação da caixa 23. Algumas ou todas as subsuperfícies curvadas 242c podem ser interpretadas como uma superfície curvada incluída na superfície de tampão 24C e, ao mesmo tempo, como uma superfície curvada incluída na superfície de vedação da caixa 23. A superfície afunilada 243c está localizada entre as subsuperfícies curvadas 241c e 242c.

[0092] [Efeitos] Na conexão roscada 1 de acordo com a presente modalidade, os ângulos de afunilamento da superfície afunilada 113a da superfície de vedação do pino 113 e a superfície afunilada 23a da superfície de vedação da caixa 23 são maiores do que os ângulos de afunilamento da superfície da guia afunilada do pino 112a e da superfície da guia afunilada da caixa 22a. Além disso, a conexão roscada 1 é construída de modo a satisfazer as expressões (1) e (2), fornecidas acima. Com esta construção, durante um processo de encaixe, a superfície de guia afunilada do pino 112a e a superfície de guia afunilada da caixa 22a começam a deslizar uma contra a outra de modo que os eixos do tubo do pino 10 e da caixa 20 são alinhados antes da superfície de vedação do pino 113 e a superfície de vedação da caixa 23 começar a deslizar uma contra a outra. Isso evitará o contato excêntrico entre a superfície de vedação do pino 113 e a superfície de vedação da caixa 23 durante o encaixe. Isso evitará o desgaste adesivo nas superfícies de vedação do pino e caixa 113 e 23 durante o encaixe.

[0093] Em uma conexão roscada convencional, a distância ao longo da qual as superfícies de vedação de pino e caixa deslizam uma contra a outra é δs^πDs/2Ptanθ, onde P é o passo de rosca das roscas, θ é o ângulo de inclinação da vedação (= ângulo de afunilamento/2) e Ds é o diâmetro representativo da vedação. Em contraste, na conexão roscada 1 de acordo com a presente modalidade, a distância ao longo da qual a superfície de vedação do pino 113 e a superfície de vedação de caixa 23 desliza uma contra a outra diminui para (δs-δg\πDs/2Ptanθ conforme a superfície da guia afunilada do pino 112a e a superfície da guia afunilada da caixa 22a são introduzidas. Ou seja, na conexão roscada 1, a distância ao longo da qual a superfície de vedação do pino 113 e a superfície de vedação da caixa 23 deslizam uma contra a outra durante o encaixe diminui pela quantidade de interferência da guia afunilada δg.

[0094] Por exemplo, se a quantidade de interferência da guia afunilada δg é metade da quantidade de interferência de vedação δs, a distância ao longo da qual a superfície de vedação do pino 113 e a superfície de vedação da caixa 23 deslizam uma contra a outra durante o encaixe torna-se cerca da metade, reduzindo assim o risco de desgaste adesivo. Por outro lado, após a conclusão do encaixe, é introduzida uma folga de (δs-δg)/2 entre a superfície da guia afunilada do pino 112a e a superfície da guia afunilada da caixa 22a. Isso produzirá uma pressão superficial de aderência na vedação semelhante à conexão roscada, incluindo um nariz convencional, proporcionando assim um alto desempenho de vedação.

[0095] Na presente modalidade, uma superfície de tampão 24 está presente em uma porção de borda entre a superfície da guia afunilada da caixa 22a e superfície de vedação da caixa 23 de tal como que a superfície de vedação da caixa 23 é separada da superfície da guia afunilada da caixa 22a. Assim, mesmo se a superfície de guia afunilada da caixa 22a estiver danificada ou deformada durante o encaixe, o dano ou deformação é impedido de atingir a superfície de vedação da caixa 23. Isto evitará que a superfície de vedação da caixa 23 desgaste a superfície de vedação do pino 113, evitando assim o desgaste adesivo.

[0096] Assim, a conexão roscada 1 de acordo com a presente modalidade evitará o desgaste adesivo na superfície de vedação do pino 113 e na superfície de vedação da caixa 23 durante o encaixe, proporcionando um elevado desempenho de vedação após a conclusão do encaixe.

