專利名稱：油井管用螺紋接頭的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型涉及ー種用于將石油、天然氣的勘探、生產(chǎn)等所使用的油井管連接起來的油井管用螺紋接頭，特別是涉及ー種金屬密封式的油井管用螺紋接頭。
背景技術(shù)：
作為用于連接油井管的油井管用螺紋接頭，通常使用API規(guī)格的圓形螺紋接頭、偏梯形螺紋接頭。但是，鑒于隨著油井、氣井的深度逐年變深而導(dǎo)致的開采條件的殘酷化，油井管用螺紋接頭會(huì)承受很大的3維載荷而暴露在嚴(yán)酷的應(yīng)カ狀態(tài)下。特別是在生產(chǎn)井中，自管內(nèi)施加有周向應(yīng)力，充分保持3軸應(yīng)カ下的氣密性能對(duì)于圓形螺紋接頭、偏梯形螺紋接頭來說并不容易。因此，由專利文獻(xiàn)I公開了ー種具有金屬密封面的金屬密封式的油井管用螺紋接頭。圖6的(a)是表示該油井管用螺紋接頭0的整體結(jié)構(gòu)的說明圖，圖6的(b)是將油井管用螺紋接頭0的公扣(ピン)I和母扣(ボックス)5連結(jié)時(shí)的狀況放大表示的局部剖視圖。另外，圖7的(a)是示意地表示油井管用螺紋接頭0的公扣I和母扣5的連結(jié)中途的狀況的說明圖，圖7的(b)是示意地表示油井管用螺紋接頭0的公扣I和母扣5連結(jié)結(jié)束時(shí)的狀況的說明圖，并且，圖7的(c)是將前段無螺紋部與密封部的連接部放大表示的說明圖。如圖6的(a)及圖6的(b)所示，油井管P、P利用接箍C(coupling)相連接。附圖標(biāo)記I是油井管P的插入到接箍C中的端部，表示公扣部，附圖標(biāo)記5表示為了接收公扣I而形成在接箍C中的母扣部。油井管用螺紋接頭0是將公扣I和母扣5旋入結(jié)合的金屬密封式的螺紋接頭，公扣I在其外表面具有朝向前端逐漸縮徑的錐形狀的外螺紋部2。在外螺紋部2的前端設(shè)有朝向前端逐漸縮徑的錐形狀的密封部3。在公扣I的頂端形成有向與外螺紋部2和密封部3相反的方向急劇傾斜的臺(tái)肩部4。另ー方面，母扣5在其內(nèi)表面具有與外螺紋部2相對(duì)應(yīng)的內(nèi)螺紋部6，在內(nèi)螺紋部6的里端設(shè)有與密封部3相對(duì)應(yīng)的密封部7，在更里端設(shè)有與臺(tái)肩部4相對(duì)應(yīng)的臺(tái)肩部8。通過向內(nèi)螺紋部6內(nèi)旋入外螺紋部2，密封部3、7相接觸，通過臺(tái)肩部4、8對(duì)接來將公扣I和母扣5密封。為了在密封面產(chǎn)生充分的表面壓力，對(duì)公扣側(cè)的密封部3和母扣側(cè)的密封部7之間付與被稱作干涉量S的徑差。干涉量S被規(guī)定為S = Dpx-Dbx(Dpx :公扣側(cè)密封部的最小直徑，Dbx :母扣側(cè)密封部的最小直徑)，S > O、即Dpx > Dbxo通過付與干涉量S，在旋入中途，密封部3、7開始干渉(參照?qǐng)D7的(a))，臺(tái)肩部4、8相抵接而結(jié)合結(jié)束。將密封部3、7開始干涉到結(jié)合結(jié)束為止的軸向行程稱作收緊量M0S。在該金屬面密封式的油井管用螺紋接頭0中，由于密封部3、7的徑差，在密封部3、7開始干涉到結(jié)合結(jié)束為止的期間里、即旋入收緊量MOS的期間里，密封部3、7 ー邊保持著較高的表面壓カー邊以螺旋狀滑動(dòng)。因此，密封部3、7易于發(fā)生粘結(jié)(日文焼付き)。若發(fā)生粘結(jié)，則密封面變粗糙而產(chǎn)生局部性的間隙、產(chǎn)生過干渉的部分，密封性受損。