管用螺纹接头 本发明涉及一种连接管子用的螺纹接头，其用于石油和天然气的试验挖掘，生产或类似情况，具体说是涉及表面密封类型的螺纹接头。
通常，API标准的圆螺纹接头和锯齿螺纹接头用于连接石油领域的管状物。然而由于油井和气井这些年越来越深，因而使开掘条件困难，一个螺纹接头受到大的三维负荷，且受到苛刻的应力。特别在一个生产井内，接头受到一个来自管内的周向应力，接头在3-轴向应力下必须保持气密。
一个圆螺纹接头和锯齿螺纹接头不能足够地适合这个要求。一种表面密封类型螺纹接头，其包含为上述原因而研究的金属密封表面，并且表面密封类型的螺纹接头已开始在若干井中使用。现在将参考图1A，1B，2A和2B描述表面密封类型螺纹接头的结构。
图1A是一个局部剖开的视图表明了油田领域管状物的连接部件，图1B是这部分的放大视图。管P和P通过接头C相互连接。每个管P的端部包括销形部分10，该端部被插入接头C。接头C包括一用于容纳销形部10的一个箱形部20。一个螺纹接头通过螺纹连接销形部10和箱形部20。
表面密封类型的螺纹接头包括在外周上的一个阳螺纹11，其朝着顶端不断减小直径而渐细。密封部分12形成在阳螺纹11的顶端，它朝着顶端不断减小直径而渐细。销形部分10的顶端是一个肩部13，其是一个局部反向的锥表面，该表面有一个相对垂直于管轴线的横断面的反向角。另一方面，箱形部分20内包括一个阴螺纹21、其对应于阳螺纹11。对应于密封部分12地密封部分22形成在箱形部分20的后部，并且在箱形部20的更后部形成对应于肩部13的肩部23。
当阳螺纹11拧入阴螺纹21时，密封部分12和22互相接触。因此允许肩部13和23互相邻接，销部10和箱部20面对面地密封。为了在密封表面产生足够大的表面压力，在销形侧面密封部分12和箱形侧面密封部分22之间提供称作干涉的直径差。
干涉S如下表达：
S＝DPX-DBX
DPX：销形侧密封部分峰径(峰点)
DBX：箱形侧密封部分峰径(峰点)：因此，S＞0，也就是DPX＞DBX。因而产生干涉，在螺纹柠入过程(图2A)，密封部分12和22开始互相干涉。在相邻的肩部13和23上完成连接(图2B)。从密封部分12和22之间的干涉开始直到连接结束，轴线方向的行程这里称作螺纹拧入量MOS(密封上的补充)。
在这种管用金属表面密封类型的螺纹接头中，由于密封部分12和22之间的直径差，从密封部分12和22之间产生干涉开始到连接结束期间，即，当在密封上补充螺纹拧入量MOS时，密封部分12和22在螺旋方向滑动，此时保持一个高的表面压力。因此，在密封部分12和22上可能产生擦伤。当擦伤产生时，密封表面变得粗糙，局部地产生间隙或过度干涉，密封性能被破坏。
在油田领域管状物中使用的接头有相当大的直径，可能产生擦伤，因为密封部分12和22的滑动距离Ls(即，密封部分12和22带有互相摩擦地在一螺旋方向移动的距离)是长的，并且接触表面压力P是大的。如果管子由不锈钢制成，不锈钢是镍、铬等合金，或由纯钛或钛合金制成，因为其热传导率比钢管低，大量的热被积累在滑动部分，甚至在小尺寸管子上也经常产生擦伤。
日本专利申请公开60-121385(1985)公开了一种管接头，接头上形成镀铁层和包含磷酸的化学合成薄膜用于阻止螺纹表面的擦伤。
同时，日本专利申请公开号61-286688(1986)公开的一种管接头，其满足下列关系：
L≥(D－d)tanγ
在此，L：锥度延伸尺寸
D：销形部分最小外径
d：箱形锥形部分最大内径
γ：箱形锥形部分的倾斜角因此避免终端表面的接触，日本专利申请公开号61-286689(1986)公开的管接头满足下列关系：
R＝(m－m1)2/2(t－t1)
其中R：销形顶部曲率半径
m：锥形外周表面总长
m1：锥形外周表面有效密封长度
t：锥形外周表面最小厚度
t1：环形端表面厚度因此，其中销形顶部分的直径当通过机械夹紧时适度地变小于是阻止由于夹紧应力集中产生的擦伤。