[0097] Na conexão roscada 1 de acordo com a presente modalidade, a superfície de ressalto do pino 111 inclui uma superfície de ressalto principal 111a e uma superfície de ressalto auxiliar do pino 111b. A superfície de ressalto da caixa 21 inclui uma superfície de ressalto principal da caixa 21a e uma superfície de ressalto auxiliar da caixa 21b. A superfície de ressalto principal do pino 111a e a superfície de ressalto principal da caixa 21a estão em contato uma com a outra após a conclusão do encaixe, limitando a roscagem do pino 10 dentro da caixa 20. Por outro lado, a superfície de ressalto auxiliar do pino 111b e a superfície de ressalto auxiliar da caixa 21b nem sempre precisam estar em contato uma com a outra quando a conexão for feita. A superfície de ressalto auxiliar do pino 111b e a superfície de ressalto auxiliar da caixa 21b estão dispostas para cruzar as direções radiais da conexão roscada 1, e assim podem entrar em contato quando uma alta carga de compressão é aplicada à conexão roscada 1 ou um torque de aperto excessivo é aplicado fazendo com que o entalhe 11 do pino se mova para fora em uma direção radial. Isto evitará que o entalhe do pino 11 se deforme para fora em uma direção radial.

[0098] <Segunda Modalidade> A FIG. 9 é uma vista em corte longitudinal esquemática de uma conexão roscada 1C para tudo de aço de acordo com uma segunda modalidade. A conexão roscada 1C mostrada na FIG. 9 é uma conexão roscada tipo integral, mas pode ser uma conexão roscada tipo acoplamento.

[0099] Na conexão roscada 1C, o pino 10C e caixa 20C incluem uma superfície de ressalto do pino 14 e uma superfície de ressalto da caixa 27, respectivamente. A superfície de ressalto do pino 14 está localizada na extremidade do pino 10 adjacente ao corpo do tubo de aço. A superfície de ressalto da caixa 27 é fornecida sobre a caixa 20 de modo a corresponder à superfície de ressalto do pino 14. As superfícies de ressalto do pino e caixa 14 e 27 são superfícies toroides que cruzam a direção do eixo do tubo da conexão roscada 1C. As superfícies de ressalto do pino e caixa 14 e 27 estão em contato umas com as outras quando a conexão tiver sido encaixada para formar um conjunto de ressalto.

[0100] <Terceira Modalidade> A FIG. 10 é uma vista em corte longitudinal esquemática de uma conexão roscada 1D para tudo de aço de acordo com uma terceira modalidade. A conexão roscada 1D mostrada na FIG. 10 é uma conexão roscada tipo integral, mas pode ser uma conexão roscada tipo acoplamento.

[0101] O pino 10D da conexão roscada 1D inclui uma rosca macho interna 12a e uma rosca macho externa 12b, cada uma composta de uma rosca afunilada. Ou seja, o pino 10D inclui um sistema de roscas de dois estágios.

[0102] O pino 10D inclui ainda uma superfície de ressalto do pino 15. A superfície de ressalto do pino 15 está no meio do pino 10D conforme determinado ao longo da direção do eixo do tubo. A superfície de ressalto do pino 15 está localizada entre a rosca macho interna 12a e a rosca macho externa 12b. A superfície de ressalto do pino 15 é uma superfície toroide que cruza a direção do eixo do tubo da conexão roscada 1D.

[0103] A caixa 20D da conexão roscada 1D inclui uma rosca fêmea interna 25a e uma rosca fêmea externa 25b correspondente à rosca macho interna 12a e rosca macho externa 12b. AS roscas fêmea interna e externa 25a e 25b são constituídas por roscas afuniladas que engatam nas roscas macho interna e externa 12a e 12b, respectivamente.

[0104] A caixa 20D inclui uma superfície de ressalto da caixa 28 que corresponde à superfície de ressalto do pino 15. A superfície de ressalto da caixa 28 está localizada entre as roscas fêmea interna e externa 25a e 25b. A superfície de ressalto da caixa 28 é uma superfície toroide que cruza a direção do eixo do tubo da conexão roscada 1D. As superfícies de ressalto do pino e caixa 15 e 28 estão em contato umas com as outras quando a conexão tiver sido encaixada, formando um conjunto de ressalto.

[0105] <Quarta Modalidade> A FIG. 11 é uma vista em corte longitudinal esquemática de uma conexão roscada 1E para tudo de aço de acordo com uma quarta modalidade. A conexão roscada 1E mostrada na FIG. 11 é uma conexão roscada tipo integral, mas pode ser uma conexão roscada tipo acoplamento.

