BR112018013662B1

BR112018013662B1 - Junta roscada para tubo de aqo

Info

Publication number: BR112018013662B1
Application number: BR112018013662-0A
Authority: BR
Inventors: Keita INOSE; Masaaki Sugino; Fumio Ota
Original assignee: Vallourec Oil And Gas France; Nippon Steel Corporation
Priority date: 2016-01-25
Filing date: 2016-01-25
Publication date: 2021-11-16
Also published as: MX2018008993A; EP3409991B1; US20190032820A1; CA3011204A1; SA518392086B1; EP3409991A4; WO2017130234A1; EP3409991A1; CN108474504A; CA3011204C; BR112018013662A2; RU2694698C1; US10774958B2; JPWO2017130234A1; CN108474504B; JP6683738B2

Abstract

um pino (10) inclui, em ordem a partir da extremidade livre do pino (10), uma superfície de ressalto (11), uma primeira superfície de vedação (12), uma primeira porção roscada macho (13), uma segunda superfície de vedação (14) e uma segunda porção roscada macho (15). uma caixa (20) inclui uma superfície de ressalto (21), uma primeira superfície de vedação (22), uma primeira porção roscada fêmea (23), uma segunda superfície de vedação (24) e uma segunda porção roscada fêmea (25). os ângulos de flanco dos flancos de carga (13d e 23d) da primeira porção roscada macho (13) e a primeira porção roscada fêmea (23) são menores do que 0 graus. a primeira porção roscada macho (13) é composta por, em ordem a partir da proximidade da segunda superfície de vedação (14), uma seção roscada incompleta (31b) e uma seção roscada completa (31a). a seção roscada incompleta (31b) possui um comprimento de pelo menos três vezes o passo de rosca da mesma e possui uma altura de rosca menor do que a altura de rosca da seção roscada completa (31a). a seção roscada incompleta (31b) é fornecida com folgas entre as cristas (13a e 23a) e bases (23b e 13b).

Description

CAMPO TÉCNICO

[0001] A presente invenção diz respeito a uma junta roscada para uso na conexão de canos ou tubos de aço (doravante denominados também como “tubos de aço”).

FUNDAMENTOS DA TÉCNICA

[0002] Nos poços de petróleo, poços de gás natural e semelhantes (doravante denominados também coletivamente como “poços de petróleo”), os tubos de aço mencionados como produtos tubulares petrolíferos (OCTG) tais como revestimentos tubulares e tubulações são usados para extração de recursos subterrâneos. Os tubos de aço são conectados em sequência uns aos outros e juntas roscadas são usadas para a conexão.

[0003] As juntas roscadas para tubos de aço são classificadas em dois tipos: juntas tipo acoplamento e juntas tipo integral. Uma junta roscada tipo acoplamento é constituída por um par de produtos tubulares que devem ser conectados entre si, dos quais um é um tubo e aço e o outro é um acoplamento. No presente caso, o tubo de aço inclui porções roscadas macho formadas sobre as periferias externas em ambas as extremidades do mesmo e o acoplamento inclui porções roscadas fêmea formadas sobre as periferias internas em ambas as extremidades do mesmo. Então, o tubo de aço e o acoplamento são conectados entre si. Uma junta roscada tipo integral é constituída por um par de tubos de aço como produtos tubulares que devem ser conectados entre si, sem o uso de um acoplamento separado. No presente caso, cada tubo de aço inclui uma porção roscada macho formada sobre a periferia externa em uma extremidade do mesmo e uma porção roscada fêmea formada sobre a periferia interna na outra extremidade do mesmo. Então, um tubo de aço e o outro tubo de aço são conectados entre si.

[0004] Em geral, a porção de junta na extremidade tubular onde uma porção roscada macho está disposta é mencionada como um pino, pois inclui um elemento que é inserido na porção roscada fêmea. Por outro lado, a porção de junta na extremidade tubular onde uma porção roscada fêmea está disposta é mencionada como uma caixa, pois inclui um elemento que recebe uma porção roscada macho. Pinos e caixas possuem ambos uma forma tubular, pois são constituídos por porções de extremidade de produtos tubulares.

[0005] Em anos recentes, os poços de petróleo vêm progressivamente se tornando poços subterrâneos profundos ou poços de água ultra profunda e, consequentemente, ambientes de poços de petróleo se tornam adversos com temperaturas elevadas, altas pressões e alta corrosividade. A fim de lidar com ambientes adversos, são utilizados tubos de aço de parede pesada como produtos tubulares petrolíferos. É necessária uma junta roscada para conectar esses tubos de aço para prover excelente desempenho vedante contra a pressão interna do mesmo (doravante mencionada como “pressão interna) e contra a pressão externa do mesmo (doravante mencionada como “pressão externa”).

[0006] A seguir, se encontra uma técnica convencional para a melhoria do desempenho vedante para juntas roscadas de tubos de aço de parede pesada. A Publicação Internacional n° W001/029476 (Literatura Patentária 1) divulga uma junta roscada com duas porções de vedação superfície a superfície. Na técnica da Literatura Patentária 1, um pino inclui, em ordem a partir da extremidade do pino em direção a um corpo tubular, uma superfície de ressalto, uma primeira superfície de vedação, uma primeira porção roscada macho, uma segunda superfície de vedação e uma segunda porção roscada macho. Uma caixa inclui uma superfície de ressalto, uma primeira superfície de vedação, uma primeira porção roscada fêmea, uma segunda superfície de vedação, e uma segunda porção roscada fêmea que corresponde às porções acima do pino, respectivamente. Uma primeira porção roscada construída da primeira porção roscada macho e a primeira porção roscada fêmea é uma porção roscada afunilada com uma rosca trapezoidal. O mesmo é verdadeiro para uma segunda porção roscada construída da segunda porção roscada macho e a segunda porção roscada fêmea.

[0007] A primeira porção roscada e a segunda porção roscada se engatam em contato íntimo uma com a outra em um estado fixo e possuem um ajuste com interferência. Tanto as primeiras superfícies de vedação como as segundas superfícies de vedação são colocadas em contato umas com as outras, respectivamente, pela roscagem do pino, e em um estado fixo, elas se engatam em contato íntimo umas com as outras e possuem um ajuste com interferência. Ambas as superfícies de ressalto são colocadas em contato umas com as outras pela roscagem do pino, e servem como batentes para restringir a roscagem do pino. As superfícies de ressalto servem como um batente, e em um estado fixo, servem para conferir a então chamada força axial de aperto de rosca para os flancos de carga dos respectivos pinos da primeira porção roscada e a segunda porção roscada.

[0008] No caso da primeira porção roscada e a segunda porção roscada divulgada na Literatura Patentária 1, em um estado fixo, ambos os flancos de carga do pino e da caixa estão em contato uns com os outros, a base do pino e a crista da caixa estão em contato entre si, e ainda, a crista do pino e a base da caixa estão em contato entre si.

