油井管用螺纹接头.pdf

上传人:r7 文档编号:4021205 上传时间:2018-08-11 格式:PDF 页数:14 大小:585.90KB
返回 下载 相关 举报
摘要
申请专利号:

CN201120576606.1

申请日:

2011.12.29

公开号:

CN202417340U

公开日:

2012.09.05

当前法律状态:

授权

有效性:

有权

法律详情:

专利权的转移IPC(主分类):E21B 17/042变更事项:专利权人变更前权利人:新日铁住金株式会社变更后权利人:新日铁住金株式会社变更事项:地址变更前权利人:日本东京都变更后权利人:日本东京都变更事项:专利权人变更后权利人:瓦卢瑞克石油天然气法国有限公司登记生效日:20131210|||专利权的转移IPC(主分类):E21B 17/042变更事项:专利权人变更前权利人:住友金属工业株式会社变更后权利人:新日铁住金株式会社变更事项:地址变更前权利人:日本大阪府变更后权利人:日本东京都登记生效日:20130506|||授权

IPC分类号:

E21B17/042

主分类号:

E21B17/042

申请人:

住友金属工业株式会社

发明人:

永作重夫; 炭谷胜利

地址:

日本大阪府

优先权:

专利代理机构:

北京林达刘知识产权代理事务所(普通合伙) 11277

代理人:

刘新宇;张会华

PDF下载: PDF下载
内容摘要

本实用新型提供油井管用螺纹接头。油井管用螺纹接头(10-1)包括:公扣(11),其具有外螺纹部(12)、第1密封部(13)、第1台肩部(14)及前段无螺纹部(15);母扣(21),其具有内螺纹部(22)、第2密封部(23)及第2台肩部(24)。第1密封部和第2密封部(23)的倾斜角均相对于轴线为14°~30°,前段无螺纹部和第1密封部利用半径为3mm~11mm的圆弧部相连接,第2台肩部(24)的相对于与轴线垂直的线的倾斜角度为5°~20°,公扣的前端部(16)由半径为0.6mm~0.9mm的圆弧部形成,母扣(21)的与公扣的前端部(16)相对应的部分(25)由半径0.5mm以下的圆弧部形成。

权利要求书

1.一种油井管用螺纹接头,该油井管用螺纹接头包括:
公扣,其具有锥形状的外螺纹部、设置在外螺纹部的前端
的锥形状的第1密封部、设置在顶端的第1台肩部及设置在外螺
纹部与第1密封部之间的、倾斜角小于上述第1密封部的倾斜角
的前段无螺纹部;
母扣,其具有螺纹接合于上述外螺纹部的锥形状的内螺纹
部、设置在该内螺纹部的里端而与上述第1密封部在半径方向
上相干涉的锥形状的第2密封部及设置在最里端而与上述第1
台肩部在上述公扣的轴向上相干涉的第2台肩部;其特征在于,
上述第1密封部和第2密封部的倾斜角均相对于沿上述轴
向的轴线为14°~30°,
上述前段无螺纹部和该第1密封部利用半径为3mm~
11mm的圆弧部相连接,
上述第1台肩部和第2台肩部的相对于与上述轴线垂直的
线的倾斜角度为5°~20°,以及
上述公扣的前端部由半径为0.6mm~0.9mm的圆弧部形
成,上述母扣的与该公扣的前端部相对应的部分由半径0.5mm
以下的圆弧部形成。
2.根据权利要求1所述的油井管用螺纹接头,其特征在于,
上述外螺纹部和上述内螺纹部分别是插入牙侧角为5°~
35°、并且承载牙侧角为-1°~-5°、且上述内螺纹部的高
度比上述外螺纹部的高度高出0.2mm~0.4mm的梯形螺纹。
3.根据权利要求2所述的油井管用螺纹接头,其特征在于,
将上述外螺纹部和内螺纹部组合起来时的插入牙侧间隙为
30μm~150μm。
4.根据权利要求1~3中任一项所述的油井管用螺纹接头,
其特征在于,
上述第1密封部和上述第2密封部各自的密封面的表面粗
糙度以中心线平均粗糙度计为0.8μm~3.2μm。
5.根据权利要求1~3中任一项所述的油井管用螺纹接头,
其特征在于,
上述公扣具有满足下述3个条件(A)~(C)的形状的内
周面:
(A)内周面在与上述第1台肩部的连接部处具有与上述母
扣的内周面实质上相同的内径;
(B)沿着从内周面与上述第1台肩部的连接部朝向该公扣
的后端侧的轴线方向,将内径恒定的平行部从上述连接部起形
成2mm以上;
(C)接着上述平行部地沿着朝向该公扣的后端侧的上述
轴线方向形成有倾斜部,该倾斜部以与上述轴线方向所成的角
度为±6°以下的角度倾斜。
6.根据权利要求4所述的油井管用螺纹接头,其特征在于,
上述公扣具有满足下述3个条件(A)~(C)的形状的内
周面:
(A)内周面在与上述第1台肩部的连接部处具有与上述母
扣的内周面实质上相同的内径;
(B)沿着从内周面与上述第1台肩部的连接部朝向该公扣
的后端侧的轴线方向,将内径恒定的平行部从上述连接部起形
成2mm以上;
(C)接着上述平行部地沿着朝向该公扣的后端侧的上述
轴线方向形成有倾斜部,该倾斜部以与上述轴线方向所成的角
度为±6°以下的角度倾斜。
7.根据权利要求1~3中任一项所述的油井管用螺纹接头,
其特征在于,
在管外径小于5英寸的情况下,上述第2台肩部与在同一个
接箍内相邻的母扣的台肩部之间的间隔、即台肩宽为25mm以
上,在管外径为5英寸以上的情况下,该台肩宽为50mm以上。
8.根据权利要求4所述的油井管用螺纹接头,其特征在于,
在管外径小于5英寸的情况下,上述第2台肩部与在同一个
接箍内相邻的母扣的台肩部之间的间隔、即台肩宽为25mm以
上,在管外径为5英寸以上的情况下,该台肩宽为50mm以上。
9.根据权利要求5所述的油井管用螺纹接头,其特征在于,
在管外径小于5英寸的情况下,上述第2台肩部与在同一个
接箍内相邻的母扣的台肩部之间的间隔、即台肩宽为25mm以
上,在管外径为5英寸以上的情况下,该台肩宽为50mm以上。
10.根据权利要求6所述的油井管用螺纹接头,其特征在
于,
在管外径小于5英寸的情况下,上述第2台肩部与在同一个
接箍内相邻的母扣的台肩部之间的间隔、即台肩宽为25mm以
上,在管外径为5英寸以上的情况下,该台肩宽为50mm以上。

说明书

油井管用螺纹接头

技术领域

本实用新型涉及一种用于将石油、天然气的勘探、生产等
所使用的油井管连接起来的油井管用螺纹接头,特别是涉及一
种金属密封式的油井管用螺纹接头。

背景技术

作为用于连接油井管的油井管用螺纹接头,通常使用API
规格的圆形螺纹接头、偏梯形螺纹接头。但是,鉴于随着油井、
气井的深度逐年变深而导致的开采条件的残酷化,油井管用螺
纹接头会承受很大的3维载荷而暴露在严酷的应力状态下。特
别是在生产井中,自管内施加有周向应力,充分保持3轴应力
下的气密性能对于圆形螺纹接头、偏梯形螺纹接头来说并不容
易。