因此，在專利文獻(xiàn)2中公開了ー種這樣的油井管用螺紋接頭，即，在具有金屬密封、面的面密封式的油井管用螺紋接頭O中，將公扣I和母扣5的密封部3、7的傾斜度做成1/6以上的錐形，使其傾斜度大于螺紋部2、6的傾斜度，使母扣5的密封部7的長(zhǎng)度Lb大于公扣I的密封部3的長(zhǎng)度LP，在公扣I的外螺紋部2與密封部3之間形成傾斜度小于密封部3的傾斜度的前段無螺紋部9a，利用正切于密封部3的曲線9b將前段無螺紋部9a和密封部3之間連接起來，使從存在于該曲線9b內(nèi)且最接近曲線9b與密封部3的切點(diǎn)的圓弧頂點(diǎn)到切點(diǎn)的距離或者從前段無螺紋部9a與密封部3的邊界到切點(diǎn)的距離中的任一個(gè)較小的距離為I. 45mm以上。簡(jiǎn)略說明，該油井管用螺紋接頭通過在公扣I的外螺紋部2與密封部3之間形成傾斜度小于密封部3的傾斜度的前段無螺紋部9a，利用圓弧9b前段無螺紋部9a和密封部 3之間連接起來，并使直到圓弧9b與密封部3的交點(diǎn)的距離為I. 45mm以上，來防止密封部3的粘結(jié)。專利文獻(xiàn)I :日本特開平5-87275號(hào)公報(bào)專利文獻(xiàn)2 :日本特開平8-135855號(hào)公報(bào)但是，在利用專利文獻(xiàn)2公開的油井管用螺紋接頭中存在以下列舉的課題(i)、
(ii)。⑴由在專利文獻(xiàn)2的表2中作為本發(fā)明例具體公開的“密封部錐形”的值可明確，密封部3、7的錐形較小為1/6 1/2、換算成角度為5° 14°左右。另外，由“切線圓弧的曲率半徑R(mm)”的值可明確，公扣I的前段無螺紋部9a與密封部3的連接部的R較大為12_ 32_。在該結(jié)構(gòu)中，雖然能夠降低接觸應(yīng)力，對(duì)于耐粘結(jié)性有效，但是密封部的形狀會(huì)變大。(ii)公扣I和母扣5無論是在密封部3、7處干涉還是在臺(tái)肩部4、8處干渉，臺(tái)肩部4、8的粘結(jié)防止方法都沒有任何公開。
發(fā)明內(nèi)容本實(shí)用新型如下所示。(I) ー種油井管用螺紋接頭，該油井管用螺紋接頭包括公扣，其具有錐形狀的外螺紋部、設(shè)置在外螺紋部的前端的錐形狀的第I密封部、設(shè)置在頂端的第I臺(tái)肩部及設(shè)置在外螺紋部與第I密封部之間的、傾斜角小于第I密封部的傾斜角的前段無螺紋部；母扣，其具有螺紋接合于外螺紋部的錐形狀的內(nèi)螺紋部、設(shè)置在內(nèi)螺紋部的里端而與第I密封部在半徑方向上相干涉的錐形狀的第2密封部及設(shè)置在最里端而與第I臺(tái)肩部在公扣的軸向上相干渉的第2臺(tái)肩部；其特征在于，第I密封部和第2密封部的傾斜角均相對(duì)于沿軸向的軸線為14° 30°，前段無螺紋部和第I密封部利用半徑為3mm Ilmm的圓弧部相連接，第I臺(tái)肩部和第2臺(tái)肩部的相對(duì)于與軸線垂直的線的傾斜角度為5° 20°，以及公扣的前端部由半徑為0. 6mm 0. 9mm的圓弧部形成,母扣的與公扣的前端部相對(duì)應(yīng)的部分由半徑
0.5mm以下的圓弧部形成。(2)根據(jù)(I)項(xiàng)所述的油井管用螺紋接頭，其特征在于，外螺紋部和內(nèi)螺紋部分別是插入牙側(cè)角(stabbing flankangle)為5° 35°、并且承載牙側(cè)角(load flankangle)為-1° _5。、且內(nèi)螺紋部的高度比外螺紋部的高度高出0. 2mm 0. 4mm的梯形螺紋。[0017](3)根據(jù)(2)項(xiàng)所述的油井管用螺紋接頭，其特征在于，將外螺紋部和內(nèi)螺紋部組合起來時(shí)的插入牙側(cè)間隙為30 ii m 150 u m。(4)根據(jù)(I)項(xiàng) (3)項(xiàng)中任一項(xiàng)所述的油井管用螺紋接頭，其特征在于，第I密封部和第2密封部各自的密封面的表面粗糙度以中心線平均粗糙度計(jì)為0. 8 ii m 3. 2 ii m。