專利名稱：一種曲面螺紋膨脹管連接結構的制作方法
技術領域：
本實用新型涉及一種曲面螺紋膨脹管連接結構，特別是一種需要膨脹的石油金屬管螺紋連接結構，屬于螺紋連接技術領域。
背景技術：
螺紋連接是常規(guī)的連接方式，為了各種不同的使用目的，人們設計了多種螺紋齒形，以滿足不同的要求，如三角形螺紋、矩形螺紋、梯形螺紋、偏梯形螺紋、鋸齒形螺紋、圓螺紋、錐管螺紋等。顯然，諸如上述螺紋的齒外形輪廓都是以直線(面)為主，直線(面)與直線(面)之間以圓弧過渡。在石油勘探開發(fā)領域，廣泛采用API(美國石油學會)標準的油、套管圓螺紋接頭和偏梯形螺紋接頭，這種產(chǎn)品的主要優(yōu)點是技術成熟，易于加工。但由于其結構設計本身的原因，這種螺紋也存在一些固有的缺點。比如；(1)易于發(fā)生粘扣，損壞螺紋齒面；(2)連接強度低；(3)抗應力腐蝕性能差。研究表明，API標準螺紋的各牙并非均勻地承擔著螺紋連接所傳遞的載荷，特別是需要膨脹變形的金屬管連接的螺紋更是如此，這就大大惡化了整個螺紋齒面上的應力分布，致使螺紋易粘扣，且連接強度低、抗應力腐蝕能力弱。經(jīng)文獻檢索發(fā)現(xiàn)，中國專利申請?zhí)枮?2112259的《油、套管螺紋接頭》專利公開了一種油、套管螺紋接頭，管接箍通過分段變螺距或者加工好后再車削的方法，內(nèi)、外螺紋擰接后在兩端的2-3圈螺紋產(chǎn)生一定的軸向間隙，且間隙值從外到里依次減小，以圖改善現(xiàn)有技術的不足和缺陷，螺紋齒面沿用直線(面)。文獻檢索還發(fā)現(xiàn)，加拿大專利申請?zhí)枮镃A2377697的《Expandable joint connector》專利公開了一種膨脹管螺紋連接方法，螺紋齒面也是以直線(面)為主，直線(面)與直線(面)之間以圓弧過渡，為了解決金屬管膨脹密封問題，分別在管螺紋的一端、兩端或螺紋中部設計有密封件。中國專利申請?zhí)?00420067057.5公開了一種膨脹管螺紋接頭結構，所述的膨脹管結合部的內(nèi)、外螺紋為三角形螺紋，或梯形螺紋、矩形螺紋、鉤形螺紋。中國專利CN2410411Y公開了一種油井管圓螺紋結構，螺紋齒的齒頂、齒底為圓弧狀，與齒頂、齒底圓弧相切的相鄰直線間的夾角為60°，每個齒的齒頂、齒側(cè)、齒底分別由三個圓弧段連接組成，這種螺紋齒面結構形式的連接螺紋，一般工程應用領域是可以滿足要求的，但在金屬管用螺紋連接后再進行塑性膨脹變形的特殊應用領域，由于金屬管螺紋連接結構膨脹變形時，螺紋齒的側(cè)面受力較大，產(chǎn)生應力集中而造成螺紋齒的根部產(chǎn)生裂紋，或螺紋齒面產(chǎn)生應力腐蝕，降低了螺紋的連接強度和密封性。

發(fā)明內(nèi)容
本實用新型針對現(xiàn)有技術的不足和缺陷，提供一種曲面螺紋金屬膨脹管連接結構，可以改善螺紋嚙合后螺紋齒面的應力分布，使其更趨合理，用于石油金屬膨脹管連接結構，以達到提高金屬管件連接強度、抗粘扣性能、抗應力腐蝕能力和耐高壓密封的目的。
本實用新型解決其技術問題所采用的技術方案是一種曲面螺紋膨脹管連接結構，由內(nèi)螺紋件和外螺紋件連接而成，外螺紋件的螺紋前端設有臺肩，其特征是內(nèi)螺紋件和外螺紋件上的螺紋齒的外形表面是無直線段連續(xù)曲面。