日本专利申请公开号62-209291(1987)公开了一种管螺纹接头，通过进一步减少接触表面压力改善了耐擦伤性。日本专利申请公开号63-111388(1988)公开了一种管接头，接头中在销形侧面形成两个斜面部分，以便当将端部插入时端部不互相接触。
日本专利申请公开号6-89863(1994)公开了一种管螺纹接头，其中平行密封表面48和螺纹40之间的螺纹的底部形成导向表面42，且密封表面48的倾斜度比螺纹40的大，如图3所示，以便阻止由于表面啮合而在表面上的损伤，并且降低涂料润滑油的压力。
本发明用于解决这些问题。按此，本发明的基本目的是提供用于管子的表面密封类型的螺纹接头，其阻止了在密封表面的擦伤而没有损坏密封性能。
由本发明的发明者对阻止密封表面擦伤的研究成果在下面阐述。
1)在用于管子的表面密封类型的螺纹接头中包括如图1A、1B、2A和2B所示的锥形金属密封表面，由于密封部分12和22之间的直径差，当管子被拧入且互相连接时销形侧密封部分12的顶12a冲撞箱形侧密封部分22的入口22a，因此，在这部分可能被刮伤。如果进一步继续拧入，在密封部分12和22由刮伤产生擦伤。为更换钻头或其他目的进行所谓破坏而钻管时，将管子一个接一个地卸到钻井外。因为连接造成的刮伤在破坏过程使其他部位产生另外的刮伤，于是在密封部分12和22上引起许多刮痕，擦伤可能产生。
因此，由于啮合类型管的接触，处理擦伤的有效措施是确定箱形侧密封部分的长度LB，在这种方式中，销形侧面的密封部分12的顶部完全处在箱形侧面密封部分22内的情况下，密封部分12和22开始干涉。
2)从力学的观点，由于滑动表面上的表面压力负荷局部超过一极限值的条件下滑动，累积摩擦热且接触表面的金属局部熔化时表面密封型管螺纹接头的密封部的擦伤产生。因此，当同样的材料在同样条件下使用时，当下示的W值大时可能产生的擦伤也严重。
W＝P(表面压力)×Ls(滑动距离)表面压力P在弹性范围内与干涉S(＝DPX－DBX)成比例。然而，由于保持良好的密封性能所以不可能使干涉减少。因此，缩短密封距离Ls对于阻止擦伤是有效的。
3)从对于各种不同的外径管滑动距离Ls和擦伤的关系的研究中，寻找到图4所示的关系。也就是，当滑动距离Ls满足下列情况时
滑动距离Ls/管外径OD≤-0.0093×(管外径OD)＋4.73…(1)
由于滑动距离Ls的擦伤被阻止这意味着当外径OD相同时，滑动距离Ls需要比由外径OD决定的上极限值小，并且当管外径OD较小时，上极限值变小。
4)在管用表面密封型螺纹接头中，在密封部分12和22之间为了润滑使用胶状物。当拧入时如果密封部分12和22互相干涉，位于销侧面阳螺纹11顶和干涉点之间的胶状物限制在由图2A影线表示的空间内。紧固过程时被压缩的限制的胶状物产生胶状压力。虽然胶状压力的作用改善密封部分12和22之间的润滑，如果压力太高，胶状压力减少了在密封部分12和22的表面压力，因此降低了密封性能。在常规的螺纹接头中，留下一个不完整螺纹在阴螺纹21和箱形侧密封部分22之间未处理，并且限制在上述小空间内的胶状物恰像活塞压力一样通过一个销侧面阳螺纹11在高压下受压缩。由于这样，胶状物压力大大增加了，因而减少了表面压力P。这可能损坏密封性能。
对付由于胶状压力增加对密封性能破坏的一个有效手段是在存在于阴螺纹21和箱形侧密封部分22之间的未完整螺纹内形成一个环形槽。
因此，考虑这一事实，按照本发明的用于管子的螺纹接头满足下面四项要求：
(a)销侧密封部分12的长度LP大于箱侧密封部分22的长度LB；
(b)箱侧密封部分22的长度LB以这种方式确定；即密封部分12和22在这种状态下开始互相干涉，其中销侧密封部分12的顶部是处在箱侧密封部分12内；
(c)滑动距离Ls满足下列关系：
滑动距离Ls≤-0.0093×(管外径)2＋4.73×(管外径)；和
(d)有0.5至1.5螺纹节距宽度的环形槽28最好形成在阴螺纹21和箱形侧密封部分22之间。
5)密封部分的滑动距离(Ls近似表达为：
Ls＝MOS×π×Ds÷P
＝S×Ts×π×Ds÷P …(2)
其中S：干涉量(＝DPX－DBX)
MOS：密封量的补充构成。
