[發明專利]管用螺紋接頭

有效

• 申請號: 202011451231.6
• 申請日: 2020-12-11
• 公開（公告）號: CN113048297B
• 公開（公告）日: 2022-11-15
• 發明（設計）人: 高野順;川井孝將;長濱拓也;后藤城吾;吉川正樹;米山毅
• 申請（專利權）人: 杰富意鋼鐵株式會社
• 主分類號: F16L15/00
• 分類號: F16L15/00
• 代理公司: 中原信達知識產權代理有限責任公司 11219
• 代理人: 趙晶;李范烈

一種管用螺紋接頭，不使箱外徑增加而防止拉伸負荷作用時的箱的斷裂。管用螺紋接頭具備：銷，在第一管的一端設置作為陽型的錐螺紋的陽螺紋部；箱，在第二管的一端設置與所述陽螺紋部螺合的作為陰型的錐螺紋的陰螺紋部，所述陰螺紋部具有多個螺紋槽，所述多個螺紋槽分別在螺紋底側具有承載牙側拐角部及入扣牙側拐角部，其中，所述多個螺紋槽中的被定義為距所述箱的端部最遠的螺紋槽的第一螺紋槽的承載牙側拐角部具備：第一圓弧部，與承載牙側直接連接且具有第一曲率半徑；第二圓弧部，與所述第一圓弧部直接或間接地連接且具有第二曲率半徑，所述第二曲率半徑相對于所述第一曲率半徑之比即曲率半徑比為3以上。

技術領域

本發明涉及管用螺紋接頭(Threaded joint for pipes)。

背景技術

管用螺紋接頭在油井管(oil country tubular goods，OCTG)等產油產業設施使用的鋼管的連接中被廣泛使用。

圖1是表示一般的管用螺紋接頭的結構的一例的示意圖。管用螺紋接頭100具備：銷110，在第一管的一端設有作為陽型的錐螺紋的陽螺紋部111；及箱120，在第二管的一端設有與所述陽螺紋部螺合的作為陰型的錐螺紋的陰螺紋部121。

在銷110的前端即比陽螺紋部111靠前端側處設有作為不存在螺紋的部分的非螺紋部112。并且，非螺紋部112具備密封部113和垂直地接近管軸的肩部114。另一方面，在箱120的比陰螺紋部121靠管軸方向上的中心側，即端部的相反側設有非螺紋部122。并且，非螺紋部122也具備密封部123和垂直地接近管軸的肩部124。在將銷110與箱120緊固時，如圖1所示，銷110的非螺紋部112與箱120的非螺紋部122抵接，形成基于金屬-金屬接觸的密封。

圖2是表示一般的管用螺紋接頭中的形成于箱120的陰螺紋部121的螺紋槽200的形狀的示意圖。在圖2中，上側為螺紋底側，螺紋槽200為具有與陰螺紋的錐形平行的螺紋底直線部210的大致梯形形狀。而且，螺紋槽200在圖2的左側，即銷100的插入方向的后方側具備直線狀的承載牙側(loadflank)220。同樣，螺紋槽200在圖2的右側，即銷100的插入方向上的前方側具備直線狀的入扣牙側(stabbing flank)230。并且，螺紋槽200在螺紋底側具備承載牙側拐角部240和入扣牙側拐角部250，承載牙側拐角部240和入扣牙側拐角部250分別由一個圓弧構成。

這樣的管用螺紋接頭要求耐拉伸性、耐壓縮性、耐彎曲性、密封性等各種性能。特別是近年來，原油、天然氣挖掘用的井的深井化不斷進展，而且不僅是以往一般的垂直井，而且也增加了水平井、傾斜井，挖掘/生產環境嚴苛化。因此，管用螺紋接頭被要求即使在這樣的嚴酷的環境下也不會斷裂。

在此，螺紋接頭的斷裂以在箱的螺紋槽產生的裂紋為起點而產生。特別是在螺紋接頭負荷有拉伸載荷時的應力集中在被定義為距箱的端部最遠的螺紋槽的第一螺紋槽的承載牙側拐角部，因此為了防止螺紋接頭的斷裂，需要抑制第一螺紋槽處的裂紋的產生。

因此，在專利文獻1中，提出為了防止管用螺紋接頭的斷裂，以將接頭效率(tensile efficiency，TE)、箱的陰螺紋高度t、及第一螺紋槽的構成承載牙側拐角部的圓弧的曲率半徑ρ控制成滿足由特定的數學式規定的關系的方案。

在先技術文獻

專利文獻

專利文獻1：國際公開第2015/111117號

發明要解決的課題

然而，專利文獻1提案那樣的現有技術存在以下的問題。

專利文獻1使用的參數之一的接頭效率TE是被定義為箱的第一螺紋位置處的截面積相對于銷的原管部(raw pipe portion)的截面積之比的值。是指接頭效率越高，則接頭的極限拉伸性能越高。因此，如果增大箱的外徑而提高接頭效率，則能夠提高接頭的極限拉伸性能。需要說明的是，在此，原管部是指管的未設置螺紋的部分。