[发明专利]钢管用螺纹接头

说明书

提供一种能够兼顾较高的扭矩性能和较高的拉伸性能的钢管用螺纹接头。螺纹接头(1)包括：管状的公扣(10)，其形成于钢管的一个顶端部；以及管状的母扣(20)，其供公扣(10)插入而与公扣(10)紧固。公扣(10)包括外螺纹(11)，该外螺纹(11)形成于公扣(10)的外周，由楔形螺纹构成。母扣(20)包括内螺纹(21)，该内螺纹(21)对应于外螺纹(11)，形成于母扣(20)的内周，由楔形螺纹构成。螺纹接头(1)满足以下的式(1)。在式(1)中，LP是外螺纹(11)的载荷面(111)间的节距，SP是外螺纹(11)的插入面(112)间的节距。3％≤(LP－SP)/LP≤8％(1)。

技术领域

本公开涉及一种钢管用螺纹接头。

背景技术

例如，在油井、天然气井等(以下，也统称为“油井”)的勘探或生产、油砂、页岩气等非常规型资源的开发、二氧化碳的回收、贮存(CCS(Carbon dioxide Capture andStorage))、地热发电或者温泉等中，使用被称为油井管的钢管。钢管彼此的连结使用螺纹接头。

这种钢管用螺纹接头的形式被大致分为组合型和整体型。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有外螺纹，在管接头的两端部的内周形成有内螺纹。并且，钢管的外螺纹拧入管接头的内螺纹，由此两者紧固而连结。在整体型的情况下，作为连结对象的一对管材均是钢管，不使用另外的管接头。在该情况下，在钢管的一端部的外周形成有外螺纹，在另一端部的内周形成有内螺纹。并且，一个钢管的外螺纹拧入另一个钢管的内螺纹，由此两者紧固而连结。

通常，形成有外螺纹的管端部的接头部分包括插入内螺纹的要素，因此被称为“公扣”。另一方面，形成有内螺纹的管端部的接头部分包括承接外螺纹的要素，因此被称为“母扣”。上述的公扣和母扣是管材的端部，因此均为管状。

对于例如大深度的油井所使用的螺纹接头，在较浅的部分施加由油井管的自重产生的较大的拉伸载荷，在较深的部分施加由热膨胀产生的较大的压缩载荷。

美国再发行发明专利第30647号说明书(专利文献1)、美国发明专利第6158785号说明书(专利文献2)以及国际公开WO2015/194193号(专利文献3)公开了使用楔形螺纹的螺纹接头。楔形螺纹的螺纹牙宽度沿着螺旋方向逐渐变化。楔形螺纹也被称为燕尾形螺纹，能够获得较高的扭矩性能。然而，在专利文献1～3中均完全没有记载楔形螺纹的螺纹牙宽度的变化率。

日本特表2012-512347号公报(专利文献4)也公开了使用楔形螺纹的螺纹接头。在外螺纹区域的两端附近，外螺纹插入牙侧面间的导程和外螺纹载荷牙侧面间的导程均恒定。同样，在内螺纹区域的两端附近也是，内螺纹插入牙侧面间的导程和内螺纹载荷牙侧面间的导程均恒定。因而，在螺纹区域的两端附近，螺纹牙宽度恒定。虽然认识到在载荷牙侧面间的导程与插入牙侧面间的导程之间存在差异，但完全没有记载该差异的具体的数值。

本说明书引用以下的现有技术文献。

专利文献1：美国再发行发明专利第30647号说明书

专利文献2：美国发明专利第6158785号说明书

专利文献3：国际公开WO2015/194193号

专利文献4：日本特表2012-512347号公报

发明内容

楔形螺纹的载荷面和插入面具有负的牙型半角，因此楔形螺纹在紧固时咬合而发挥较高的扭矩性能。另外，对于楔形螺纹而言，为了容易紧固，有时螺纹牙宽度随着靠近公扣或母扣的顶端而变窄。换言之，在载荷面节距与插入面节距之间存在差异。该节距差被称为“导程变量(delta lead)”。导程变量决定公扣和母扣的顶端附近的螺纹牙宽度。