[发明专利]钢管用螺纹接头

说明书

提供抑制烧结且内压和外压密封性能优异的螺纹接头。螺纹接头(1)包括公扣(10)和母扣(20)。公扣(10)包含公扣唇(11)、公扣金属密封部(13)、圆筒状内切削面(14)。公扣金属密封部(13)包含公扣密封锥面(16)和公扣密封曲率面(17)。母扣(20)包含与公扣密封锥面(16)平行的母扣金属密封部(22)。公扣金属密封部(13)在密封点(SP)与母扣金属密封部(22)密封接触。螺纹接头满足以下的式(1)和式(2)。L是公扣唇(11)的长度，Lm是从公扣的顶端(AP)到圆筒状内切削面(14)的末端的长度，Ls是公扣(10)的顶端(AP)与密封点(SP)之间的距离，tb是紧固时的密封点(SP)处的母扣(20)的壁厚，tp是密封点(SP)处的公扣(10)的壁厚。L＞Lm＞Ls(1)tb/tp＞1.6(2)。

技术领域

本公开涉及钢管用螺纹接头，更具体而言，涉及用于将两根钢管相互连接的螺纹接头。

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、储存(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大致被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，由此两者紧固并连结。在整体型的情况下，作为连结对象的一对管材均是钢管，不使用额外的管接头。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，由此两者紧固并连结。

通常，形成有外螺纹的管端部的接头部分包含插入内螺纹的元素，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含承接外螺纹的元素，因此被称为“母扣”。上述的公扣和母扣是管材的端部，因此均呈管状。

对于油井而言，利用油井管加强井壁的同时进行掘进以避免坑壁在挖掘中崩塌，因此结果油井管成为多重配置的构造。近年，油井的高深度化和超深海化逐渐发展，但在这样的环境下，为了高效地开发油井，油井管的连接大多使用接头部的内径和外径为与钢管的内径和外径相同程度的螺纹接头。通过使用这样的螺纹接头，能够尽量缩小多重配置的油井管彼此的间隙，即使较深也能够不怎么扩大井径地高效地开发油井。在这样的内径和外径的制约下，对于螺纹接头而言，针对来自内部的流体压力(以下也称为“内压”)和来自外部的流体压力(以下也称为“外压”)，要求优异的密封性能。通常，针对内压的密封性能被称为“内压密封性能”，针对外压的密封性能被称为“外压密封性能”。

作为用于确保密封性能的螺纹接头，已知具有基于金属－金属接触的密封部(以下称为“金属密封部”。)的螺纹接头。金属密封部是指以下构造：若公扣的密封面的直径比母扣的密封面的直径稍大(将该直径之差称为“密封干涉量”)，紧固螺纹接头而密封面彼此嵌合，则由于密封干涉量而使公扣的密封面缩径，母扣的密封面扩径，由于各自的密封面要恢复到原来的直径的弹性恢复力从而在密封面产生接触压力地整周密合，发挥密封性能。

日本特开2012-247028号公报(专利文献1)公开能够消除公扣的偏心壁厚偏差而确保稳定的密封性的钢管用螺纹接头(参照[0010]段)。在该螺纹接头中，公扣侧的管口部外周面是向外侧凸出的曲面形状。母扣侧的管口部内周面是锥形状。公扣通过切削其外径侧和内径侧而成。作为内径侧的被切削的轴向长度范围的内削长度范围的长度是从公扣管口顶端到在螺纹结合时最先与母扣侧的管口部内周面接触的公扣侧的管口部外周面上的部位即密封点为止的轴向长度以上的长度。内削长度范围内的公扣在同一剖面内壁厚偏差率(＝(周向最大壁厚－周向最小壁厚)/周向平均壁厚×100(％))为6％以下。另外，内削长度范围的长度是从公扣管口顶端到作为密封部的螺纹部侧的端的密封部后端为止的轴向长度以下的长度(参照[0011]段和图1)。