螺纹管连接包括在第一根管(一般为长度大的管)末端上的一个阳螺纹 件，和在可以为大长度管或管接头的第二根管的末端上的一个阴螺纹件。
这些螺纹件用于构成油气井或类似的井(例如地热井)的套管排或生产 管排或钻管排。
美国石油学院(API)的技术规格5B和5CT确定了带有锥度螺纹的套管 之间或生产管之间的螺纹连接。
在欧洲专利EP 488912和美国专利US 5687999中说明了尽管应力种类 很多，但仍具有密封特性的优质的螺纹管连接。
这种螺纹连接可以使用带有一个或二个作出螺纹的部分的直的或有锥 度的螺纹。
直至最近，为了钻深井，使不同直径的管排一个套装在另一个内面， 尽管这些管排所需的厚度有限，但套管排或生产管排必需能抗静态应力的 不同的组合(轴向拉伸、轴向压缩、平面弯曲、内压力或外压力)。
相反，只用于钻井的钻管基本上要能抗循环应力，但不受其内部空间 限制，因为在给定时间，一个给定直径的钻管排是降下去的。
当钻管排工作时，如无严格限制，循环应力会导致产生疲劳裂纹。这 种疲劳裂纹一般是在承载螺纹牙齿侧面的螺纹根部，更具体地说，是在螺 纹件的最后啮合螺纹的螺纹根部开始的。
在本文件的其余部分中，术语“第一个螺纹”用于表示在通过螺纹件 的轴线的纵截面内，位于螺纹件前端的螺纹。相应地，最后的螺纹表示位 于螺纹另一末端的螺纹。
术语“啮合螺纹”首先是指在装配状态下，沿轴向将负载从一个螺纹 件传递至匹配的螺纹件的螺纹管连接的螺纹件的螺纹，不论该螺纹是完整 的(全高)或不完整的(没完成的或部分高度的，-例如退出部分或进入部分) 都如此。当一般情况下，螺纹连接受轴向拉伸应力作用时，啮合螺纹为与 承载齿侧面接触的螺纹。
扩展来说，术语“孤立的螺纹件的啮合螺纹”是指当将二个这种螺纹 件连接构成螺纹管连接时，将负载传递至匹配的螺纹件的相应螺纹上的螺 纹。
螺纹件的啮合螺纹的位置可从螺纹件的设计知道，因为这是预报螺纹 连接强度的必需的数据。因此，可以完全确定用于生产螺纹管连接的最后 或第一个啮合螺纹的位置。
然而，疲劳问题不是仅只钻管排存在，而且某些油气井管排中也存在 这个问题。这时，构成这些管排的螺纹管连接必需能够承受大的静态应力 和循环应力的作用。
这种应力性能要求在连接海床和离岸油气生产平台的离岸管排中也碰 到。
这种本领域技术人员的英语术语称为“竖管”(riser)的管排受到由水 流引起的循环应力的作用；这种水流通过波涛，潮汐和平台本身的任何可 能的移动，造成管排振动。
这种应力性质在岸上的井中也碰到，特别是当井与垂直线偏离和弯曲， 要将回转的管降低，以加强该井时会碰到这种应力情况。
涉及螺纹管或非管连接(例如螺栓式连接)的先前技术提出了一种改善 受到周期变化的轴向拉伸负荷作用的螺纹连接的疲劳特性的装置。
美国专利US 3933074说明一种螺栓连接的螺母，其中，在第一个啮合 螺纹处的内螺纹被在螺纹部分圆周上规则分布的多个轴向槽中断，以便将 螺母和螺钉之间的最大的轴向拉伸应力转移区从第一个啮合的阴螺纹移至 螺母轴向长度的中间。
长度可以达到螺纹部分长度的一半，深度可达到螺纹高度80％的这种 槽，增大了第一个啮合螺纹的挠性。但将作出螺纹的区域中的螺纹支承表 面减小了约20％。当需要承受大的静态应力，和螺纹管连接必需与管子的 内部和外部密封时，这是一个缺点。
另外，在第一个螺纹处，螺母支承在螺钉头部(在螺杆最后的螺纹侧上) 上的这种螺栓的办法，不一定能直接用于螺纹管连接。
另外，国际专利申请WO 00/14441和WO 00/14442说明一种螺纹连接， 它包括在螺纹上的槽，用以减小螺纹结构的刚度，达到减小装配扭矩的目 的。这些文件没有说明槽本身可以改善螺纹连接抗循环应力的机理。