上述方案還包括外螺紋件螺紋前端的臺肩上設有環(huán)形溝槽，環(huán)形溝槽設有密封件。內(nèi)螺紋件外螺紋齒外徑由外端向內(nèi)端呈直徑變大的變化，與之配合的外螺紋件內(nèi)螺紋齒內(nèi)徑由外端向內(nèi)端呈同比例直徑變小的變化。
本實用新型的有益效果是，螺紋連接結構在上扣受到軸向拉力時，特別是當金屬管件連接后再進行超塑性膨脹變形時，各個螺紋牙齒的變形和受力更加均勻，從而減小了螺紋嚙合齒面的峰值應力，使螺紋齒面應力分布更加均勻合理。當金屬管件連接后再進行塑性膨脹變形后，連接螺紋仍然可以滿足機械承載和壓力密封的要求。


附圖為本實用新型結構示意圖。圖中1.內(nèi)螺紋件，2.曲面螺紋，3.外螺紋件，4.密封件，5.端面臺肩。
具體實施方式
以下結合附圖和實施例對本實用新型作進一步說明。
實施例1參照附圖，曲面螺紋膨脹管連接結構由內(nèi)螺紋件1和外螺紋件3連接而成，外螺紋件3的螺紋前端加工臺肩5上有環(huán)形溝槽，環(huán)形溝槽設計在加工臺肩5的后部，位于外螺紋件3的螺紋前端。環(huán)形溝槽內(nèi)安裝有密封件4。
實施例2在實施例1的基礎上，內(nèi)螺紋件1外螺紋齒外徑由外端向內(nèi)端呈直徑變大的變化，與之配合的外螺紋件3內(nèi)螺紋齒內(nèi)徑由外端向內(nèi)端呈同比例直徑變小的變化。
在上述兩個實施例中，螺紋齒的外形表面是曲面(稱曲面螺紋2)，外螺紋齒和內(nèi)螺紋齒具有相同曲率的曲面，內(nèi)螺紋曲面R1與外螺紋曲面R2相同或近似。
權利要求1.一種曲面螺紋膨脹管連接結構，由內(nèi)螺紋件(1)和外螺紋件(3)連接而成，外螺紋件(3)的螺紋前端設有臺肩(5)，其特征是內(nèi)螺紋件(1)和外螺紋件(3)上的螺紋齒的外形表面是無直線段連續(xù)曲面，該曲面截面曲線滿足同一函數(shù)關系。
2.根據(jù)權利要求1所述的曲面螺紋膨脹管連接結構，其特征是外螺紋件(3)螺紋前端的臺肩(5)上設有環(huán)形溝槽，環(huán)形溝槽設有密封件(4)。
3.根據(jù)權利要求1或2所述的曲面螺紋膨脹管連接結構，其特征是內(nèi)螺紋件(1)外螺紋齒外徑由外端向內(nèi)端呈直徑變大的變化，與之配合的外螺紋件(3)內(nèi)螺紋齒內(nèi)徑由外端向內(nèi)端呈同比例直徑變小的變化。
專利摘要本實用新型涉及一種曲面螺紋膨脹管連接結構，由內(nèi)螺紋件和外螺紋件連接而成，外螺紋件的螺紋前端設有臺肩，內(nèi)螺紋件和外螺紋件上的螺紋齒的外形表面是無直線段連續(xù)曲面。上述方案還包括外螺紋件螺紋前端的臺肩上設有環(huán)形溝槽，環(huán)形溝槽設有密封件。內(nèi)螺紋件外螺紋齒外徑由外端向內(nèi)端呈直徑變大的變化，與之配合的外螺紋件內(nèi)螺紋齒內(nèi)徑由外端向內(nèi)端呈同比例直徑變小的變化。本實用新型用于石油金屬膨脹管連接，金屬膨脹管發(fā)生塑性膨脹變形時，載荷在各圈螺紋齒面上的分布接近等載荷分布，螺紋連接的峰值應力大大減小，提高了連接強度和抗應力腐蝕的能力以及密封性。
文檔編號F16L15/06GK2886277SQ20062008349
公開日2007年4月4日 申請日期2006年4月26日 優(yōu)先權日2006年4月26日
發(fā)明者鹿啟義, 阮建飛 申請人:勝利油田固茂石油工程有限責任公司