因此,由专利文献1公开了一种具有金属密封面的金属密
封式的油井管用螺纹接头。图6的(a)是表示该油井管用螺纹
接头0的整体结构的说明图,图6的(b)是将油井管用螺纹接
头0的公扣(ピン)1和母扣(ボツクス)5连结时的状况放大
表示的局部剖视图。另外,图7的(a)是示意地表示油井管用
螺纹接头0的公扣1和母扣5的连结中途的状况的说明图,图7的
(b)是示意地表示油井管用螺纹接头0的公扣1和母扣5连结结
束时的状况的说明图,并且,图7的(c)是将前段无螺纹部与
密封部的连接部放大表示的说明图。

如图6的(a)及图6的(b)所示,油井管P、P利用接箍C
(coupling)相连接。附图标记1是油井管P的插入到接箍C中
的端部,表示公扣部,附图标记5表示为了接收公扣1而形成在
接箍C中的母扣部。油井管用螺纹接头0是将公扣1和母扣5旋入
结合的金属密封式的螺纹接头,公扣1在其外表面具有朝向前
端逐渐缩径的锥形状的外螺纹部2。在外螺纹部2的前端设有朝
向前端逐渐缩径的锥形状的密封部3。在公扣1的顶端形成有向
与外螺纹部2和密封部3相反的方向急剧倾斜的台肩部4。另一
方面,母扣5在其内表面具有与外螺纹部2相对应的内螺纹部6,
在内螺纹部6的里端设有与密封部3相对应的密封部7,在更里
端设有与台肩部4相对应的台肩部8。

通过向内螺纹部6内旋入外螺纹部2,密封部3、7相接触,
通过台肩部4、8对接来将公扣1和母扣5密封。为了在密封面产
生充分的表面压力,对公扣侧的密封部3和母扣侧的密封部7之
间付与被称作干涉量S的径差。干涉量S被规定为S=DPX-DBX
(DPX:公扣侧密封部的最小直径,DBX:母扣侧密封部的最小
直径),S>0、即DPX>DBX。通过付与干涉量S,在旋入中途,
密封部3、7开始干涉(参照图7的(a)),台肩部4、8相抵接而
结合结束。将密封部3、7开始干涉到结合结束为止的轴向行程
称作收紧量MOS。

在该金属面密封式的油井管用螺纹接头0中,由于密封部
3、7的径差,在密封部3、7开始干涉到结合结束为止的期间里、
即旋入收紧量MOS的期间里,密封部3、7一边保持着较高的表
面压力一边以螺旋状滑动。因此,密封部3、7易于发生粘结(日
文:焼付き)。若发生粘结,则密封面变粗糙而产生局部性的间
隙、产生过干涉的部分,密封性受损。

因此,在专利文献2中公开了一种这样的油井管用螺纹接
头,即,在具有金属密封面的面密封式的油井管用螺纹接头0
中,将公扣1和母扣5的密封部3、7的倾斜度做成1/6以上的锥
形,使其倾斜度大于螺纹部2、6的倾斜度,使母扣5的密封部7
的长度LB大于公扣1的密封部3的长度LP,在公扣1的外螺纹部2
与密封部3之间形成倾斜度小于密封部3的倾斜度的前段无螺
纹部9a,利用正切于密封部3的曲线9b将前段无螺纹部9a和密
封部3之间连接起来,使从存在于该曲线9b内且最接近曲线9b
与密封部3的切点的圆弧顶点到切点的距离或者从前段无螺纹
部9a与密封部3的边界到切点的距离中的任一个较小的距离为
1.45mm以上。

简略说明,该油井管用螺纹接头通过在公扣1的外螺纹部2
与密封部3之间形成倾斜度小于密封部3的倾斜度的前段无螺
纹部9a,利用圆弧9b前段无螺纹部9a和密封部3之间连接起来,
并使直到圆弧9b与密封部3的交点的距离为1.45mm以上,来防
止密封部3的粘结。

专利文献1:日本特开平5-87275号公报

专利文献2:日本特开平8-135855号公报

但是,在利用专利文献2公开的油井管用螺纹接头中存在
以下列举的课题(i)、(ii)。

(i)由在专利文献2的表2中作为本发明例具体公开的“密
封部锥形”的值可明确,密封部3、7的锥形较小为1/6~1/2、
换算成角度为5°~14°左右。另外,由“切线圆弧的曲率半
径R(mm)”的值可明确,公扣1的前段无螺纹部9a与密封部3
的连接部的R较大为12mm~32mm。在该结构中,虽然能够降
低接触应力,对于耐粘结性有效,但是密封部的形状会变大。

(ii)公扣1和母扣5无论是在密封部3、7处干涉还是在台
肩部4、8处干涉,台肩部4、8的粘结防止方法都没有任何公开。

发明内容

本实用新型如下所示。

(1)一种油井管用螺纹接头,该油井管用螺纹接头包括:
公扣,其具有锥形状的外螺纹部、设置在外螺纹部的前端的锥
形状的第1密封部、设置在顶端的第1台肩部及设置在外螺纹部
与第1密封部之间的、倾斜角小于第1密封部的倾斜角的前段无
螺纹部;母扣,其具有螺纹接合于外螺纹部的锥形状的内螺纹
部、设置在内螺纹部的里端而与第1密封部在半径方向上相干
涉的锥形状的第2密封部及设置在最里端而与第1台肩部在公
扣的轴向上相干涉的第2台肩部;其特征在于,第1密封部和第
2密封部的倾斜角均相对于沿轴向的轴线为14°~30°,前段
无螺纹部和第1密封部利用半径为3mm~11mm的圆弧部相连
接,第1台肩部和第2台肩部的相对于与轴线垂直的线的倾斜角
度为5°~20°,以及公扣的前端部由半径为0.6mm~0.9mm
的圆弧部形成,母扣的与公扣的前端部相对应的部分由半径
0.5mm以下的圆弧部形成。

(2)根据(1)项所述的油井管用螺纹接头,其特征在于,
外螺纹部和内螺纹部分别是插入牙侧角(stabbing flank
angle)为5°~35°、并且承载牙侧角(load flank angle)
为-1°~-5°、且内螺纹部的高度比外螺纹部的高度高出
0.2mm~0.4mm的梯形螺纹。

(3)根据(2)项所述的油井管用螺纹接头,其特征在于,
将外螺纹部和内螺纹部组合起来时的插入牙侧间隙为30μm~
150μm。

(4)根据(1)项~(3)项中任一项所述的油井管用螺
纹接头,其特征在于,第1密封部和第2密封部各自的密封面的
表面粗糙度以中心线平均粗糙度计为0.8μm~3.2μm。

(5)根据(1)项~(4)项中任一项所述的油井管用螺
纹接头,其特征在于,公扣具有满足如下3个条件(A)~(C)
的形状的内周面:(A)内周面在与第1台肩部的连接部处具有
与母扣的内周面实质上相同的内径;(B)沿着从内周面与第1
台肩部的连接部朝向公扣的后端侧的轴线方向,将内径恒定的
平行部从连接部起形成2mm以上;(C)接着平行部地沿着朝向
公扣的后端侧的轴线方向形成有倾斜部,该倾斜部以与轴线方
向所成的角度为±6°以下的角度倾斜。