1/Ts：密封部分的倾斜(锥度)
π：圆周比
Ds：密封部分直径
P：螺纹节距
密封部分直径Ds是密封部分代表直径，如前面提到的DPX(销侧密封部分峰径)，DBX(箱侧密封部分峰径)和DB(销侧密封部分最大直径)。
从上述关系能理解，如果螺纹节距P，密封部分直径Ds和干涉S相等，Ts越小密封部分倾斜(1/Ts)越大，则滑动距离Ls越短。简单地说，如果密封部分的倾斜(1/Ts)从1/10增加到1/4密封距离Ls减少到4/10(＝1/2.5)
6)在管用表面密封类型螺纹接头中，如图3所示，在前段的无螺纹部分14(导向表面42)，其比密封部分12(48)有较小的倾斜度，可放在阳螺纹11(40)和销侧密封部分12(48)之间。在这种情况，一般前段无螺纹部分14和密封部分12由曲线15连接，曲线15正切于前段无螺纹部分14和密封部分12，如图9、10所示。图9、10是图8放大部分A的放大视图。在销侧密封部分12和箱侧密封部分22部位开始互相分离，即在靠近曲线15和密封部分12的接触点X的弧侧部位X，接触表面压力D达到峰点。因此，在这部位X擦伤实际上非常频繁地产生。
根据本发明发明人的研究，当连接前段无螺纹部分14和密封部分12的曲线15的弧线曲率半径相当小并且接触点X接近曲线15的峰点，表面压力P的峰值极大，如图8中实线所示。但是，当弧线的曲率半径增加并接触点X从曲线15的峰点移开时，表面压力P到达峰值的位置移动，此外，峰值变小，如虚线表示。因此擦伤不能产生。因为从接触状态到非接触状态的改变是适中的，表面压力P的峰值变小，这是由于接触部分边界的曲率半径大和称作赫兹(Hertz)的接触应力因此而变小。
考虑这些事实，根据本发明的管接头应满足下列另外四个要求：
(e)密封部分12和22的每个倾斜度有1/6或更大的锥度，并且大于螺纹11和21的倾斜度；
(f)箱形侧密封部分22的长度LB大于销形侧密封部分12的长度LP；
(g)倾斜度比密封部分12小的前段无螺纹部分14位于阳螺纹11和销侧密封部分12之间，在前段无螺纹部分14和密封部分12通过曲线15互相连接，曲线15正切于密封部分12；和
(h)当曲线15包括若干弧线(连续的曲线)时，弧线接触点X和端点Z之间的正切于密封部分12的距离La是1.45mm或更大。当曲线15是一个弧线(连续的曲线)时，前段无螺纹部分14和密封部分12之间从接触点X到边界Y测得的距离Lb是1.45mm或更大。因为密封接触开始在曲率半径最大的部分丧失了，在曲线15上且离接触点X最近部位称为弧线的端点，这部分是密封表面的界线，在此密封表面处于实际接触。另外，在前段无螺纹部分14和密封部分12之间的界线Y是从前段无螺纹部分14和密封部分12互相相交沿伸的延伸线。如果在界线Y部分形成合适的曲率半径，密封表面在这部分也互相接触，在此表面压力达到界线附近的峰点。
本发明的上述目的和其他目的和特征参照下面附图和详细的描述将更加明显。
图1A是一个局部剖开的视图，表明一个表面密封类型的螺纹接头；
图1B是图1A的放大图；
图2A是传统接头密封部分的放大图；
图2B是传统接头密封部分的放大图；
图3是传统接头密封部分的放大图；
图4是密封部分的滑动距离和擦伤之间关系的坐标图；
图5是第一实施例的螺纹接头的横断面示意图；
图6是有或无由于胶状物压力形成的环形油槽的影响的坐标图；
图7A是用于第二实施例的管子的螺纹接头的横断面示意图；
图7B是用于第二实施例的管子的螺纹接头的横断面示意图；
图8是表示前段无螺纹部分和密封部分之间的连接部分和连接部分的轮廓和表面压力分布之间关系的视图；
图9是图8中A部分的放大图；
图10是图8中A部分的放大图；
图11是对第二实施例变型的例子的横断面示意图。
下面将参考表示本发明实施例的附图描述本发明。第一实施例
首先对一个实施例描述，其中为了缩短滑动距离Ls，箱形侧密封部分的长度比销形侧密封部分的长度短。
