钢管用螺纹接头制造技术

螺纹接头(1)包括公扣(13)和母扣(12)。公扣(13)包括台肩面(59)、密封面(56)以及外螺纹部(51)。母扣(12)包括台肩面(24)、密封面(22)以及内螺纹部(21)。外螺纹部(51)和内螺纹部(21)分别为具有纵截面呈梯形状的螺纹牙(57、31)的锥形螺纹。外螺纹部(51)的螺纹牙(57)的宽度沿螺纹的螺旋线逐渐变窄，另一方面，外螺纹部(51)的螺纹槽(62)的宽度沿螺纹的螺旋线逐渐变宽。内螺纹部(21)的螺纹槽(42)的宽度沿螺纹的螺旋线逐渐变窄，另一方面，内螺纹部(21)的螺纹牙(31)的宽度沿螺纹的螺旋线逐渐变宽。由此，能够维持较高的密封性能，且能够抑制紧固时的粘扣，并能够容易地进行制造。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】钢管用螺纹接头
本专利技术涉及一种用于连结钢管的螺纹接头。
技术介绍
在油井、天然气井等(以下总称为“油井”)中，为了开采地下资源而使用油井管。油井管通过依次连结钢管而成，钢管的连结使用螺纹接头(参照日本特开平9-119564号公报(专利文献1)、日本特开平10-89554号公报(专利文献2)以及日本特开平9-273671号公报(参照专利文献3))。这种钢管用螺纹接头的形式大致分为接箍(coupling)型和整体(integral)型。在接箍型的情况下，在连结对象的一对管材中，一个管材为钢管，另一个管材为接箍。在该情况下，在钢管的两端部的外周形成有外螺纹部，在接箍的两端部的内周形成有内螺纹部。然后，将钢管的外螺纹部拧入接箍的内螺纹部，由此，将双方紧固并连结起来。在整体型的情况下，连结对象的一对管材均为钢管，而不使用另外的接箍。该情况下，在钢管的一端部的外周形成有外螺纹部，在另一端部的内周形成有内螺纹部。然后，将一个钢管的外螺纹部拧入另一钢管的内螺纹部，由此，将双方紧固并连结起来。通常，形成有外螺纹部的管端部的接头部分包含插入于内螺纹部的要素，因此，被称为公扣(pin)。另一方面，形成有内螺纹部的管端部的接头部分由于包含接受外螺纹部的要素，因此，被称为母扣(box)。由于该公扣和母扣为管材的端部，因此，公扣和母扣均为管状。钢管用螺纹接头通用以API(AmericanPetroleumInstitute(美国石油协会))的规格规定的锥形螺纹的螺纹接头。另外，例如专利文献1所公开的那样，使用对API规格的偏梯形螺纹(梯形螺纹)进行改进、提高了耐扭矩性能的螺纹接头。耐扭矩性能是指即使在对紧固状态的螺纹施加有过大的扭矩的情况下也不会产生变形、破损的性能。专利文献1所公开的螺纹接头的螺纹部为螺纹牙的形状呈大致梯形状的锥形螺纹。在该螺纹部的螺纹牙的两侧面中，紧固时位于外螺纹部的拧入行进方向的后侧的侧面被称为载荷侧面或载荷面。另一方面，在紧固时位于外螺纹部的拧入行进方向的前侧的侧面被称为插入侧面或插入面。专利文献1的载荷面相对于与螺纹的轴线(以下还称为“接头轴线”或“管轴线”)垂直的平面所成的角度(载荷面侧角)在-20°以上且小于0°。该载荷面侧角若以载荷面相对于管轴线在拧入行进方向上所成的角度而言，则超过90°且在110°以下。专利文献1的插入面相对于与管轴线垂直的平面所成的角度(插入面侧角)超过30°且在60°以下。该插入面侧角若以插入面相对于管轴线在拧入行进方向上所成的角度而言，则超过120°且在150°以下。在专利文献1的螺纹部的插入面上，设有被称为干涉量的过盈量。