本发明要提供一种螺纹管连接的阳螺纹件或阴螺纹件，这些螺纹件可 以承受：
(a)静态应力，特别是轴向拉伸、轴向压缩、弯曲、扭转、内压力或 外压力，装配过程的跳出；它可承受单独一种或综合几种静态应力(例如， 拉伸+内压力)；
(b)通过减小在第一和最后啮合螺纹区域中的负载传递，和减小在这 些区域中的应力集中系数(SCF)，而承受循环的拉伸-压缩应力或弯曲应 力。
本发明的螺纹件适合于所有形式的螺纹：单螺距或多螺距的锥度、直、 直和锥度综合的螺纹；带径向过盈的螺纹和/或螺纹牙齿侧面接触的螺纹； 通过二个齿侧面与匹配螺纹的相应齿侧面接触的，如EP 0454147所述的称 为“粗糙螺纹”的螺纹；如WO 00/14441所述的轴向压配合的螺纹；或如 美国重新颁布的专利US-Re-30647所述的宽度变化的楔式螺纹。
本发明提供的螺纹件容易生产和检查。
本发明的螺纹件必需能用于制造油气井生产管排，套管排或竖管或同 样用途的螺纹管连接。
本发明提供的螺纹管连接密封性很好，特别是在循环应力作用下对气 体的密封很好。
本发明的螺纹件还可用于构成钻管排。
本发明提供的螺纹管连接中的一个或二个螺纹件已经改造，可以承受 循环应力。
本发明的阳螺纹件或阴螺纹件作在管的末端，并且根据该螺纹件是阳 螺纹件或阴螺纹件的不同，包括外部阳螺纹或内部阴螺纹。
希望与匹配的螺纹件(即，如果考虑的螺纹件为阳螺纹，则为阴螺纹件 或相反)连接，以构成可承受循环应力的螺纹管连接。
螺纹至少由一个作出螺纹的部分构成。当螺纹包括多个作出螺纹的部 分时，这些作出螺纹的部分可在轴向和/或径向彼此隔开(例如在台阶式螺 纹部分中那样)。
螺纹部分该或每一个作出螺纹的部分包括，从螺纹件前端开始的，长 度基本上相同的三个区域：一个称为第一个啮合螺纹区的区域；一个称为 中间螺纹区的区域，和一个称为最后啮合螺纹区的区域。第一和最后的啮 合螺纹的定义，与在以上先前技术中所述的相对应。
这些区域中的一些区域可以包括部分高度的螺纹(例如进入或退出螺 纹)。
在至少是一个作出螺纹的部分的至少是轴向长度的几分之一的螺纹 上，作出基本上是径向的一个螺旋槽，该槽的开口向着螺纹牙顶，槽的一 个侧面分别形成在承载螺纹牙齿侧面和非承载螺纹牙齿侧面上的承载的半 个螺纹和不承载的半个螺纹。然而，该槽也可以只部分地向着螺纹牙顶开 放。
根据本发明的一个特性，在作出槽的每一个作出螺纹的部分上，该槽 作在一个或二个末端区域(即第一个啮合螺纹区和最后啮合螺纹区)的全部 或一部分上，也可以有选择地作在中间螺纹区域的螺纹上。该槽的几何特 性可使在末端区域的带槽的螺纹刚度，相对于在中间螺纹区域中的螺纹刚 度降低。
有槽的螺纹刚度由受应力作用的半个螺纹的抗弯曲和/或剪切能力确 定。当考虑螺纹管连接一般受到轴向拉伸应力作用，则上述半个螺纹一般 为承载的半个螺纹。当非承载的半个螺纹受应力作用或在受压缩的螺纹管 连接中受应力作用时，同样的本发明概念也适用于非承载的半个螺纹。
螺纹刚度定义为螺纹传递给螺纹管连接的匹配螺纹件的相应螺纹的轴 向负载，与该螺纹产生的轴向变形之间的比例系数。
在螺纹管连接中，相对于带有不作出槽的螺纹的同样的螺纹管连接， 本发明的槽通过使螺纹部分的不同啮合螺纹之间的总的轴向负荷的重新分 配，可减小在螺纹区域中作出槽的螺纹，和匹配螺纹件的相应螺纹之间的 轴向负荷传递。这可以显著改善螺纹管连接抗动态应力，特别是叠加在轴 向拉伸的静态应力上的弯曲的动态应力的能力。