图5的横断面图表示了位于第一实施例管子的螺纹接头密封部分附近的部分管子P和P通过接头C(见图1A)互相连接。每个管子P包括一个销形部分10，其插入到接头C中。接头C包括用于容纳销形部分10的箱形部分20
销形部分10包括阳螺纹11，其在外周边上朝着顶端逐级减小直径。密封部分12，其朝着顶端逐级减小直径地形成在阳螺纹11的顶端上。销形部分10的顶端是个肩部13，它是一个局部倒锥形表面，该表面相对于垂直于管子轴线的截面有一个反向角。没有非螺纹部分。另一方面，箱形部分20内部包括一个阴螺纹21、与阳螺纹11是对应的。在箱形部分20后部形成相应于密封部分12的密封部分22，在箱形部分20更后部有一个相应于肩部13的肩部23。
本实施例结构的主要四个要求如下：
结构要求(a)
如果销形部分10的密封部分12的长度LP比箱形部分20的密封部分22的长度LB短，当拧紧完成时肩部13和23互相不接触，因此，称肩部是不真实的。为避免这种情况，应满足关系式LP≥LB。
结构要求(b)
由于要求(a)，一般的销形侧密封部分12的长度LP应满足：
LP＝LB＋2－4mm
销形侧密封部分12的顶端部分是半径为RP的圆，此时箱形侧密封部分22的入口部分是半径为RB的圆。
如果密封部分12和22的锥度是α(＝1/Ts)，由在密封补偿量MOS乘以α得到的值(α×MOS)成为干涉S(DPX－DBX)，其对于确保在密封部分12和22之间的干涉是必须的。一旦干涉S的最大值SMAX确定，在密封量MOS上组成的最大值MOSMAX由下式确定：
MOSMAX＝SMAX/α
如果α＝1/10，和SMAX＝0.4mm则MOSMAX的值是4mm。
如果箱形侧密封部分22的长度LB比MOXAX的值大，密封部分12和22开始互相干涉，就是说，在互相周向接触状态，其中销形侧密封部分12的顶端部分是在箱形侧密封部分22之内，因此由于啮合接触类型擦伤被阻止。
如前所述，实际上，销形侧面密封部分12具有曲率半径R(RP)的顶端。考虑到这个问题，下面等式是满足阻止擦伤的条件，擦伤由于啮合接触类型产生的。
LB≥RP＋MOSMAX
当干涉S小时，MOS＜MOSMAX因为密封补偿量MOS小，所以擦伤可能也是少的。
结构要求(c)
当管子外径OD较大时，密封外径Ds，例如销形侧密封部分尖端直径DPX较大。因此，如果密封部分12和22的锥度等于α，当管外径OD较大时，滑动距离Ls较大。虽然似乎很显然，只要滑动距离Ls不超过某一定值，不管滑动距离Ls值多少，都能阻止擦伤产生，但实际上如图4所示，阻止擦伤产生所需要的滑动距离Ls是受管外径OD的影响。因此，图4所示条件，即下列条件必须满足：
滑动距离Ls/管子外径OD≤-0.0093×(管子外径OD)＋4.73
滑动距离Ls≤-0.0093×(管子外径OD)2＋4.73×(管子外径OD)
换言之，滑动距离Ls比上极限值小(上式下面的一种情况的右手边)，该值由管外径OD决定。
密封的补偿量MOS减少以减小滑动距离Ls。简言之，如果干涉量是相同的，密封部分12和22的锥度被增加。由于滑动距离Ls而阻止了擦伤。
为什么阻止擦伤所须的滑动距离Ls受管外径OC的影响，理由如下。当管外径增大时，圆度变小并且椭圆量增加，依次使椭圆在密封部分的干涉期间产生影响。椭圆量增加较大时，可能产生较大地擦伤。这样，管外径影响了擦伤极限。
密封部分12和22的锥角α最好选在1/20(1.432度的倾斜)到1/4(7.125度的倾斜)之间。如果倾斜小于1.432度，即使直径小，滑动距离Ls是长的，接近于擦伤极限，倾斜超过7.125度，使表面压力在轴向张力作用下下降过大，考虑到防漏性，这是不期望的。
另外，肩部13和23的终端表面角度相对于管径用θP和θB表示，其最好是0到5度。5度或更大是不希望的，因为在肩部受推力时这样的角度引起肩内表面大的变形。0度或更小的终端表面角度是不希望的，因为这样的角度使肩部13伸入肩部23内而不是支持金属密封部分。
结构要求(d)
在密封部分12和22之间干涉开始处，销形侧的阳螺纹11前的胶状物，由于随后的拧紧而压缩。假定胶状物占据的空间体积，在密封部分12和22干涉开始时是V，而在紧固结束后是V′，那么胶状物的压力比表达为：