[0009] Com uma junta roscada da Literatura Patentária 1 tendo esta configuração, é garantida uma conexão roscada firme devido ao engate e contato íntimo entre a primeira porção roscada e a segunda porção roscada. Além disso, pelo engate e contato íntimo entre as primeiras superfícies de vedação, é formada uma porção de vedação superfície a superfície para a parte interna, sendo garantida principalmente um desempenho vedante contra a pressão interna. Além disso, pelo engate e contato íntimo entre as segundas superfícies de vedação, é formada uma porção de vedação superfície a superfície para a parte externa, sendo garantida principalmente um desempenho vedante contra a pressão externa.

LISTA DE CITAÇÕES LITERATURA PATENTÁRIA

[0010] Literatura Patentária 1: Publicação Internacional n° W001/029476

SUMÁRIO DA INVENÇÃO PROBLEMA TÉCNICO

[0011] É necessário que as juntas roscadas para uso em ambientes adversos em anos recentes, principalmente juntas roscadas para tubos de aço de parede pesada, exibam desempenho vedante melhorado contra pressões internas e externas.

[0012] Um objetivo da presente invenção é fornecer uma junta roscada para tubos de aço com as seguintes características: Desempenho vedante melhorado contra pressão externa com o desempenho vedante contra a pressão interna sendo mantido.

SOLUÇÃO PARA O PROBLEMA

[0013] Uma junta roscada para tubo de aço em uma modalidade da presente invenção é uma junta roscada que inclui: um pino tubular, uma caixa tubular, o pino e a caixa sendo fixados por roscagem do pino na caixa. O pino inclui: em ordem a partir da extremidade livre do mesmo, uma superfície de ressalto; uma primeira superfície de vedação; uma primeira porção roscada macho afunilada; uma segunda superfície de vedação; e uma segunda porção roscada macho afunilada. A caixa inclui: em ordem a partir da extremidade mais próxima até o corpo tubular em direção à extremidade livre da mesma, uma superfície de ressalto; uma primeira superfície de vedação; uma primeira porção roscada fêmea afunilada; uma segunda superfície de vedação; e uma segunda porção roscada fêmea afunilada. A primeira porção roscada macho inclui: cristas; bases; flancos de penetração; e flancos de carga. A primeira porção roscada fêmea inclui: bases voltadas para as cristas da primeira porção roscada macho; cristas voltadas para as bases da primeira porção roscada macho: flancos de penetração voltados para flancos de penetração da primeira porção roscada macho; e flancos de carga voltados para flancos de carga da primeira porção roscada macho. Os flancos de carga da primeira porção roscada macho e a primeira porção roscada fêmea possuem cada um ângulo de flanco menor do que 0 graus. A primeira porção roscada macho é composto por, em ordem a partir da proximidade da segunda superfície de vedação, uma seção roscada incompleta e uma seção roscada completa. A seção roscada incompleta possui um comprimento ao longo do eixo do tubo, o comprimento sendo pelo menos três vezes um passo de rosca da primeira porção roscada macho e a seção de rosca incompleta possui uma altura de rosca inferior do que a altura de rosca da seção de rosca completa. Em um estado fixo, na seção de rosca completa: as cristas da primeira porção roscada macho estão em contato com as bases da primeira porção roscada fêmea; os flancos de carga da primeira porção roscada macho estão em contato com os flancos de carga da primeira porção roscada fêmea; são fornecidas folgas entre as bases da primeira porção roscada macho e as cristas da primeira porção roscada fêmea; e são fornecidas folgas entre os flancos de penetração da primeira porção roscada macho e os flancos de penetração da primeira porção roscada fêmea, e na seção roscada incompleta: são fornecidas folgas entre as cristas da primeira porção roscada macho e nas bases da primeira porção roscada fêmea.

[0014] Na junta roscada acima, o comprimento da seção roscada incompleta ao longo do eixo do tubo é, de preferência, no máximo oito vezes o passo de rosca da primeira porção roscada macho.

[0015] Na junta roscada acima, o pino inclui, de preferência, entre a primeira porção roscada macho e a segunda superfície de vedação, uma porção anular que não está em contato com a caixa em um estado fixo. No caso da junta roscada, o comprimento da porção anular ao longo do eixo do tubo é, de preferência, no máximo oito vezes o passo de rosca da primeira porção roscada macho.

[0016] Na junta roscada acima, as folgas entre as bases da primeira porção roscada macho e as cristas da primeira porção roscada fêmea são, de preferência, 0,05 mm ou mais.

[0017] Na junta roscada acima, é usada, de preferência, a seguinte configuração. A segunda porção roscada macho inclui cristas, bases, flancos de penetração e flancos de carga. A segunda porção roscada fêmea inclui bases voltadas para as cristas da segunda porção roscada macho, cristas voltadas para as bases da segunda porção roscada macho, flancos de penetração voltados para flancos de penetração da segunda porção roscada macho e flancos de carga voltados para flancos de carga da segunda porção roscada macho. O ângulo de flanco dos flancos de carga de cada segunda porção roscada macho e a segunda porção roscada fêmea é menor do que 0 graus. Em um estado fixo, as bases da segunda porção roscada macho e as cristas da segunda porção roscada fêmea estão em contato uma com a outra, e os flancos de carga da segunda porção roscada macho e os flancos de carga da segunda porção roscada fêmea estão em contato uns com os outros, são fornecidas folgas entre as cristas da segunda porção roscada macho e as bases da segunda porção roscada fêmea, e as folgas são fornecidas entre os flancos de penetração da segunda porção roscada macho e os flancos de penetração da segunda porção roscada fêmea.

EFEITOS VANTAJOSOS DA INVENÇÃO

[0018] Uma junta roscada para tubos de aço da presente invenção possui as seguintes vantagens significativas: Capacidade para exibir desempenho vedante melhorado contra pressão externa com o desempenho vedante contra a pressão interna sendo mantido.

BREVE DESCRIÇÃO DOS DESENHOS

[0019] [FIG. 1] FIG. 1 é uma vista em corte longitudinal de uma junta roscada para tubo de aço de acordo com uma primeira modalidade. [FIG. 2] FIG. 2 é uma vista em corte longitudinal ampliada da junta roscada para tubo de aço mostrado na FIG. 1, mostrando uma região próxima da sua segunda porção de vedação. [FIG. 3] FIG. 3 é uma vista em corte longitudinal de uma junta roscada para tubo de aço de acordo com uma segunda modalidade. [FIG. 4] FIG. 4 é uma vista em corte longitudinal da junta roscada para tubo de aço mostrado na FIG. 3, mostrando uma região próxima da sua segunda porção de vedação.