由于在螺纹管连接中，螺纹件的第一个啮合螺纹与匹配的螺纹件的最 后啮合螺纹共同工作，因此槽作在二个螺纹件中的每一个螺纹件的第一个 啮合螺纹上，或最后啮合的螺纹上；或同时只作在一个或二个螺纹件上， 具有相同的技术效果。即：可使在作出槽的作有螺纹的部分的第一和最后 螺纹中，每个螺纹传递的负荷、与中间螺纹区域中每个螺纹传递的负荷相 等。
如果在末端区域中，带槽的螺纹刚度比在中间螺纹区域中的螺纹刚度 进一步降低，则可将槽作在中间螺纹区域的所有螺纹或一部分螺纹上。
因此，可以改善或优化作出槽的作有螺纹的部分，和螺纹管连接的匹 配螺纹件的相应的作出螺纹的部分的所有螺纹。
应当指出，本发明的槽还可减小由螺纹管连接的阳螺纹和阴螺纹之间 的螺距误差产生的在第一或第二个啮合螺纹区域的螺纹上的应力。螺距误 差是由螺纹制造时的公差产生的。
该槽还可限制在装配时由于涂润滑脂和润滑螺纹造成的危险的过大压 力。
为了使第一个啮合螺纹区域中的螺纹刚度比中间螺纹区域的螺纹刚度 降低，最好将槽作在第一个啮合螺纹区域的螺纹和可选择地作在中间螺纹 区域的螺纹上，但该槽不影响仍保持实心的最后啮合螺纹区域的螺纹。
本发明者已发现，在这种情况下。本发明的槽可减少匹配的螺纹根部 的壁部分的应力集中系数(SCF)的最大值。SCF为从在所考虑位置上的最大 应力与相应管本体上的应力的关系而得出的相对尺寸。本发明的槽可减小 在匹配螺纹部分的最后啮合的螺纹区域的螺纹根部的壁上的放大应力。在 这个螺纹区域中，该壁受在螺纹管连接上的总的轴向拉伸负荷的作用，因 此，可减小在该位置开始出现疲劳裂纹的危险。
这样，当负荷的循环变化大时，可以使用螺纹管连接的螺纹件，而不 会使轴向拉伸性能改变。
最好，利用成形刀具在所考虑的作出螺纹的部分的螺纹上作出该槽。 这表示，槽的形状由成形刀具的轮廓确定，其从螺纹牙顶至槽底部的深度 由成形刀具切入螺纹的深度确定。
最好，由于从末端区域的末端啮合螺纹向着中间螺纹区域作出的槽， 而使螺纹的刚度稳定地增加。
当槽作在第一个啮合螺纹区域的螺纹上时，末端区域的末端啮合螺纹 为第一个啮合螺纹；而当槽作在最后啮合螺纹区域的螺纹上时，该末端啮 合螺纹为最后啮合的螺纹。这样，槽作在第一个啮合螺纹区域和最后啮合 的螺纹区域二者的螺纹上时，则包括第一和最后的啮合螺纹二者。
最好，当槽向着中间螺纹区域形成时，该槽的深度有规则地从末端区 域的末端啮合螺纹开始减小。
另一种方案或作为补充，该槽可以具有与作出槽的作有螺纹的部分的 螺距不同的螺旋线螺距。
最好，槽底部的包络面为与螺纹件的轴线同轴的锥形表面。
在一个变型中，槽底部的包络面为与螺纹件的轴线同轴和带有非直线 的母线的旋转表面(例如复曲面，抛物面或双曲面，或由多个末端与末端彼 此连接的旋转表面组成的复合表面)。
在一个或多个这种变型中，当该槽作在第一个啮合螺纹区域上时，相 应的槽底部的包络面的母线的斜率，最好比作出该槽的作有螺纹的部分的 斜率大，而不论后者的斜率为正(锥度螺纹)或零(直螺纹)。当槽作在最后 啮合的螺纹区域上时，则最好该包络面母线的斜率比作出螺纹的部分的斜 率小。
当螺纹为梯形螺纹时，为了使阳螺纹件能在良好的条件下与阴螺纹件 啮合，该槽最好不在非承载的螺纹牙齿侧面上开放。
最好，该螺纹件包括一个带有由螺纹件的前端构成，并受轴向压缩的 贴紧表面的邻接部分。
由于该槽作在第一个啮合螺纹上，并减小该螺纹的轴向刚度，因此， 它可适应在装配由螺纹管连接构成的螺纹连接结束时，在邻接部分上的轴 向压缩产生的绝对变形。
当螺纹部分与螺纹件的前端隔开一个较短的或不存在的唇部时，该槽 可以增加轴向长度，使得与同样的先前技术的螺纹件比较可以有效地压缩 变形，因此可以适应邻接部分的更大的绝对变形。当要使密封最优时，在 将密封表面作在唇部的周边末端上的情况下，使唇部较短有优点。