(6)根据(1)项~(5)项中任一项所述的油井管用螺
纹接头,其特征在于,在管外径小于5英寸的情况下,第2台肩
部与在同一个接箍内相邻的母扣的台肩部之间的间隔、即台肩
宽SW为25mm以上,在管外径为5英寸以上的情况下,该台肩
宽SW为50mm以上。

采用技术方案1的本实用新型,能够提供一种这样的油井
管用螺纹接头,即,通过将密封部的倾斜角增大到14°~30°,
并由半径为3mm~11mm的圆弧部形成密封部和前段无螺纹
部,通过在确保不会产生密封性能不稳定的最低接触面的同时
减小滑动面的距离,能兼具小型及优良的耐粘结性和密封性。
另外,采用技术方案1的本实用新型,通过使台肩面的角度为5
°~20°的范围,并将公扣的前端部的形状做成半径0.6mm~
0.9mm的圆弧部,而且,将母扣中的与公扣的前端部相对应的
部分的形状做成半径0.5mm以下的圆弧部,能够利用连结时密
封部的提升效果(由于台肩面具有倾斜,公扣与母扣各自的密
封面抵接接触之后在公扣及母扣各自的密封面的半径方向上产
生分压,因此,公扣及母扣各自的密封面的表面压力上升,能
发挥稳定的密封性能)发挥稳定的密封性能,并且,能够防止
由向台肩部和密封部的连接部的应力集中引起的粘结。

采用技术方案2的本实用新型,能够在抑制对扣
(stabbing)时螺纹的插入牙侧的损伤程度的同时维持螺纹的
插入牙侧接触中的压缩性能。另外,采用技术方案2的本实用
新型,能够在抑制切削时在承载面中产生切痕等的同时维持切
削性能。并且,采用技术方案2的本实用新型,不增大母扣的
外径就能够迅速地放出连结中产生的润滑压力。

采用技术方案3的本实用新型,通过在台肩部由于压缩而
塑性变形之后螺纹的插入牙侧面彼此接触,起到支承压缩力的
作用,充分满足密封性能。

采用技术方案4的本实用新型,在接头连结时的滑动阶段
中不会发生熔接,能够维持期望的密封性能。

采用技术方案5的本实用新型,能够在公扣和母扣紧固的
状态下也不会妨碍石油等的流体流动。

并且,采用技术方案6的本实用新型,能够不受相邻的接
头部的影响而得到稳定的连结性能。

附图说明

图1是示意地表示本实用新型的油井管用螺纹接头的一例
子的公扣和母扣连结时的状况的说明图。

图2是将该油井管用螺纹接头的公扣和母扣局部放大地表
示的说明图。

图3是示意地表示本实用新型的油井管用螺纹接头的另一
例子的公扣和母扣连结时的状况的说明图。

图4是将该油井管用螺纹接头的公扣和母扣局部放大地表
示的说明图。

图5是表示外螺纹部和内螺纹部的形状的说明图。

图6的(a)是表示以往的油井管用螺纹接头的整体结构的
说明图,图6的(b)是将油井管用螺纹接头的公扣和母扣连结
时的状况放大地表示的局部剖视图。

图7的(a)是示意地表示以往的油井管用螺纹接头的公扣
和母扣连结中途的状况的说明图,图7的(b)是示意地表示油
井管用螺纹接头的公扣和母扣连结结束时的状况的说明图,图
7的(c)是前段无螺纹部与密封部的连接部的放大图,将图7
的(b)中的公扣的A部放大地表示。

具体实施方式

参照附图说明本实用新型的油井管用螺纹接头。

图1是示意地表示本实用新型的油井管用螺纹接头的一例
10-1的公扣11和母扣21连结时的状况的说明图,图2是将该油
井管用螺纹接头10-1的公扣11和母扣21局部放大地表示的说
明图。

另一方面,图3是示意地表示本实用新型的油井管用螺纹
接头的另一例子10-2的公扣11和母扣21连结时的状况的说明
图,图4是将该油井管用螺纹接头10-2的公扣11和母扣21局部
放大地表示的说明图。

另外,图2、图4中的附图标记Slb表示母扣21的密封长度,
附图标记S ab表示母扣21的密封角度,附图标记Bnr表示母扣
21的前端部半径,附图标记Bsa表示母扣21的台肩角,附图标
记Slp表示公扣11的密封长度,附图标记Sap表示公扣11的密封
角度,附图标记Spr表示公扣11的密封半径,附图标记Pnr表示
公扣11的前端部半径,附图标记Pra表示公扣11的渐远角(日
文:レセス角:recess angle),附图标记Psa表示公扣11的台
肩角,附图标记Stp表示公扣11的前段无螺纹部,并且,附图
标记Ttp表示公扣11的螺纹锥形面。另外,图4中的附图标记Pil
表示公扣11的内周面中的平行部(内部圆筒部)的长度。

如图1、图2所示,油井管用螺纹接头10-1包括公扣11和
母扣21,而且,如图3、图4所示,油井管用螺纹接头10-2也
包括公扣11和母扣21。

公扣11包括外螺纹部12、第1密封部13、第1台肩部14和前
段无螺纹部15。

外螺纹部12在公扣11的外表面形成为锥形状。第1密封部
13在外螺纹部12的前端设置为锥形状。第1台肩部14在公扣11
的顶端设置为台阶状。并且,前段无螺纹部15在外螺纹部12与
第1密封部13之间设置为相对于轴线的倾斜角小于第1密封部
13相对于轴线的倾斜角。

公扣11具有满足以下列举的3个条件(A)~(C)的形状
的内周面11a。

(A)内周面11a在与第1台肩部14的连接部11b处具有与
母扣21的内周面21a的对应的位置21b实质上相同的内径。

(B)沿着从内周面11a与第1台肩部14的连接部11b朝向
公扣11的后端侧的轴线方向(图2、图4中的左方向),将内径
恒定的平行部11c从连接部11b起形成2mm以上。

(C)接着平行部11c地沿着朝向公扣11的后端侧的轴线方
向(图2、图4中的左方向)形成有倾斜部11d,该倾斜部11d
以与轴线方向所成的角度为±6°以下的角度倾斜。图1、图2
是形成有以与轴线方向所成的角度为+6°以下的角度倾斜的
倾斜部11d的情况,图3、图4是形成有以与轴线方向所成的角
度为-6°以下的角度倾斜的倾斜部11d的情况。

本实用新型的油井管用螺纹接头10-1、油井管用螺纹接
头10-2包括具有均满足3个条件(A)~(C)的形状的内周
面11a的公扣11,因此,能够在公扣和母扣紧固的状态下也不
会妨碍石油等的流体流动。

另一方面,母扣21包括内螺纹部22、第2密封部23和第2
台肩部24。

内螺纹部22在母扣21的内周面21a形成为锥形状,螺纹接
合于公扣11的外螺纹部12。第2密封部23在内螺纹部22的里端
设置为锥形状,与公扣11的第1密封部13在半径方向上相干涉。
并且,第2台肩部24设置在母扣21的最里端,与公扣11的第1
台肩部14在公扣11的轴向上相干涉。