DESCRIÇÃO DE MODALIDADES

[0020] A fim de atingir o objetivo acima, os presentes inventores voltaram sua atenção para uma junta roscada com duas porções de vedação superfície à superfície, e eles conduziram extensas pesquisas para uma configuração que permite que cada porção de vedação forneça o desempenho vedante ao máximo possível. Uma configuração principal da junta roscada é a que se segue. O pino é fornecido com uma superfície de ressalto em sua extremidade livre. A porção roscada é dividida em duas porções: uma primeira porção roscada mais próxima da parte interna (doravante mencionada neste documento como “porção roscada interna”) e uma segunda porção roscada mais próxima da parte externa (doravante mencionada neste documento como “porção roscada externa”), e a primeira porção roscada e a segunda porção roscada são ambas porções roscadas afuniladas com roscas trapezoidais. Entre a superfície de ressalto e a primeira porção roscada, é fornecida uma primeira porção de vedação superfície a superfície entre as primeiras superfícies de vedação (doravante mencionada neste documento como “porção de vedação interna”). Entre a primeira porção roscada e a segunda porção roscada, é fornecida uma segunda porção de vedação superfície a superfície entre as segundas superfícies de vedação (doravante mencionada neste documento como “porção de vedação intermediária”). A porção de vedação interna contribui principalmente para um desempenho vedante contra a pressão interna. A porção de vedação intermediária contribui principalmente para um desempenho vedante contra a pressão externa. Como resultado da pesquisa, o presente inventor obteve primeiramente os seguintes resultados.

[0021] Como uma técnica para melhorar o desempenho vedante contra pressão externa, são concebíveis as técnicas a seguir. Uma primeira técnica é aumentar uma margem de engate (margem de interferência) em uma porção de vedação intermediária. Isso ocorre devido ao fato de que a pressão interfacial de contato entre as superfícies de vedação é aumentada na porção de vedação intermediária.

[0022] Com a primeira técnica, no momento da inserção de um pino em uma caixa, é necessário evitar que a primeira porção roscada macho do pino e a segunda superfície de vedação da caixa sejam colocadas em contato, e evitar que a segunda superfície de vedação do pino e a segunda porção roscada fêmea da caixa sejam colocadas em contato. Por esse motivo, as dimensões do pino e da caixa precisam ser projetadas de forma que um diâmetro máximo da segunda superfície de vedação do pino seja menor do que um diâmetro mínimo da segunda porção roscada fêmea da caixa, e um diâmetro mínimo da segunda superfície de vedação da caixa é maior do que um diâmetro máximo da primeira porção roscada macho do pino. Um método para aumentar a margem de interferência na porção de vedação intermediária é criar funis roscados da primeira porção roscada e a segunda porção roscada inclinada. Outro método é fornecer uma rosca incompleta com uma altura de rosca menor do que uma rosca completa, em uma região próxima da porção de vedação intermediária das regiões na primeira porção roscada macho do pino e a segunda porção roscada fêmea da caixa.

[0023] Contudo, caso os funis roscados forem muito inclinados, a área da superfície de ressalto fornecida na extremidade livre do pino é reduzida e a resistência em relação às forças compressivas é diminuída. Além do mais, neste caso, um comprimento de engate da porção roscada é encurtado, aumentando o risco da ocorrência de jump-out (o fenômeno no qual um pino é inadvertidamente desengatado de uma caixa). Com base nesses problemas, existe um limite ao tornar inclinados os funis roscados. Além disso, na primeira técnica, quando a margem de interferência é aumentada em excesso, existe o risco de ocorrer desgaste adesivo no momento de enroscar o pino na caixa. Por esse motivo, há um limite no aumento da margem de interferência.

[0024] Uma segunda técnica é aumentar uma espessura de parede nas regiões de uma porção de vedação intermediária de um pino. A razão para isso é a seguinte. Com a aplicação de pressão externa em uma junta roscada, o pino é deformado radialmente para dentro, aliviando o contato entre as superfícies de vedação da porção de vedação intermediária. Neste respeito, o aumento na espessura da parede do pino aumenta a resistência contra a contração radial. No entanto, um diâmetro interno de um pino é especificado pelos padrões da API (American Petroleum Institute), e o alargamento do diâmetro externo do pino é limitado devido à restrição estrutural de um poço de petróleo. Portanto, há um limite no aumento da espessura de parede nas regiões na porção de vedação intermediária do pino.

[0025] Assim, apenas com a primeira e segunda técnicas mencionadas acima, existe um limite para a melhoria do desempenho vedante contra pressão externa.

[0026] Dessa forma, os presentes inventores pensaram na possibilidade de sujeitar as regiões em uma porção de vedação intermediária de uma caixa à contração radial quando uma pressão externa elevada é aplicada em uma junta roscada, podendo amplificar a pressão interfacial de contato entre superfícies de vedação de uma porção de vedação intermediária. Como resultado de intensa pesquisa, os presentes inventores descobriram que a configuração a seguir é eficaz.

[0027] De uma porção roscada interna (primeira porção roscada) e uma porção roscada externa (segunda porção roscada) que fica entre uma porção de vedação intermediária (segunda porção de vedação), na porção roscada interna, de uma porção roscada macho de um pino e uma porção roscada fêmea de uma caixa que engatam uma na outra, a altura de rosca da porção roscada macho do pino é reduzida em uma região próximo à porção de vedação intermediária. Com esta configuração, o engate e contato íntimo da rosca é aliviado em uma seção roscada incompleta com uma altura de rosca baixa. Isso faz com que, na caixa, a seção roscada incompleta da porção roscada interna e as regiões da porção de vedação intermediária adjacente à seção roscada incompleta seja sujeita à contração radial quando uma pressão externa elevada é aplicada à junta roscada. Em resultado, a pressão interfacial de contato entre as superfícies de vedação é amplificada na porção de vedação intermediária, o que leva à melhoria do desempenho vedante contra a pressão externa.

[0028] Contudo, deve-se atentar para o seguinte ponto. Primeiro, se o ângulo de flanco dos flancos de carga da porção roscada interna for um ângulo positivo que é maior do que 0 graus, embora a caixa deva ser ajustada em relação à contração radial com a aplicação de pressão externa, a força de reação é aplicada a partir dos flancos de carga do pino (porção roscada macho) e, assim, a contração radial da caixa sofre interferência. Dessa forma, para permitir a contração radial da caixa, o ângulo de flanco dos flancos de carga da porção roscada interna é um ângulo negativo menor do que 0 graus.

[0029] Além do mais, no caso onde é empregada uma porção roscada interna na qual as bases de um pino e cristas de uma caixa estão em contato umas com as outras em um estado fixo, como a junta roscada na Literatura Patentária 1 acima, mesmo se a altura de rosca do pino (porção roscada macho) for reduzida nas regiões próximas a uma porção de vedação intermediária, o estado de contato da base do pino e das cristas da caixa é mantido na seção roscada incompleta. Devido a isso, a contração radial da caixa com a aplicação de pressão externa sofre interferência. Além disso, na junta roscada na Literatura Patentária 1 acima, quando a altura de rosca de uma primeira porção roscada fêmea da caixa é reduzida nas regiões próximas à porção de vedação intermediária, a área de contato entre os flancos de carga é reduzida. Em resultado, quando a carga de tensão e carga compressiva são aplicadas à junta roscada, a tensão que atua na porção roscada interna se torna relativamente alta, resultando no risco de deformação plástica da porção roscada interna. Além do mais, existe o risco de ocorrência de “jump-out”. Portanto, para permitir a contração radial da caixa, é usada uma porção roscada interna na qual as cristas de um pino e as bases de uma caixa estão em contato umas com as outras.

