專利名稱：管用螺紋接頭的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實用新型涉及一種管用螺紋接頭，是一種適合于油氣井、稠油熱采井使用的金屬對金屬密封型螺紋接頭。
現(xiàn)有技術(shù)中，一般采用API標(biāo)準(zhǔn)圓螺紋接頭或偏梯形螺紋接頭作為油、氣井管螺紋接頭，其密封形式主要有兩種通常分別被稱為FOX型和TDS型。FOX型在其外螺紋件前部為朝著頂端直徑不斷減小的圓錐面，管端面為局部反向的圓錐面，兩圓錐面之間為分別與兩者相切的圓弧密封面；內(nèi)螺紋件螺紋以外和臺肩部分具有與外螺紋件相配合的圓錐面，兩圓錐面之間為由三段半徑不同的圓弧面構(gòu)成的密封面。當(dāng)外螺紋件擰入內(nèi)螺紋件的正常工作位置時，外螺紋件圓弧密封面與內(nèi)螺紋件的密封面相干涉，起到密封作用。為防止受到軸向拉力時，兩密封面脫離密封失效，F(xiàn)OX型密封管用螺紋接頭多需要采用變螺距螺紋配合。造成加工檢測困難，生產(chǎn)效率低，油田現(xiàn)場無法實施。另外，內(nèi)螺紋件上由三段半徑不同的圓弧面構(gòu)成的密封面，需專用的成型刀具加工，刀具磨損快，加工成本高。中國專利CN96223034.0公開了一種《油井管螺紋接頭》，其密封結(jié)構(gòu)是在TDS型密封基礎(chǔ)上的改進型。外螺紋件前端有一個由端部圓弧倒角引導(dǎo)的圓柱密封面，內(nèi)螺紋件內(nèi)面螺紋以外有一個由圓弧過渡面引導(dǎo)的內(nèi)圓柱密封面，兩密封面過盈配合構(gòu)成主密封部分。該螺紋接頭其主密封不受軸向拉力的影響，具有優(yōu)良的密封效果。但主密封部分過盈配合精度要求高，尺寸公差范圍小，若將公差放大，則使其過盈量過大或過小，造成粘扣或密封失效，因此加工難度大，產(chǎn)品合格率低。
本實用新型的目的是提供一種具有優(yōu)良的密封性能，易于加工檢測的管用螺紋接頭，以提高生產(chǎn)效率和產(chǎn)品合格率，并使其能夠在油田現(xiàn)場實施加工檢測。
本實用新型的目的是這樣實現(xiàn)的。
一種管用螺紋接頭，為錐形螺紋接頭，由外螺紋件和內(nèi)螺紋件組成，螺紋牙型為偏梯形或圓形。外螺紋件前部螺紋以外順序設(shè)置有軸向長度為LM、直徑為D1的圓柱面和軸向長度為LP、錐角為θ1的圓錐面，管端面是錐角為θ3的局部反向圓錐面，兩圓錐面之間是分別與兩者相切的半徑為R1的圓弧面。內(nèi)螺紋件內(nèi)螺紋以外順序設(shè)置有由平滑過渡面引導(dǎo)的長度為LB、直徑為D2的內(nèi)圓柱面和長度為LA、錐角為θ2的內(nèi)圓錐面，底部臺肩側(cè)面是錐角為θ4的局部反向圓錐面，兩圓錐面之間是分別與兩者相切的半徑為R2的圓弧面。外螺紋件與內(nèi)螺紋件的兩圓弧面相干涉構(gòu)成主密封部分、兩圓柱面過盈配合構(gòu)成副密封部分，各尺寸參數(shù)滿足關(guān)系式O.05＜D1-D2≤0.5LA+0.3≤LP＜LB+LA0.1≤R1-R2≤0.7。