[0106] O pino 10E da conexão roscada 1E inclui uma superfície de vedação do pino 16 em vez da superfície de ressalto do pino 15 da terceira modalidade. A superfície de vedação do pino 16 é fornecida sobre a periferia externa do pino 10E e localizada no meio do pino 10E conforme determinado ao longo da direção do eixo do tubo. A superfície de vedação do pino 16 está localizada entre as roscas macho interna e externa 12a e 12b.

[0107] A caixa 20E da conexão roscada 1E inclui ainda uma superfície de vedação de caixa 29 para corresponder à superfície de vedação de pino 16. A superfície de vedação da caixa 29 é fornecida na periferia interna da caixa 20E e está localizada entre as roscas fêmea interno e externo 25a e 25b. As superfícies de vedação do pino e caixa 16 e 29 estão em contato umas com as outras quando a conexão tiver sido encaixada, formando uma vedação.

[0108] Embora as modalidades tenham sido descritas, a presente descrição não se limita às modalidades descritas acima, e são possíveis várias modificações sem se afastar da invenção aqui pleiteada.

EXEMPLOS

[0109] Para verificar os efeitos da conexão roscada para tubo de aço de acordo com a presente divulgação, foi realizada análise de simulação numérica usando o método do elemento finito elástico-plástico. Mais especificamente, foi utilizada uma análise de elemento finito elástico-plástico com simetria axial para mostrar quanto o risco de desgaste adesivo nas superfícies de vedação pode ser reduzido fazendo com que as superfícies da guia afunilada deslizem umas contra as outras durante o encaixe e até que ponto a superfície de tampão pode evitar danos ou deformação das superfícies de guia afuniladas que afetam adversamente as superfícies de vedação.

[0110] [Condições de Análise] Foram usados modelos de conexão roscada tipo acoplamento tendo a construção básica mostrada nas FIGS. 1 e 3 para conduzir uma análise de elemento finito elástico-plástico, com diferentes geometrias e dimensões da extremidade interna, conforme determinado ao longo da direção do eixo do tubo, mostrado na Tabela 1.

[0111] [Tabela 1]

[0112] Nas conexões roscadas identificadas como n° 1 a 5, as dimensões Dp1, Dp2, Lp1 e Lp2 para o pino e as dimensões Db1, Db2, Lb1 e Lb2 para a caixa eram as mesmas e as geometrias e dimensões da superfície de tampão eram diferentes. Na Tabela 1, R indica o raio de curvatura da superfície de tampão, 5 enquanto R complexo indica uma geometria complexa com os dois Rs de um círculo tangente conectando-se suavemente à superfície cônica da superfície de vedação da caixa e um círculo tangente conectando suavemente à superfície da guia afunilada da caixa.

[0113] As conexões roscadas identificadas nos n° 1 a 5 satisfazem as 10 expressões (1) e (2). Como tal, nas conexões roscadas identificadas nos n° 1 a 5, durante o encaixe, as superfícies da guia afunilada começam a deslizar uma contra a outra antes que as superfícies de vedação comecem a deslizar uma contra a outra. Nas conexões roscadas identificadas nos n° 3 a 5, o comprimento da superfície de tampão medida na direção do eixo do tubo não era menor que 0,75 15 mm, enquanto nas conexões roscadas identificadas nos n° 1 e 2, o comprimento da superfície de tampão medida na direção do eixo do tubo foi menor que 0,75 mm. Ou seja, as conexões roscadas identificadas nos n° 3 a 5 são exemplos inventivos que se situam dentro dos intervalos da presente divulgação, enquanto que as conexões roscadas identificadas nos n° 1 e 2 são exemplos comparativos que ficam fora dos intervalos da presente divulgação.

[0114] A conexão roscada identificada no n° 0 tinha um valor de Db2 maior que Dp2 e, portanto, não satisfazia a expressão (1). Assim, a conexão roscada identificada como n° 0 é um exemplo comparativo que fica fora dos intervalos da presente divulgação.

[0115] As condições comuns às conexões roscadas identificadas nos n° 0 a 5 são as seguintes: - Dimensões do tubo de aço: 346,08 mm no diâmetro externo nominal e 15,88 mm na espessura nominal da parede; - Material: Aço L80 de acordo com os padrões API (com um módulo de elasticidade de 210 kN/mm2, uma razão de Poisson de 0,3, um limite de escoamento de 552 N/mm2 e um módulo de endurecimento de trabalho de 2000 N/mm2); e - Afunilamento de vedação encontrada quando a conexão não é encaixada: 50% (o ângulo de inclinação θ da superfície afunilada de cada superfície de vedação = cerca de 14°).