[0030] Uma junta roscada para o tubo de aço de acordo com as modalidades foi feita com base nas descobertas descritas acima. Neste documento, serão descritas as modalidades de uma junta roscada para tubo de aço de acordo com a presente invenção.

[0031] [Primeira Modalidade] FIG. 1 é uma vista em corte longitudinal de uma junta roscada para tubo de aço de acordo com uma primeira modalidade. FIG. 2 é uma vista em corte longitudinal ampliada da junta roscada para tubo de aço, mostrando uma região próxima de sua segunda porção de vedação. Como mostrado na FIG. 1 e FIG. 2, uma junta roscada da presente modalidade é uma junta roscada tipo acoplamento e é composta por um pino 10 e uma caixa 20.

[0032] O pino 10 inclui, em ordem a partir da extremidade livre do pino 10 em direção a um corpo tubular, uma superfície de ressalto 11, uma primeira superfície de vedação 12, uma primeira porção roscada macho 13, uma segunda superfície de vedação 14 e uma segunda porção roscada macho 15. A primeira superfície de vedação 12 e a segunda superfície de vedação 14 são ambas superfícies afuniladas. Para ser exato, a primeira superfície de vedação 12 e a segunda superfície de vedação 14 são cada uma um superfície constituída pela superfície periférica de um cone truncado com um diâmetro que aumenta em direção a extremidade livre do pino 10, ou uma superfície constituída por uma combinação da superfície periférica do cone truncado e a superfície periférica de um sólido de revolução que é obtido pela rotação de uma linha curvada, tal como um arco, em torno de um eixo de tubo CL.

[0033] A superfície de ressalto 11 é uma superfície anular que é substancial mente perpendicular ao eixo do tubo CL. Para ser exato, a superfície de ressalto 11 é uma superfície anular inclinada a partir de um plano perpendicular ao eixo de tubo CL em uma direção de roscagem do pino 10, e inclinada em direção a extremidade livre do pino 10 à medida que se prolonga para a periferia externa da mesma.

[0034] Em contraste, a caixa 20 inclui, em ordem a partir da extremidade mais próxima até o corpo tubular em direção à extremidade livre, da caixa 20, uma superfície de ressalto 21, uma primeira superfície de vedação 22, uma primeira porção roscada fêmea 23, uma segunda superfície de vedação 24 e uma segunda porção roscada fêmea 25. A superfície de ressalto 21, a primeira superfície de vedação 22, a primeira porção roscada fêmea 23, a segunda superfície de vedação 24 e a segunda porção roscada fêmea 25 da caixa 20 estão localizadas de forma a corresponder à superfície de ressalto 11, a primeira superfície de vedação 12, a primeira porção roscada macho 13, a segunda superfície de vedação 14, e a segunda porção roscada macho 15 do pino 10.

[0035] A primeira porção roscada macho 13 do pino 10 e a primeira porção roscada fêmea 23 da caixa 20 são porções roscadas afuniladas com roscas trapezoidais que se engatam umas nas outras e constituem uma primeira porção roscada mais próxima à parte interna (uma porção roscada interna). A segunda porção roscada macho 15 do pino 10 e a segunda porção roscada fêmea 25 da caixa 20 são porções roscadas afuniladas com roscas trapezoidais que se engatam umas nas outras e constituem uma segunda porção roscada mais próxima à parte externa (uma porção roscada externa). No caso da junta roscada na primeira modalidade, a superfície afunilada da primeira porção roscada e a superfície afunilada da segunda porção roscada combinam-se, pois, as segundas superfícies de vedação 14 e 24 são simplesmente adicionadas entre a primeira porção roscada e a segunda porção roscada.

[0036] Como mostrado na FIG. 2, quanto à porção roscada interna, a primeira porção roscada macho 13 do pino 10 inclui cristas 13a, bases 13b, flanco de penetração 13c, e flancos de carga 13d, os flancos de penetração 13c estando em uma posição dianteira na roscagem, e os flancos de carga 13d estando localizados em oposição aos flancos de penetração 13c. Em contraste, a primeira porção roscada fêmea 23 da caixa 20 inclui cristas 23a voltadas para as bases 13b da primeira porção roscada macho 13, bases 23b voltadas para as cristas 13a da primeira porção roscada macho 13, flanco de penetração 23c voltados para os flancos de penetração 13c da primeira porção roscada macho 13, e flancos de carga 23d voltados para flancos de carga 13d da primeira porção roscada macho 13.

[0037] Quanto à porção roscada externa, a segunda porção roscada macho 15 do pino 10 inclui cristas 15a, bases 15b, flanco de penetração 15c, e flancos de carga 15d, os flancos de penetração 15c estando em uma posição dianteira na roscagem, e os flancos de carga 15d estando localizados em oposição aos flancos de penetração 15c. Em contraste, a segunda porção roscada fêmea 25 da caixa 20 inclui cristas 25a voltadas para as bases 15b da segunda porção roscada macho 15, bases 25b voltadas para as cristas 15a da segunda porção roscada macho 15, flancos de penetração 25c voltados para os flancos de penetração 15c da segunda porção roscada macho 15, e flancos de carga 25d voltados para flancos de carga 15d da segunda porção roscada macho 15.

[0038] Roscas afuniladas da primeira porção roscada na presente modalidade são roscas afuniladas dente de serra, e o ângulo de flanco de cada um dos flancos de carga 13d e 23d é um ângulo negativo que é menor do que 0 graus. O ângulo de flanco conforme mencionado neste documento é um ângulo formado por um plano perpendicular ao eixo de tubo CL e ao flanco e, neste documento, ângulos no sentido horário são designados como ângulos positivos (ver FIG. 2). O mesmo é verdadeiro para roscas afuniladas da segunda porção roscada.

[0039] Deve-se observar que, quanto à porção roscada interna, a primeira porção roscada macho 13 do pino 10 é composta por, em ordem a partir da proximidade da segunda superfície de vedação 14, uma seção roscada incompleta 31b e uma seção roscada completa 31a. A seção roscada incompleta 31b possui um comprimento ao longo do eixo de tubo CL, o comprimento sendo pelo menos três vezes o passo de rosca da primeira porção roscada macho 13. Além disso, na primeira porção roscada macho 13, a seção roscada incompleta 31b possui uma altura de rosca inferior à altura de rosca da seção roscada completa 31a. As bases 13b na seção roscada incompleta 31b da primeira porção roscada macho 13 e as bases 13b na seção roscada completa 31a são niveladas com uma única superfície afunilada. As cristas 13a na seção roscada incompleta 31b da primeira porção roscada macho 13, iniciando a partir de um limite entre a seção roscada completa 31a e a seção roscada incompleta 31b, são niveladas com uma periferia cilíndrica que é paralela ao eixo de tubo CL.

