[發明專利]螺紋接頭

在審

• 申請號: 202080057774.1
• 申請日: 2020-08-20
• 公開（公告）號: CN114270012A
• 公開（公告）日: 2022-04-01
• 發明（設計）人: 奧洋介;丸田賢;杉野正明;A·福瑟吉爾
• 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: E21B17/02
• 分類號: E21B17/02;E21B17/08
• 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

本發明的目的在于，在包含中間臺肩面的二段螺紋構造的螺紋接頭中，防止負載拉伸載荷時的中間危險截面附近的斷裂，并且通過易于加工中間臺肩面來提高生產率。在公扣(2)的中間臺肩面(24)與第2外螺紋(27)之間的公扣(2)的外周設置周向槽(25)，該周向槽(25)具有與中間臺肩面(24)平滑地連續的曲面(25a)，從而緩和在公扣中間危險截面(PICCS)附近產生的塑性應變。另外，在母扣(3)的中間臺肩面(35)與第1內螺紋(32)之間的母扣(3)的內周設置周向槽(34)，該周向槽(34)具有與中間臺肩面(35)平滑地連續的曲面(34a)，從而緩和在母扣中間危險截面(BICCS)附近產生的塑性應變。

技術領域

本公開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，使用構筑多段井壁的套管、配置于該套管內而生產油、氣的管道。上述套管、管道通過多個鋼管依次連結而成，該連結使用螺紋接頭。油井所使用的鋼管也被稱為油井管。

螺紋接頭的形式大致被分為整體型和組合型。

在整體型中，將油井管彼此直接連結。具體而言，在油井管的一端設有內螺紋部，在另一端設有外螺紋部，向一個油井管的內螺紋部擰入另一個油井管的外螺紋部，從而將油井管彼此連結。

在組合型中，借助管狀的管接頭將油井管彼此連結。具體而言，在管接頭的兩端設有內螺紋部，在油井管的兩端設有外螺紋部。并且，向管接頭的一個內螺紋部擰入一個油井管的一個外螺紋部，并且向管接頭的另一個內螺紋部擰入另一個油井管的一個外螺紋部，從而將油井管彼此連結。即，在組合型中，連結對象的一對管材中的一個管材是油井管，另一個管材是管接頭。

通常，形成有外螺紋部的油井管的端部包含向形成于油井管或管接頭的內螺紋部插入的元素，因此被稱為公扣。形成有內螺紋部的油井管或管接頭的端部包含承接形成于油井管的外螺紋部的元素，因此被稱為母扣。

近年，一直在進行更加高溫高壓深井的開發。在深井中，根據地層壓力的深度分布的復雜程度，還需要增加套管的段數等，因此有時使用接頭的最大外徑即母扣的外徑與油井管的管主體的外徑大致相同程度的細長型的螺紋接頭。母扣外徑與油井管的管主體的外徑大致相等的螺紋接頭也被稱為標準直連型(flush-type)螺紋接頭。另外，母扣外徑小于油井管的管主體的外徑的大致108％的螺紋接頭也被稱為嵌入式直連型(semi-flush-type)螺紋接頭。在上述標準直連型和嵌入式直連型的螺紋接頭中，不僅要求較高的強度和密封性能，而且為了在有限的管壁厚內配置螺紋構造和密封構造，對各部位施加嚴格的尺寸制約。

在尺寸制約較大的標準直連型和嵌入式直連型的螺紋接頭中，大多采用如下接頭設計：通過在接頭部的軸向中間設置中間臺肩面，利用在其前后分別配置螺紋部而成的二段螺紋而構成外螺紋部和內螺紋部。這樣的二段螺紋構造的螺紋接頭例如公開于下述的專利文獻1和2。另外，代替中間臺肩面而設有相互嵌合的鉤形式的中間臺肩構造的二段螺紋構造的螺紋接頭例如公開于下述的專利文獻3和4。

在上述二段螺紋構造的螺紋接頭中，如在上述專利文獻1中提及的那樣，在接頭部的中間存在危險截面(PICCS和BICCS)。

危險截面(CCS)是指在緊固狀態下承受拉伸載荷的面積最小的接頭部分的橫截面。在承載有過大的軸向拉伸載荷的情況下，在危險截面的附近產生斷裂的可能性變高。