[发明专利]钢管用螺纹接头

说明书

公扣(10)从公扣(10)的顶端侧起依次具备台肩面(11)、第1密封面(12)、第1外螺纹部(13)、第2密封面(14)以及第2外螺纹部(15)。母扣(20)具备台肩面(21)、第1密封面(22)、第1内螺纹部(23)、第2密封面(24)以及第2内螺纹部(25)。第1外螺纹部(13)和第1内螺纹部(23)各自的载荷牙侧面(13d、23d)的牙型半角小于0°。第1外螺纹部(13)从靠近第2密封面(14)的一侧起依次划分为不完全螺纹部区域(31b)和完全螺纹部区域(31a)。不完全螺纹部区域(31b)的长度是螺距的3倍以上，该不完全螺纹部区域(31b)的螺纹高度比完全螺纹部区域(31a)的螺纹高度低。在不完全螺纹部区域(31b)，在螺纹牙顶面(13a、23a)与螺纹槽底面(23b、13b)之间形成间隙。

技术领域

本发明涉及用于钢管的连结的螺纹接头。

背景技术

在油井、天然气井等(以下也统称为“油井”)中，为了开采地下资源，使用套管、管道等被称为油井管(OCTG：Oil Country Tubular Goods)的钢管。钢管依次连结，其连结使用螺纹接头。

钢管用螺纹接头的形式被大致分成组合型和整体型。在组合型的情况下，作为连结对象的一对管材中的一个管材是钢管，另一个管材是管接头。在该情况下，在钢管的两端部的外周形成外螺纹部，在管接头的两端部的内周形成内螺纹部。并且，钢管与管接头连结起来。在整体型的情况下，作为连结对象的一对管材都是钢管，不使用额外的管接头。在该情况下，在钢管的一端部的外周形成外螺纹部，在另一端部的内周形成内螺纹部。并且，一个钢管和另一个钢管连结起来。

通常而言，形成有外螺纹部的管端部的接头部分包含要插入内螺纹部的要素，因此被称为公扣(pin)。另一方面，形成有内螺纹部的管端部的接头部分包含收纳外螺纹部的要素，因此被称为母扣(box)。这些公扣和母扣为管材的端部，因此均呈管状。

近年来，油井的高深度化和超深海化正在发展，随之，油井环境成为高温、高压且高腐蚀性这样的严酷的环境。为了应对这样的严酷的环境，大多使用厚壁的钢管作为油井管。对于连接这些钢管的螺纹接头，要求具有针对来自内部的压力(以下，也称为“内压”)和来自外部的压力(以下，也称为“外压”)的优异的密封性能。

作为关于厚壁钢管的螺纹接头谋求密封性能的提高的现有技术，存在下述的技术。国际公开第WO01/029476号(专利文献1)公开了具备两处基于面接触的密封部的螺纹接头。在该专利文献1的技术中，公扣从公扣的顶端侧朝向管主体侧依次具备台肩面、第1密封面、第1外螺纹部、第2密封面以及第2外螺纹部。母扣与公扣的上述各部分别相对应地具备台肩面、第1密封面、第1内螺纹部、第2密封面以及第2内螺纹部。由第1外螺纹部和第1内螺纹部构成的第1螺纹部是锥螺纹的梯形螺纹。由第2外螺纹部和第2内螺纹部构成的第2螺纹部也同样。

第1螺纹部和第2螺纹部分别在紧固完成的状态下嵌合密合，成为过盈配合的状态。第1密封面相互间和第2密封面相互间分别随着公扣的拧入而相互接触，在紧固完成的状态下嵌合密合而成为过盈配合的状态。台肩面相互间随着公扣的拧入而相互接触并被按压，起到限制公扣的拧入的止挡件的作用。台肩面起到止挡件的作用，并且在紧固完成的状态下起到对第1螺纹部和第2螺纹部各自的公扣的载荷牙侧面施加所谓的螺纹的紧固轴力的作用。

在专利文献1所公开的第1螺纹部和第2螺纹部的情况下，在紧固完成的状态下，公扣的载荷牙侧面和母扣的载荷牙侧面相互间接触，并且公扣的螺纹槽底面与母扣的螺纹牙顶面接触，而且公扣的螺纹牙顶面与母扣的螺纹槽底面也接触。

在这样的结构的专利文献1的螺纹接头的情况下，利用第1螺纹部的嵌合密合和第2螺纹部的嵌合密合，确保了牢固的螺纹结合。此外，通过第1密封面相互间的嵌合密合，形成了基于面接触的靠内部的密封部，确保了主要针对内压的密封性能。另外，通过第2密封面相互间的嵌合密合，形成了基于面接触的靠外部的密封部，确保了主要针对外压的密封性能。