另外,图1、图3中的距离SW称作台肩宽。台肩宽SW是第
2台肩部与在同一个接箍内相邻的母扣的台肩部之间的间隔,
在管外径小于5英寸的、例如API规格下的2-3/8(19/8)
英寸~4-1/2(9/2)英寸的油管中,台肩宽SW优选为25mm
以上,而且,在管外径为5英寸以上的、例如API规格下的5英
寸~16英寸或者更大的套管中,台肩宽SW优选为50mm以上。
在螺纹接头的情况下,通常是只要连结完成,半径方向的尺寸
就微妙地变动,但通过确保上述台肩宽,能够不受由相邻的接
头部的连结引起的变动的影响而得到稳定的连结性能。

第1密封部13和第2密封部23的相对于轴线的倾斜角均相
对于沿轴向的轴线为14°~30°。在高合金等材料中,该倾斜
角小于14°时,第1密封部13和第2密封部23进行滑动的滑动面
的距离变长,容易发生粘结。另一方面,在该倾斜角大于30°
时,虽然不会发生粘结,但拉伸时产生表面压力的部分的宽度
为0.5mm以下,密封性能不稳定。

前段无螺纹部15和第1密封部13利用半径3mm~11mm的
圆弧部相连接。其原因在于,在利用半径小于3mm的圆弧部连
接时,表面压力局部升高,密封部容易发生粘结。另一方面,
在利用半径大于11mm的圆弧部连接时,虽然耐粘结性没有问
题,但密封部的形状变大。

第1台肩部14和第2台肩部24的相对于与轴线垂直的线的
倾斜角度(以下也称作“副台肩角度”)为5°~20°。在副台
肩角度小于5°时,与公扣11连结时不能体现由对金属密封的
提升效果引起的表面压力上升,在副台肩角度大于20°时,母
扣21的金属密封和第2台肩部24所构成的拐角部的应力集中升
高,并不理想。

公扣11的前端部16由半径0.6mm~0.9mm的圆弧部形成,
并且,母扣21的与公扣11的前端部16相对应的部分25由半径
0.5mm以下的圆弧部形成。

公扣11的前端部16的圆弧部的半径大于母扣21的与公扣
11的前端部16相对应的部分25的圆弧部的半径。其理由在于,
互相干涉而不会发生粘结。另外,由于使台肩的高度极高对于
压缩性能、转矩性能有效,因此,在现有的油井管用螺纹接头
中,公扣11的前端部16的圆弧部的半径、母扣21的与公扣11
的前端部16相对应的部分25的圆弧部的半径极小较佳。

具有以上要素的油井管用螺纹接头10-1、油井管用螺纹
接头10-2将密封部13、23的倾斜角增大到14°~30°,并且,
由半径3mm~11mm的圆弧部形成密封部13、23和前段无螺纹
部15的连接部,因此,通过一边确保不会产生密封性能不稳定
的最低接触面一边减小滑动面的距离,能兼具小型及优良的耐
粘结性和密封性。

另外,该油井管用螺纹接头10-1、油井管用螺纹接头10
-2使副台肩角度为5°~20°的范围,并将公扣11的前端部16
的形状做成半径0.6mm~0.9mm的圆弧部,而且,将母扣21的
与公扣11的前端部16相对应的部分25的形状做成半径0.5mm
以下的圆弧部,因此,能够利用连结时对密封部13、23的提升
效果发挥稳定的密封性能,并且,能够防止由向台肩部14、24
和密封部13、23的连接部的应力集中引起的粘结。

图5是表示外螺纹部12和内螺纹部22的形状的说明图。图5
中的附图标记θ1表示插入牙侧角,附图标记θ2表示承载牙侧角,
附图标记HP表示外螺纹部12的高度,附图标记HB表示内螺纹
部22的高度,附图标记CS表示插入牙侧间隙,Tta表示螺纹锥形。

外螺纹部12和内螺纹部22分别是插入牙侧角θ1为5°~35
°、并且承载牙侧角θ2为-1°~-5°、且内螺纹部22的高度
HB比外螺纹部12的高度HP高出0.2mm~0.4mm的梯形螺纹。

API的BTC的规定在市场上被长年地使用,插入牙侧角为
10°左右是常识的尺寸。在插入牙侧角小于5°时,对扣
(stabbing)时螺纹的插入牙侧的损伤程度较大。另一方面,
在插入牙侧角大于35°时,螺纹的插入牙侧接触下的压缩性能
降低。因此,在本实用新型中,插入牙侧角θ1优选为5°~35°。

另外,鉴于弯曲的拉伸等,若承载牙侧角为负角,则难以
滑脱(jump out),但切削性能较差,因此,承载牙侧角不做
成大于-5°的较大的负角较佳,但在承载牙侧角为0°的情况
下,切削时在承载面产生切痕等,因此,不能完全不是负角。
因而,根据精度,承载牙侧角优选为-1°以上。因此,承载牙
侧角θ2优选为-1°~-5°。

并且,在内螺纹部22的高度HB与外螺纹部12的高度HP相
同时,在连结中产生的润滑压力升高,不能完全自母扣端面脱
出。在内螺纹部22的高度HB与外螺纹部12的高度HP之差小于
0.2mm时,连结时的润滑压力的释放较慢,即使在自连结经过
24小时之后进入到井中时,也残留着润滑压力。并且,在内螺
纹部22的高度HB比外螺纹部12的高度HP高出0.4mm时,虽然
连结时的润滑压力释放,但是内螺纹部22的高度HB过高,若不
相应地增大母扣21的外径,就无法得到相同的螺纹效率。因此,
优选内螺纹部22的高度HB比外螺纹部12的高度HP高出
0.2mm~0.4mm的梯形螺纹。

在将外螺纹部12和内螺纹部22组合起来时的插入牙侧间
隙CS为30μm以下时,由于泊松比的关系,在连结时插入牙侧
面彼此接触,会导致转矩上升或者插入牙侧面的粘结。另外,
随着插入牙侧间隙CS变大,螺纹部11、21变得不接触,在台肩
部14、24由于压缩而塑性变形之后螺纹的插入牙侧面彼此接
触,从而起到支承压缩力的作用。插入牙侧间隙CS的极限值为
150μm左右,在插入牙侧间隙CS大于150μm而变大时,台肩部
14、24发生很大的塑性变形,无法满足密封性能。因此,插入
牙侧间隙CS优选为30μm~150μm。

第1密封部13和第2密封部23各自的密封面的表面粗糙度
较小,则密封性能较高,但在接头连结时的滑动阶段,表面粗
糙度以中心线平均粗糙度计小于0.8μm时会导致熔接。另外,
在该表面粗糙度以中心线平均粗糙度计大于3.2μm地变大时,
长度方向上的起伏变大,因此密封性能变差。因此,第1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线平均
粗糙度计优选为0.8μm~3.2μm。

附图标记说明

0、由专利文献1公开的油井管用螺纹接头;1、公扣;2、
外螺纹部;3、密封部;4、台肩部;5、母扣部;6、内螺纹部;
7、密封部;8、台肩部;9a、前段无螺纹部;9b、正切于密封
部的曲线;10-1、10-2、本实用新型的油井管用螺纹接头;
11、公扣;11a、内周面;11b、连接部;11c、平行部;11d、
倾斜部;12、外螺纹部;13、第1密封部;14、第1台肩部;15、
前段无螺纹部;16、前端部;21、母扣;21a、内周面;21b、
对应的位置;22、内螺纹部;23、第2密封部;24、第2台肩部;
25、与公扣的前端部相对应的部分。