在一个变型中，螺纹件可包括其表面由螺纹件的前端构成的第一个邻 接部分；和在装配螺纹管连接时，可与匹配的螺纹件的前端的邻接部分共 同工作的第二个邻接部分。在这种情况下，螺纹件上的槽可使螺纹件的二 个邻接部分与匹配螺纹件的二个相应的邻接部分支承接触。
在先前技术的螺纹管连接中，这种支承接触是很困难的，除非二个邻 接部分制造得非常精确，但这样成本昂贵；或使上述唇部延伸，这又会带 来不好的效果。利用槽来增加邻接部分的轴向压缩有效长度，可使这种双 支承比带有二组邻接部分的先前技术的螺纹管连接，更容易制造。
附图说明
本发明的其他优点，从下面结合附图对实施例的说明中将会了解。
图1为本发明的螺纹管连接的阴螺纹件的轴向半个横截面的示意图；
图2表示在加工过程中的图1所示的螺纹件的螺纹部分；
图3表示图1所示的阳螺纹件的第一个啮合螺纹的详细结构；
图4为与图1所示的阴螺纹件配合的本发明的阳螺纹件的轴向半个横 截面的示意图；
图5表示在加工过程中的图4所示的阳螺纹件的螺纹部分；
图6表示图4所示的阳螺纹件的第一个啮合的螺纹的详细结构；
图7表示在装配图1～图4所示的螺纹件后得到的本发明的螺纹管连接 的轴向半个横截面；
图8表示本发明的螺纹管连接的一个变型的轴向半个横截面；
图9表示本发明的螺纹管连接的另一个变型的轴向半个横截面；
图10表示本发明的阴螺纹件的一个变型的第一个啮合的螺纹的详细结 构；
图11表示本发明的阳螺纹件的一个变型的第一个啮合的螺纹的详细结 构；
图12示意性地表示标准的螺纹管连接和本发明的螺纹管连接的螺纹之 间的负荷传递的改变；
图13以与图12相同的方式，示意性地表示阳螺纹部分和阴螺纹部分 的螺纹根部的应力集中系数的改变。
图1表示配置在管102末端的阴螺纹件2。
管102可以为长度大的管(例如大约10m或更长)，或为长度只有几十 个cm的管接头。图1只表示了一半。在第一种情况下，阴螺纹件2可以形 成一个“整体”的螺纹连接，在第二种情况下，可以形成螺纹和管接头连 接。
从前端10开始，阴螺纹件2的内部包括由单一一个作出螺纹的部分构 成的阴螺纹部分4，密封表面6和邻接部分8。
阴螺纹密封表面6为与螺纹件2的轴线XIXI倾斜20°的锥面。
邻接部分8基本上为一个横向表面，更具体地说，它是中间稍微凸起 的锥形，并在螺纹件2上形成一个内肩部。
阴螺纹部分4作有锥度，其梯形螺纹12的峰值半角为1.79°(锥度 ＝6.25％)。
螺纹部分4包括：由螺纹件的前端10的最初6个螺纹构成的第一个啮 合的螺纹区域32，由倒数第二个阴螺纹开始的6条螺纹构成的最后啮合的 螺纹区域36，和包括区域32与32之间的6个螺纹的中间螺纹区域34。
螺纹部分的最后螺纹不作为啮合螺纹(见图7)。
第一和最后的啮合螺纹区域32和36中的螺纹数目，相当于啮合螺纹 的总数目的1/3。
如图3中详细表示的那样，阴螺纹12一般包括螺纹牙顶18，螺纹根部 20，向着螺纹件前端10的非承载螺纹牙齿侧面16和在相反一侧上的承载 齿侧面14。
利用成形刀具42，与切削螺纹12独立地在螺纹12上加工出螺旋形槽 22。
成形刀具42的形状为一个颠倒的倒圆的V字形。V字的两个臂之间的 角度为35°，顶部倒圆的半径为0.4mm。
刀具42基本上沿径向从螺纹牙顶开始切削螺纹。刀具形状为V形，底 部倒圆在刀具不需切入螺纹牙的齿侧面，而在每一侧留下二个半个螺纹， 即在承载齿侧面14上的承载半个螺纹24和在非承载齿侧面16上的非承载 半个螺纹26。