(5)根據(jù)(I)項(xiàng) (4)項(xiàng)中任一項(xiàng)所述的油井管用螺紋接頭，其特征在于，公扣具有滿足如下3個(gè)條件(A) (C)的形狀的內(nèi)周面(A)內(nèi)周面在與第I臺(tái)肩部的連接部處具有與母扣的內(nèi)周面實(shí)質(zhì)上相同的內(nèi)徑；(B)沿著從內(nèi)周面與第I臺(tái)肩部的連接部朝向公扣的后端側(cè)的軸線方向，將內(nèi)徑恒定的平行部從連接部起形成2mm以上；(C)接著平行部地沿著朝向公扣的后端側(cè)的軸線方向形成有傾斜部，該傾斜部以與軸線方向所成的角度為±6°以下的角度傾斜。 (6)根據(jù)(I)項(xiàng) (5)項(xiàng)中任一項(xiàng)所述的油井管用螺紋接頭，其特征在于，在管外徑小于5英寸的情況下，第2臺(tái)肩部與在同一個(gè)接箍?jī)?nèi)相鄰的母扣的臺(tái)肩部之間的間隔、SP臺(tái)肩寬SW為25mm以上，在管外徑為5英寸以上的情況下，該臺(tái)肩寬SW為50mm以上。采用技術(shù)方案I的本實(shí)用新型，能夠提供一種這樣的油井管用螺紋接頭，即，通過將密封部的傾斜角増大到14° 30°，并由半徑為3mm Ilmm的圓弧部形成密封部和前段無螺紋部，通過在確保不會(huì)產(chǎn)生密封性能不穩(wěn)定的最低接觸面的同時(shí)減小滑動(dòng)面的距離，能兼具小型及優(yōu)良的耐粘結(jié)性和密封性。另外，采用技術(shù)方案I的本實(shí)用新型，通過使臺(tái)肩面的角度為5° 20°的范圍，并將公扣的前端部的形狀做成半徑0. 6mm 0. 9mm的圓弧部，而且，將母扣中的與公扣的前端部相對(duì)應(yīng)的部分的形狀做成半徑0. 5mm以下的圓弧部，能夠利用連結(jié)時(shí)密封部的提升效果(由于臺(tái)肩面具有傾斜，公扣與母扣各自的密封面抵接接觸之后在公扣及母扣各自的密封面的半徑方向上產(chǎn)生分壓，因此，公扣及母扣各自的密封面的表面壓カ上升，能發(fā)揮穩(wěn)定的密封性能)發(fā)揮穩(wěn)定的密封性能，并且，能夠防止由向臺(tái)肩部和密封部的連接部的應(yīng)カ集中引起的粘結(jié)。采用技術(shù)方案2的本實(shí)用新型，能夠在抑制對(duì)扣(stabbing)時(shí)螺紋的插入牙側(cè)的損傷程度的同時(shí)維持螺紋的插入牙側(cè)接觸中的壓縮性能。另外，采用技術(shù)方案2的本實(shí)用新型，能夠在抑制切削時(shí)在承載面中產(chǎn)生切痕等的同時(shí)維持切削性能。并且，采用技術(shù)方案2的本實(shí)用新型，不增大母扣的外徑就能夠迅速地放出連結(jié)中產(chǎn)生的潤(rùn)滑壓力。采用技術(shù)方案3的本實(shí)用新型，通過在臺(tái)肩部由于壓縮而塑性變形之后螺紋的插入牙側(cè)面彼此接觸，起到支承壓縮カ的作用，充分滿足密封性能。采用技術(shù)方案4的本實(shí)用新型，在接頭連結(jié)時(shí)的滑動(dòng)階段中不會(huì)發(fā)生熔接，能夠維持期望的密封性能。采用技術(shù)方案5的本實(shí)用新型，能夠在公扣和母扣緊固的狀態(tài)下也不會(huì)妨礙石油等的流體流動(dòng)。并且，采用技術(shù)方案6的本實(shí)用新型，能夠不受相鄰的接頭部的影響而得到穩(wěn)定的連結(jié)性能。