V/V′
当压缩比较大时，胶状物压力变大，这是由于活塞的作用，因而减小了表面压力P。
当压缩比高时，因为在常规的螺纹接头中存在于阴螺纹21和箱形侧密封部分22之间的未完全螺纹剩下部分未拧入，由于在未完全螺纹处形成环形槽28，所以压缩比被控制住。
理由如下。假设值V在常规螺纹接头是Vo′，值V′在常规螺纹接头中Vo′，密封部分12和22之间的干涉开始处，环形槽28的体积是Vn，在紧固后环形槽28的体积是Vn′。因为环形槽的形成，压缩比变化如下：
Vo/Vo′→(Vo＋Vn)/(Vo′＋Vn′)
因为Vn＝Vn′，
Vo/Vo′＞(Vo＋Vn)/(Vo′＋Vn′)这减小了胶状物在紧固后的压力，使其可能对表面压力P删除不利影响。在紧固后的胶状物压力最好是400kg/cm2或更小。
环形槽28的宽度是2.5到2节距，以螺纹的节距测量。如果宽度W小于1.5节距，当使用双螺纹梳刀时，螺纹在槽内不能完成二次切削。如果宽度W超过二个节距，由于销形和箱形互相配合的螺纹长度是短的，使传递轴向张力的效率降低。
环形槽28的深度；用槽底直径DA表达；最好是箱形侧阴螺纹的螺纹梳刀直径DB＋0.2到0.5mm。如果深度小于DB＋0.2mm，有可能当箱形螺纹梳刀磨损时产生螺纹底部和槽底部的干涉。如果深度超过DB＋0.5mm，槽底的厚度变薄，并且因此而使接头的强度降低。
下面将描述特殊的实施例和用于比较的例子之间的比较结果，因而产生本发明明显的效果。
制造满足表1中规范的各种表面密封类型的螺纹接头，三种尺寸的管确定其管外径×壁厚为3·1/2″(88.9mm)×0.254″(6.45mm)，7″(177.8mm)×0.408″(0.36mm)，13·3/8″(339.7mm)×0.514″(13.06mm)。使用胶状物反复粘结(制造)破坏，直到在密封部分产生擦伤。重复次数在表1中给出。
在这些螺纹接头的任何一种中。销侧密封部分12的长度LP比箱形密封部分22的长度LB长，序号1、4和7中，因为箱形密封部分22的长度LB不满足下列关系：
LB≥RP＋MOSMAX由于啮合类型的接触而在最初阶段产生擦伤。在序号2、5和8中，因为不满足下列关系：
滑动距离Ls≤-0.0093×(管外径0D)2＋4.73×(管外径)由于滑动距离Ls而在最初阶段产生擦伤。
相反，因为这两个条件在序号3、6和9中满足，制止了由于啮合类型接触的擦伤和由于滑动距离Ls的擦伤。结果，反复次数显著比序号1、2、4、5、7和8增加了。
其次，在6号螺纹接头上有一个中等的直径尺寸，环形槽形成在阴螺纹和箱形侧密封部分之间的未完成螺纹部分。环形槽的宽度用螺纹节距表达是1.5节距，环形槽的深度是用槽底部直径表达是螺纹梳刀直径＋0.3mm。
胶状物的量为40克，70克，140克和200克四种变化量，并且在完成紧固后胶状物的压力以每种胶状物的量测量。胶状物的压力使用一个转换装置通过一个螺纹旋塞孔测量，该孔形成在接头上，图6表示了测量结果。
当环形槽形成在箱形侧未完成的螺纹上时，胶状物压力减小。当胶状物量大时这种影响大。
如上所述，在第一实施例的用于管子的螺纹接头里，有可能有效地阻止在密封部分的擦伤，也就是由于啮合类型接触的擦伤和由于滑动距离的擦伤，该擦伤在表面密封类型的接头中是个问题，因此重复次数显著地增加。此外，由于不需要减少干涉量，该干涉量对于确定密封性能是必须的，所以没有可能损坏密封性能。
当在箱形侧密封部分和阴螺纹之间形成环形槽时，胶状物压力在完成紧固时减小。这阻止了密封部分表面压力下降，从而改善了密封性能。
第二实施例：
现在描述的实施例，其中箱形侧密封部分的长度比销形侧密封部分的长度长，为的是缩短滑动距离Ls。
