[实用新型]管用螺纹接头

说明书

技术领域

本实用新型涉及管用螺纹接头(threaded joint for pipe)，详细地说，涉及适用于一般在油井、气井的勘探、生产中使用的包含管材(tubing)和壳体的OCTG(石油专用管材)、竖管(riser pipe)、以及管线用管(line pipe)等管的连接的、密封性和耐压缩性优异的管用螺纹接头。 

背景技术

螺纹接头广泛应用于油井管等在油以及气的生产中使用的钢管的连接。在油、气的勘探、生产中使用的钢管的连接中，以往使用API(American Petroleum Institue：美国石油协会)规格规定的标准的螺纹接头。但是，近年来，原油、天然气的井逐渐深井化，从垂直井增加了水平井、倾斜井，挖掘/生产环境苛刻化。并且，因海洋、极地等恶劣环境下的井的开发增加等，耐压缩性能、耐弯曲性能、耐外压性能等对于螺纹接头的要求性能多样化。因此，使用被称作高级接头(premium joint)的高性能的特殊螺纹接头的情况增加。 

高级接头通常是将分别具备锥形螺纹、密封部(详细地说是金属对金属密封部、台肩部(详细地说是扭矩台肩部)的销部件(pin component)和套筒部件(box component)结合在一起的接头。为了对管接头牢固地进行固定，锥形螺纹是重要的，密封部通过套筒部件和销部件在该部分金属接触而承担确保密封性的作用，台肩部是在接头的紧固中承担桥台(abutment)的作用的支承面。 

图2～图4是油井管用高级接头的示意说明图，这些图是圆管的螺纹接头的纵剖视图。螺纹接头具备销部件3和与之对应的套筒部件1，销部件3(销3)在其外表面具备外螺纹7和在销3的前端侧与外螺纹7邻接设置的被称作头部8(销尖8)的无螺纹部。头部8在其外周面具有密封部11，在端面具有扭矩台肩部12。相对的套筒部件1在其内表面具有能够分别与销3的外螺纹7、密封部11、以及台肩部12螺合或者接触的部分，即内螺纹5、密封部13、以及台肩部14。 

关于上述高级接头的现有技术能够举出专利文献1～6。 

[专利文献1]日本特许第4535064号公报 

[专利文献2]日本特许第4208192号公报 

[专利文献3]日本实公昭61-44068号公报 

[专利文献4]日本特许第4300187号公报 

[专利文献5]日本特开2001-124253号公报 

[专利文献6]日本特许第2705506号公报 

在图2～图4的例子中，金属对金属密封部位于销尖(pin nose)8的前端部，但是，在专利文献1中，为了增加耐外压性能，提出有如下的高级接头：将金属对金属密封部设置在销尖8的螺纹部附近，并使头部从密封部直到台肩部较长地延伸。在该专利文献1所公开的螺纹接头中构成为，使不与套筒部件接触的销尖以形成与密封部不连续的形状的方式较长地延伸，以免销尖的厚度变薄，除了能够实现上述的耐外压性能之外，还能够实现耐轴向压缩性能的提高。 

并且，在专利文献2中记载有：同样地从密封部到销尖前端设置由附件(appendix)形成的、且具有与密封部不连续的形状的部位，确保半径方向的刚性并降低轴向的刚性，当紧固时使该附件变形，当施以拉力的载荷时使该附件恢复，由此来提高耐拉伸性能。 

如上述专利文献1、2所记载的那样，将密封部位置设置在销的螺纹部位置附近、并使其从销尖前端离开的情况，在提高耐外压性能、耐拉伸性能，并且相对于螺纹维持稳定的性能的方面是有效的，这从FEM仿真等也能够确认。并且，对于形成为与密封部不连续的形状的销尖，当加载强轴向压缩力的情况下，销尖自身变形，具有使套筒部件的扭矩台肩部塑性变形减轻的效果。但是，另一方面，存在销头不当的变形的情况，考虑这依赖于紧固扭矩。 

由于紧固扭矩会受润滑条件、表面性状等影响，因此，作为与紧固扭矩无较大依赖关系的设计，存在相对地增强了密封接触压力的半径方 向分量的、增强了半径方向的密封接触压力的半径方向密封方式。例如，在专利文献3中公开了如下的半径方向密封方式的例子：使销尖具有大的圆弧形状，并缩小密封锥角。但是，这样缩小密封锥角的半径方向密封方式的问题点在于，当紧固时容易发生机械损伤(galling)这点，特别是在为了确保密封性能以及密封的稳定性而需要使密封干涉量大的情况下，机械损伤的发生的容易度进一步增大。