圖I是示意地表示本實(shí)用新型的油井管用螺紋接頭的一例子的公扣和母扣連結(jié)時(shí)的狀況的說明圖。[0028]圖2是將該油井管用螺紋接頭的公扣和母扣局部放大地表示的說明圖。圖3是示意地表示本實(shí)用新型的油井管用螺紋接頭的另一例子的公扣和母扣連結(jié)時(shí)的狀況的說明圖。圖4是將該油井管用螺紋接頭的公扣和母扣局部放大地表示的說明圖。圖5是表示外螺紋部和內(nèi)螺紋部的形狀的說明圖。圖6的(a)是表示以往的油井管用螺紋接頭的整體結(jié)構(gòu)的說明圖，圖6的(b)是將油井管用螺紋接頭的公扣和母扣連結(jié)時(shí)的狀況放大地表示的局部剖視圖。圖7的(a)是示意地表示以往的油井管用螺紋接頭的公扣和母扣連結(jié)中途的狀況的說明圖，圖7的(b)是示意地表示油井管用螺紋接頭的公扣和母扣連結(jié)結(jié)束時(shí)的狀況的說明圖，圖7的(c)是前段無螺紋部與密封部的連接部的放大圖，將圖7的(b)中的公扣的A部放大地表示。
具體實(shí)施方式
參照附圖說明本實(shí)用新型的油井管用螺紋接頭。圖I是示意地表示本實(shí)用新型的油井管用螺紋接頭的一例10-1的公扣11和母扣21連結(jié)時(shí)的狀況的說明圖，圖2是將該油井管用螺紋接頭10-1的公扣11和母扣21局部放大地表示的說明圖。另ー方面，圖3是示意地表示本實(shí)用新型的油井管用螺紋接頭的另一例子10-2的公扣11和母扣21連結(jié)時(shí)的狀況的說明圖，圖4是將該油井管用螺紋接頭10-2的公扣11 和母扣21局部放大地表示的說明圖。另外，圖2、圖4中的附圖標(biāo)記Slb表示母扣21的密封長(zhǎng)度，附圖標(biāo)記S ab表示母扣21的密封角度，附圖標(biāo)記Bnr表示母扣21的前端部半徑，附圖標(biāo)記Bsa表示母扣21的臺(tái)肩角，附圖標(biāo)記Slp表示公扣11的密封長(zhǎng)度，附圖標(biāo)記Sap表示公扣11的密封角度，附圖標(biāo)記Spr表示公扣11的密封半徑，附圖標(biāo)記Pnr表示公扣11的前端部半徑，附圖標(biāo)記Pra表示公扣11的漸遠(yuǎn)角(日文レセス角recess angle),附圖標(biāo)記Psa表示公扣11的臺(tái)肩角，附圖標(biāo)記Stp表示公扣11的前段無螺紋部，并且，附圖標(biāo)記Ttp表示公扣11的螺紋錐形面。另外，圖4中的附圖標(biāo)記Pil表示公扣11的內(nèi)周面中的平行部(內(nèi)部圓筒部)的長(zhǎng)度。如圖I、圖2所示，油井管用螺紋接頭10-1包括公扣11和母扣21，而且，如圖3、圖4所示，油井管用螺紋接頭10-2也包括公扣11和母扣21。公扣11包括外螺紋部12、第I密封部13、第I臺(tái)肩部14和前段無螺紋部15。外螺紋部12在公扣11的外表面形成為錐形狀。第I密封部13在外螺紋部12的前端設(shè)置為錐形狀。第I臺(tái)肩部14在公扣11的頂端設(shè)置為臺(tái)階狀。并且，前段無螺紋部15在外螺紋部12與第I密封部13之間設(shè)置為相對(duì)于軸線的傾斜角小于第I密封部13相對(duì)于軸線的傾斜角。公扣11具有滿足以下列舉的3個(gè)條件(A) (C)的形狀的內(nèi)周面11a。⑷內(nèi)周面Ila在與第I臺(tái)肩部14的連接部Ilb處具有與母扣21的內(nèi)周面21a的對(duì)應(yīng)的位置21b實(shí)質(zhì)上相同的內(nèi)徑。(B)沿著從內(nèi)周面Ila與第I臺(tái)肩部14的連接部Ilb朝向公扣11的后端側(cè)的軸線方向(圖2、圖4中的左方向)，將內(nèi)徑恒定的平行部Ilc從連接部Ilb起形成2mm以上。(C)接著平行部Ilc地沿著朝向公扣11的后端側(cè)的軸線方向(圖2、圖4中的左方向)形成有傾斜部lld，該傾斜部Ild以與軸線方向所成的角度為±6°以下的角度傾斜。圖I、圖2是形成有以與軸線方向所成的角度為+6°以下的角度傾斜的傾斜部Ild的情況，圖3、圖4是形成有以與軸線方向所成的角度為-6°以下的角度傾斜的傾斜部Ild的情況。