[發明專利]鋼管用螺紋接頭

有效

• 申請號: 201980054577.1
• 申請日: 2019-07-01
• 公開（公告）號: CN112601908B
• 公開（公告）日: 2022-10-21
• 發明（設計）人: 杉野正明
• 申請（專利權）人: 日本制鐵株式會社;瓦盧瑞克石油天然氣法國有限公司
• 主分類號: F16L15/04
• 分類號: F16L15/04
• 代理公司: 北京林達劉知識產權代理事務所(普通合伙) 11277
• 代理人: 劉新宇;張會華

公開的鋼管用螺紋接頭包括公扣和母扣，該公扣(10)包含錐外螺紋部(11)和臺肩部，該母扣包含錐內螺紋部和臺肩部。在臺肩部彼此接觸而緊固完成的狀態下，外螺紋部(11)的螺紋底面(13)與內螺紋部的螺紋頂面干涉并接觸，在外螺紋部(11)的螺紋頂面(12)與內螺紋部的螺紋底面之間形成有間隙。在螺紋接頭的包含管軸線(CL)的縱剖面中，外螺紋部(11)的螺紋頂面(12)由與將螺紋頂面(12)與載荷牙側面(15)相連的圓弧的第1角部(12a)和將螺紋頂面(12)與插入牙側面(14)相連的圓弧的第2角部(12b)這兩者正切的凸曲線形成。在外螺紋部(11)的表面設有固體潤滑覆膜(30)。

技術領域

本發明涉及鋼管的連結所使用的螺紋接頭。

背景技術

在油井、天然氣井等(以下也統稱為“油井”)中，為了開采地下資源而使用被稱為油井管(OCTG：Oil Country Tubular Goods)的鋼管。鋼管依次連結。鋼管的連結使用螺紋接頭。

鋼管用螺紋接頭的形式被大致分為組合型和整體型。在組合型螺紋接頭的情況下，作為連結對象的一對管材中的一個管材是鋼管，另一個管材是管接頭。在該情況下，在鋼管的兩端部的外周形成有外螺紋部，在管接頭的兩端部的內周形成有內螺紋部。并且，鋼管與管接頭連結。在整體型螺紋接頭的情況下，作為連結對象的一對管材均是鋼管，不使用額外的管接頭。在該情況下，在鋼管的一端部的外周形成有外螺紋部，在另一端部的內周形成有內螺紋部。并且，一個鋼管與另一個鋼管連結。

形成有外螺紋部的管端部的接頭部分包含插入內螺紋部的要素，因此被稱為公扣。另一方面，形成有內螺紋部的管端部的接頭部分包含承接外螺紋部的要素，因此被稱為母扣。上述的公扣和母扣是管材的端部，因此均呈管狀。

鋼管用螺紋接頭(以下也簡稱為“螺紋接頭”)的螺紋是錐螺紋。因此，公扣包含錐外螺紋部作為外螺紋部。母扣包含與該錐外螺紋部嚙合的錐內螺紋部作為內螺紋部。另外，螺紋接頭的螺紋是以API標準的鋸齒螺紋為代表的梯形螺紋。在梯形螺紋的情況下，錐外螺紋部(以下也簡稱為“外螺紋部”)和錐內螺紋部(以下也簡稱為“內螺紋部”)分別包含螺紋頂面、螺紋底面、載荷牙側面以及插入牙側面這4個面，還包含將這些面連接的圓弧等的角部或拐角部。螺紋頂面、螺紋底面、載荷牙側面以及插入牙側面根據形狀和功能而被明確地區分。

通常，公扣以及母扣分別包含臺肩部。通過向母扣擰入公扣，公扣的臺肩部與母扣的臺肩部接觸。若繼續使公扣旋轉預定量，則公扣相對于母扣的緊固完成。由此，產生緊固軸向力，公扣的載荷牙側面被強力地按壓于母扣的載荷牙側面。在緊固完成的狀態(以下也稱為“緊固狀態”)下，外螺紋部的螺紋底面(以下也稱為“外螺紋底面”)與內螺紋部的螺紋頂面(以下也稱為“內螺紋頂面”)干涉并接觸。另一方面，在外螺紋部的螺紋頂面(以下也稱為“外螺紋頂面”)與內螺紋部的螺紋底面(以下也稱為“內螺紋底面”)之間形成有間隙。

也存在公扣和母扣分別包含密封面的情況。在該情況下，在緊固狀態下，公扣的密封面與母扣的密封面干涉并接觸，形成基于金屬接觸的密封部。

以往，在將公扣擰入母扣并進行緊固時，作為潤滑劑，潤滑脂混合物涂布于螺紋部(外螺紋部和內螺紋部)。近年，由于環境規定和緊固作業的高效化，在螺紋部的表面預先形成固體潤滑覆膜來代替潤滑脂混合物(例如參照國際公開WO2007/042231號(專利文獻1)和國際公開WO2009/072486號(專利文獻2))。

固體潤滑覆膜原本是具有流動性的半固體的潤滑劑，使用刷子、噴霧器等涂布于螺紋部的表面。涂布的半固體的潤滑劑被實施固化處理(例如：冷卻、紫外線照射等)而固化，成為固體潤滑覆膜。

然而，涂布于螺紋部的半固體的潤滑劑在自涂布到固化的期間流動。由此，固化前的潤滑劑的膜厚不均勻。具體而言，例如國際公開WO2015/182128號(專利文獻3)所公開的那樣，在將螺紋頂面與載荷牙側面相連的角部和將螺紋頂面與插入牙側面相連的角部，膜厚較薄。在螺紋頂面，在其中央部膜厚特別厚。這樣的膜厚的不均勻程度在固化后也被維持。因此，固體潤滑覆膜的膜厚不均勻。