钢管用螺纹接头的制作方法
【技术领域】
[0001] 本发明设及钢管用螺纹接头。
[0002] 本申请基于2012年9月21日在日本提出申请的特愿2012 - 208600号要求优先 权，并在此引用其内容。
【背景技术】
[0003] 例如，在挖掘、生产原油、天然气、页岩气、甲烧水合物等化石燃料、还有地下水、温 泉该些气体或者液体状的地下资源时，使用油井管等钢管。油井管等钢管通常利用螺纹接 头连接。螺纹接头从大的方面来说分为两种方式。一种方式为管接头（力ッ文yシク）方 式。在管接头方式中，在两端设置有阳螺纹构件（销（t°シ））的两根钢管经由在两端设置 有阴螺纹构件（套盒（术ッ夕乂））的、被称作管接头的短管而连接。另一种方式为集成方 式。在集成方式中，在钢管的一端设置销并且在另一端设置套盒，不经由管接头而将两根钢 管彼此直接连接。
[0004] 油井管用的螺纹接头中，存在美国石油协会（American Petroleum Institute)规 格的螺纹接头、被称作所谓的API接头的螺纹接头。此外，还存在为了能够承受更严酷的环 境而提高了性能的高级接头。高级接头大多具有钢管的连接所需的螺纹构造，并且具有承 担气体、液体的密封性能的密封机构。特别是，在需要密封高压的流体的情况下，广泛使用 在销的外表面、和套盒的相对的内表面分别设置旋转对称的无螺纹面（密封面），并使该些 密封面嵌合的金属接触密封件来作为密封机构。
[0005] 在金属接触密封件中，销的外径被设定为比套盒的内径稍微大（将该直径差称为 "密封干设量"。）。在金属接触密封件中，使销和套盒嵌合而在径向上干设，由此在扩径了的 套盒和缩径了的销之间分别产生欲恢复至原来的直径的弹性恢复力。利用该弹性恢复力， 能够使密封面紧密地紧贴。在金属接触密封件中，若将密封干设量设定得较大，则能够提高 密封性能。另一方面，若将密封干设量设定得过大，则在螺纹接头的连结过程中，密封面粘 扣（焼付客）。
[0006] 如此，螺纹接头的密封性能和耐粘扣性能为相反的关系。特别是在由大量含有铭 和/或镶等的高合金钢构成的钢管用螺纹接头中，容易产生粘扣，因此难W兼顾密封性能 和耐粘扣性能。
[0007] 因此，公开了大量在维持密封性能、换言之不降低密封干设量的基础上避免密封 面的粘扣的技术（参照专利文献1?6。）。
[000引例如，在专利文献1、2中，公开有改良润滑膜的现有技术。具体而言，在专利文献 1中，公开有如下技术；在螺纹部W及密封面各自的表面形成草酸处理基底层，在其上形成 分散了二硫化铺或者二硫化鹤的树脂皮膜层。在专利文献2中，公开有如下技术；在螺纹部 W及密封面各自的表面形成多孔性锋或者锋合金的基底层，在其上形成不含固体润滑膜或 者重金属的液状润滑膜。任一种技术都谋求耐粘扣性能的提高。
[0009] 在螺纹部W及密封面各自的表面形成有上述润滑膜和/或表面处理膜的螺纹接 头，大多在润滑膜和/或表面处理膜的操作时需要注意。因此，因在油井管向油井现场搬送 的中途和/或现场的复杂的操作等，容易产生润滑膜和/或表面处理膜剥离该一不良情况。
[0010] 在专利文献3中，公开有研究密封面的形状的技术。具体而言，公开有如下技术： 将套盒密封面做成锥面，并且将销的密封面做成曲率面，使密封面该两者彼此在比较窄的 范围内接触，提高局部接触压力，由此提高密封性能。
[0011] 在专利文献4中，公开有在集成方式的螺纹接头形成两处密封面的技术。具体而 言，在一密封面，将销做成锥面，并且将套盒做成曲率面，使两者接触。在另一密封面，为相 反的关系，即将套盒做成锥面，并且将销做成曲率面，使两者接触。
[0012] 在专利文献5中，公开有将销与套盒同时做成曲率面的技术。根据由专利文献3? 5所公开的技术，若密封干设量相同则能够得到高的局部接触压力，因此可得到高的密封性 能。另外，通过锥面与曲率面的接触来形成密封接触部，因此可得到稳定的密封性能。
[0013] 但是，对于由专利文献3?5所公开的密封面的形状，在将螺纹接头螺纹结合、连 结的过程中，销W及套盒各自的密封面彼此也一边W窄的接触宽度且高的平均接触压力接 触，一边滑动。因此，耐粘扣性能不理想。特别是在由含有13质量上铭的高合金钢构 成的螺纹接头中，若不实施昂贵的表面处理，则就无法避免粘扣的产生。
[0014] 而且，在专利文献6中，公开有通过将销W及套盒的任一个的密封面的形状都做 成锥面并使两者接触、由此谋取耐粘扣性能的提高的技术。
[0015] 现有技术文献
[0016] 专利文献
[0017] 专利文献1:日本国特开2000 - 130654号公报