成形刀具42如图2所示那样移动，从第一个螺纹12.1开始，逆循着 一条螺距P与阴螺纹部分4的螺距相等的螺旋线移动。刀具的底座支承在 母线为44的一个锥面上。这个锥面的锥度为螺纹部分4的锥度的二倍(母 线44和螺纹件轴线之间的角为3.58°)，因此，槽22的深度从第一个啮合 螺纹12.1开始稳定地减小，并在第11个螺纹12.11和最后螺纹以外变为 零。
与中间螺纹区域34中的螺纹刚度比较，槽22可以减小第一个啮合螺 纹区域32中的螺纹的刚度。
装配后，由于螺纹12受到在承载齿侧面14上的接触压力的作用，其 刚度由承载的半个螺纹24对挠曲的抵抗能力，特别是其几何形状确定。
几何形状由承载齿侧面14和槽28的侧面对于螺纹件的轴线的倾斜， 承载齿侧面14与槽底部的倒圆区域的中心O2之间的距离d2，和点O2与螺纹 根部包络线之间的距离d4表征。由于槽22的螺旋线螺距与螺纹12的螺距 相同，因此从一个螺纹至下一个螺纹的距离d2变化非常小。
因为母线44的斜率相对于螺纹部分的斜率较大，因此距离d4从第一个 螺纹12.1开始连续地增大，使d4.1＜4.2＜d4.3等。
这表示，阴螺纹12的刚度在第一个啮合的螺纹区域32的螺纹上为最 小，并在最后的啮合螺纹区域36和中间螺纹区域34的没有槽的螺纹处为 最大。第一个啮合螺纹区域32的阴螺纹12的刚度比中间螺纹区域34中的 带浅槽的螺纹的刚度小。
随着槽深从第一个啮合螺纹12.1(末端螺纹)向着中间螺纹区域34减 小，螺纹的刚度稳定地增大。
距离d4.1比槽底部的半径R2稍大，因此，槽的底部不会延伸超出不带 槽的螺纹根部的包络线以外。
然而，如果螺纹件2的临界横截面(支承着作用在螺纹件2上的所有轴 向负荷)位于没有槽的最后螺纹上，则可以制成切割第一个螺纹根部的包络 线的槽(例如d4.1＝0)。
相反，当槽作在最后啮合的螺纹区域上时，如果包括螺纹件2的螺纹 管连接的服务性能不降低，则所作出的槽的底部必需不超出包括在底部20 的包络线和螺纹牙顶18的包络线以内的容积外面。
图4表示作在长度大的管101末端上的阳螺纹件1。
从形成邻接部分的前端7开始，螺纹件1的外部包括密封表面5和阳 螺纹部分3。
邻接部分7是与阴螺纹件2的邻接部分8共同工作的中间稍微凹入的 锥面。
密封表面5为与螺纹件1的轴线XIXI倾斜20°的锥面，它与阴螺纹的 密封表面6共同工作。
阳螺纹部分3由有锥度，和与阴螺纹部分4共同工作的单一一个作有 螺纹的部分组成。
该阳螺纹部分包括18个梯形的啮合螺纹11，标号为37的最后8个螺 纹高度不完全(称为“消失”或“消退”螺纹)。
最初6个螺纹构成第一个啮合螺纹区域31，第一个螺纹的前端倒角， 以便于啮合。
最后6个全部为消退螺纹的螺纹形成最后啮合的螺纹区域35。6个中 间螺纹形成中间螺纹区域33。
与阴螺纹的情况相同，阳螺纹11包括螺纹牙顶19，螺纹根部17，向 着螺纹件前端7的非承载齿侧面15和在相反一侧的承载齿侧面13(见图6)。
利用成形刀具41(与加工阴螺纹12的槽22所用的刀具相同)，在螺纹 11上加工出螺旋形槽21，该槽的加工与螺纹11的切削独立地进行。
不需要切入螺纹的齿侧面，该成形刀具41基本上沿径向从螺纹牙顶切 出螺纹，在刀具的每一侧留下二个半个螺纹，即：在承载齿侧面上的承载 半个螺纹23，和非承载齿侧面上的非承载的半个螺纹25。
如图5所示，该成形刀具41沿着螺距P与阳螺纹部分3的螺距相同的 螺旋线移动，刀具的基座则支承在带有母线43的锥面上。
这个锥面的锥度为螺纹部分3的锥度的二倍(即：母线43和螺纹件1 的轴线之间的角度为3.58°)，因此槽21的深度从第一个啮合的螺纹11.1 开始稳定地减小，在第10个螺纹11.10处变为零。
