本公開涉及鋼管用螺紋接頭,更詳細而言,涉及將鋼管彼此連結起來的整體型的螺紋接頭。
背景技術:
1、在油井、天然氣井等中,為了開采地下資源,大多使用被稱為油井管的鋼管。這些鋼管通過螺紋接頭相互連結。
2、鋼管用螺紋接頭的形式大致分為整體型和組合型。在整體型的情況下,各鋼管在一端部具有外螺紋部,在另一端部具有內螺紋部。通過將一個鋼管的外螺紋部擰入另一個鋼管的內螺紋部而進行緊固,從而將鋼管彼此連結起來。在組合型的情況下,在兩端部具有外螺紋部的鋼管彼此通過管接頭連結。管接頭是相對于連結對象的鋼管獨立的管狀的構件,并在兩端部具有內螺紋部。在管接頭的內螺紋部分別擰入鋼管的外螺紋部而進行緊固。通常,具有外螺紋部的鋼管的端部被稱為公扣,具有內螺紋部的鋼管或管接頭的端部被稱為母扣。
3、對于油井等中使用的螺紋接頭而言,要求針對來自內部的壓力流體(內壓)和來自外部的壓力流體(外壓)的優異的密封性能。為了確保密封性能,已知有在公扣和母扣分別設有密封面的螺紋接頭。公扣的密封面的直徑比母扣的密封面的直徑稍大。將公扣的密封面的直徑與母扣的密封面的直徑之差稱為干涉量。通過該干涉量,在螺紋接頭被緊固時,在公扣的密封面與母扣的密封面之間產生接觸壓力,發揮密封性能。
4、在專利文獻1中記載了如下內容:關于鋼管主體的壁厚為18mm以上的極厚壁的螺紋接頭,為了在高壓縮載荷和高外壓的復合載荷下確保密封性能,在密封部需要較高的接觸壓力,另一方面,在接觸壓力過高的情況下,擔心發生磨傷卡死(galling)。在專利文獻1中,對于極厚壁螺紋接頭,尤其為了確保在高外壓下的密封性能,提出了將密封點處的公扣的壁厚設為鋼管主體的外徑的0.045倍以上的方案。密封點是設于公扣的頂端部的內密封面和與其對應的母扣的內密封面之間的干涉量達到最大的點。另外,在專利文獻1中,為了防止磨傷卡死的發生,提出了使公扣的外螺紋部的完整螺紋長度為鋼管主體的壁厚的4.0倍以下的方案。在專利文獻1的極厚壁螺紋接頭中,外螺紋部和內螺紋部由插入牙側面的角度為正、載荷牙側面的角度為負的梯形螺紋構成。
5、專利文獻2涉及外螺紋部和內螺紋部由梯形螺紋構成的螺紋接頭,提出了通過在緊固中途和緊固完成時使外螺紋部和內螺紋部的插入牙側面彼此以及載荷牙側面彼此相互接觸而使螺紋部分擔壓縮載荷的方案。根據專利文獻2,通過由螺紋部分擔壓縮載荷,從而不會對在緊固狀態下相互抵接的公扣和母扣的臺肩部施加過度的負荷,因此能夠防止臺肩部的變形和由此引起的密封性能的減退。在專利文獻2中,預見到緊固狀態的公扣和母扣會在較高的壓縮負荷下松弛來設定外螺紋部與內螺紋部的完整嚙合長度。完整嚙合長度根據鋼管主體的壁厚與外徑之比而設定為鋼管主體的壁厚的3倍以上、4倍以上或5倍以上。
6、現有技術文獻
7、專利文獻
8、專利文獻1:日本特開2015-132285號公報
9、專利文獻2:日本特開2000-081173號公報
技術實現思路
1、發明所要解決的課題
2、在緊固前,有時對公扣和/或母扣涂布被稱為螺紋脂的潤滑劑。螺紋脂防止在緊固過程中發生燒結。然而,例如在涂布于公扣和/或母扣的螺紋脂的量過剩的情況下,有時螺紋脂被封入到螺紋接頭內而成為高壓狀態。若螺紋脂的封入壓力較高,則由公扣的密封面和母扣的密封面構成的密封部的接觸壓力減少,螺紋接頭的密封性能降低。
3、本公開的課題在于提供能夠降低螺紋脂的封入壓力得到優異的密封性能的鋼管用螺紋接頭。
4、用于解決課題的手段
5、本公開的螺紋接頭是將鋼管彼此連結起來的整體型的螺紋接頭。螺紋接頭具備管狀的公扣和管狀的母扣。公扣在所連結的鋼管中的一者中與鋼管主體連續地設置。母扣設于所連結的鋼管中的另一者,并與公扣緊固。公扣在外周面具有公扣內密封面、外螺紋部和公扣中間密封面。外螺紋部配置于比公扣內密封面靠鋼管主體側的位置。外螺紋部包括內側外螺紋部和外側外螺紋部。內側外螺紋部和外側外螺紋部分別由具有燕尾形狀的截面的錐形螺紋構成。外側外螺紋部配置于比內側外螺紋部靠鋼管主體側的位置。公扣中間密封面配置在內側外螺紋部與外側外螺紋部之間。母扣在內周面具有母扣內密封面、內螺紋部和母扣中間密封面。母扣內密封面與公扣內密封面對應,并在公扣和母扣的緊固狀態下與公扣內密封面接觸。內螺紋部與外螺紋部對應。內螺紋部包括內側內螺紋部和外側內螺紋部。內側內螺紋部和外側內螺紋部分別由具有燕尾形狀的截面的錐形螺紋構成。內側內螺紋部與內側外螺紋部嚙合。外側內螺紋部與外側外螺紋部嚙合。母扣中間密封面與公扣中間密封面對應,并在緊固狀態下與公扣中間密封面接觸。在緊固狀態下,在外螺紋部的螺紋牙頂面與內螺紋部的螺紋牙底面之間、以及外螺紋部的螺紋牙底面與內螺紋部的螺紋牙頂面之間中的至少一者形成有0.2mm以上的間隙。螺紋接頭構成為滿足以下的(1)或(2)的條件。(1)在將螺紋接頭的軸向上的完整嚙合區域的長度設為l、將鋼管主體的壁厚設為t時,l/t≥1.0。完整嚙合區域是內側外螺紋部的完整螺紋部與內側內螺紋部的完整螺紋部嚙合的區域。(2)從公扣內密封面相對于母扣內密封面的接觸位置到內側外螺紋部的軸向上的距離d為11.0mm以下。
6、發明效果
7、根據本公開的鋼管用螺紋接頭,能夠降低螺紋脂的封入壓力得到優異的密封性能。
1.一種整體型的螺紋接頭,其將鋼管彼此連結起來,其中,
2.根據權利要求1所述的螺紋接頭,其中,
3.根據權利要求1或2所述的螺紋接頭,其中,