[0116] [Método de Análise] Uma análise foi conduzida onde um processo de aperto foi simulado começando com um ponto de tempo no qual as superfícies da guia afunilada começaram a ficar em contato e terminando em uma posição de conclusão de aperto predeterminada (1,5/100 voltas do ressaltamento), e uma análise foi conduzida onde uma pressão de colapso (carga de pressão externa) definida no padrão API 5C3 foi aplicada à conexão roscada após o aperto na posição de conclusão de aperto predeterminada. Foi considerada uma carga de pressão externa que migrou através da folga em forma de espiral nas roscas para uma posição diretamente antes da vedação.

[0117] [Avaliação] Nas análises descritas acima, foram avaliadas a quantidade integral da força de contato entre as superfícies de vedação durante o processo de encaixe e o valor de pico da pressão de contato da vedação encontrada quando uma pressão de colapso (carga de pressão externa) de acordo com os padrões API foi aplicada após o encaixe. A quantidade integral da força de contato entre as superfícies de vedação durante o processo de encaixe tem substancialmente o mesmo significado que a energia de atrito gasta quando as superfícies de vedação 5 contatam e deslizam uma contra a outra. Os resultados das análises são mostrados na Tabela 2. Na Tabela 2, os valores de pico da pressão de contato da vedação são representados por ampliações relativas ao limite de escoamento do material (552 N/mm2).

[0118] [Tabela 2]

[0119] Nas conexões roscadas identificadas nos n° 1 a 5, que satisfaziam ambas as expressões (1) e (2), as superfícies da guia afunilada deslizavam uma contra a outra durante o encaixe; na conexão roscada identificada no n° 0, que não satisfazia a expressão (1), as superfícies da guia afunilada essencialmente não se contatavam durante o encaixe. Como tal, a quantidade integral da força de contato 15 entre as superfícies de vedação em cada uma das conexões roscadas identificadas nos n° 1 a 5 era significativamente menor do que a quantidade integral da força de contato entre as superfícies de vedação na conexão roscada identificada no n° 0. Isso sugere que, se uma conexão roscada que satisfaz as expressões (1) e (2) for construída, o risco de desgaste adesivo nas superfícies de vedação será muito pequeno.

[0120] Quando o dano ou deformação da superfície da guia afunilada da caixa afeta a superfície de vedação, a pressão de contato no local onde ocorreu o dano ou deformação se torna anormalmente alta, fazendo com que a superfície de vedação do pino seja plasticamente deformada e recuada de tal forma que um pequeno deslocamento da superfície de vedação pode causar facilmente um vazamento. Nas conexões roscadas identificadas nos n° 1 e 2, nas quais o comprimento da superfície de tampão medida na direção do eixo do tubo era inferior a 0,75 mm, o valor do pico da pressão de contrato de vedação era muito grande. Nas conexões roscadas identificadas nos n° 1 e 2, cada superfície de vedação, ao se tornar recuada devido a uma pressão de contato de pico duas vezes maior que o limite de escoamento do material ou superior, foi significativamente deformada. Por outro lado, nas conexões roscadas identificadas nos n° 3 a 5, em que o comprimento da superfície intermediária medido na direção do eixo do tubo não era menor que 0,75 mm, a pressão de contato de pico era menor do que o dobro do limite de escoamento do material, o que significa que o risco de deformação das superfícies de vedação é pequeno.

[0121] Os resultados da análise acima descritos acima demonstram claramente que a conexão roscada de acordo com a presente invenção reduz o risco de desgaste adesivo nas superfícies de vedação e não afeta negativamente o desempenho da vedação, especialmente contra a pressão externa.

Claims (8)