油井管用螺纹接头.pdf_第1页
第1页 / 共14页
油井管用螺纹接头.pdf_第2页
第2页 / 共14页
油井管用螺纹接头.pdf_第3页
第3页 / 共14页
点击查看更多>>
资源描述

《油井管用螺纹接头.pdf》由会员分享,可在线阅读,更多相关《油井管用螺纹接头.pdf(14页珍藏版)》请在专利查询网上搜索。

1、(10)授权公告号 CN 202417340 U(45)授权公告日 2012.09.05CN202417340U*CN202417340U*(21)申请号 201120576606.1(22)申请日 2011.12.29E21B 17/042(2006.01)(73)专利权人住友金属工业株式会社地址日本大阪府(72)发明人永作重夫 炭谷胜利(74)专利代理机构北京林达刘知识产权代理事务所(普通合伙) 11277代理人刘新宇 张会华(54) 实用新型名称油井管用螺纹接头(57) 摘要本实用新型提供油井管用螺纹接头。油井管用螺纹接头(10-1)包括:公扣(11),其具有外螺纹部(12)、第1密封部。

2、(13)、第1台肩部(14)及前段无螺纹部(15);母扣(21),其具有内螺纹部(22)、第2密封部(23)及第2台肩部(24)。第1密封部和第2密封部(23)的倾斜角均相对于轴线为1430,前段无螺纹部和第1密封部利用半径为3mm11mm的圆弧部相连接,第2台肩部(24)的相对于与轴线垂直的线的倾斜角度为520,公扣的前端部(16)由半径为0.6mm0.9mm的圆弧部形成,母扣(21)的与公扣的前端部(16)相对应的部分(25)由半径0.5mm以下的圆弧部形成。(51)Int.Cl.权利要求书2页 说明书7页 附图4页(19)中华人民共和国国家知识产权局(12)实用新型专利权利要求书 2 页。

3、 说明书 7 页 附图 4 页1/2页21.一种油井管用螺纹接头,该油井管用螺纹接头包括:公扣,其具有锥形状的外螺纹部、设置在外螺纹部的前端的锥形状的第1密封部、设置在顶端的第1台肩部及设置在外螺纹部与第1密封部之间的、倾斜角小于上述第1密封部的倾斜角的前段无螺纹部;母扣,其具有螺纹接合于上述外螺纹部的锥形状的内螺纹部、设置在该内螺纹部的里端而与上述第1密封部在半径方向上相干涉的锥形状的第2密封部及设置在最里端而与上述第1台肩部在上述公扣的轴向上相干涉的第2台肩部;其特征在于,上述第1密封部和第2密封部的倾斜角均相对于沿上述轴向的轴线为1430,上述前段无螺纹部和该第1密封部利用半径为3mm1。

4、1mm的圆弧部相连接,上述第1台肩部和第2台肩部的相对于与上述轴线垂直的线的倾斜角度为520,以及上述公扣的前端部由半径为0.6mm0.9mm的圆弧部形成,上述母扣的与该公扣的前端部相对应的部分由半径0.5mm以下的圆弧部形成。2.根据权利要求1所述的油井管用螺纹接头,其特征在于,上述外螺纹部和上述内螺纹部分别是插入牙侧角为535、并且承载牙侧角为-1-5、且上述内螺纹部的高度比上述外螺纹部的高度高出0.2mm0.4mm的梯形螺纹。3.根据权利要求2所述的油井管用螺纹接头,其特征在于,将上述外螺纹部和内螺纹部组合起来时的插入牙侧间隙为30m150m。4.根据权利要求13中任一项所述的油井管用螺。

5、纹接头,其特征在于,上述第1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线平均粗糙度计为0.8m3.2m。5.根据权利要求13中任一项所述的油井管用螺纹接头,其特征在于,上述公扣具有满足下述3个条件(A)(C)的形状的内周面:(A)内周面在与上述第1台肩部的连接部处具有与上述母扣的内周面实质上相同的内径;(B)沿着从内周面与上述第1台肩部的连接部朝向该公扣的后端侧的轴线方向,将内径恒定的平行部从上述连接部起形成2mm以上;(C)接着上述平行部地沿着朝向该公扣的后端侧的上述轴线方向形成有倾斜部,该倾斜部以与上述轴线方向所成的角度为6以下的角度倾斜。6.根据权利要求4所述的油井管用螺纹接头。

6、,其特征在于,上述公扣具有满足下述3个条件(A)(C)的形状的内周面:(A)内周面在与上述第1台肩部的连接部处具有与上述母扣的内周面实质上相同的内径;(B)沿着从内周面与上述第1台肩部的连接部朝向该公扣的后端侧的轴线方向,将内径恒定的平行部从上述连接部起形成2mm以上;(C)接着上述平行部地沿着朝向该公扣的后端侧的上述轴线方向形成有倾斜部,该倾斜部以与上述轴线方向所成的角度为6以下的角度倾斜。7.根据权利要求13中任一项所述的油井管用螺纹接头,其特征在于,权 利 要 求 书CN 202417340 U2/2页3在管外径小于5英寸的情况下,上述第2台肩部与在同一个接箍内相邻的母扣的台肩部之间的间。

7、隔、即台肩宽为25mm以上,在管外径为5英寸以上的情况下,该台肩宽为50mm以上。8.根据权利要求4所述的油井管用螺纹接头,其特征在于,在管外径小于5英寸的情况下,上述第2台肩部与在同一个接箍内相邻的母扣的台肩部之间的间隔、即台肩宽为25mm以上,在管外径为5英寸以上的情况下,该台肩宽为50mm以上。9.根据权利要求5所述的油井管用螺纹接头,其特征在于,在管外径小于5英寸的情况下,上述第2台肩部与在同一个接箍内相邻的母扣的台肩部之间的间隔、即台肩宽为25mm以上,在管外径为5英寸以上的情况下,该台肩宽为50mm以上。10.根据权利要求6所述的油井管用螺纹接头,其特征在于,在管外径小于5英寸的情。

8、况下,上述第2台肩部与在同一个接箍内相邻的母扣的台肩部之间的间隔、即台肩宽为25mm以上,在管外径为5英寸以上的情况下,该台肩宽为50mm以上。权 利 要 求 书CN 202417340 U1/7页4油井管用螺纹接头技术领域0001 本实用新型涉及一种用于将石油、天然气的勘探、生产等所使用的油井管连接起来的油井管用螺纹接头,特别是涉及一种金属密封式的油井管用螺纹接头。背景技术0002 作为用于连接油井管的油井管用螺纹接头,通常使用API规格的圆形螺纹接头、偏梯形螺纹接头。但是,鉴于随着油井、气井的深度逐年变深而导致的开采条件的残酷化,油井管用螺纹接头会承受很大的3维载荷而暴露在严酷的应力状态下。