在紧固状态下，专利文献1的螺纹部的外螺纹部和内螺纹部的各自的载荷面彼此相接触，并且，插入面彼此相接触。在该状态时，螺纹牙顶面与螺纹牙底面不接触，而在螺纹牙顶面与螺纹牙底面之间形成有间隙。这样的专利文献1的螺纹接头在随着载荷面彼此的接触以及插入面彼此的接触而产生的楔效应的作用下，具有较高的耐扭矩性能。在专利文献1的公扣的顶端设有被称为台肩面的抵靠面。另一方面，在母扣设有与公扣的台肩面相对应的台肩面。在将公扣紧固于母扣时，公扣的台肩面与母扣的台肩面相抵靠，且双方相接触。当台肩面彼此相抵靠时，拧入公扣所需的紧固扭矩急剧上升。这样的台肩面彼此相抵靠的现象被称为抵肩(日文：ショルダリング)，在抵肩的瞬间产生的紧固扭矩被称为抵肩扭矩。在抵肩后过度地进行公扣的拧入时，台肩面的部分产生屈服(塑性变形)，紧固扭矩无法进一步上升，或急剧下降。该现象以及在该现象发生的瞬间产生的紧固扭矩被称为过扭矩。若以抵肩与过扭矩之间的紧固扭矩完成紧固，则螺纹接头发挥最优异的性能。即，在螺纹接头的内部产生适当的紧固轴向力，螺纹部的啮合变得牢固而不会轻易地松弛。另外，在螺纹接头大多设有在紧固了公扣和母扣的状态下在整周的范围内嵌合密合的密封部。在该情况下，通过以抵肩与过扭矩之间的紧固扭矩完成紧固，能够在密封部导入设计要求的干涉量，而能够带来按计划的密封性能。因此，在紧固时，为了判断紧固完成，设定有紧固扭矩的目标值。该目标扭矩设定在抵肩扭矩与过扭矩之间。在此，若因某种理由导致实际上虽然是在产生抵肩前但紧固扭矩却异常上升而超过目标扭矩，则会在所谓的紧固不足的状态下完成紧固，从而无法导入充分的紧固轴向力。在该情况下，有可能因螺纹部的啮合变得松弛而无法获得规定的强度，或因密封部处的接触力不足而无法获得规定的密封性能。这样的情况被称为超抵肩(抵肩扭矩高于目标扭矩的不良状况)。另一方面，当紧固扭矩超过过扭矩时，则成为所谓的紧固过度的状态，在台肩面的部分产生塑性变形。于是，在与台肩面相邻地设有密封部的情况下，随着台肩面的部分的变形导致密封部变形而容易形成间隙，从而导致密封性能明显下降。如上所述，在紧固状态下，专利文献1的螺纹接头的螺纹部的载荷面彼此相接触，并且，插入面彼此相接触，因此，在载荷面彼此之间以及插入面彼此之间没有间隙。因此，即使在对螺纹接头沿管轴线方向施加有较高的拉伸载荷或压缩载荷的情况下，公扣和母扣也不会沿管轴线方向相对移动。特别是，在对螺纹接头施加有压缩载荷的情况下，由于螺纹部的插入面承担大部分的压缩载荷，因此，能够抑制台肩面的部分的变形，由此，还能够抑制密封部的变形。因此，专利文献1的螺纹接头相比于采用了API规格的偏梯形螺纹的螺纹接头具有较高的密封性能。现有技术文献专利文献专利文献1：日本特开平9-119564号公报专利文献2：日本特开平10-89554号公报专利文献3：日本特开平9-273671号公报
技术实现思路
专利技术要解决的问题在专利文献1的螺纹接头的情况下，利用互相接触的载荷面彼此以及插入面彼此产生楔效应，另一方面，螺纹牙顶面和螺纹牙底面互相不接触。在专利文献1的螺纹接头中，由于在较长时间的公扣的拧入过程中，载荷面彼此以及插入面彼此分别在以非常高的压力相接触的同时进行旋转，因此，容易产生粘扣。而且，专利文献1的螺纹接头较大程度地受到螺纹牙以及螺纹槽的宽度的尺寸误差的影响。具体而言，即使是微小的尺寸误差，紧固扭矩也会较大程度地变化。于是，即使在紧固时紧固扭矩达到了目标扭矩的情况下，实际上也可能成为超抵肩。另一方面，在为了不产生这样的问题而减小螺纹牙和螺纹槽的各自的宽度尺寸公差时，螺纹切削加工的效率明显下降。