[0040] Quanto à porção roscada externa, a segunda porção roscada fêmea 25 do pino 20 é composta por, em ordem a partir da proximidade da segunda superfície de vedação 24, uma seção roscada incompleta 32b e uma seção roscada completa 32a. O comprimento da seção roscada incompleta 32b ao longo do eixo de tubo CL é praticamente cerca de três a oito vezes o passo de rosca da segunda porção roscada fêmea 25, embora o comprimento não seja de importância particular. Além do mais, na seção roscada incompleta 32b, a altura de rosca da segunda porção roscada fêmea 25 é menor do que a altura de rosca da seção roscada completa 32a. As bases 25b na seção roscada incompleta 32b da segunda porção roscada macho 25 e as bases 25b na seção roscada completa 32a são niveladas com uma única superfície afunilada.

[0041] As bases 13b da primeira porção roscada macho 13 estão sobre as superfícies afuniladas estendidas das bases 15b da segunda porção roscada macho 15.

[0042] A primeira porção roscada macho 13 e a primeira porção roscada fêmea 23 (porção roscada interna) e a segunda porção roscada macho 15 e a segunda porção roscada fêmea 25 (porção roscada externa) são engatadas de forma roscável umas nas outras, respectivamente, e em um estado fixo, se engatam em contato íntimo umas nas outras e possuem um ajuste de interferência. As primeiras superfícies de vedação 12 e 22, e as segundas superfícies de vedação 14 e 24 são colocadas em contato umas com as outras pela roscagem do pino 10, respectivamente, e em um estado fixo, se engatam em contato íntimo umas nas outras e possuem um ajuste de interferência para formar uma primeira porção de vedação (porção de vedação interna) e uma segunda porção de vedação (porção de vedação intermediária) pelo contato superfície a superfície. As superfícies de ressalto 11 e 21 são colocadas em contato e pressionadas umas nas outras pela roscagem do pino 10 e, em um estado fixo, conferem força de aperto axial aos flancos de carga 13d e 15d do pino 10.

[0043] Quanto à porção roscada interna em um estado fixo, ambas da seção roscada completa 31a e seção roscada incompleta 31b são colocadas no seguinte estado. Os flancos de carga 13d da primeira porção roscada macho 13 e os flancos de carga 23d da primeira porção roscada fêmea 23 estão em contato uns com os outros. As folgas são fornecidas entre as bases 13b da primeira porção roscada macho 13 e as cristas 23a da primeira porção roscada fêmea 23. As folgas são fornecidas entre os flancos de penetração 13c da primeira porção roscada macho 13 e os flancos de penetração 23c da primeira porção roscada fêmea 23. No entanto, na porção roscada completa 31a, as cristas 13a da primeira porção roscada macho 13 e as bases 23b a primeira porção roscada fêmea 23 estão em contato umas com as outras. Em contraste, na seção roscada incompleta 31b próxima às segundas superfícies de vedação 14 e 24 (porção de vedação intermediária), as folgas são fornecidas entre as cristas 13a da primeira porção roscada macho 13 e as bases 23b da primeira porção roscada fêmea 23 a fim de aliviar o engate e contato íntimo da primeira porção roscada.

[0044] Quanto à porção roscada interna em um estado fixo, ambas da seção roscada completa 32a e seção roscada incompleta 32b são colocadas no seguinte estado. Os flancos de carga 15d da segunda porção roscada macho 15 e os flancos de carga 25d da segunda porção roscada fêmea 25 estão em contato uns com os outros. As folgas são fornecidas entre as cristas 15a da segunda porção roscada macho 15 e as bases 25b da segunda porção roscada fêmea 25. As folgas são fornecidas entre os flancos de penetração 15c da segunda porção roscada macho 15 e os flancos de penetração 25c da segunda porção roscada fêmea 25. No entanto, na seção roscada completa 32a, as bases 15b da segunda porção roscada macho 15 e as cristas 25a da segunda porção roscada fêmea 25 estão em contato umas com as outras. Em contraste, na seção roscada incompleta 32b próxima às segundas superfícies de vedação 14 e 24 (porção de vedação intermediária), as folgas são fornecidas entre as cristas 15b da segunda porção roscada macho 15 e as cristas 25a da segunda porção roscada fêmea 25 a fim de aliviar o engate e contato íntimo da segunda porção roscada.

[0045] Opcionalmente, quanto à porção roscada externa em um estado fixo, ao contrário da modalidade acima, tanto na seção roscada completa 32a como na seção roscada incompleta 32b, as cristas 15a da segunda porção roscada macho 15 e as bases 25b da segunda porção roscada fêmea 25 podem estar em contato umas com as outras. Nesse caso, as bases 15b da segunda porção roscada macho 15 e a crista 25a da segunda porção roscada fêmea 25 não estão em contato umas com as outras na seção roscada completa 32a e a seção roscada incompleta 32b e as folgas são fornecidas entre elas.

[0046] Com a junta roscada na primeira modalidade tendo esta configuração, o ângulo de flanco dos flancos de carga 13d e 23d na primeira porção roscada (porção roscada interna) é menor do que 0 graus. Na seção roscada incompleta 31b na primeira porção roscada, o engate e contato íntimo na primeira porção roscada é aliviado. Em resultado, quando uma alta pressão externa é aplicada à junta roscada, na caixa 20, a seção roscada incompleta 31b da primeira porção roscada e as regiões das segundas superfícies de vedação 24 que são a porção de vedação intermediária adjacente à seção roscada incompleta 31b são sujeitas à contração radial. Assim, a pressão interfacial de contato entre as segundas superfícies de vedação 14 e 24 é amplificada, melhorando o desempenho vedante contra a pressão externa.

[0047] O desempenho vedante contra a pressão interna é mantido por contato superfície a superfície entre as primeiras superfícies de vedação 12 e 22 sendo a porção de vedação interna.

[0048] Deve-se observar que, na seção roscada incompleta 31b na primeira porção roscada, apenas os flancos de carga 13d e 23d são regiões de contato entre a primeira porção roscada macho 13 e a primeira porção roscada fêmea 23. Nesse caso, um estado fixo pode se tornar instável pois, à primeira vista, a área de engate total da primeira porção roscada é reduzida. Contudo, na realidade, visto que a segunda porção roscada está disposta para fora da primeira porção roscada, o estado fixo é estabilizado pelo engate da segunda porção roscada.

[0049] O que se segue são descrições adicionais de modalidades preferenciais das peças principais.

[0050] Na seção roscada incompleta 31b e a seção roscada completa 31a da primeira porção roscada, as folgas são definidas entre as bases 13b da primeira porção roscada macho 13 e as cristas 23a da primeira porção roscada fêmea 23 a fim de assegurar que a contração radial da caixa 20 não sofra interferência quando a pressão externa é aplicada. Por exemplo, as folgas são de preferência 0,05 mm ou mais. O limite superior das folgas não é particularmente especificado, mas se as folgas forem muito grandes, a redução da área de engate total na primeira porção roscada se torna significativa. Em resultado, quando a carga de tensão e carga compressiva são aplicadas à junta roscada, a tensão que atua na primeira porção roscada se torna relativamente alta, resultando no risco de deformação plástica da primeira porção roscada. Além do mais, existe o risco de ocorrência do fenômeno no qual o pino 10 se torna inadvertidamente desengatado da caixa 20 (jump-out). Portanto, em vista da praticabilidade, o limite superior das folgas é de preferência definido em certa de 0,25 mm.