9、。特别是在生产井中,自管内施加有周向应力,充分保持3轴应力下的气密性能对于圆形螺纹接头、偏梯形螺纹接头来说并不容易。0003 因此,由专利文献1公开了一种具有金属密封面的金属密封式的油井管用螺纹接头。图6的(a)是表示该油井管用螺纹接头0的整体结构的说明图,图6的(b)是将油井管用螺纹接头0的公扣()1和母扣()5连结时的状况放大表示的局部剖视图。另外,图7的(a)是示意地表示油井管用螺纹接头0的公扣1和母扣5的连结中途的状况的说明图,图7的(b)是示意地表示油井管用螺纹接头0的公扣1和母扣5连结结束时的状况的说明图,并且,图7的(c)是将前段无螺纹部与密封部的连接部放大表示的说明图。0004。

10、 如图6的(a)及图6的(b)所示,油井管P、P利用接箍C(coupling)相连接。附图标记1是油井管P的插入到接箍C中的端部,表示公扣部,附图标记5表示为了接收公扣1而形成在接箍C中的母扣部。油井管用螺纹接头0是将公扣1和母扣5旋入结合的金属密封式的螺纹接头,公扣1在其外表面具有朝向前端逐渐缩径的锥形状的外螺纹部2。在外螺纹部2的前端设有朝向前端逐渐缩径的锥形状的密封部3。在公扣1的顶端形成有向与外螺纹部2和密封部3相反的方向急剧倾斜的台肩部4。另一方面,母扣5在其内表面具有与外螺纹部2相对应的内螺纹部6,在内螺纹部6的里端设有与密封部3相对应的密封部7,在更里端设有与台肩部4相对应的台肩。

11、部8。0005 通过向内螺纹部6内旋入外螺纹部2,密封部3、7相接触,通过台肩部4、8对接来将公扣1和母扣5密封。为了在密封面产生充分的表面压力,对公扣侧的密封部3和母扣侧的密封部7之间付与被称作干涉量S的径差。干涉量S被规定为SDPX-DBX(DPX:公扣侧密封部的最小直径,DBX:母扣侧密封部的最小直径),S0、即DPXDBX。通过付与干涉量S,在旋入中途,密封部3、7开始干涉(参照图7的(a),台肩部4、8相抵接而结合结束。将密封部3、7开始干涉到结合结束为止的轴向行程称作收紧量MOS。0006 在该金属面密封式的油井管用螺纹接头0中,由于密封部3、7的径差,在密封部3、7开始干涉到结合。

12、结束为止的期间里、即旋入收紧量MOS的期间里,密封部3、7一边保持着较高的表面压力一边以螺旋状滑动。因此,密封部3、7易于发生粘结(日文:焼付)。若发生粘结,则密封面变粗糙而产生局部性的间隙、产生过干涉的部分,密封性受损。0007 因此,在专利文献2中公开了一种这样的油井管用螺纹接头,即,在具有金属密封说 明 书CN 202417340 U2/7页5面的面密封式的油井管用螺纹接头0中,将公扣1和母扣5的密封部3、7的倾斜度做成1/6以上的锥形,使其倾斜度大于螺纹部2、6的倾斜度,使母扣5的密封部7的长度LB大于公扣1的密封部3的长度LP,在公扣1的外螺纹部2与密封部3之间形成倾斜度小于密封部3。

13、的倾斜度的前段无螺纹部9a,利用正切于密封部3的曲线9b将前段无螺纹部9a和密封部3之间连接起来,使从存在于该曲线9b内且最接近曲线9b与密封部3的切点的圆弧顶点到切点的距离或者从前段无螺纹部9a与密封部3的边界到切点的距离中的任一个较小的距离为1.45mm以上。0008 简略说明,该油井管用螺纹接头通过在公扣1的外螺纹部2与密封部3之间形成倾斜度小于密封部3的倾斜度的前段无螺纹部9a,利用圆弧9b前段无螺纹部9a和密封部3之间连接起来,并使直到圆弧9b与密封部3的交点的距离为1.45mm以上,来防止密封部3的粘结。0009 专利文献1:日本特开平5-87275号公报0010 专利文献2:日本。

14、特开平8-135855号公报0011 但是,在利用专利文献2公开的油井管用螺纹接头中存在以下列举的课题(i)、(ii)。0012 (i)由在专利文献2的表2中作为本发明例具体公开的“密封部锥形”的值可明确,密封部3、7的锥形较小为1/61/2、换算成角度为514左右。另外,由“切线圆弧的曲率半径R(mm)”的值可明确,公扣1的前段无螺纹部9a与密封部3的连接部的R较大为12mm32mm。在该结构中,虽然能够降低接触应力,对于耐粘结性有效,但是密封部的形状会变大。0013 (ii)公扣1和母扣5无论是在密封部3、7处干涉还是在台肩部4、8处干涉,台肩部4、8的粘结防止方法都没有任何公开。发明内容。

15、0014 本实用新型如下所示。0015 (1)一种油井管用螺纹接头,该油井管用螺纹接头包括:公扣,其具有锥形状的外螺纹部、设置在外螺纹部的前端的锥形状的第1密封部、设置在顶端的第1台肩部及设置在外螺纹部与第1密封部之间的、倾斜角小于第1密封部的倾斜角的前段无螺纹部;母扣,其具有螺纹接合于外螺纹部的锥形状的内螺纹部、设置在内螺纹部的里端而与第1密封部在半径方向上相干涉的锥形状的第2密封部及设置在最里端而与第1台肩部在公扣的轴向上相干涉的第2台肩部;其特征在于,第1密封部和第2密封部的倾斜角均相对于沿轴向的轴线为1430,前段无螺纹部和第1密封部利用半径为3mm11mm的圆弧部相连接,第1台肩部和。

16、第2台肩部的相对于与轴线垂直的线的倾斜角度为520,以及公扣的前端部由半径为0.6mm0.9mm的圆弧部形成,母扣的与公扣的前端部相对应的部分由半径0.5mm以下的圆弧部形成。0016 (2)根据(1)项所述的油井管用螺纹接头,其特征在于,外螺纹部和内螺纹部分别是插入牙侧角(stabbing flankangle)为535、并且承载牙侧角(load flank angle)为-1-5、且内螺纹部的高度比外螺纹部的高度高出0.2mm0.4mm的梯形螺纹。说 明 书CN 202417340 U3/7页60017 (3)根据(2)项所述的油井管用螺纹接头,其特征在于,将外螺纹部和内螺纹部组合起来时的。

17、插入牙侧间隙为30m150m。0018 (4)根据(1)项(3)项中任一项所述的油井管用螺纹接头,其特征在于,第1密封部和第2密封部各自的密封面的表面粗糙度以中心线平均粗糙度计为0.8m3.2m。0019 (5)根据(1)项(4)项中任一项所述的油井管用螺纹接头,其特征在于,公扣具有满足如下3个条件(A)(C)的形状的内周面:(A)内周面在与第1台肩部的连接部处具有与母扣的内周面实质上相同的内径;(B)沿着从内周面与第1台肩部的连接部朝向公扣的后端侧的轴线方向,将内径恒定的平行部从连接部起形成2mm以上;(C)接着平行部地沿着朝向公扣的后端侧的轴线方向形成有倾斜部,该倾斜部以与轴线方向所成的角。

