螺纹接头制造技术

本发明专利技术的目的在于，在包含中间台肩面的二段螺纹构造的螺纹接头中，防止负载拉伸载荷时的中间危险截面附近的断裂，并且通过易于加工中间台肩面来提高生产率。在公扣(2)的中间台肩面(24)与第2外螺纹(27)之间的公扣(2)的外周设置周向槽(25)，该周向槽(25)具有与中间台肩面(24)平滑地连续的曲面(25a)，从而缓和在公扣中间危险截面(PICCS)附近产生的塑性应变。另外，在母扣(3)的中间台肩面(35)与第1内螺纹(32)之间的母扣(3)的内周设置周向槽(34)，该周向槽(34)具有与中间台肩面(35)平滑地连续的曲面(34a)，从而缓和在母扣中间危险截面(BICCS)附近产生的塑性应变。截面(BICCS)附近产生的塑性应变。截面(BICCS)附近产生的塑性应变。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】螺纹接头


[0001]本公开涉及钢管的连结所使用的螺纹接头。

技术介绍

[0002]在油井、天然气井等(以下，也统称为“油井”。)中，为了开采地下资源，使用构筑多段井壁的套管、配置于该套管内而生产油、气的管道。上述套管、管道通过多个钢管依次连结而成，该连结使用螺纹接头。油井所使用的钢管也被称为油井管。
[0003]螺纹接头的形式大致被分为整体型和组合型。
[0004]在整体型中，将油井管彼此直接连结。具体而言，在油井管的一端设有内螺纹部，在另一端设有外螺纹部，向一个油井管的内螺纹部拧入另一个油井管的外螺纹部，从而将油井管彼此连结。
[0005]在组合型中，借助管状的管接头将油井管彼此连结。具体而言，在管接头的两端设有内螺纹部，在油井管的两端设有外螺纹部。并且，向管接头的一个内螺纹部拧入一个油井管的一个外螺纹部，并且向管接头的另一个内螺纹部拧入另一个油井管的一个外螺纹部，从而将油井管彼此连结。即，在组合型中，连结对象的一对管材中的一个管材是油井管，另一个管材是管接头。
[0006]通常，形成有外螺纹部的油井管的端部包含向形成于油井管或管接头的内螺纹部插入的元素，因此被称为公扣。形成有内螺纹部的油井管或管接头的端部包含承接形成于油井管的外螺纹部的元素，因此被称为母扣。
[0007]近年，一直在进行更加高温高压深井的开发。在深井中，根据地层压力的深度分布的复杂程度，还需要增加套管的段数等，因此有时使用接头的最大外径即母扣的外径与油井管的管主体的外径大致相同程度的细长型的螺纹接头。母扣外径与油井管的管主体的外径大致相等的螺纹接头也被称为标准直连型(flush
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type)螺纹接头。另外，母扣外径小于油井管的管主体的外径的大致108％的螺纹接头也被称为嵌入式直连型(semi
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flush
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type)螺纹接头。在上述标准直连型和嵌入式直连型的螺纹接头中，不仅要求较高的强度和密封性能，而且为了在有限的管壁厚内配置螺纹构造和密封构造，对各部位施加严格的尺寸制约。
[0008]在尺寸制约较大的标准直连型和嵌入式直连型的螺纹接头中，大多采用如下接头设计：通过在接头部的轴向中间设置中间台肩面，利用在其前后分别配置螺纹部而成的二段螺纹而构成外螺纹部和内螺纹部。这样的二段螺纹构造的螺纹接头例如公开于下述的专利文献1和2。另外，代替中间台肩面而设有相互嵌合的钩形式的中间台肩构造的二段螺纹构造的螺纹接头例如公开于下述的专利文献3和4。
[0009]在上述二段螺纹构造的螺纹接头中，如在上述专利文献1中提及的那样，在接头部的中间存在危险截面(PICCS和BICCS)。
[0010]危险截面(CCS)是指在紧固状态下承受拉伸载荷的面积最小的接头部分的横截面。在承载有过大的轴向拉伸载荷的情况下，在危险截面的附近产生断裂的可能性变高。
[0011]在通常的一段螺纹构造的螺纹接头的情况下，拉伸载荷的自公扣向母扣的传递跨螺纹嵌合范围整体地沿着轴向分散。因而，公扣的作用有全部拉伸载荷的截面部分位于比螺纹嵌合范围靠公扣的管主体侧的位置，母扣的作用有全部拉伸载荷的截面部分位于比螺纹嵌合范围靠母扣的管主体侧的位置。作用有全部拉伸载荷的截面中的截面积最小的截面成为危险截面。即，在紧固状态下的外螺纹部和内螺纹部的啮合端中，母扣的包含与外螺纹部的顶端侧的啮合端对应的内螺纹部的螺纹槽底位置的横截面成为母扣危险截面(BCCS)。另外，在紧固状态下的外螺纹部和内螺纹部的啮合端中，公扣的包含与外螺纹部的管主体侧的啮合端对应的外螺纹部的螺纹槽底位置的横截面成为公扣危险截面(PCCS)。母扣危险截面和公扣危险截面中的面积较小的一方成为该螺纹接头的危险截面(CCS)。将危险截面的面积相对于油井管的管主体的截面积之比称为接头效率，广泛用作接头部分的拉伸强度相对于油井管主体的拉伸强度的指标。
[0012]在二段螺纹构造的螺纹接头中，也存在上述母扣危险截面和公扣危险截面。并且，在二段螺纹构造的螺纹接头中，如上所述，在接头部的轴向中间部也存在承受拉伸载荷的接头截面积变小的部位。即，在二段螺纹构造的螺纹接头中，在轴向中间存在无螺纹嵌合的区域。在该无螺纹嵌合的区域中，公扣和母扣所分担的拉伸载荷不增减地沿着轴向传递。因而，在无螺纹嵌合的区域中公扣的截面积最小的截面成为公扣中间危险截面(PICCS)，在无螺纹嵌合的区域中母扣的截面积最小的截面成为母扣中间危险截面(BICCS)。为了防止接头中间部处的断裂的产生，优选的是，尽量增大公扣中间危险截面的面积与母扣中间危险截面的面积之和。
[0013]现有技术文献
[0014]专利文献
[0015]专利文献1：日本特表2013
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536339号公报
[0016]专利文献2：日本特开2002
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357287号公报
[0017]专利文献3：日本特表平7
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504483号公报
[0018]专利文献4：日本特表2013
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519854号公报