图7A、7B、8、9和10是横断面图，表明了在第二实施例密封部分附近的局部。倾斜的密封部分12和22每个都有1/6的锥度或更大，并且比螺纹11和21的倾斜大。箱形侧密封部分22的长度LB比销形侧密封部分12的长度LP大。在前段无螺纹部分14的倾斜比形成在阳螺纹11和销形密封部分12之间的密封部分12小，并且在前段无螺纹部分14和密封部分12通过曲线15(图9、10)互相连接，该曲线正切于密封部分12。当曲线15包括一组弧线(连续的曲线)时，在接触点X和正切于密封部分12的弧的端点Z的距离La是1.45mm或更大。当曲线15是一个弧(连续的曲线)时，在前段无螺纹部分14和密封部分12之间，从接触点X到边界Y测得的距离LB是1.45mm或更大。
密封部分12和22的倾斜比螺纹11和21的倾斜大，为的是避免销形侧密封部分12的顶12a和箱形侧密封部分22的入口22a在拧入过程相抵触。这种抵触在密封部分12和22产生抓伤，继续螺入时密封部分12和22的滑动趋使在抓伤部位在密封部分12和22上产生擦伤。通过阻止密封部分12的顶端12a和密封部分22的入口22a的抵触，消除了造成密封部分12和22擦伤的原因之一。在此密封部分相对于管轴线的倾斜是α，螺纹的倾斜β，最好的关系为4/3≤α/β≤14.6是令人满意的。在施加轴向张力情况下，从保持密封性能的观点看，太大的α/β值是不期望的。
使箱形密封部分22的长度LB比销形密封部分12的长度LP长的目的也是为了阻止密封部分12的顶12a和密封部分22的入口22a相抵触，这是通过增加密封部分22的入口的直径和密封部分12的顶端直径之间的直径差实现的。值LB/LP最好用方程式(1)表达。值LB/LP太大使向前运动困难，因为密封部分22和箱形侧螺纹21互相太接近。
即使箱形侧密封部分22的长度LB比销形侧密封部分12的长度LP短，通过增加一个区域的长度，该区域密封部分12和22彼此相互接触，或增加密封部分12和22的倾斜角度，密封部分22的入口直径和密封部分12的顶端直径之间的直径差是大的，因而阻止上述这种抵触。在该实施例里，密封部分12和22的倾斜是象1/6一样陡急或象后面所述那样更大，因此箱形侧密封部分22的长度LB是比销形侧密封部分12的长度LP长。
建立密封部分12和22的倾斜α如1/6锥度或更大的目的是减少密封部分12和22的滑动距离Ls，值W表达为：
W＝P(表面压力)×Ls(滑动距离)以便不可能产生擦伤。该倾斜最好是1/4≤α≤1.373。在施加轴向张力情况下，从保持密封性能的观点看，太大的α值是不期望的。
前段无螺纹部分位于阳螺纹11和销形侧密封部分12之间的倾斜度比密封部分12的小，通过曲线15连接无螺纹部分14和密封部分12，曲线15正切于密封部分12，设置该无螺纹部分14的目的是增加X部分，在此密封部分12和22互相接触，从而逐渐分离密封部分12和22且减少接触表面压力P的峰值。
图9表示了一种情况，在此从正切于密封部分12的环形弧K1的端点Z(在密封部分12的表面的方向内的一个位置)到接触点X之间的距离La比距离LB大，曲线15包括半径R1的环形K1和半径R2的环形弧K2。环形弧K2正切于前段无螺纹部分14。
图10表示了一种情况，当从半径为R1且正切于密封部分12的环形弧K1的一端点Z(在密封部分12的表面方向内的一个位置)到接触点X的距离是比距离Lb小时，曲线15包括半径R1的环形弧K1，半径R2的环形弧K2和半径R3的环形弧K3。环形弧K2正切于前段无螺纹部分14。环形弧K3正切于环形弧K1和环形弧K2。在这些情况下，距离La是1.45mm或更大，因为曲线15包括一组弧线。
当曲线15是正切于密封部分12和前段无螺纹部14的单一环形弧(半径R1)时，距离Vb是1.45mm或更大。
假设前段无螺纹部分14是直的表面，其平行于管轴线，环形弧的半径R1，该弧需达到La(Lb)≥1.45mm；如果密封部分锥度是1/2时，R1是12mm或更大，如果密封部分锥度是1/4，半径R1是24mm或更大。
虽然耐擦伤性变化取决于表面处理，如果密封部分的锥度是1/2R1≥13mm，如果密封部分的锥度是1/4R1≥26mm，通过选用合适的密封部分锥度组合，其密封部分的距离La为1.6mm或更大，半径为R1，无论表面处理的类型如何，均保持优良的耐擦伤性。从这一观点出发，上述距离最好是1.6mm或更大。
