[发明专利]应力减小螺纹结构

说明书

一种用于螺纹连接件的螺纹结构，其包括多个螺纹，其中每个螺纹的至少一部分包括根部，该根部具有从中心点延伸到根部的根部半径，并具有从其两侧延伸的平面螺纹面。

技术领域

本文公开的实施例涉及用于联接和分离螺纹连接件的螺纹结构。更具体地，本文公开的实施例涉及一种螺纹结构，其减小应力并改善经历循环和/或振动载荷的螺纹连接件的疲劳寿命。

背景技术

螺纹连接件广泛用于石油和天然气工业中以将一个或多个装置连接在一起。这些类型的螺纹连接件经常经历显着的振动力和/或显着的循环载荷。一个例子包括高压往复泵，例如多路柱塞泵。这些类型的泵具有流体端，该流体端包括阀、柱塞、衬套以及其他部件，其由动力端驱动，该动力端将驱动轴的旋转转换成流体端中的柱塞的往复运动。这些类型的泵会以高达10桶/分钟的速度和高达20000磅/平方英寸(psi)的压力将流体泵送到钻井孔中。

流体端通常包括三个或更多个柱塞孔。每个柱塞孔容纳往复式柱塞。往复式柱塞通过密封螺帽联接到流体端，密封螺帽包括与流体端的阴螺纹对接的阳螺纹。通常，阳/阴螺纹具有相同的类型或形式。当流体端部运行时，阳/阴螺纹的螺纹界面以循环方式经受剪切力。特别地，螺纹沿着剪切平面受到应力，该剪切平面在流体端部的操作期间基本上平行于螺纹的纵向轴线，这导致疲劳并最终导致螺纹界面的失效。额外地或替代地，螺纹界面可能经历振动力，该振动力可能导致松动以及连接的过早失效。

因此，需要一种新的和改进的螺纹界面，其防止上述故障。

发明内容

在一个实施例中，提供了一种用于螺纹连接件的螺纹结构并且其包括多个螺纹，其中每个螺纹的至少一部分包括根部，该根部具有从中心点延伸到根部的根部半径，并具有从其两侧延伸的平面螺纹面。

在一个实施例中，提供一种螺纹连接件并且其包括阳螺纹结构和与阳螺纹结构不同的阴螺纹结构，其中阴螺纹结构包括根部，该根部具有从中心点延伸到根部的根部半径和从根部半径的两侧延伸的平面螺纹面。

附图说明

图1A是螺纹连接件的一个实施例的剖视图。

图1B是图1A的螺纹连接件的剖视图的一部分的放大视图。

图2A是图1A和1B中所示的螺纹连接件的阴部分的剖视图。

图2B是图2A中所示的螺纹连接件的阴部分的剖视图的一部分的放大视图。

图3A、3B、4A、4B、5A、5B、6A和6B分别是可以与图2A和2B中所示的阴部分一起使用以形成如图1A和1B所示的螺纹连接件的阳部分的剖视图。

为了便于理解，在可能的情况下，使用相同的附图标记来表示附图中共有的相同元件。可以预期在一个实施例中公开的元件可以有利地与其他实施例一起使用而无需具体叙述。

具体实施方式

本公开的实施例克服了传统螺纹连接件的缺点。在传统的螺纹连接件中，阳螺纹和阴螺纹结构相同或相似，这在受到循环拉力时沿螺纹连接件的纵向轴线产生大的剪切应力。这种大的剪切应力经常导致螺纹连接件在疲劳时在螺纹的根部处断裂。另外，传统螺纹连接件的阳螺纹和阴螺纹结构紧密配合在一起，这导致锁死(galling)和/或液压锁定(hydrolocking)。

本公开的实施例包括应力消除螺纹结构。本公开的实施例包括具有改善的疲劳寿命的螺纹结构，其可以在循环加载情形中使用，例如在石油和天然气工业中使用的高压往复泵。本公开的实施例包括螺纹连接件，该螺纹连接件包括具有与阴螺纹结构的轮廓接合的轮廓的阳螺纹结构，其中各轮廓是不同的并且构造成减小螺纹连接件内的应力。与传统的螺纹结构相比，本文所述的螺纹结构的实施例还抵抗由振动力引起的松动。