1. Conexão roscada (1A - E) para tubo de aço, compreendendo: um pino tubular (10) fornecido em uma extremidade de um corpo de tubo de aço; e um corpo tubular (20), o pino (10) sendo inserido na caixa (20) de tal modo que a caixa (20) e o pino (10) são encaixados, o pino (10) incluindo: um entalhe de pino (11) formando uma porção de ponta do pino (10); e uma rosca macho (12) fornecida em uma periferia externa do pino (10) e localizada mais próximo do corpo de tubo de aço do que o entalhe do pino (11), a rosca macho (12) sendo uma rosca afunilada, o entalhe do pino (11) incluindo: uma primeira superfície de ressalto do pino (111) proporcionada em uma ponta do pino (10); um nariz (112) localizado mais perto da rosca macho (12) do que a primeira superfície de ressalto do pino (111), o nariz (112) incluindo uma superfície da guia afunilada do pino (112a) na sua periferia externa, tendo a superfície da guia afunilada do pino (112a) um diâmetro decrescente em direção à ponta do pino (10); e uma primeira superfície de vedação do pino (113) fornecida sobre uma periferia externa do entalhe do pino (11) e localizada mais próxima da rosca macho (12) do que o nariz (112), a primeira superfície de vedação do pino (113) incluindo uma superfície afunilada tendo um diâmetro decrescente em direção à ponta do pino (10), a caixa (20) incluindo: uma primeira superfície de ressalto de caixa (21) localizada sobre uma extremidade interna da caixa (20) para corresponder à primeira superfície de ressalto do pino (111), a primeira superfície de ressalto da caixa (21) estando em contato com a primeira superfície de ressalto do pino (111) quando a conexão (1A- E) tiver sido encaixada; uma porção receptora de nariz (22) fornecida para corresponder ao nariz (112), a porção receptora de nariz (22) incluindo uma superfície de guia afunilada da caixa (22a) na sua periferia interna, a superfície de guia afunilada da caixa (22a) tendo um diâmetro decrescente em direção à extremidade interna da caixa (20); uma primeira superfície de vedação (23) fornecida sobre uma periferia interna da caixa (20) para corresponder à primeira superfície de vedação do pino (113), a primeira superfície de vedação da caixa (23) incluindo uma superfície afunilada tendo um diâmetro decrescente em direção à extremidade interna da caixa (20), a primeira superfície de vedação da caixa (23) estando em contato com a primeira superfície de vedação do pino (113) quando a conexão (1A-E) tiver sido encaixada; uma superfície de tampão (24) proporcionada na periferia interna da caixa (20) e localizada entre a superfície de guia afunilada da caixa (22a) e a superfície afunilada da primeira superfície de vedação da caixa (23); e uma rosca fêmea (25) fornecida na periferia interna da caixa (20) para corresponder à rosca macho (12), a rosca fêmea (25) sendo uma rosca afunilada, caracterizada pelo fato de que cada uma da superfície de guia afunilada do pino (112a) e a superfície de guia afunilada da caixa (22a) tem um primeiro ângulo de afunilamento, cada uma das superfícies afuniladas da primeira superfície de vedação do pino (113) e da primeira superfície de vedação da caixa (23) tem um segundo ângulo de afunilamento, o segundo ângulo de afunilamento sendo maior do que o primeiro ângulo de afunilamento, quando a conexão (1A-E) não é encaixada, as seguintes expressões, (1) e (2), são satisfeitas: Dp2>Db2>Dp1 (1), e Lb2>Lp2 (2), onde Dp1 é o diâmetro da extremidade da superfície de guia afunilado do pino (112a) que é mais próxima da ponta do pino (10); Dp2 é o diâmetro da linha de interseção (Xp) de uma superfície que se estende da superfície de guia afunilada do pino (112a) e uma superfície que se estende da superfície afunilada da primeira superfície de vedação do pino (113); Lp2 é o comprimento medido em uma direção do eixo do tubo da conexão roscada que começa com a ponta do pino (10) e termina com a linha de interseção (Xp) da superfície que se estende da superfície de guia afunilado do pino (112a) e a superfície se estende da superfície afunilada da primeira superfície de vedação do pino (113); Db2 é o diâmetro da linha de interseção (Xb) de uma superfície (V1) que se estende da superfície de guia afunilado da caixa (22a) e uma superfície (V2) que se estende da superfície afunilada da primeira superfície de vedação da caixa (23); e Lb2 é o comprimento medido na direção do eixo do tubo que começa com a extremidade interna da caixa (20) e termina com a linha de interseção (Xb) da superfície (V1) que se estende da superfície de guia afunilada da caixa (22a) e a superfície (V2) que se estende da superfície cônica da primeira superfície de vedação da caixa (23), e a superfície do tampão (24) tem um comprimento de 0,75 mm ou maior, conforme medido na direção do eixo do tubo e está localizada fora de uma superfície (V) imaginária, conforme determinado ao longo de uma direção radial da conexão roscada (1A), sendo a superfície (V) imaginária formada pela superfície (V1) que se estende da superfície de guia afunilada da caixa (22a) e a superfície (V2) que se estende desde a primeira superfície de vedação da caixa (23).