技术实现思路

[0019]专利技术要解决的问题
[0020]但是，在二段螺纹构造的螺纹接头中，在无螺纹嵌合的区域设有中间台肩面。为了提高抗扭距性能，需要确保中间台肩面的径向尺寸并增大中间台肩面彼此的接触面积。其结果，在标准直连型和嵌入式直连型的二段螺纹构造的螺纹接头中，难以确保公扣中间危险截面和母扣中间危险截面的较大的截面积。
[0021]另外，公扣中间危险截面和母扣中间危险截面存在于靠近中间台肩面的位置。公扣和母扣的截面积在中间台肩面的前后急剧地变化，因此容易在存在于该中间台肩面的附近的公扣中间危险截面和母扣中间危险截面产生较大的应变。
[0022]另外，在以往的螺纹接头中，从确保中间台肩面彼此的接触面积并确保中间台肩面附近的管壁厚的观点来看，如专利文献1、2所示，尽可能减小中间台肩面的基部的倒角部的直径。因此，难以进行中间台肩面的加工。
[0023]此外，在专利文献2中，公开了形成有用于提供相对于螺纹结合部的膨胀或弯曲而
言的灵活性的环状缓和部(annular relief)的螺纹接头。该环状缓和部由在中间台肩的附近设于公扣的外周面和母扣的内周面的环状槽形成。该环状槽与中间台肩面分离地设置，与中间台肩的加工性无关。另外，专利文献2未提及负载拉伸载荷时的中间危险截面处的断裂。
[0024]另外，专利文献3和4所公开的钩状中间台肩构造的构造复杂，加工性进一步恶化。
[0025]本公开的目的在于，在包含中间台肩面的二段螺纹构造的螺纹接头中，防止在负载有拉伸载荷时在公扣中间危险截面和/或母扣中间危险截面的附近断裂，并且通过易于加工中间台肩面来提高生产率。
[0026]用于解决问题的方案
[0027]本公开的螺纹接头由管状的公扣和管状的母扣构成，通过将所述公扣拧入所述母扣来将所述公扣和所述母扣紧固。在所述公扣的外周设有：第1外螺纹；第2本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】1.一种螺纹接头，其由管状的公扣和管状的母扣构成，通过将所述公扣拧入所述母扣来将所述公扣和所述母扣紧固，其中，在所述公扣的外周设有：第1外螺纹；第2外螺纹，其向轴向顶端侧与所述第1外螺纹分开且直径比第1外螺纹的直径小；中间台肩面，其由位于所述第1外螺纹与所述第2外螺纹之间的台阶部构成；以及第1周面，其由所述公扣的该中间台肩面与所述第2外螺纹之间的外周面构成，在所述母扣的内周设有：第1内螺纹，其在紧固状态下供所述第1外螺纹嵌合；第2内螺纹，其在紧固状态下供所述第2外螺纹嵌合；中间台肩面，其由位于所述第1内螺纹与所述第2内螺纹之间的台阶部构成且在紧固状态下与所述公扣的中间台肩面接触；以及第2周面，其由所述母扣的该中间台肩面与所述第1内螺纹之间的内周面构成，在所述第1周面和所述第2周面中的一个周面设有第1周向槽，该第1周向槽具有与同该周面相连的所述中间台肩面平滑地连续的曲面作为槽内壁面的至少局部。2.根据权利要求1所述的螺纹接头，其中，在所述第1周面和所述第2周面中的另一个周面设有第2周向槽，该第2周向槽具有与同该周面相连的所述中间台肩面平滑地连续的曲面作为槽内壁面的至少局部。3.根据权利要求2所述的螺纹接头，其中，所述第1周向槽的所述曲面的曲率半径与所述第2周向槽的所述曲面的曲率半径相等。4.根据权利要求1、2或3所述的螺纹接头，其中，所述第1周向槽设于所述第1周面。5.根据权利要求4所述的螺纹接头，其中，在所述第1周面还设有无螺纹部，该无螺纹部位于所述第1周向槽与所述第2外螺纹之间且具有轴向的长度，该无螺纹部具有外周面，该外周面具有比与所述无螺纹部相邻的所述第2外螺纹的螺纹槽底的直径大的外径，所述第1周向...

【专利技术属性】
技术研发人员：奥洋介，丸田贤，杉野正明，A，
申请(专利权)人：瓦卢瑞克石油天然气法国有限公司，
类型：发明
国别省市：