[0051] Se o comprimento da seção roscada incompleta 31b na primeira porção roscada for muito curto, a caixa 20 não é sujeita de forma eficaz à contração radial no momento da aplicação da pressão externa. Sendo assim, o limite inferior do comprimento da seção roscada incompleta 31b é três vezes o passo de rosca da primeira porção roscada macho 13. Um limite inferior mais preferencial do comprimento da seção roscada incompleta 31b é quatro vezes o passo de rosca da primeira porção roscada macho 13.

[0052] Em contraste, se o comprimento da seção roscada incompleta 31b na primeira porção roscada for muito longo, ocorre a seguinte desvantagem. Os efeitos de melhoria do desempenho vedante com a contração radial da caixa 20 devido à aplicação da pressão externa são saturados. Além disso, a redução da área de engate total na primeira porção roscada se torna significativo. Isso resulta em deformação plástica da primeira porção roscada ou a ocorrência de jump-out quando a carga de tensão e carga compressiva é aplicada à junta roscada. Então, é preferencial que o limite superior do comprimento da seção roscada incompleta 31b seja oito vezes o passo de rosca da primeira porção roscada macho 13. Um limite superior mais preferencial do comprimento da seção roscada incompleta 31 b é sete vezes o passo de rosca da primeira porção roscada macho 13.

[0053] O limite inferior do ângulo de flanco dos flancos de carga 13d e 23d na primeira porção roscada (porção roscada interna) não é particularmente especificado. Isso ocorre se o ângulo de flanco dos flancos de carga 13d e 23d forem um ângulo negativo que é menor do que 0 graus, a contração radial da caixa 20 não sofre interferência no momento da aplicação de pressão externa. Entretanto, o limite inferior do ângulo de flanco dos flancos de carga 13d e 23d, em vista da facilidade de usinagem da roscada, é de preferência ajustado para - 15 graus. Um limite inferior mais preferencial do ângulo de flanco é -10 graus.

[0054] [Segunda Modalidade] FIG. 3 é uma vista em corte longitudinal de uma junta roscada para tubo de aço de acordo com uma segunda modalidade da presente invenção. FIG. 4 é uma vista em corte longitudinal ampliada da junta roscada para tubo de aço, mostrando uma região próxima de sua segunda porção de vedação. A junta roscada na segunda modalidade mostrada na FIG. 3 e FIG. 4 é uma variação da junta roscada de acordo com a primeira modalidade mostrada na FIG. 1 e FIG. 2 e, portanto, descrições redundantes àquelas fornecidas na primeira modalidade não serão repetidas onde for adequado.

[0055] Como mostrado na FIG. 3 e FIG. 4, um pino 10 inclui, entre uma primeira porção roscada macho 13 e uma segunda superfície de vedação 14, uma porção anular 16. Em contraste, uma caixa 20 é fornecida com uma ranhura anular entre a primeira porção roscada fêmea 23 e uma superfície de vedação 24 e inclui uma porção anular 26 que é formada pela provisão da ranhura anular. A porção anular 26 da caixa 20 é fornecida correspondente à porção anular 16 do pino 10 e, em um estado fixo, não está em contato com a porção anular 16 do pino 10. Ou seja, em um estado fixo, é fornecida uma folga entre a porção anular 16 do pino 10 e a porção anular 26 da caixa 20. Visto que o lubrificante excedente (doravante mencionado como lubrificante) que foi aplicado no momento da fixação da rosca pode ser recebido na folga, é possível evitar a pressão de contato entre as segundas superfícies de vedação 14 e 24, inadvertidamente sendo reduzida devido ao aumento da pressão do lubrificante.

[0056] Deve-se observar que, se o comprimento da porção anular 16 do pino 10 ao longo do eixo do tubo CL for muito longo, ocorre a seguinte desvantagem. No caso onde o comprimento total da junta roscada for padronizado, os comprimentos totais da primeira porção roscada e da segunda porção roscada são substancialmente encurtados. Em resultado, quando a carga de tensão e carga compressiva são aplicadas à junta roscada, a tensão que atua na primeira porção roscada e na segunda porção roscada se torna relativamente alta, resultando no risco de deformação plástica da primeira porção roscada e da segunda porção roscada. Além do mais, existe o risco de ocorrência de “jump- out”. Sendo assim, o comprimento da porção anular 16 é, de preferência, no máximo três vezes o passo de rosca da primeira porção roscada macho 13.

[0057] A junta roscada de acordo com a segunda modalidade também produz efeitos vantajosos similares aos da primeira modalidade descrita acima.

[0058] A presente invenção não está limitada às modalidades descritas acima e podem ser efetuadas várias modificações sem se afastar da essência e escopo da presente invenção. Por exemplo, nas modalidades descritas acima, as cristas 13a na seção roscada incompleta 31b da primeira porção roscada macho 13 estão niveladas com uma superfície cilíndrica paralela ao eixo do tubo CL, mas podem estar niveladas com uma superfície afunilada que se inclina em direção ao eixo do tubo CL. Além disso, nas modalidades descritas cima, as bases 13b da primeira porção roscada macho 13 estão niveladas com a superfície afunilada prolongada das bases 15b da segunda porção roscada macho 15, mas podem estar localizadas entre a superfície prolongada e uma superfície afunilada com um diâmetro externo menor do que a superfície prolongada por duas vezes a altura de rosca da segunda porção roscada macho 15.

[0059] As juntas roscadas das modalidades descritas acima podem ser usadas como uma junta roscada tipo integral ou como uma junta roscada tipo acoplamento.

EXEMPLO

[0060] Para verificar as vantagens da presente invenção, foi realizada uma simulação e análise numérica usando o método de elemento finito elastoplástico.

[0061] cCondições do Teste> Na análise FEM, foram preparados modelos de junta roscada tipo acoplamento para produtos tubulares petrolíferos. Para os modelos, o ângulo de flanco dos flancos de carga da primeira porção roscada, os locais de formação das dimensões da folga das folgas na primeira porção roscada, os locais de formação das folgas na segunda porção roscada, o comprimento da seção roscada incompleta na primeira porção roscada e o comprimento da porção anular são variados.

[0062] As condições comuns foram as seguintes. - Tamanho do tubo de aço: 10-1/8 [polegadas] x 0,8 [polegadas] (diâmetro externo de 257,2 mm e espessura de parede de 20,3 mm), Diâmetro externo do Acoplamento: 276,6 mm - Grau do tubo de aço e acoplamento: Padrão API Q125 (aço carbono com uma tensão de escoamento de 125 [ksi]) - Forma da rosca (primeira porção roscada e segunda porção roscada): funil de 1/10, altura da rosca (seção roscada completa) de 1,575 [mm], passo de rosca de 5,08 [mm], ângulo de flanco de penetração de 10 graus e folga de flanco de penetração de 0,15 [mm].