当到达上述距离上限时，从测量密封直径的尺寸观点看，期望La(Lb)≤(LP－顶端半径RP)－2，即，包括锥度部分(直的部分)的销形侧密封部分的尺寸至少约2mm。从密封表面的表面压力分布的观点也期望如此。如果没有锥形部分，密封表面压力分布有类似山形的轮廓，指出擦伤可能在该部分增加了。另外，这使销形密封直径的测量困难，且使其不可能精确地建立和箱形侧密封表面的干涉。
其次，将描述特殊实施例和用于对比的例子比较结果，为的是阐明本发明获得的效果。
作为管连接类型的螺纹接头，其尺寸由表2、3、4确定。将各种类型接头的螺纹涂覆润滑剂组合物，并进行紧固试验，其中重复进行连接/断开直到在密封部分产生擦伤为止。重复的最高次数是10。表5和6表示其结果。
从表6能理解到，在用于比较的例子里，刮伤(薄片损伤)伴随少量的连接/断开的产生。在使用油石或类似物修正之后，重复使用中立即产生擦伤。不可能再进一步重复使用。然而从表5能理解到，在任何一种情况下按照实施例进行连接/断开可达10次。对于建立重复连接/断开的次数是10的理由是因为用于检查管接头耐擦伤性的试验通常采用的重复次数是10。
虽然上述实施例涉及连接方法，类似的效果在综合方法的情况也将产生。
用于连接前段无螺纹部分和销形侧密封部分的曲线相对于单一的环形弧曲线予以描述。然而即使单一弧是由多尺寸曲线或多个曲线组合近似合成的，也能产生类似的效果。
前段无螺纹部分是以相对于平行管轴线的那部分描述的。然而，通过使用相对密封部分的角度与实施例中相同来改变密封部分的倾斜，即使这部分是倾斜的，如果连接弧半径R相同，在界线Y和连接点X之间的距离是相同的，因此效果相同。
如上所述，在本发明用于管子的螺纹接头中，已成为问题的密封部分的擦伤用表面密封方法而大大地禁止了。另外，因为不需要减少确保密封性能的干涉量，密封性能被破坏是不可能的。
图11表示第二实施例的一个变型的例子的横断面示意图。在该例里，箱形侧密封部分22的长度LB比销形侧密封部分12的长度LP短，一个不完全螺纹24和密封导向表面25形成于阴螺纹21和箱形部分20的密封部分22之间。
通过曲线26密封导向表面25和密封部分22互相连接，曲线26正切于密封部分22。与实施例2中的曲线15相同，从密封部分22和曲线26之间的接触点到从销形部分10的密封部分12的分离点，曲线26有1.45mm或更大的距离。这个例子获得了与实施例2相同的效果，即接触表面压力P的峰值被减小。
在不脱离本发明基本特征的主题条件下，本发明可以有几种实施形式，本实施例是解释性的而不是限定性的，因为本发明的范围是由附加的权利要求而不是由前述的说明书限定，所有包含在权利要求界定内的改变或与这些界定相当的改变都包括在权利要求中。
表1号 管外径 (mm) 壁厚 (mm) RP LB (mm) MOS最大 锥度 Ls(mm) 次数123 88.9 6.45 1.5 4.5 4.0 1/10 300 1 1.0 5.2 4.0 1/12 360 3 1.0 5.2 4.0 1/10 300 15456 177.8 10.36 1.5 5.5 5.0 1/10 500 1 1.2 6.5 5.0 1/12 750 3 1.2 6.5 5.0 1/8 500 10789 339.7 13.06 1.5 5.5 5.0 1/4 500 1 1.4 6.5 5.0 1/8 1000 4 1.4 6.5 5.0 1/4 500 10
表2 1 2管外径壁厚接头外径管和接头材料无螺纹部分无螺纹部分和密封部分之间的曲线曲率半径密封锥度密封长度螺纹锥度螺纹形式螺纹节距螺纹高度表面处理密封部分直径干涉(DPX－DBX)滑动距离Ls273.05mm(10.75″)24.38mm(0.960″)300.35mmAPI ST.C95(强度极限66.79kgf/mm2)平行于轴线一个正切弧线可变(表2)可变(表2)可变(表2)1/5.5(常数)梯形6.35mm(4螺纹/英寸)2.400mm磷酸涂覆或带铜板板箱264.70mm最大0.95mm598mm177.80mm(7″)11.51mm(0.453″)195.98mm强度极限70.31/kgf/mm2的低合金钢平行于轴线一个正切弧线可变(表2)可变(表2)可变(表2)1/16(常数)梯形5.08mm(5螺纹/英寸)1.575mm磷酸涂覆或带铜板箱171.00mm最大0.75mm547mm