2. Conexão roscada (1A-E) para tubo de aço, de acordo com a reivindicação 1, caracterizada pelo fato de que a primeira superfície de ressalto (111) do pino inclui: uma superfície de ressalto principal do pino (111a); e uma superfície de ressalto auxiliar do pino (111b) disposta adjacente a uma periferia externa da superfície de ressalto principal do pino (111a), a primeira superfície de ressalto da caixa (21) inclui: uma superfície de ressalto principal da caixa (21a) fornecida para corresponder à superfície de ressalto principal do pino (111a), a superfície de ressalto principal da caixa (21a) estando em contato com a superfície de ressalto principal do pino (111a) quando a conexão (1A-E) tiver sido encaixada; e uma superfície de ressalto auxiliar da caixa (21b) fornecida para corresponder à superfície de ressalto auxiliar do pino (111b), a superfície de ressalto auxiliar da caixa (21b) sendo contatável pela superfície de ressalto auxiliar do pino (111b) quando a conexão (1A-E) tiver sido encaixada.

3. Conexão roscada (1B-E) para tubo de aço, de acordo com a reivindicação 1 ou 2, caracterizada pelo fato de que o pino (10) inclui ainda: uma segunda superfície (13) de vedação do pino fornecida sobre a periferia externa do pino (10) e localizada, conforme determinada ao longo da direção do eixo do tubo, no seu meio ou numa extremidade sua adjacente ao corpo do tubo de aço, a caixa (20) inclui ainda: uma segunda superfície (26) de vedação da caixa fornecida sobre a periferia interna da caixa (20) para corresponder à segunda superfície de vedação do pino (13), a segunda superfície de vedação da caixa (26) estando em contato com a segunda superfície de vedação do pino (13) quando a conexão (1B-E) tiver sido encaixada.

4. Conexão roscada (1B-C) para tudo de aço, de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a 3, caracterizada pelo fato de que o pino (10) inclui ainda: uma segunda superfície de ressalto do pino (14) localizada, conforme determinado ao longo da direção do eixo do tubo, no seu meio ou em uma extremidade sua adjacente ao corpo do tubo de aço, a segunda superfície de ressalto do pino (14) cruzando a direção do eixo do tubo, a caixa (20) inclui ainda: uma segunda superfície de ressalto da caixa (27) disposta para corresponder à segunda superfície de ressalto do pino (14), a segunda superfície de ressalto da caixa (27) estendo em contato com a segunda superfície de ressalto do pino (14) quando a conexão (1B-C) tiver sido encaixada.

5. Conexão roscada (1A-E) para tubo de aço, de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a 4, caracterizada pelo fato de que pelo menos uma da primeira superfície de vedação do pino (113) e da primeira superfície de vedação da caixa (23) inclui ainda uma superfície curvada fornecida para ser contígua a superfície afunilada, a superfície curvada tendo uma ou mais curvaturas.

6. Conexão roscada (1A - E) para tubo de aço, de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a 5, caracterizada pelo fato de que a superfície de tampão (24) inclui uma superfície curvada fornecida para ser contígua à superfície da guia afunilada da caixa (22a) e a primeira superfície de vedação da caixa (23), a superfície curvada tendo uma ou mais curvaturas.

7. Conexão roscada (1A - E) para tubo de aço, de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a 6, caracterizada pelo fato de que a superfície de tampão (24) possui um comprimento de 2 mm ou menor, conforme medido na direção do eixo do tubo.

8. Conexão roscada (1A-E) para tubo de aço, de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a 7, caracterizado pelo fato de que uma quantidade de interferência da vedação δs entre a primeira superfície de vedação do pino (113) e a superfície de vedação da primeira superfície de vedação da caixa (23) é maior do que uma quantidade de interferência da guia afunilada δg entre a superfície de guia afunilado do pino (112a) e a superfície de guia afunilado da caixa (22a), a quantidade de interferência da guia afunilada δg sendo igual a Dp2 menos Db2, a quantidade de interferência da vedação δs sendo igual à distância entre as diâmetro da primeira superfície de vedação do pino (113) e o diâmetro da primeira superfície de vedação da caixa (23) conforme medido na mesma distância das respectivas posições como medido na direção do eixo do tubo quando a conexão (1A-E) não é encaixada, sendo as respectivas posições representadas pela ponta do pino (10) e a periferia interna da caixa (20).

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