本专利技术的目的在于提供一种具有下述特性的钢管用螺纹接头：·维持较高的密封性能，并且提高耐扭矩性能；·在紧固时抑制粘扣，并抑制超抵肩；·能够容易地进行制造。用于解决问题的方案本专利技术的一实施方式的钢管用螺纹接头包括管状的公扣和管状的母扣，通过将所述公扣拧入所述母扣从而紧固所述公扣和所述母扣。所述公扣包括台肩面、密封面以及外螺纹部。所述母扣包括分别与所述公扣的所述台肩面、所述密封面以及所述外螺纹部相对应的台肩面、密封面以及内螺纹部。所述外螺纹部和所述内螺纹部分别为具有纵截面呈梯形状的螺纹牙的锥形螺纹，所述外螺纹部和所述内螺纹部的各螺纹牙的纵截面的宽度尺寸成为基部侧的尺寸大于顶部侧的尺寸。在所述外螺纹部的拧入的行进方向上，所述外螺纹部的螺纹牙的宽度沿螺纹的螺旋线逐渐变窄，另一方面，所述外螺纹部的螺纹槽的宽度沿螺纹的螺旋线逐渐变宽，并且，所述内螺纹部的螺纹槽的宽度沿螺纹的螺旋线逐渐变本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种钢管用螺纹接头，其包括管状的公扣和管状的母扣，通过将所述公扣拧入所述母扣从而紧固所述公扣和所述母扣，其中，所述公扣包括台肩面、密封面以及外螺纹部，所述母扣包括分别与所述公扣的所述台肩面、所述密封面以及所述外螺纹部相对应的台肩面、密封面以及内螺纹部，所述外螺纹部和所述内螺纹部分别为具有纵截面呈梯形状的螺纹牙的锥形螺纹，所述外螺纹部和所述内螺纹部的各螺纹牙的纵截面的宽度尺寸成为基部侧的尺寸大于顶部侧的尺寸，在所述外螺纹部的拧入的行进方向上，所述外螺纹部的螺纹牙的宽度沿螺纹的螺旋线逐渐变窄，另一方面，所述外螺纹部的螺纹槽的宽度沿螺纹的螺旋线逐渐变宽，并且，所述内螺纹部的螺纹槽的宽度沿螺纹的螺旋线逐渐变窄，另一方面，所述内螺纹部的螺纹牙的宽度沿螺纹的螺旋线逐渐变宽，在紧固状态下，所述台肩面彼此相接触，所述密封面彼此相接触，所述外螺纹部的载荷侧面和所述内螺纹部的载荷侧面彼此相接触，所述外螺纹部的插入侧面和所述内螺纹部的插入侧面彼此相接触，所述外螺纹部的螺纹牙底面和所述内螺纹部的螺纹牙顶面相接触，所述外螺纹部的螺纹牙顶面与所述内螺纹部的螺纹牙底面之间形成有间隙。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2013.12.05 JP 2013-2516711.一种钢管用螺纹接头，其包括管状的公扣和管状的母扣，通过将所述公扣拧入所述母扣从而紧固所述公扣和所述母扣，其中，所述公扣包括台肩面、密封面以及外螺纹部，所述母扣包括分别与所述公扣的所述台肩面、所述密封面以及所述外螺纹部相对应的台肩面、密封面以及内螺纹部，所述外螺纹部和所述内螺纹部分别为具有纵截面呈梯形状的螺纹牙的锥形螺纹，所述外螺纹部和所述内螺纹部的各螺纹牙的纵截面的宽度尺寸成为基部侧的尺寸大于顶部侧的尺寸，在所述外螺纹部的拧入的行进方向上，所述外螺纹部的螺纹牙的宽度沿螺纹的螺旋线逐渐变窄，另一方面，所述外螺纹部的螺纹槽的宽度沿螺纹的螺旋线逐渐变宽，并且，所述内螺纹部的螺纹槽的宽度沿螺纹的螺旋线逐渐变窄，另一方面，所述内螺纹部的螺纹牙的宽度沿螺纹的螺旋线逐渐变宽，在紧固状态下，所述台肩面彼此相接触，所述密封面彼此相接触，所述外螺纹部的载荷侧面和所述内螺纹部的载荷侧...

【专利技术属性】
技术研发人员：杉野正明，
申请(专利权)人：新日铁住金株式会社，瓦卢瑞克石油天然气法国有限公司，
类型：发明
国别省市：日本;JP