[發(fā)明專利]螺紋接頭

在審

• 申請?zhí)枺?/td>: 202010157302.5
• 申請日: 2020-03-09
• 公開（公告）號: CN111692439A
• 公開（公告）日: 2020-09-22
• 發(fā)明（設計）人: 川井孝將;吉川正樹;高野順;米山毅;后藤城吾
• 申請（專利權(quán)）人: 杰富意鋼鐵株式會社
• 主分類號: F16L15/00
• 分類號: F16L15/00;F16L15/06
• 代理公司: 北京集佳知識產(chǎn)權(quán)代理有限公司 11227
• 代理人: 周宏志;劉曉岑

本發(fā)明提供一種耐壓縮性以及密封性優(yōu)異的螺紋接頭。對于螺紋接頭(1)而言，外螺紋部(4a)通過錐形螺紋(4)的螺紋結(jié)合，以在螺紋頂面(7)和螺紋底面(8)雙方在與內(nèi)螺紋部(4b)之間余留間隙的狀態(tài)，在插入面(9)和負載面(10)雙方與內(nèi)螺紋部(4b)接觸，錐形螺紋(4)的插入面牙側(cè)角(α)為30度以上且50度以下，并且錐形螺紋(4)的負載面牙側(cè)角(β)為?10度以上且不足0度，錐形螺紋(4)的管軸方向的每單位長度的直徑的變化量亦即螺紋錐為1/10以上且1/4以下，母扣密封部(11b)的密封錐角(γ)為3度以上且10度以下。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及螺紋接頭，詳細而言涉及如下螺紋接頭：適宜用于通常在油井、氣井的探查、生產(chǎn)中使用的包含管道以及套管的油井管、即OCTG(石油專用管材)、立管、以及線管等鋼管的連接，且耐壓縮性以及密封性優(yōu)異。

背景技術(shù)

螺紋接頭廣泛應用于油井管等產(chǎn)油工業(yè)設施所使用的鋼管的連接。以往，在油、氣的勘探、生產(chǎn)中使用的鋼管的連接中，典型地使用有API(美國石油協(xié)會)標準所規(guī)定的標準螺紋接頭。

近年來，原油、天然氣井的深井化取得進展，在直井的基礎上增加了水平井、定向井等，因此挖掘·生產(chǎn)環(huán)境變得更加苛刻。另外，由于在海洋、極地等惡劣環(huán)境下的井的開發(fā)增加等，因此耐壓縮性能、耐彎曲性能以及外壓密封性能(耐外壓性能)等對螺紋接頭的要求性能正在多樣化。由于這種要求性能，近年來，使用被稱為特殊接頭的高性能的特殊螺紋接頭的情況增加。

上述的特殊接頭通常在相互連接的管的管端部分別具備錐形螺紋、密封部(金屬接觸密封部)、以及扭矩臺肩部。這些結(jié)構(gòu)是構(gòu)成設置于一方的管的外螺紋型部亦即公扣、與設置于另一方的管并與外螺紋型部旋合或者嵌合的內(nèi)螺紋型部亦即母扣的每一個的要素。這些要素設計為在接頭(螺紋接頭的意思，以下相同)緊固時，內(nèi)外螺紋的同名要素彼此相互面對。

上述的錐形螺紋對于牢固地固定接頭是必要的。另外，上述的密封部在該密封部的區(qū)域通過母扣與公扣的金屬接觸而確保密封性。對于密封部而言，通常，設置于公扣的公扣密封部具有凸狀的管軸截面形狀，設置于母扣的母扣密封部具有錐狀的管軸截面形狀。另外，上述的扭矩臺肩部成為在接頭的緊固中擔負限位器的作用的臺肩面。

另外，為了縮小井開發(fā)時的挖掘量，要求使接頭細長。為了使接頭細長，排除扭矩臺肩部較有效，在該情況下，使螺紋部負擔限位器的作用以及承受軸向力的作用。為了發(fā)揮上述的效果，需要外螺紋部通過錐形螺紋的螺紋結(jié)合，在螺紋頂面和螺紋底面雙方與內(nèi)螺紋部之間余留間隙的狀態(tài)下，在負載面和插入面雙方與內(nèi)螺紋部接觸。將該方式的錐形螺紋稱為管軸方向干涉錐形螺紋。具有管軸方向干涉錐形螺紋的接頭以螺紋面承受軸向力所以承受力的面積的合計變大，因而具有較高的耐壓縮性。

管軸方向干涉錐形螺紋的現(xiàn)有技術(shù)的一個例子記載于專利文獻1。專利文獻1所記載的發(fā)明的課題為：考慮在實際制作上的加工公差，在該公差內(nèi)的任何加工結(jié)果中，總是在負載面與插入面雙方，在螺紋結(jié)合時產(chǎn)生接觸。而且，在專利文獻1所記載的發(fā)明中，提出對負載面牙側(cè)角、插入面牙側(cè)角、在螺紋頂面和螺紋底面產(chǎn)生的間隙、以及根據(jù)加工公差假想的管軸方向間隙的關(guān)系進行規(guī)定的公式，根據(jù)該公式，說明在負載面與插入面雙方，能夠在螺紋結(jié)合時必然產(chǎn)生接觸。

專利文獻1：日本專利第3714199號公報

專利文獻1所記載的公式為如下公式：在將錐形螺紋緊固時，防止螺紋頂面和螺紋底面處的接觸，并總是保證負載面與插入面雙方處的接觸。但是，并未考慮實現(xiàn)接觸所需的緊固量，緊固結(jié)束時的管軸方向位置被加工時的尺寸偏差的程度較大地影響。因為螺紋緊固時的管軸方向停止位置對密封部的接觸狀態(tài)造成較大的影響，所以在由于錐形螺紋的尺寸偏差而成為過小的接觸狀態(tài)的情況下，密封性變得不充分，相反，在成為過大的接觸狀態(tài)的情況下，存在產(chǎn)生熱粘的擔憂。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明鑒于上述課題，其目的在于，提供一種耐壓縮性以及密封性優(yōu)異的螺紋接頭。