18、度为6以下的角度倾斜。0020 (6)根据(1)项(5)项中任一项所述的油井管用螺纹接头,其特征在于,在管外径小于5英寸的情况下,第2台肩部与在同一个接箍内相邻的母扣的台肩部之间的间隔、即台肩宽SW为25mm以上,在管外径为5英寸以上的情况下,该台肩宽SW为50mm以上。0021 采用技术方案1的本实用新型,能够提供一种这样的油井管用螺纹接头,即,通过将密封部的倾斜角增大到1430,并由半径为3mm11mm的圆弧部形成密封部和前段无螺纹部,通过在确保不会产生密封性能不稳定的最低接触面的同时减小滑动面的距离,能兼具小型及优良的耐粘结性和密封性。另外,采用技术方案1的本实用新型,通过使台肩面的角度。

19、为520的范围,并将公扣的前端部的形状做成半径0.6mm0.9mm的圆弧部,而且,将母扣中的与公扣的前端部相对应的部分的形状做成半径0.5mm以下的圆弧部,能够利用连结时密封部的提升效果(由于台肩面具有倾斜,公扣与母扣各自的密封面抵接接触之后在公扣及母扣各自的密封面的半径方向上产生分压,因此,公扣及母扣各自的密封面的表面压力上升,能发挥稳定的密封性能)发挥稳定的密封性能,并且,能够防止由向台肩部和密封部的连接部的应力集中引起的粘结。0022 采用技术方案2的本实用新型,能够在抑制对扣(stabbing)时螺纹的插入牙侧的损伤程度的同时维持螺纹的插入牙侧接触中的压缩性能。另外,采用技术方案2的本。

20、实用新型,能够在抑制切削时在承载面中产生切痕等的同时维持切削性能。并且,采用技术方案2的本实用新型,不增大母扣的外径就能够迅速地放出连结中产生的润滑压力。0023 采用技术方案3的本实用新型,通过在台肩部由于压缩而塑性变形之后螺纹的插入牙侧面彼此接触,起到支承压缩力的作用,充分满足密封性能。0024 采用技术方案4的本实用新型,在接头连结时的滑动阶段中不会发生熔接,能够维持期望的密封性能。0025 采用技术方案5的本实用新型,能够在公扣和母扣紧固的状态下也不会妨碍石油等的流体流动。0026 并且,采用技术方案6的本实用新型,能够不受相邻的接头部的影响而得到稳定的连结性能。附图说明0027 图1。

21、是示意地表示本实用新型的油井管用螺纹接头的一例子的公扣和母扣连结时的状况的说明图。说 明 书CN 202417340 U4/7页70028 图2是将该油井管用螺纹接头的公扣和母扣局部放大地表示的说明图。0029 图3是示意地表示本实用新型的油井管用螺纹接头的另一例子的公扣和母扣连结时的状况的说明图。0030 图4是将该油井管用螺纹接头的公扣和母扣局部放大地表示的说明图。0031 图5是表示外螺纹部和内螺纹部的形状的说明图。0032 图6的(a)是表示以往的油井管用螺纹接头的整体结构的说明图,图6的(b)是将油井管用螺纹接头的公扣和母扣连结时的状况放大地表示的局部剖视图。0033 图7的(a)是。

22、示意地表示以往的油井管用螺纹接头的公扣和母扣连结中途的状况的说明图,图7的(b)是示意地表示油井管用螺纹接头的公扣和母扣连结结束时的状况的说明图,图7的(c)是前段无螺纹部与密封部的连接部的放大图,将图7的(b)中的公扣的A部放大地表示。具体实施方式0034 参照附图说明本实用新型的油井管用螺纹接头。0035 图1是示意地表示本实用新型的油井管用螺纹接头的一例10-1的公扣11和母扣21连结时的状况的说明图,图2是将该油井管用螺纹接头10-1的公扣11和母扣21局部放大地表示的说明图。0036 另一方面,图3是示意地表示本实用新型的油井管用螺纹接头的另一例子10-2的公扣11和母扣21连结时的。

23、状况的说明图,图4是将该油井管用螺纹接头10-2的公扣11和母扣21局部放大地表示的说明图。0037 另外,图2、图4中的附图标记Slb表示母扣21的密封长度,附图标记S ab表示母扣21的密封角度,附图标记Bnr表示母扣21的前端部半径,附图标记Bsa表示母扣21的台肩角,附图标记Slp表示公扣11的密封长度,附图标记Sap表示公扣11的密封角度,附图标记Spr表示公扣11的密封半径,附图标记Pnr表示公扣11的前端部半径,附图标记Pra表示公扣11的渐远角(日文:角:recess angle),附图标记Psa表示公扣11的台肩角,附图标记Stp表示公扣11的前段无螺纹部,并且,附图标记Tt。

24、p表示公扣11的螺纹锥形面。另外,图4中的附图标记Pil表示公扣11的内周面中的平行部(内部圆筒部)的长度。0038 如图1、图2所示,油井管用螺纹接头10-1包括公扣11和母扣21,而且,如图3、图4所示,油井管用螺纹接头10-2也包括公扣11和母扣21。0039 公扣11包括外螺纹部12、第1密封部13、第1台肩部14和前段无螺纹部15。0040 外螺纹部12在公扣11的外表面形成为锥形状。第1密封部13在外螺纹部12的前端设置为锥形状。第1台肩部14在公扣11的顶端设置为台阶状。并且,前段无螺纹部15在外螺纹部12与第1密封部13之间设置为相对于轴线的倾斜角小于第1密封部13相对于轴线的。

25、倾斜角。0041 公扣11具有满足以下列举的3个条件(A)(C)的形状的内周面11a。0042 (A)内周面11a在与第1台肩部14的连接部11b处具有与母扣21的内周面21a的对应的位置21b实质上相同的内径。0043 (B)沿着从内周面11a与第1台肩部14的连接部11b朝向公扣11的后端侧的轴说 明 书CN 202417340 U5/7页8线方向(图2、图4中的左方向),将内径恒定的平行部11c从连接部11b起形成2mm以上。0044 (C)接着平行部11c地沿着朝向公扣11的后端侧的轴线方向(图2、图4中的左方向)形成有倾斜部11d,该倾斜部11d以与轴线方向所成的角度为6以下的角度倾。

26、斜。图1、图2是形成有以与轴线方向所成的角度为+6以下的角度倾斜的倾斜部11d的情况,图3、图4是形成有以与轴线方向所成的角度为-6以下的角度倾斜的倾斜部11d的情况。0045 本实用新型的油井管用螺纹接头10-1、油井管用螺纹接头10-2包括具有均满足3个条件(A)(C)的形状的内周面11a的公扣11,因此,能够在公扣和母扣紧固的状态下也不会妨碍石油等的流体流动。0046 另一方面,母扣21包括内螺纹部22、第2密封部23和第2台肩部24。0047 内螺纹部22在母扣21的内周面21a形成为锥形状,螺纹接合于公扣11的外螺纹部12。第2密封部23在内螺纹部22的里端设置为锥形状,与公扣11的。

27、第1密封部13在半径方向上相干涉。并且,第2台肩部24设置在母扣21的最里端,与公扣11的第1台肩部14在公扣11的轴向上相干涉。0048 另外,图1、图3中的距离SW称作台肩宽。台肩宽SW是第2台肩部与在同一个接箍内相邻的母扣的台肩部之间的间隔,在管外径小于5英寸的、例如API规格下的2-3/8(19/8)英寸4-1/2(9/2)英寸的油管中,台肩宽SW优选为25mm以上,而且,在管外径为5英寸以上的、例如API规格下的5英寸16英寸或者更大的套管中,台肩宽SW优选为50mm以上。在螺纹接头的情况下,通常是只要连结完成,半径方向的尺寸就微妙地变动,但通过确保上述台肩宽,能够不受由相邻的接头部。