[0063] Na análise FEM, o material em uso foi um elastoplástico endurecido isotrópico, o material sendo modelado para ter um módulo de elasticidade de 210 [GPa], e um limite de escoamento nominal, expresso como 0,2% de tensão de prova, de 125 [ksi] (=862 [MPa]). O aperto foi realizado no ponto onde as superfícies de ressalto do pino e da caixa foram colocadas em contato umas com as outras, e continuou até um ponto de 1,5/100 voltas.

[0064] As condições variadas são mostradas na Tabela 1 abaixo. [Tabela 1] TABELA 1

Observações) O símbo o indica que o valor é externo da variação especificada pela presente invenção.

[0065] Os modelos de Teste n° 1, 3, 4 e 11 são exemplos comparativos que não satisfazem as condições especificadas pela presente invenção. Entre elas, os modelos de Teste n° 1, 3 e 11 são fornecidos com folgas entre as cristas de uma porção roscada macho (pino) e bases de uma porção roscada fêmea (caixa) em uma seção roscada completa de uma primeira porção roscada e não possuem seção roscada incompleta. O Modelo de Teste n° 4 possui um ângulo de flanco do flanco de carga de 3 graus, sendo um ângulo positivo. Por outro lado, os modelos de Teste n° 2 e 5 a 10 são exemplos inventivos que satisfazem as condições especificadas pela presente invenção. Entre eles, os modelos de Teste n° 2 foram preparados com base na junta roscada na primeira modalidade conforme mostrada na FIG. 1 e FIG. 2. Os Modelos de Teste n° 5 a 10 foram preparados com base na junta roscada na segunda modalidade mostrada na FIG. 3 e FIG. 4.

[0066] <Método de Avaliação> Na análise FEM, uma sequência de carga que simulou que em um teste Série A de ISO 13679: 2011 foi sequenciamento aplicado em cada modelo em um estado fixo. O desempenho vedante contra pressão externa foi avaliado pela comparação dos valores mínimos da força de contato de vedação [N/mm], ou seja, “pressão de contato média entre as superfícies de vedação” x “largura de contato”, da segunda porção de vedação (porção de vedação intermediária) sob a carga. Observa-se que quanto maior é o valor da força de contato, melhor se torna o desempenho vedante da porção de vedação. Da mesma forma, o desempenho vedante contra pressão interna da primeira porção de vedação (porção de vedação interna) foi avaliado pela comparação das forças de contato de vedação. As avaliações do desempenho vedante foram feitas da seguinte maneira: desde que o desempenho vedante contra a pressão interna e o desempenho vedante contra a pressão externa do modelo do Teste N° 1 foram representados pelo valor 1, as avaliações dos modelos restantes foram realizadas pela determinação de valores relativos aos valores do Teste N° 1 como índices.

[0067] As avaliações do desempenho vedante foram feitas usando os quatro níveis a seguir. - ®: Excelente. Um desempenho vedante de uma porção de vedação intermediária contra pressão externa de 1,15 ou mais, e um desempenho vedante da porção de vedação interna contra pressão interna de 1,0 ou mais. - O: Bom. Um desempenho vedante de uma porção de vedação intermediária contra pressão externa de 1,10 ou mais, e um desempenho vedante da porção de vedação interna contra pressão interna de 1,0 ou mais. - Δ: Aceitável. Um desempenho vedante de uma porção de vedação intermediária contra pressão externa de 1,05 ou mais, e um desempenho vedante da porção de vedação interna contra pressão interna de 1,0 ou mais. - x: Ruim. Um desempenho vedante de uma porção de vedação intermediária contra pressão externa menor que 1,05 ou um desempenho vedante da porção de vedação interna contra pressão interna menor que 1,0.

[0068] <Resultados do Teste> Os resultados do teste são apresentados na Tabela 1 acima.

[0069] Os modelos do teste n° 1 e 3, que são exemplos comparativos, possuíam comprimentos curtos das seções de rosca incompleta das primeiras porções roscadas, a contração radial das caixas foi então restringida e, assim, não houve melhoria em seus desempenhos vedantes contra a pressão externa.

[0070] O modelo do teste n° 4, que é um exemplo comparativo, possuía um ângulo de flanco de carga positivo de uma primeira porção roscada, a contração radial de uma caixa que foi restringida e, assim, não houve melhoria no seu desempenho vedante contra a pressão externa.

[0071] O modelo de teste n° 11, que é um exemplo comparativo, possuía um comprimento curto de uma seção de rosca incompleta de uma primeira porção roscada, mas exibiu uma melhoria no desempenho vedante contra a pressão externa. Isso ocorre pois a contração radial de uma caixa foi significativamente permitida devido à provisão de uma porção anular longa. No entanto, a área de engate total na primeira porção roscada foi significativamente diminuída devido à provisão da porção anular longa e, assim, houve diminuição de um desempenho vedante contra a pressão interna.

[0072] Os modelos do teste n° 2 e 5 a 10, que são exemplos inventivos, possuem seções roscadas incompletas suficientemente longas das primeiras porções roscadas, permitindo que as caixas sejam sujeitas à contração radial de forma eficaz e, assim, melhoria nos desempenhos de vedação exibidos contra pressão externa e desempenhos vedantes mantidos contra a pressão interna. Entre eles, os modelos de teste n° 5, 7 e 9 possuem comprimento de seções de rosca incompleta que se enquadram dentro do intervalo de quatro vezes a sete vezes os passos de rosca das porções roscadas macho e desempenhos vedantes notavelmente melhorados e exibidos contra a pressão externa.

[0073] Deve-se observar que o modelo de teste n° 8, que é um exemplo inventivo, possui uma margem de interferência significativa de uma porção de vedação intermediária, pois a interferência de uma segunda porção roscada (porção roscada externa) atinge próximo de uma porção de vedação intermediária e, assim, o grau de melhoria do desempenho vedante contra pressão externa foi relativamente pequeno.

[0074] Os resultados descritos acima demonstram que o uso de uma junta roscada para tubos de aço de acordo com a presente invenção permite a melhoria no desempenho vedante contra pressão externa ao mesmo tempo em que mantém o desempenho vedante contra pressão interna.

APLICABILIDADE INDUSTRIAL

[0075] Uma junta roscada de acordo com a presente invenção é capaz de ser usada de forma eficaz na conexão de tubos de aço de parede pesada que são usados em produtos tubulares petrolíferos em ambientes adversos.