本實(shí)用新型的油井管用螺紋接頭10-1、油井管用螺紋接頭10-2包括具有均滿足3個(gè)條件(A) (C)的形狀的內(nèi)周面Ila的公扣11，因此，能夠在公扣和母扣緊固的狀態(tài)下也不會(huì)妨礙石油等的流體流動(dòng)。另ー方面，母扣21包括內(nèi)螺紋部22、第2密封部23和第2臺(tái)肩部24。內(nèi)螺紋部22在母扣21的內(nèi)周面21a形成為錐形狀，螺紋接合于公扣11的外螺紋部12。第2密封部23在內(nèi)螺紋部22的里端設(shè)置為錐形狀，與公扣11的第I密封部13在半徑方向上相干渉。并且，第2臺(tái)肩部24設(shè)置在母扣21的最里端，與公扣11的第I臺(tái)肩部14在公扣11的軸向上相干渉。另夕卜，圖I、圖3中的距離SW稱作臺(tái)肩寬。臺(tái)肩寬SW是第2臺(tái)肩部與在同一個(gè)接箍?jī)?nèi)相鄰的母扣的臺(tái)肩部之間的間隔，在管外徑小于5英寸的、例如API規(guī)格下的2-3/8(19/8)英寸 4-1/2(9/2)英寸的油管中，臺(tái)肩寬SW優(yōu)選為25mm以上，而且，在管外徑為5英寸以上的、例如API規(guī)格下的5英寸 16英寸或者更大的套管中，臺(tái)肩寬SW優(yōu)選為50mm以上。在螺紋接頭的情況下，通常是只要連結(jié)完成，半徑方向的尺寸就微妙地變動(dòng)，但通過確保上述臺(tái)肩寬，能夠不受由相鄰的接頭部的連結(jié)引起的變動(dòng)的影響而得到穩(wěn)定的連結(jié)性能。第I密封部13和第2密封部23的相對(duì)于軸線的傾斜角均相對(duì)于沿軸向的軸線為14° 30°。在高合金等材料中，該傾斜角小于14°時(shí)，第I密封部13和第2密封部23進(jìn)行滑動(dòng)的滑動(dòng)面的距離變長(zhǎng)，容易發(fā)生粘結(jié)。另ー方面，在該傾斜角大于30°吋，雖然不會(huì)發(fā)生粘結(jié)，但拉伸時(shí)產(chǎn)生表面壓カ的部分的寬度為0. 5mm以下,密封性能不穩(wěn)定。前段無螺紋部15和第I密封部13利用半徑3mm Ilmm的圓弧部相連接。其原因在于，在利用半徑小于3mm的圓弧部連接時(shí)，表面壓カ局部升高，密封部容易發(fā)生粘結(jié)。另一方面，在利用半徑大于Ilmm的圓弧部連接時(shí)，雖然耐粘結(jié)性沒有問題，但密封部的形狀變大。第I臺(tái)肩部14和第2臺(tái)肩部24的相對(duì)于與軸線垂直的線的傾斜角度(以下也稱作“副臺(tái)肩角度”)為5° 20°。在副臺(tái)肩角度小于5°時(shí)，與公扣11連結(jié)時(shí)不能體現(xiàn)由對(duì)金屬密封的提升效果引起的表面壓カ上升，在副臺(tái)肩角度大于20°時(shí)，母扣21的金屬密封和第2臺(tái)肩部24所構(gòu)成的拐角部的應(yīng)カ集中升高，并不理想。公扣11的前端部16由半徑0. 6mm 0. 9mm的圓弧部形成，并且，母扣21的與公扣11的前端部16相對(duì)應(yīng)的部分25由半徑0. 5mm以下的圓弧部形成。公扣11的前端部16的圓弧部的半徑大于母扣21的與公扣11的前端部16相對(duì)應(yīng)的部分25的圓弧部的半徑。其理由在于，互相干涉而不會(huì)發(fā)生粘結(jié)。另外，由于使臺(tái)肩的高度極高對(duì)于壓縮性能、轉(zhuǎn)矩性能有效，因此，在現(xiàn)有的油井管用螺紋接頭中，公扣11的前端部16的圓弧部的半徑、母扣21的與公扣11的前端部16相對(duì)應(yīng)的部分25的圓弧部的半徑極小較佳。