28、的连结引起的变动的影响而得到稳定的连结性能。0049 第1密封部13和第2密封部23的相对于轴线的倾斜角均相对于沿轴向的轴线为1430。在高合金等材料中,该倾斜角小于14时,第1密封部13和第2密封部23进行滑动的滑动面的距离变长,容易发生粘结。另一方面,在该倾斜角大于30时,虽然不会发生粘结,但拉伸时产生表面压力的部分的宽度为0.5mm以下,密封性能不稳定。0050 前段无螺纹部15和第1密封部13利用半径3mm11mm的圆弧部相连接。其原因在于,在利用半径小于3mm的圆弧部连接时,表面压力局部升高,密封部容易发生粘结。另一方面,在利用半径大于11mm的圆弧部连接时,虽然耐粘结性没有问题,但。

29、密封部的形状变大。0051 第1台肩部14和第2台肩部24的相对于与轴线垂直的线的倾斜角度(以下也称作“副台肩角度”)为520。在副台肩角度小于5时,与公扣11连结时不能体现由对金属密封的提升效果引起的表面压力上升,在副台肩角度大于20时,母扣21的金属密封和第2台肩部24所构成的拐角部的应力集中升高,并不理想。0052 公扣11的前端部16由半径0.6mm0.9mm的圆弧部形成,并且,母扣21的与公扣11的前端部16相对应的部分25由半径0.5mm以下的圆弧部形成。0053 公扣11的前端部16的圆弧部的半径大于母扣21的与公扣11的前端部16相对应的部分25的圆弧部的半径。其理由在于,互相。

30、干涉而不会发生粘结。另外,由于使台肩的高度极高对于压缩性能、转矩性能有效,因此,在现有的油井管用螺纹接头中,公扣11的前端部16的圆弧部的半径、母扣21的与公扣11的前端部16相对应的部分25的圆弧部的半径极小较佳。说 明 书CN 202417340 U6/7页90054 具有以上要素的油井管用螺纹接头10-1、油井管用螺纹接头10-2将密封部13、23的倾斜角增大到1430,并且,由半径3mm11mm的圆弧部形成密封部13、23和前段无螺纹部15的连接部,因此,通过一边确保不会产生密封性能不稳定的最低接触面一边减小滑动面的距离,能兼具小型及优良的耐粘结性和密封性。0055 另外,该油井管用螺。

31、纹接头10-1、油井管用螺纹接头10-2使副台肩角度为520的范围,并将公扣11的前端部16的形状做成半径0.6mm0.9mm的圆弧部,而且,将母扣21的与公扣11的前端部16相对应的部分25的形状做成半径0.5mm以下的圆弧部,因此,能够利用连结时对密封部13、23的提升效果发挥稳定的密封性能,并且,能够防止由向台肩部14、24和密封部13、23的连接部的应力集中引起的粘结。0056 图5是表示外螺纹部12和内螺纹部22的形状的说明图。图5中的附图标记1表示插入牙侧角,附图标记2表示承载牙侧角,附图标记HP表示外螺纹部12的高度,附图标记HB表示内螺纹部22的高度,附图标记CS表示插入牙侧间。

32、隙,Tta表示螺纹锥形。0057 外螺纹部12和内螺纹部22分别是插入牙侧角1为535、并且承载牙侧角2为-1-5、且内螺纹部22的高度HB比外螺纹部12的高度HP高出0.2mm0.4mm的梯形螺纹。0058 API的BTC的规定在市场上被长年地使用,插入牙侧角为10左右是常识的尺寸。在插入牙侧角小于5时,对扣(stabbing)时螺纹的插入牙侧的损伤程度较大。另一方面,在插入牙侧角大于35时,螺纹的插入牙侧接触下的压缩性能降低。因此,在本实用新型中,插入牙侧角1优选为535。0059 另外,鉴于弯曲的拉伸等,若承载牙侧角为负角,则难以滑脱(jump out),但切削性能较差,因此,承载牙侧角。

33、不做成大于-5的较大的负角较佳,但在承载牙侧角为0的情况下,切削时在承载面产生切痕等,因此,不能完全不是负角。因而,根据精度,承载牙侧角优选为-1以上。因此,承载牙侧角2优选为-1-5。0060 并且,在内螺纹部22的高度HB与外螺纹部12的高度HP相同时,在连结中产生的润滑压力升高,不能完全自母扣端面脱出。在内螺纹部22的高度HB与外螺纹部12的高度HP之差小于0.2mm时,连结时的润滑压力的释放较慢,即使在自连结经过24小时之后进入到井中时,也残留着润滑压力。并且,在内螺纹部22的高度HB比外螺纹部12的高度HP高出0.4mm时,虽然连结时的润滑压力释放,但是内螺纹部22的高度HB过高,若。

34、不相应地增大母扣21的外径,就无法得到相同的螺纹效率。因此,优选内螺纹部22的高度HB比外螺纹部12的高度HP高出0.2mm0.4mm的梯形螺纹。0061 在将外螺纹部12和内螺纹部22组合起来时的插入牙侧间隙CS为30m以下时,由于泊松比的关系,在连结时插入牙侧面彼此接触,会导致转矩上升或者插入牙侧面的粘结。另外,随着插入牙侧间隙CS变大,螺纹部11、21变得不接触,在台肩部14、24由于压缩而塑性变形之后螺纹的插入牙侧面彼此接触,从而起到支承压缩力的作用。插入牙侧间隙CS的极限值为150m左右,在插入牙侧间隙CS大于150m而变大时,台肩部14、24发生很大的塑性变形,无法满足密封性能。因。

35、此,插入牙侧间隙CS优选为30m150m。0062 第1密封部13和第2密封部23各自的密封面的表面粗糙度较小,则密封性能较高,但在接头连结时的滑动阶段,表面粗糙度以中心线平均粗糙度计小于0.8m时会导致熔接。另外,在该表面粗糙度以中心线平均粗糙度计大于3.2m地变大时,长度方向上的说 明 书CN 202417340 U7/7页10起伏变大,因此密封性能变差。因此,第1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线平均粗糙度计优选为0.8m3.2m。0063 附图标记说明0064 0、由专利文献1公开的油井管用螺纹接头;1、公扣;2、外螺纹部;3、密封部;4、台肩部;5、母扣部;6、内螺纹部;7、密封部;8、台肩部;9a、前段无螺纹部;9b、正切于密封部的曲线;10-1、10-2、本实用新型的油井管用螺纹接头;11、公扣;11a、内周面;11b、连接部;11c、平行部;11d、倾斜部;12、外螺纹部;13、第1密封部;14、第1台肩部;15、前段无螺纹部;16、前端部;21、母扣;21a、内周面;21b、对应的位置;22、内螺纹部;23、第2密封部;24、第2台肩部;25、与公扣的前端部相对应的部分。说 明 书CN 202417340 U10。

展开阅读全文
相关资源
猜你喜欢
相关搜索

当前位置:首页 > 固定建筑物 > 土层或岩石的钻进;采矿


copyright@ 2017-2020 zhuanlichaxun.net网站版权所有
经营许可证编号:粤ICP备2021068784号-1