LISTA DE SINAIS DE REFERÊNCIA

[0076] 10: pino, 11: superfície de ressalto, 12: primeira superfície de vedação, 13: primeira porção roscada macho, 13a: crista da primeira porção roscada macho, 13b: base da primeira porção roscada macho, 13c: flanco de penetração da primeira porção roscada macho, 13d: flanco de carga da primeira porção roscada macho, 14: segunda superfície de vedação, 15: segunda porção roscada macho, 15a: crista da segunda porção roscada macho, 15b: base da segunda porção roscada macho, 15c: flanco de penetração da segunda porção roscada macho, 15d: flanco de carga da segunda porção roscada macho, 16: porção anular, 20: caixa, 21: superfície de ressalto, 22: primeira superfície de vedação, 23: primeira porção roscada fêmea, 23a: crista da primeira porção roscada fêmea, 23b: base da primeira porção roscada fêmea, 23c: flanco de penetração da primeira porção roscada fêmea, 23d: flanco de carga da primeira porção roscada fêmea, 24: segunda superfície de vedação, 25: segunda porção roscada fêmea, 25a: crista da segunda porção roscada fêmea, 25b: base da segunda porção roscada fêmea, 5 25c: flanco de penetração da segunda porção roscada fêmea, 25d: flanco de carga da segunda porção roscada fêmea, 26: porção anular, 31a: seção roscada completa da primeira porção roscada, 31b: seção roscada incompleta da primeira porção roscada, 10 32a: seção roscada completa da segunda porção roscada, 32b: seção roscada incompleta da segunda porção roscada, CL: eixo do tubo

Claims

1. Junta roscada para tubo de aço, que compreende: um pino tubular (10) e uma caixa tubular (20), o pino (10) e a caixa (20) sendo fixados por roscagem do pino (10) na caixa (20), o pino (10) compreendendo: em ordem a partir da extremidade livre do mesmo, uma superfície de ressalto (11); uma primeira superfície de vedação (12); uma primeira porção roscada macho afunilada (13); uma segunda superfície de vedação (14); e uma segunda porção roscada macho afunilada (15), a caixa (20) compreendendo: em ordem a partir da extremidade mais próxima até o corpo tubular em direção à extremidade livre da mesma, uma superfície de ressalto (21); uma primeira superfície de vedação (22); uma primeira porção roscada fêmea afunilada (23); uma segunda superfície de vedação (24); e uma segunda porção roscada fêmea afunilada (25), a primeira porção roscada macho (13) inclui: cristas (13a); bases (13b); flancos de penetração (13c); e flancos de carga (13d), a primeira porção roscada fêmea (23) inclui: bases (23b) voltadas para as cristas (13a) da primeira porção roscada macho (13); cristas (23a) voltadas para as bases (13b) da primeira porção roscada macho (13); flancos de penetração (23c) voltados para flancos de penetração (13c) da primeira porção roscada macho (13); e flancos de carga (23d) voltados para flancos de carga (13d) da primeira porção roscada macho (13), os flancos de carga (13d, 23d) da primeira porção roscada macho (13) e a primeira porção roscada fêmea (23) possuem cada um ângulo de flanco menor do que 0 graus, CARACTERIZADA pelo fato de que, a primeira porção roscada macho (13) é composto por, em ordem a partir da proximidade da segunda superfície de vedação (14), uma seção roscada incompleta (31b) e uma seção roscada completa (31a), a seção roscada incompleta (31b) possui um comprimento ao longo do eixo do tubo (CL), o comprimento sendo pelo menos três vezes um passo de rosca da primeira porção roscada macho (13) e a seção de rosca incompleta (31b) possui uma altura de rosca inferior do que a altura de rosca da seção de rosca completa (31a), e em um estado fixo, na seção de rosca completa (31a): as cristas (13a) da primeira porção roscada macho (13) estão em contato com as bases (23b) da primeira porção roscada fêmea (23); os flancos de carga (13d) da primeira porção roscada macho (13) estão em contato com os flancos de carga (23d) da primeira porção roscada fêmea (23); são fornecidas folgas entre as bases (13b) da primeira porção roscada macho (13) e as cristas (23a) da primeira porção roscada fêmea (23); e são fornecidas folgas entre os flancos de penetração (13c) da primeira porção roscada macho (13) e os flancos de penetração (23c) da primeira porção roscada fêmea (23), e na seção roscada incompleta (31 b): os flancos de carga (13d) da primeira porção roscada macho (13) estão em contato com os flancos de carga (23d) da primeira porção roscada fêmea (23); são fornecidas folgas entre as bases (13b) da primeira porção roscada macho (13) e as cristas (23a) da primeira porção roscada fêmea (23); são fornecidas folgas entre os flancos de penetração (13c) da primeira porção roscada macho (13) e os flancos de penetração (23c) da primeira porção roscada fêmea (23); e são fornecidas folgas entre as cristas (13a) da primeira porção roscada macho (13) e as bases (23b) da primeira porção roscada fêmea (23).

2. Junta roscada para tubos de aço, de acordo com a reivindicação 1, CARACTERIZADA pelo fato de que: o comprimento da seção roscada incompleta (31b) ao longo do eixo do tubo (CL) é no máximo oito vezes o passo de rosca da primeira porção roscada macho (13).

3. Junta roscada para tubos de aço, de acordo com a reivindicação 1 ou 2, CARACTERIZADA pelo fato de que: o pino (10) inclui, entre a primeira porção roscada macho (13) e a segunda superfície de vedação (14), uma porção anular (16) que não está em contato com a caixa (20) em um estado fixo.

4. Junta roscada para tubos de aço, de acordo com a reivindicação 3, CARACTERIZADA pelo fato de que: o comprimento da porção anular (16) ao longo do eixo do tubo (CL) é no máximo três vezes o passo de rosca da primeira porção roscada macho (13).

5. Junta roscada para tubos de aço, de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a 4, CARACTERIZADA pelo fato de que: as folgas entre as bases (13b) da primeira porção roscada macho (13) e as cristas (23a) da primeira porção roscada fêmea (23) são 0,05 mm ou mais.

6. Junta roscada para tubos de aço, de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a 5, CARACTERIZADA pelo fato de que: a segunda porção roscada macho (15) inclui cristas (15a), bases (15b), flancos de penetração (15c) e flancos de carga (15d), a segunda porção roscada fêmea (25) inclui bases (25b) voltadas para as cristas (15a) da segunda porção roscada macho (15), cristas (25a) voltadas para as bases (15b) da segunda porção roscada macho (15), flancos de penetração (25c) voltados para flancos de penetração (15c) da segunda porção roscada macho (15) e flancos de carga (25d) voltados para flancos de carga (15d) da segunda porção roscada macho (15), um ângulo de flanco dos flancos de carga (15d, 25d) de cada segunda porção roscada macho (15) e a segunda porção roscada fêmea (25) é menor do que 0 graus, e em um estado fixo, as bases (15b) da segunda porção roscada macho (15) e as cristas (25a) da segunda porção roscada fêmea (25) estão em contato uma com a outra, e os flancos de carga (15d) da segunda porção roscada macho (15) e os flancos de carga (25d) da segunda porção roscada fêmea (25) estão em contato uns com os outros, são fornecidas folgas entre as cristas (15a) da segunda porção roscada macho (15) e as bases (25b) da segunda porção roscada fêmea (25), e as folgas são fornecidas entre os flancos de penetração (15c) da segunda porção roscada macho (15) e os flancos de penetração (25c) da segunda porção roscada fêmea (25).