[0054]具有以上要素的油井管用螺紋接頭10-1、油井管用螺紋接頭10-2將密封部13、23的傾斜角增大到14° 30°，并且，由半徑3mm Ilmm的圓弧部形成密封部13、23和前段無螺紋部15的連接部，因此，通過ー邊確保不會(huì)產(chǎn)生密封性能不穩(wěn)定的最低接觸面ー邊減小滑動(dòng)面的距離，能兼具小型及優(yōu)良的耐粘結(jié)性和密封性。另外，該油井管用螺紋接頭10-1、油井管用螺紋接頭10-2使副臺(tái)肩角度為5° 20°的范圍，并將公扣11的前端部16的形狀做成半徑0. 6mm 0. 9mm的圓弧部,而且,將母扣21的與公扣11的前端部16相對(duì)應(yīng)的部分25的形狀做成半徑0. 5mm以下的圓弧部，因此，能夠利用連結(jié)時(shí)對(duì)密封部13、23的提升效果發(fā)揮穩(wěn)定的密封性能，并且，能夠防止由向臺(tái)肩部14、24和密封部13、23的連接部的應(yīng)カ集中引起的粘結(jié)。圖5是表示外螺紋部12和內(nèi)螺紋部22的形狀的說明圖。圖5中的附圖標(biāo)記0 i表示插入牙側(cè)角，附圖標(biāo)記e 2表示承載牙側(cè)角，附圖標(biāo)記Hp表示外螺紋部12的高度，附圖 標(biāo)記Hb表示內(nèi)螺紋部22的高度，附圖標(biāo)記Cs表示插入牙側(cè)間隙，Tta表示螺紋錐形。外螺紋部12和內(nèi)螺紋部22分別是插入牙側(cè)角0:為5° 35°、并且承載牙側(cè)角9 2為-1° -5°、且內(nèi)螺紋部22的高度Hb比外螺紋部12的高度Hp高出0. 2mm 0. 4mm的梯形螺紋。API的BTC的規(guī)定在市場(chǎng)上被長(zhǎng)年地使用，插入牙側(cè)角為10°左右是常識(shí)的尺寸。在插入牙側(cè)角小于5°時(shí),對(duì)扣(stabbing)時(shí)螺紋的插入牙側(cè)的損傷程度較大。另一方面，在插入牙側(cè)角大于35°吋，螺紋的插入牙側(cè)接觸下的壓縮性能降低。因此，在本實(shí)用新型中，插入牙側(cè)角Q1優(yōu)選為5° 35°。另外，鑒于彎曲的拉伸等，若承載牙側(cè)角為負(fù)角，則難以滑脫(jump out)，但切削性能較差，因此，承載牙側(cè)角不做成大于-5°的較大的負(fù)角較佳，但在承載牙側(cè)角為0°的情況下，切削時(shí)在承載面產(chǎn)生切痕等，因此，不能完全不是負(fù)角。因而，根據(jù)精度，承載牙側(cè)角優(yōu)選為-1°以上。因此，承載牙側(cè)角Q2優(yōu)選為-1° -5°。并且，在內(nèi)螺紋部22的高度Hb與外螺紋部12的高度Hp相同時(shí)，在連結(jié)中產(chǎn)生的潤(rùn)滑壓力升高，不能完全自母扣端面脫出。在內(nèi)螺紋部22的高度Hb與外螺紋部12的高度Hp之差小于0. 2_吋，連結(jié)時(shí)的潤(rùn)滑壓力的釋放較慢，即使在自連結(jié)經(jīng)過24小時(shí)之后進(jìn)入到井中吋，也殘留著潤(rùn)滑壓力。并且，在內(nèi)螺紋部22的高度Hb比外螺紋部12的高度Hp高出0. 4mm吋，雖然連結(jié)時(shí)的潤(rùn)滑壓カ釋放，但是內(nèi)螺紋部22的高度Hb過高，若不相應(yīng)地增大母扣21的外徑，就無法得到相同的螺紋效率。因此，優(yōu)選內(nèi)螺紋部22的高度Hb比外螺紋部12的高度Hp高出0. 2mm 0. 4mm的梯形螺紋。在將外螺紋部12和內(nèi)螺紋部22組合起來時(shí)的插入牙側(cè)間隙Cs為30 ii m以下吋，由于泊松比的關(guān)系，在連結(jié)時(shí)插入牙側(cè)面彼此接觸，會(huì)導(dǎo)致轉(zhuǎn)矩上升或者插入牙側(cè)面的粘結(jié)。另外，隨著插入牙側(cè)間隙Cs變大，螺紋部11、21變得不接觸，在臺(tái)肩部14、24由于壓縮而塑性變形之后螺紋的插入牙側(cè)面彼此接觸，從而起到支承壓縮カ的作用。