专利名称：可代替加厚油管的螺纹连接机构的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及一种油井管螺纹连接机构，具体地说，是涉及一种可代替加厚油管的螺纹连接机构。
背景技术：
API(美国石油学会)普遍采用锥管螺纹作为油井管螺纹连接，这种锥管螺纹是将三角形螺纹的顶部加工成圆形并从1/32到1/16的范围内改变螺纹的锥度而形成，这种螺纹可提高螺纹切削加工中的最终精度，减少作用在螺纹上的应力集中，减少在夹持、运输、拧接工作时螺纹部分损坏的危险程度，但是这种螺纹在承受纵向拉力时，因为承载面的角度达到30℃，故承载效率较差，容易产生跳扣现象。对于需要高连接强度的油管，API公开了一种两端加厚的油管螺纹连接件，管子两端通过锻压的方式使管端壁厚增加，从而提高螺纹连接部分的强度，从API标准中可以知道，加厚油管螺纹连接强度可以达到管体的强度增厚。但是增加一道加厚工序，必然提高生产成本，对于加厚后需要热处理的管子来说，生产成本更高。对于使用过程来说，螺纹连接本来扭矩就比不加厚油管大，如没有良好的扭矩控制装置，容易造成螺纹因承受过高的扭矩而粘扣失效。对于油田用户来说，加厚油管螺纹失效后，由于加厚端长度不足，不易返修成加厚油管继续使用，只能切除端部加厚段，该用作不加厚油管。
而专利“99800538.X”公开了一种改善螺纹承载效率和密封性能的油管偏梯形螺纹(如图1所示)，其中所述螺纹具有这样的形状，即当所述连接件被紧固时，螺纹的相对侧面能同时和相应螺纹的侧面接触，使连接件的螺纹部分的干涉量Δd不小于所连接管子外径的0.12％，且不大于其0.8％，其中，在所述梯形螺纹的顶部和底部之间形成的间隙设置为不大于0.2毫米；其中每一梯形螺纹的负荷面角θ1满足下述的3个条件(1)当管子的厚度t/管子的外径D≤9％时，-3℃≤θ1≤3℃；(2)当9％＜管子的厚度t/管子的外径D≤14％时，-3℃≤θ1≤0；
(3)当14％＜管子的厚度t/管子的外径D，-10℃≤θ1≤0℃；所述螺纹的螺纹宽度和螺纹高度的尺寸误差满足如下2个条件(4)当10℃≤|θ1|+|θ2|20℃，螺纹的宽度(Wt)误差＝±0.015毫米，和螺纹的高度(Ht)误差＝±0.015毫米；(5)当20℃≤|θ1|+|θ2|，螺纹的宽度(Wt)误差＝±0.025mm，和螺纹的高度(Ht)误差＝±0.025mm；该接头为了提高抗粘扣效果，内螺纹起始扣的齿顶锥度不同与正常螺纹锥度。
专利“99800538.X”中的螺纹能保证螺纹连接强度等同于管体强度并具有优良的密封性能，但螺纹精度要求高，制造成本高，而且螺纹较特殊，需要专门制造螺纹加工刀具，通用性相对较差。专利“99800538.X”公开的带扭矩台阶的连接方式，虽然有良好的抗粘扣效果，但其工艺性较差，只能用单齿刀进行加工，加工效率会明显降低。
发明内容
本实用新型的目的在于提供一种可代替加厚油管的螺纹连接机构，其能保证有足够的螺纹连接强度，防止滑脱跳扣，又有足够的密封性能和重复使用性能；同时降低管材的制造成本，提高螺纹加工刀具的通用性。
为达到上述目的，本实用新型提供一种可代替加厚油管的螺纹连接机构，其包含偏梯形螺纹，抗扭矩台阶；所述的偏梯形螺纹的承载角度不大于3度，以保证偏梯形螺纹连接强度，偏梯形螺纹的高度和螺纹的宽度误差在0.05-0.08mm之间，以降低偏梯形螺纹的加工精度，从而降低制造成本；所述的抗扭矩台阶设置在接箍中间，避免油田使用过程中，偏梯形螺纹承受过载荷而造成螺纹粘扣；在该抗扭矩台肩前面设置有一退刀槽，供螺纹加工用，其设置一定的退刀槽宽度L，可同时容纳两个齿刀加工偏梯形螺纹，加工后可顺利退刀，即可以让偏梯形螺纹梳刀自如地退出螺纹段而不改变偏梯形螺纹的锥度，从而改善偏梯形螺纹接头的加工工艺性，提高了加工效率；所述的抗扭矩台阶是一有β角度的内逆式台阶，该β角度设置为0-5度，可以适当增加台阶面的面积，提高抗扭矩的能力，降低加工难度，又能和偏梯形螺纹形成相互约束，避免螺纹跳扣。
本实用新型提供的可代替加厚油管的螺纹连接机构，其能保证有足够的螺纹连接强度，防止滑脱跳扣，又有足够的密封性能和重复使用性能；同时降低管材的制造成本，提高螺纹加工刀具的通用性。