表3
(实施例)组 号 密封表面锥度 LP (mm) LB (mm) 曲率半径 (mm) L (mm) Ls (mm)1 A，A′ B C D，D′ E F G H I 1/2 1/2 1/2 1/4 1/4 1/4 1/5 1/6 1/6○○○○○○○○○ 6.0 6.0 6.0 6.0 6.0 6.0 6.0 6.0 6.0 10.0 10.0 10.0 10.0 10.0 10.0 10.0 10.0 10.0 12 13 16 24 26 32 32 36 48 1.478 1.600 1.970 1.494 1.619 1.992 1.596 1.497 1.997○○○○○○○○○ 250 250 250 497 497 497 621 745 745○○○○○○×××2 J K L M N O P Q R 1/4 1/4 1/4 1/6 1/6 1/6 1/7 1/8 1/8○○○○○○××× 6.5 6.5 6.5 6.5 6.5 6.5 6.5 6.5 6.5 10.5 10.5 10.5 10.5 10.5 10.5 10.5 10.5 10.5 24 26 32 36 40 44 44 48 52 1.494 1.612 1.992 1.497 1.664 1.830 1.569 1.499 1.623○○○○○○○○○ 317 317 317 476 476 476 555 634 634○○○○○○×××
A′：带有铜板的箱子
D′：带有铜板的箱子
除A′和D′外其余：磷酸涂覆
表4组号 密封 锥度 LP (mm) LB (mm) 曲率半径 (mm) L (mm) Ls (mm)1 S T U V W X Y 1/2 1/2 1/2 1/4 1/4 1/4 1/8 6.0 6.0 6.0 6.0 6.0 8.0*2 6.0 10.0 10.0 10.0 10.0 10.0 5.0*2 10.0 8 10 11 16 22 26 48 0.985*3 1.231*3 1.354*3 0.996*3 1.307*3 1.619 1.499 250 250 250 497 497 497 994○○○○○○×2 Z AA AB AC AD AE 1/4 1/4 1/6 1/6 1/10 1/16*1 6.5 6.5 6.5 6.5 7.5*2 11.0*2 10.5 10.5 10.5 10.5 6.5*2 7.5*2 20 22 32 34 (4.5) - 1.245*3 1.370*3 1.331*3 1.414*3 (1.086) - 317 317 476 476 7931268○○○○××
*1：密封锥度＜螺纹锥度
*2：LP＞LD
*3：L＜1.45
()：箱形侧
表5组号 损伤 第10次1 A A′ B C D D′ E F G H I第7次 无 无 无第6次 无第9次 无第9次第7次第9次好(仔细) 好 好 好好(仔细) 好好(仔细) 好好(仔细)好(仔细)好(仔细)2 J K L M N O P Q R第8次 无 无第7次 无 无 无第9次第7次好(仔细) 好 好好(仔细) 好 好 好好(仔细)好(仔细)
表6
(对比例)组 号 损伤擦伤1 S T U V W X Y → 第2次 第3次 第1次 第2次第1次(从销形顶开始) 第3次第1次第3次第5次第2次第3次第2次第4次2 Z AA AB AC AD AE 第2次 第3次 第2次 第3次第1次(从销形顶开始)第1次(从销形顶开始)第4次第4次第3次第5次第2次第3次