相对于中间螺纹区域33的螺纹刚度，槽21可以减小第一个啮合螺纹 区域31中的螺纹刚度。
如同在阴螺纹中的情况一样，阳螺纹的刚度由承载的半个螺纹23的几 何形状确定，特别是由承载齿侧面13和槽侧面27相对于螺纹件的轴线的 倾斜，承载齿侧面13和槽底部倒圆区域的中间O1之间的距离d1，和点O1 与螺纹根部的包络线之间的距离d3确定。
槽21的螺旋线螺距与螺纹11的螺距相同、距离d1从一个螺纹至下一 个螺纹只变化稍微一点。
由于母线43的斜率相对于螺纹部分的斜率较大，因此从第一个螺纹 11.1开始，距离d3连续增大，使d3.1＜d3.2＜d3.3等。
这表示，阳螺纹11的刚度在第一个啮合的螺纹区域31的螺纹上为最 小，在最后啮合的螺纹区域35和中间螺纹区域33的没有槽的螺纹处为最 大，第一个啮合的螺纹区域31的阳螺纹11的刚度比中间螺纹区域33中的 带浅槽的螺纹的刚度低。
随着槽的深度从第一个啮合螺纹11.1至中间螺纹区域35中的第10个 螺纹的减小，阳螺纹11的刚度稳定地增加。
距离d3.1比槽底部的半径R1(0.4mm)略大，因此，槽底部不会延伸超 出螺纹根部的包络线以外，但如同阴螺纹情况一样，可以作出切割第一个 螺纹的根部的包络线的槽。
然而，如果阳螺纹件的临界横截面位于最后啮合的螺纹上，则槽不能 作在底部延伸超出包括在底部17的包络线和螺纹牙顶19的包络线内部的 容积以外的最后啮合螺纹区域中。
图7表示以指定的装配扭矩装配图1和图4所示的螺纹件1和2构成 的螺纹管连接100。
锥形的阳螺纹密封表面5，与锥形的阴螺纹密封表面6径向过盈配合， 并迫使阳螺纹件的邻接部分7支承在阴螺纹的邻接部分8上。
与邻接部分之间的轴向压缩应力起作用，阳螺纹和阴螺纹的承载齿侧 面13、14互相支承，并形成接触压力。
另外，阴螺纹的牙顶18与阳螺纹17的根部径向过盈配合，同时在阳 螺纹的牙顶19和阴螺纹根部20之间留有间隙。
图7表示在第一个啮合的螺纹区域31、32和一部分中间螺纹区域33、 35中的啮合螺纹和槽21和22的位置。
图12表示在管101本体受到应力达到材料屈服强度80％(80％PBYS) 的负荷作用下，由轴向拉伸引起应力的螺纹管连接中的啮合的阳螺纹和阴 螺纹的承载齿侧面之间，每个螺纹的轴向负荷传递FA。
曲线B表示图7所示的本发明的螺纹管连接，而曲线A则表示没有槽 的相同的标准螺纹管连接。
曲线A(标准螺纹管连接)用虚线表示，它表示负荷传递的峰值在第一和 最后啮合的螺纹上，因此，中间螺纹区域33、34不能充分使用其负荷传递 能力。
由于槽21、22减小了第一个啮合螺纹的刚度，曲线B(图7所示的螺纹 管连接)表示负荷传递均匀得多。
这条曲线表示，图7所示的螺纹管连接的静态应力(机械强度，密封) 和动态应力(阻止开始出现疲劳裂纹)的性质非常好。
在最后啮合的螺纹或第一和最后啮合的螺纹处，作出槽可得出的同样 作用。在槽作在最后的啮合螺纹区域的情况下，槽底部的包络线的母线的 斜率，比在这个区域中的螺纹部分的斜率小，以便得到减小螺纹刚度的作 用。
作用在螺纹管连接的螺纹件上的外部负荷和由装配产生的应力，形成 一个应力场。该应力场在承载齿侧面和螺纹根部之间的螺纹根部的连接半 径处达到最大。
通过用管本体101上的应力表示，可以方便地确定在这个位置上的每 一个螺纹的应力集中系数(SCF)。应力集中系数可以具体地根据国际标准 ISO 13628-7CD1确定：
SCF＝(σ主螺纹(Tmax)-σ主螺纹(Tmin)/σ管本体(Tmax)-σ管本体(Tmin)) 式中：Tmin和Tmax为与在轴向拉伸下的管本体101中的应力相应的负荷(例如， 为屈服强度的0和80％)。