[0018] 专利文献2:国际公开第02/059519号宣传册
[0019] 专利文献3:美国专利申请公开第2004/108719号说明书
[0020] 专利文献4:美国专利第4153283号说明书
[0021] 专利文献5:美国专利第3856337号说明书
[0022] 专利文献6:美国专利第4736967号说明书
【发明内容】
[0023] 发明要解决的问题
[0024] 根据由专利文献6所公开的技术，在将螺纹接头螺纹结合、连结的过程中，作为密 封面的锥面彼此W宽的接触宽度接触。因此，能够将密封面彼此的平均接触压力抑制为低， 不易产生粘扣。
[0025] 但是，在由专利文献6所公开的技术中，在连结完成后密封面彼此也W宽的接触 宽度继续接触，平均接触压力维持低。因此，该技术所带来的密封性能有限。另外，若施加 于密封面的压力变高，则存在密封性能不足、发生流体泄露的风险。
[0026] 本发明是鉴于上述情况而完成的发明，其目的在于提供稳定地兼备高的耐粘扣性 能W及密封性能的钢管用螺纹接头。
[0027] 用于解决问题的方案
[002引本发明为了解决所述课题、达成该目的，采用W下的手段。良P，
[0029] (1)本发明的一形态的钢管用螺纹接头具备；销，其具有：阳螺纹部，该阳螺纹部 由两段螺纹形成；和密封面，该密封面形成于该两段螺纹的中间部，包含锥面w及与该锥面 相邻的曲率面；和套盒，其具有：阴螺纹部，该阴螺纹部由两段螺纹形成；和密封面，该密封 面形成于该两段螺纹的中间部，包含锥面W及与该锥面相邻的曲率面，所述销的锥面的锥 角与所述套盒的锥面的锥角实质上相同，所述钢管用螺纹接头具有如下构造；所述阳螺纹 部与所述阴螺纹部通过螺纹结合而连结，在该连结的过程中，一边所述销的密封面与所述 套盒的密封面接触，一边所述销与所述套盒在径向上干设，由此彼此的密封面的至少一部 分遍及整周地紧贴，所述钢管用螺纹接头还具备接触压力增大机构，该接触压力增大机构 在所述连结的完成时，与所述连结的中途的时刻相比，增加所述销的密封面与所述套盒的 密封面的接触压力。
[0030] (2)在上述（1)所述的钢管用螺纹接头中，也可W所述销的曲率面形成于所述销 的顶端侧，所述套盒的曲率面形成于所述套盒的顶端侧。
[0031] (3)在上述（1)所述的钢管用螺纹接头中，也可W所述销的曲率面形成于与所述 销的顶端侧相反的一侧，所述套盒的曲率面形成于与所述套盒的顶端侧相反的一侧。
[0032] (4)在上述（1)所述的钢管用螺纹接头中，也可W所述销的曲率面形成为与所述 销的锥面的两侧相邻，所述套盒的锥面的长度比所述销的密封面的长度长。
[0033] (5)在上述（1)所述的钢管用螺纹接头中，也可W所述套盒的曲率面形成为与所 述套盒的锥面的两侧相邻，所述销的锥面的长度比所述套盒的密封面的长度长。
[0034] 做在上述（1)?妨中任一项所述的钢管用螺纹接头中，也可W在所述连结的完 成时，在所述销的密封面与所述套盒的密封面的接触面中的、所述曲率面与所述锥面的接 触部分，产生峰值接触压力。
[003引 （7)在上述（1)?（6)中任一项所述的钢管用螺纹接头中，也可W所述接触压力增 大机构，通过在所述阳螺纹部的与所述密封面相邻的部位形成的模形螺纹、和在所述阴螺 纹部的与所述密封面相邻的部位形成的模形螺纹的连结，来增加所述销的密封面与所述套 盒的密封面的接触压力。
[0036] (8)在上述（1)?（6)中任一项所述的钢管用螺纹接头中，也可W所述接触压力增 大机构，通过与所述销的密封面W及所述套盒的密封面的前后某一方相邻的钩状台肩，来 增加所述销的密封面与所述套盒的密封面的接触压力。
[0037] (9)在上述（1)?做中任一项所述的钢管用螺纹接头中，也可W所述阳螺纹部W 及所述阴螺纹部包含模形螺纹。
[003引 （10)在上述（1)?（9)中任一项所述的钢管用螺纹接头中，也可W所述销的锥面 的锥角和所述套盒的锥面的锥角是2?10°。
[0039] 发明效果
[0040] 根据所述的形态，能够提供能够稳定地降低密封面的粘扣风险、且在连结完成后 发挥稳定的密封性能的钢管用螺纹接头。
【附图说明】
[0041] 图1是示意地表示本发明的一实施方式的钢管用螺纹接头的纵剖面形状的剖视 图。
[0042] 图2是表示图1中的绕线部分X所示的钢管用螺纹接头的销和套盒的各密封部的 尺寸的主要部分剖视图。
[0043] 图3A是表示图1所示的钢管用螺纹接头中的销与套盒的连结前的状态的示意图。
[0044] 图3B是表示图1所示的钢管用螺纹接头中的销与套盒的连结完成时的状态的示 意图。
[0045] 图4A是表示构成本发明的一实施方式的钢管用螺