各圓錐面的錐角θ1、θ2、θ3、θ4的取值范圍分別為0°＜θ1≤24°0.6°＜θ2≤25°0°＜θ3≤25°0°＜θ4≤25°，且滿足關(guān)系式0.6°≤θ2-θ1≤5°0°≤θ4-θ3≤1.5°。
外螺紋件內(nèi)孔管端部具有α=0°～3°的倒角，倒角后的最大內(nèi)徑與底部臺肩的內(nèi)徑D4相配合，螺紋擰緊時該最大內(nèi)徑與底部臺肩的內(nèi)徑相同。
外螺紋件上與圓柱面相鄰的第一個螺紋齒具有從齒頂開始至圓柱面的倒角，以便于引扣。
本實用新型與現(xiàn)有技術(shù)相比所具有的優(yōu)點是主密封部分的干涉方式是三向應(yīng)力分布，形成儲存有較大變形能的主密封環(huán)帶，易于保持密封能力和反復(fù)使用效果；由圓柱面與內(nèi)圓柱面過盈配合構(gòu)成的副密封基本不受軸向拉力影響，而且其過盈量的變化不影響主密封部分的密封能力，因而該螺紋接頭具有優(yōu)良的密封性能。該螺紋接頭外螺紋件和內(nèi)螺紋件的測量尺寸均為圓柱面，測量方便。副密封部分過盈量變化不影響主密封部分的密封能力，公差允許范圍大，加工精度要求低，提高了生產(chǎn)效率和產(chǎn)品合格率，能夠在油田現(xiàn)場實施加工檢測。副密封部分過盈配合的干涉滑移量較小(LB+LA-LP)，保證在實施擰緊過程中不劃傷、不粘扣。實施擰緊后，外螺紋件和內(nèi)螺紋件均有變形，外螺紋件管端圓錐面與內(nèi)螺紋件底部臺肩側(cè)圓錐面平行接觸，以承受較大的軸向壓力，臺肩保護作用。該臺肩保護段具有足夠的接觸長度，完全能夠滿足定位要求。同時，這種結(jié)構(gòu)保證外螺紋件管端強度，一般(管子壁厚大于等于5.51mm)不需對管子端部進行縮口工藝，大大簡化了加工工藝流程。


圖1為本實用新型管用螺紋接頭的結(jié)構(gòu)圖。
圖2為圖1的A部放大視圖。
圖3為圖2的外螺紋件與內(nèi)螺紋件分解圖。
下面以外徑27/8″(73mm)、壁厚5.51mm油井管為例對本實用新型管用螺紋接頭的實施例進行詳述。
如圖1所示，本實用新型管用螺紋接頭為錐形螺紋接頭，由外螺紋件P和內(nèi)螺紋件C組成，外螺紋件P是一個管子的一端，內(nèi)螺紋件C是一個管接箍的一端。螺紋1為標(biāo)準(zhǔn)偏梯形螺紋，螺距3.175mm，錐度1∶16。外螺紋件P前部螺紋以外順序設(shè)置有軸向長度LM=3.55mm、直徑D1=68.8mm的圓柱面3和軸向長度Lp=1.92mm、錐角為θ1=0.5tan-1(1/7)的圓錐面5，管端面是錐角為θ3=14.5°的局部反向圓錐面11，兩圓錐面之間是分別與兩者相切的半徑R1=0.4mm的圓弧面8。外螺紋件P上與圓柱面3相鄰的第一個螺紋齒具有從齒頂開始至圓柱面3的倒角。內(nèi)螺紋件C內(nèi)螺紋以外順序設(shè)置有由半徑R=5mm的圓弧過渡面13引導(dǎo)的長度LB=1.25mm、直徑D2=68.62mm的內(nèi)圓柱面4和長度為LA1.0mm、錐角θ2=0.5tan-1(1/5)的內(nèi)圓錐面6，底部臺肩10側(cè)面是錐角θ4=15°的局部反向圓錐面12，兩圓錐面之間是分別與兩者相切的半徑為R2=0.5mm的圓弧面9。外螺紋件P與內(nèi)螺紋件C的兩圓弧面8、9相干涉構(gòu)成主密封部分7、兩圓柱面3、4過盈配合構(gòu)成副密封部分2。外螺紋件P內(nèi)徑D3與內(nèi)螺紋件C底部臺肩10的內(nèi)徑D4相等，D3=D4=62.0mm。