σ主螺纹为考虑到装配产生的应力和螺纹管连接所受到的应力(例如，轴 向位伸+交替弯曲)，在材料的单元立方体上的三个主应力中的最大的主应 力；
σ管本体为使在选择的例子中，SCF的分母为所考虑的管的有效屈服强度 的80％时的管本体101的应力。
图13表示在阳螺纹件(曲线A1和B1)和阴螺纹件(曲线B2)上的SCF的值； 曲线A1表示标准的螺纹连接，曲线B1和B2表示本发明的螺纹连接(图7)。
从图13的曲线A1和B1中可看出槽对疲劳性的重要：与先前技术的螺纹 管连接(曲线A1)比较，槽22(曲线B1)减小在阳螺纹的最后螺纹区域上的SCF 峰值，以增大在阳螺纹的第一个螺纹区域上的SCF峰值。但这个峰值对疲 劳不是十分有害的，因为在阳螺纹的第一个螺纹区域中，阳螺纹件的壁受 轴向拉伸的应力不是非常大，而阳螺纹的最后螺纹区域中的阳螺纹件的壁 必需承受作用在螺纹件上的总的轴向拉伸负荷。
槽21以相同的方式影响阴螺纹的SCF曲线的形状。在阴螺纹的第一个 螺纹的阴螺纹件的壁，由于邻接部分7、8而受压缩。图13中的曲线B2的 形状与同一个图中的曲线A2的形状相同。
以上所述可直接适用于综合的外部应力的情况：例如.静态的轴向拉 伸和内部静态压力与循环弯曲。通过适当地配置槽，以上所述也可适用于 螺纹件受轴向压缩应力作用的情况(非承载的半个螺纹受应力作用，而不是 承载半个螺纹受应力作用)。
图8表示竖管的螺纹管连接的一种变型。该竖管除了包括一组内密封 表面5、6以外，(如同图7的情况一样)，还包括一组外密封表面45、46， 以防止外部或内部流体进入。
除了图7所示的内部邻接部分7、8(主要邻接部分)外，图8所示的螺 纹连接包括由阴螺纹件的前端表面10，和阳螺纹件上的相应的环形表面47 构成的外邻接部分。
阳螺纹部分和阴螺纹部分3、4与图7所示的螺纹部分完全相同，其深 度减小的槽影响阴螺纹的第一个螺纹至第10个螺纹，和阳螺纹的第一个螺 纹至第9个螺纹的螺纹，可得到减小螺纹刚度和减小SCF最大值的同样的 技术效果。
槽还使外部和内部邻接部分的功能更灵活。
在阳螺纹的第一个螺纹上作出的深槽和阳螺纹的低刚度，使得在装配 结束时，阳螺纹唇部9受压缩的有效长度增大，即：唇部9在比其长度更 长的长度上被压缩，而应力水平相同；这样可以进一步装配螺纹管连接， 使密封表面5、6具有更多的能量。
这种技术效果，对于带有图7所示形式的一组邻接部分的螺纹管连接 已有优点，但对于如图8所示，带有二组邻接部分的螺纹管连接，优点更 多。
除了极其精确，因而也是极昂贵地加工这二组邻接部分以外，很难使 二组邻接部分的动作同步。
甚至当阳螺纹的二个邻接部分之间的距离为最大，而阴螺纹二个邻接 部分之间的距离为最小时，阳螺纹唇部9和阴螺纹唇部50的大的变形能力， 不但使阳螺纹件和阴螺纹件之间在所有匹配情况下达到主要邻接(在目前 情况下为内邻接部分邻接)，而且可达到辅助邻接(在目前情况下为外邻接 部分的邻接)。
通过延长唇部9.50可以得到同样的技术效果，但这将降低螺纹管连接 的紧凑性，这是不希望的，并会损害密封能力。即：如果唇部9.50挠性太 大，则密封表面5、6，45、46之间的接触压力不够。
图9表示本发明的螺纹连接的另一个变型。如在US 5687999中那样， 该变型包括有锥度的阳螺纹部分和阴螺纹部分，每一个螺纹部分带有径向 和轴向彼此隔开，和用一个中心邻接部分组207、208分开的二个作有螺纹 的部分203、203′，204、204′。