插入牙側(cè)間隙Cs的極限值為150 iim左右，在插入牙側(cè)間隙Cs大于150 iim而變大時(shí)，臺(tái)肩部14、24發(fā)生很大的塑性變形，無法滿足密封性能。因此，插入牙側(cè)間隙Cs優(yōu)選為30 150 Pm。第I密封部13和第2密封部23各自的密封面的表面粗糙度較小，則密封性能較高，但在接頭連結(jié)時(shí)的滑動(dòng)階段，表面粗糙度以中心線平均粗糙度計(jì)小于0. 8 y m時(shí)會(huì)導(dǎo)致熔接。另外，在該表面粗糙度以中心線平均粗糙度計(jì)大于3. 2 ii m地變大吋，長(zhǎng)度方向上的起伏變大，因此密封性能變差。因此，第I密封部13和第2密封部23各自的密封面的表面粗糙度以中心線平均粗糙度計(jì)優(yōu)選為0. 8 ii m 3. 2 ii m。附圖標(biāo)記說明O、由專利文獻(xiàn)I公開的油井管用螺紋接頭；1、公扣；2、外螺紋部；3、密封部；4、臺(tái)肩部；5、母扣部；6、內(nèi)螺紋部；7、密封部；8、臺(tái)肩部；9a、前段無螺紋部；％、正切于密封部的曲線；10-1、10_2、本實(shí)用新型的油井管用螺紋接頭；11、公扣；lla、內(nèi)周面；llb、連接部；11c、平行部；lld、傾斜部；12、外螺紋部；13、第I密封部；14、第I臺(tái)肩部；15、前段無螺紋部；16、前端部；21、母扣；21a、內(nèi)周面；21b、對(duì)應(yīng)的位置；22、內(nèi)螺紋部；23、第2密封部；24、 第2臺(tái)肩部；25、與公扣的前端部相對(duì)應(yīng)的部分。
權(quán)利要求1.ー種油井管用螺紋接頭，該油井管用螺紋接頭包括 公扣，其具有錐形狀的外螺紋部、設(shè)置在外螺紋部的前端的錐形狀的第I密封部、設(shè)置在頂端的第I臺(tái)肩部及設(shè)置在外螺紋部與第I密封部之間的、傾斜角小于上述第I密封部的傾斜角的前段無螺紋部； 母扣，其具有螺紋接合于上述外螺紋部的錐形狀的內(nèi)螺紋部、設(shè)置在該內(nèi)螺紋部的里端而與上述第I密封部在半徑方向上相干涉的錐形狀的第2密封部及設(shè)置在最里端而與上述第I臺(tái)肩部在上述公扣的軸向上相干渉的第2臺(tái)肩部；其特征在干， 上述第I密封部和第2密封部的傾斜角均相對(duì)于沿上述軸向的軸線為14° 30°， 上述前段無螺紋部和該第I密封部利用半徑為3mm Ilmm的圓弧部相連接， 上述第I臺(tái)肩部和第2臺(tái)肩部的相對(duì)于與上述軸線垂直的線的傾斜角度為5° 20。，以及 上述公扣的前端部由半徑為O. 6mm O. 9mm的圓弧部形成,上述母扣的與該公扣的前端部相對(duì)應(yīng)的部分由半徑O. 5mm以下的圓弧部形成。
2.根據(jù)權(quán)利要求I所述的油井管用螺紋接頭，其特征在干， 上述外螺紋部和上述內(nèi)螺紋部分別是插入牙側(cè)角為5° 35°、并且承載牙側(cè)角為-1° -5。、且上述內(nèi)螺紋部的高度比上述外螺紋部的高度高出O. 2mm O. 4mm的梯形 螺紋。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的油井管用螺紋接頭，其特征在干， 將上述外螺紋部和內(nèi)螺紋部組合起來時(shí)的插入牙側(cè)間隙為30 μ m 150 μ m。
4.根據(jù)權(quán)利要求I 3中任一項(xiàng)所述的油井管用螺紋接頭，其特征在干， 上述第I密封部和上述第2密封部各自的密封面的表面粗糙度以中心線平均粗糙度計(jì)為 O. 8 μ m 3. 2 μ m。