图1为背景技术中油井管螺纹连接机构的螺纹齿形啮合部示意图；图2为本实用新型中可代替加厚油管的螺纹连接机构的结构示意图；图3为本实用新型中可代替加厚油管的螺纹连接机构的螺纹齿形加工示意图；图4为本实用新型中可代替加厚油管的螺纹连接机构的螺纹齿形啮合部示意图。
标号说明β-内逆式台阶角度；L-退刀槽宽度；Wt-螺纹宽度；P-螺距；Ht-螺纹高度；θ1-承载面角；θ2-引导面角；d1-内螺纹中径；d2-外螺纹中径。
具体实施方式
以下根据图2，图3和图4，说明本实用新型的一种最佳实施方式。
如图2所示，为本实用新型中可代替加厚油管的螺纹连接机构的结构示意图；如图3所示，为本实用新型中可代替加厚油管的螺纹连接机构的螺纹齿形加工示意图。其包含偏梯形螺纹101，抗扭矩台阶102；所述的偏梯形螺纹101的承载角度不大于3度，以保证偏梯形螺纹101连接强度，偏梯形螺纹101的高度和螺纹的宽度误差在0.05-0.08mm之间，以降低偏梯形螺纹101的加工精度，从而降低制造成本；
所述的抗扭矩台阶102设置在接箍中间，避免油田使用过程中，偏梯形螺纹101承受过载荷而造成螺纹粘扣，具有良好的重复使用性能；在该抗扭矩台阶前面设置有一退刀槽，供偏梯形螺纹101加工用，其设置一定的退刀槽宽度L，即为偏梯形螺纹消失点到抗扭矩台阶的距离，可同时容纳两个齿刀加工偏梯形螺纹101，加工后可顺利退刀，即可以让偏梯形螺纹101梳刀自如地退出螺纹段而不改变偏梯形螺纹的锥度，从而改善偏梯形螺纹接头的加工工艺性，提高了加工效率；所述的抗扭矩台阶102是一有β角度的内逆式台阶，该β角度设置为0-5度，可以适当增加台阶面的面积，提高抗扭矩的能力，降低加工难度，又能和偏梯形螺纹形成相互约束，避免螺纹跳扣。
以下提供2个具体实施例，实施例1如图4所示，其中，螺距P为3.175mm，锥度为1/16，承载面角θ1取不大于3度，使螺纹能承受足够的拉力，确保螺纹联结的滑脱强度；螺纹宽度Wt是螺距P的1/2，并且不大于齿槽宽度，螺纹高度和螺纹宽度的公差在0.05-0.08mm间，以降低螺纹的加工精度，从而降低制造成本，公母螺纹装配拧紧形成过盈量(d2-d1)/2后，相互啮合的螺纹齿顶齿槽间及螺纹引导面侧形成的缝隙不超过0.2mm，该缝隙依靠螺纹脂固体颗粒的填充来达到密封效果。
实施例2中，引导面角是10度，螺纹高度是1mm，其公母螺纹高度公差带均为0.05mm，螺纹宽度的公差带均为0.076mm，螺距是每英寸8牙，锥度是1/16。管体为API标准尺寸，接箍外径也采用API标准尺寸88.9mm，外螺纹中径为71.975mm，内螺纹中径为71.80mm，退刀槽宽度为8mm，接箍长度142.2mm。该实施例以API L80级管子为样品进行了验证，在3120N.m的力矩上卸扣10次后，检查螺纹情况，发现没有螺纹损伤情况；进行拉伸试验时，结果全在管体部分被拉断，也就是说连接强度达到管体抗拉强度100％；进行水压试验，发现螺纹连接处没有泄漏。
本实用新型提供的可代替加厚油管的螺纹连接机构，其能保证有足够的螺纹连接强度，防止滑脱跳扣，又有足够的密封性能和重复使用性能；同时降低管材的制造成本，提高螺纹加工刀具的通用性。
权利要求1.一种可代替加厚油管的螺纹连接机构，其包含偏梯形螺纹，抗扭矩台阶，特征在于，所述的偏梯形螺纹的承载角度不大于3度，所述的抗扭矩台阶设置在接箍中间，其是一有β角度的内逆式台阶，该β角度设置为0-5度。
2.如权利要求1所述的可代替加厚油管的螺纹连接机构，其特征在于，所述的抗扭矩台肩前面设置有一退刀槽，其设置一定的退刀槽宽度，可同时容纳两个齿刀加工偏梯形螺纹。
专利摘要一种可代替加厚油管的螺纹连接机构，其包含偏梯形螺纹，抗扭矩台阶；该偏梯形螺纹的承载角度不大于3度；该抗扭矩台阶设置在接箍中间；在该抗扭矩台肩前面设置有一退刀槽，其设置一定的退刀槽宽度L；该抗扭矩台阶是一有β角度的内逆式台阶，该β角度设置为0－5度。本实用新型提供的油井管螺纹连接件，其能保证有足够的螺纹连接强度，防止滑脱跳扣，又有足够的密封性能和重复使用性能；同时降低管材的制造成本，提高螺纹加工刀具的通用性。
文档编号F16L15/00GK2747435SQ200420110509
公开日2005年12月21日 申请日期2004年11月30日 优先权日2004年11月30日
发明者丁维军 申请人:宝山钢铁股份有限公司