本實用新型管用螺紋接頭的外螺紋件是一個管子的一端，內(nèi)螺紋件可以是管接箍的一端，也可以是另一個管子的一端。
權(quán)利要求1．一種管用螺紋接頭，為錐形螺紋接頭，由外螺紋件和內(nèi)螺紋件組成，螺紋牙型為偏梯形或圓形，其特征在于外螺紋件(P)前部螺紋以外順序設(shè)置有軸向長度為LM、直徑為D1的圓柱面(3)和軸向長度為LP、錐角為θ1的圓錐面(5)，管端面是錐角為θ3的局部反向圓錐面(11)，兩圓錐面(5)(11)之間是分別與兩者相切的半徑為R1的圓弧面(8)；內(nèi)螺紋件(C)內(nèi)螺紋以外順序設(shè)置有由平滑過渡面(13)引導(dǎo)的長度為LB、直徑為D2的內(nèi)圓柱面(4)和長度為LA、錐角為θ2的內(nèi)圓錐面(6)，底部臺肩(10)側(cè)面是錐角為θ4的局部反向圓錐面(12)，兩圓錐面(6)(12)之間是分別與兩者相切的半徑為R2的圓弧面(9)；外螺紋件(P)與內(nèi)螺紋件(C)的兩圓弧面(8)(9)相干涉構(gòu)成主密封部分(7)、兩圓柱面(3)(4)過盈配合構(gòu)成副密封部分(2)，各尺寸參數(shù)滿足關(guān)系式0.05＜D1-D2≤0.5LA+0.3≤LP＜LB+LA0.1≤R1-R2≤0.7。
2．根據(jù)權(quán)利要求1所述的螺紋接頭，其特征在于所述的各圓錐面(5)(6)(11)(12)其錐角θ1、θ2、θ3、θ4的取值范圍分別為0°＜θ1≤24°0.6°＜θ2≤25°0°＜θ2≤25°0°＜θ4≤25°，且滿足關(guān)系式0.6°≤θ2-θ1≤5°0°≤θ4-θ3≤1.5°。
3．根據(jù)權(quán)利要求1所述的螺紋接頭，其特征在于所述的外螺紋件(P)內(nèi)孔管端部具有α=0°～3°的倒角，倒角后的最大內(nèi)徑與底部臺肩(10)的內(nèi)徑D4相配合。
4．根據(jù)權(quán)利要求1所述的螺紋接頭，其特征在于所述的外螺紋件(P)上與圓柱面(3)相鄰的第一個螺紋齒具有從齒頂開始至圓柱面(3)的倒角。
專利摘要一種管用螺紋接頭,適合于油氣井、稠油熱采井使用的金屬對金屬密封型螺紋接頭,由外螺紋件(P)和內(nèi)螺紋件(C)組成,螺紋(1)牙型為偏梯形或圓形。外螺紋件(P)與內(nèi)螺紋件(C)的兩圓弧面(8)(9)相干涉構(gòu)成主密封部分(7)、兩圓柱面(3)(4)過盈配合構(gòu)成副密封部分(2)。該螺紋接頭具有優(yōu)良的密封性能,易于加工檢測,提高了生產(chǎn)效率和產(chǎn)品合格率,能夠在油田現(xiàn)場實施加工檢測。
文檔編號F16L15/00GK2334984SQ98207389
公開日1999年8月25日 申請日期1998年7月31日 優(yōu)先權(quán)日1998年7月31日
發(fā)明者劉玉文, 于百勤, 王治國, 劉甫清 申請人:寶山鋼鐵(集團)公司