5.根據(jù)權(quán)利要求I 3中任一項(xiàng)所述的油井管用螺紋接頭，其特征在干， 上述公扣具有滿足下述3個(gè)條件(A) (C)的形狀的內(nèi)周面 (A)內(nèi)周面在與上述第I臺(tái)肩部的連接部處具有與上述母扣的內(nèi)周面實(shí)質(zhì)上相同的內(nèi)徑; (B)沿著從內(nèi)周面與上述第I臺(tái)肩部的連接部朝向該公扣的后端側(cè)的軸線方向，將內(nèi)徑恒定的平行部從上述連接部起形成2mm以上； (C)接著上述平行部地沿著朝向該公扣的后端側(cè)的上述軸線方向形成有傾斜部，該傾斜部以與上述軸線方向所成的角度為±6°以下的角度傾斜。
6.根據(jù)權(quán)利要求4所述的油井管用螺紋接頭，其特征在干， 上述公扣具有滿足下述3個(gè)條件(A) (C)的形狀的內(nèi)周面 (A)內(nèi)周面在與上述第I臺(tái)肩部的連接部處具有與上述母扣的內(nèi)周面實(shí)質(zhì)上相同的內(nèi)徑; (B)沿著從內(nèi)周面與上述第I臺(tái)肩部的連接部朝向該公扣的后端側(cè)的軸線方向，將內(nèi)徑恒定的平行部從上述連接部起形成2mm以上； (C)接著上述平行部地沿著朝向該公扣的后端側(cè)的上述軸線方向形成有傾斜部，該傾斜部以與上述軸線方向所成的角度為±6°以下的角度傾斜。
7.根據(jù)權(quán)利要求I 3中任一項(xiàng)所述的油井管用螺紋接頭，其特征在干，在管外徑小于5英寸的情況下，上述第2臺(tái)肩部與在同一個(gè)接箍?jī)?nèi)相鄰的母扣的臺(tái)肩部之間的間隔、即臺(tái)肩寬為25mm以上，在管外徑為5英寸以上的情況下，該臺(tái)肩寬為50mm以上。
8.根據(jù)權(quán)利要求4所述的油井管用螺紋接頭，其特征在干， 在管外徑小于5英寸的情況下，上述第2臺(tái)肩部與在同一個(gè)接箍?jī)?nèi)相鄰的母扣的臺(tái)肩部之間的間隔、即臺(tái)肩寬為25mm以上，在管外徑為5英寸以上的情況下，該臺(tái)肩寬為50mm以上。
9.根據(jù)權(quán)利要求5所述的油井管用螺紋接頭，其特征在干， 在管外徑小于5英寸的情況下，上述第2臺(tái)肩部與在同一個(gè)接箍?jī)?nèi)相鄰的母扣的臺(tái)肩部之間的間隔、即臺(tái)肩寬為25mm以上，在管外徑為5英寸以上的情況下，該臺(tái)肩寬為50mm以上。
10.根據(jù)權(quán)利要求6所述的油井管用螺紋接頭，其特征在干， 在管外徑小于5英寸的情況下，上述第2臺(tái)肩部與在同一個(gè)接箍?jī)?nèi)相鄰的母扣的臺(tái)肩部之間的間隔、即臺(tái)肩寬為25mm以上，在管外徑為5英寸以上的情況下，該臺(tái)肩寬為50mm以上。
專利摘要本實(shí)用新型提供油井管用螺紋接頭。油井管用螺紋接頭(10-1)包括公扣(11)，其具有外螺紋部(12)、第1密封部(13)、第1臺(tái)肩部(14)及前段無螺紋部(15)；母扣(21)，其具有內(nèi)螺紋部(22)、第2密封部(23)及第2臺(tái)肩部(24)。第1密封部和第2密封部(23)的傾斜角均相對(duì)于軸線為14°～30°，前段無螺紋部和第1密封部利用半徑為3mm～11mm的圓弧部相連接，第2臺(tái)肩部(24)的相對(duì)于與軸線垂直的線的傾斜角度為5°～20°，公扣的前端部(16)由半徑為0.6mm～0.9mm的圓弧部形成，母扣(21)的與公扣的前端部(16)相對(duì)應(yīng)的部分(25)由半徑0.5mm以下的圓弧部形成。
文檔編號(hào)E21B17/042GK202417340SQ20112057660
公開日2012年9月5日 申請(qǐng)日期2011年12月29日 優(yōu)先權(quán)日2011年12月29日
發(fā)明者永作重夫, 炭谷勝利 申請(qǐng)人:住友金屬工業(yè)株式會(huì)社