每一个有锥度的作出螺纹的部分包括一小部分螺纹根部的包络线被与 螺纹件的轴线平行截短的进入螺纹211，211′，214，214′；和一小部分螺 纹牙顶被与螺纹件的轴线平行截短的退出螺纹212，212′，213，213′。
每一个作出螺纹的部分包括9个全部啮合的螺纹，形成第一个啮合螺 纹区域231，231′，232，232′，最后的啮合螺纹区域235，235′，236，236′ 和中间螺纹区域233、233′，234、234′。每一个区域包括3个螺纹。
如图9所示，在每一个作出螺纹的部分的最初4个阳螺纹和最初4个 阴螺纹上加工出槽，槽深度从第一个啮合螺纹至第4个啮合螺纹逐渐减小。
每一个作有螺纹的部分上的槽的技术效果与图7所示的带有一个作有 螺纹的部分的螺纹部分的螺纹连接情况相同；在每一个作有螺纹的部分的 最后啮合的螺纹的根部处的SCF值减小。
图10表示图1～图3所示的阴螺纹件的一个变型。
在图10中，在螺纹中加工出间距“P′”比螺纹部分的螺距P小的槽， 使至承载齿侧面的距离d2从阳螺纹的第一个啮合螺纹开始增大，即 d2.1＜d2.2＜d2.3。
至少在第一个螺纹上，用于加工槽的成形刀具42的基座在锥度与阴螺 纹部分锥度相同的锥面上移动，使槽的深度在这些第一个螺纹上基本上为 常数。
距离d2.1使槽不在承载齿侧面上开放。
在加工出三种螺距的槽以后，将刀具退回，这时刀具的基座遵循为圆 弧或双曲线，并描绘一个复曲面或旋转双曲线的曲线44，使槽不在非承载 齿侧面形成可对阳螺纹部分与阴螺纹部分的相互啮合有有害影响的开口。
为了使刀具退回，在第三个螺纹以外的曲线44的斜率，比螺纹部分的 斜率大。
如同图1～3中的情况一样，对图11所示的阴螺纹件也可得到减小第 一个啮合螺纹刚度的同样的技术效果。
图11表示图4～6所示的阳螺纹件的一个变型。如图11所示，加工出 间距P′比螺纹部分的螺距P小，并且在第一个螺纹上的深度相同的槽。
从槽至承载齿侧面的距离d1，从阳螺纹的第一个啮合螺纹开始增加， 即：d1.1＜d1.2＜d1.3。
用于加工槽的刀具41的基座，以及刀具和刀尖遵循一个复合的旋转表 面运动：首先，基座沿着锥度与阳螺纹部分的锥度相同的锥面移动，然后 遵循着一个复曲面或由斜率比螺纹部分斜率大的母线43描绘的旋转双曲面 运动。
如同图10的情况一样，不必切入阳螺纹的非承载齿侧面，即可使第一 个啮合螺纹的刚度降低。
本发明的范围内、还包括许多在本说明书中没有说明的其他变型和实 施例。
作为非限制性例子，该槽可以作成任何螺纹形式(EP 0454147中所述的 径向过盈配合的“粗糙螺纹”形式，宽度变化的楔形，轴向压配合的螺纹) 的任何螺纹部分(直的、有锥度的、直的和有锥度的)，或可以为任何一般 的螺纹形式(梯形、倒圆的三角形螺纹)。槽的轮廓可以为U形，从第一个 螺纹开始的槽底部可以描绘一个复曲面或旋转的双曲线，槽的间距和深度 都可以变化。
螺纹齿侧面(具体地是承载齿侧面和/或非承载齿侧面)也可弯曲成凸 形，以便即使工作时应力变化，仍可控制相应的齿侧面之间的接触特性(位 置，压力)。
为了减小SCF，齿侧面和螺纹根部之间的连接区域可以具有多个曲率半 径不同的部分。
与作出螺纹部分的表面相对的螺纹件的圆周表面也可包括一个在螺纹 部分上作出的槽形式的腰部，以减少在第一个啮合螺纹的螺纹部分的残余 壁厚。
特别是在“粗糙螺纹”，楔形或二个螺纹齿侧面可以受强度变化的接触 压力作用的轴向压配合螺纹的情况下，可以发挥间距与螺纹部分螺距相等， 但深度变化的槽的技术效果。这种槽可以减小承载齿侧面和非承载齿侧面 上的螺纹刚度，并改善受循环拉伸，循环压缩，拉伸压缩或同时交替弯曲 作用的螺纹管连接的疲劳性质。