专利名称：弧形api圆螺纹套管接头的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及一种螺纹连接技术，用于石油钻探、开发和生产时所要用到的石 油油管和套管的弧形API圆螺纹套管接头。
背景技术：
API圆螺纹是圆锥管螺纹，其锥度为1 16。自20世纪问世以来，由于其加工容 易，价格便宜，在油气田得到了广泛的使用。根据现场的使用和研究表明，各个啮合螺纹牙 上的载荷分布很不均勻，两端的螺纹承担了绝大部分载荷，中间的大部分螺纹分担很小部 分的载荷，所以接头两端是严重的应力集中区，很容易损坏，而中间部分的螺纹由于承载很 小，远小于材料的屈服强度，所以材料的能力没有得到最大发挥。
发明内容针对API圆螺纹结构上的不足，本实用新型的目的是提供一种弧形API圆螺纹套 管接头，以利于改善普通API圆螺纹油套管接头载荷分布不均的现象。为实现上述目的，本实用新型采用的技术方案是提供一种弧形API圆螺纹套管接 头，该接头包括有接箍两端的母螺纹和套管端部的公螺纹，所述接箍的母螺纹与套管端部 的公螺纹旋合拧接，其特征是所述接箍两端的母螺纹结构对称设置，每一端的母螺纹为 API圆螺纹，该母螺纹的中径为弧形，套管端部的公螺纹为API圆螺纹。所述接箍母螺纹的弧形中径圆弧半径为R，该圆弧半径R的大小通过设定XI、X2、 X3的值确定三个点计算，其中Xl和X2是接箍和套管啮合螺纹总长度的两端的弧形中径与 锥度为1 16中径的径向距离，X3是接箍和套管啮合螺纹的总长度中点位置的弧形中径 与锥度为1 16中径的径向距离，XI、X2和X3取值均在-0. Imm 0. Imm之内；所述套管 端部的公螺纹的螺距为6 8牙/英寸，锥度为1 16。本实用新型的效果是通过把接箍的中径加工为弧形，减小两端啮合螺纹处的径向 过盈量，增大中间啮合螺纹的径向过盈量，降低接头两端螺纹的接触应力，提高接头中部的 螺纹的接触应力，使原本分布不均的螺纹接触应力分布趋于均勻。
图1是本实用新型的套管接头的结构示意图；图中A-接箍B-套管图2是本实用新型的接箍的母螺纹中径线的示意图；图中A-接箍C-参与啮合的第一牙螺纹位置D-参与啮合的最后一牙螺纹位置E-参与啮合的螺纹总长度的中点位置[0015]F-中径圆弧 G-轴线T-锥度为1 16的中径图3是本实用新型的接箍的母螺纹中径线半径的示意图；图中R_中径圆弧的半径 0-中径圆弧的原点
具体实施方式
结合附图及实施例对本实用新型的弧形API圆螺纹套管接头结构加以说明。本实用新型的弧形API圆螺纹套管接头，该接头包括有接箍两端的母螺纹和套管 端部的公螺纹，所述接箍的母螺纹与套管端部的公螺纹旋合拧接，其特征是所述接箍两端 的母螺纹结构对称设置，每一端的母螺纹为API圆螺纹，该母螺纹的中径为弧形，套管端部 的公螺纹为API圆螺纹。所述接箍母螺纹的弧形中径圆弧半径为R，该圆弧半径R的大小通过设定XI、X2、 X3的值确定三个点计算，其中Xl和X2是接箍和套管啮合螺纹总长度的两端的弧形中径与 锥度为1 16中径的径向距离，X3是接箍和套管啮合螺纹的总长度中点位置的弧形中径 与锥度为1 16中径的径向距离，XI、X2和X3取值均在-0. Imm 0. Imm之内；所述套管 端部的公螺纹的螺距为6 8牙/英寸，锥度为1 16。本实用新型的弧形API圆螺纹套管接头是这样实现的如图1所示，该弧形API圆螺纹油套管接头结构包括接箍A的母螺纹和套管B的 公螺纹两部分组成。接箍A的母螺纹中径线呈弧形，弧形的圆心位置在接箍A—侧，中径圆 弧的半径为R，如图3所示。与原API圆螺纹的1 16锥度中径相交叉，Xl和X2是接箍A 两端啮合处的圆弧中径与锥度为1 16中径的径向距离，X3是接箍A啮合螺纹总长度中 点位置的圆弧中径与锥度为1 16中径的距离。设背离轴线距离为正，反之为负，通过给 定X1、X2、X3的值确定三个点，通过三点确定中径圆弧的半径R的大小，该圆弧就是接箍的 中径。XI、X2和X3的值不能过大，否则会影响上扣。XI、X2和X3取值在-0. Imm 0. Imm 之内，如果超过此范围，有可能对上扣过程造成不利影响。如图2所示，所述弧形螺纹是螺纹的中径线是弧线而非直线。弧形螺纹能减小两 端啮合螺纹处的径向过盈量，增大中间啮合螺纹的径向过盈量，使接触应力分布趋于均勻。 在常用的数控系统上有弧形螺纹加工的程序(只适用于API圆螺纹)，可进行加工。图2为 弧形螺纹示意图，Xl和X2是两端啮合处的圆弧中径与1 16中径的径向距离，X3是啮合 螺纹总长度中点位置的圆弧中径与1 16中径的径向距离。设背离轴线距离为正，反之为 负，如图2所示Xl和X2为正，X3为负，通过确定XI、X2和X3的值来确定中径弧线。T为原1 16中径圆弧，通过确定XI、X2、X3的值，可以定出C、D、E三个位置的 点，根据三点做圆弧，即可得到圆弧中径F。中径圆弧的半径R如图3所示，中径圆弧的中心 是点0。
权利要求一种弧形API圆螺纹套管接头，该接头包括有接箍两端的母螺纹和套管端部的公螺纹，所述接箍的母螺纹与套管端部的公螺纹旋合拧接，其特征是所述接箍两端的母螺纹结构对称设置，每一端的母螺纹为API圆螺纹，该母螺纹的中径为弧形，套管端部的公螺纹为API圆螺纹。
2.根据权利要求1所述的弧形API圆螺纹套管接头，其特征是所述接箍母螺纹的弧 形中径圆弧半径为R，该圆弧半径R的大小通过设定XI、X2、X3的值确定三个点计算，其中 Xl和X2是接箍和套管啮合螺纹总长度的两端的弧形中径与锥度为1 16中径的径向距 离，X3是接箍和套管啮合螺纹的总长度中点位置的弧形中径与锥度为1 16中径的径向 距离，X1、X2和X3取值均在-0. Imm 0. Imm之内；所述套管端部的公螺纹的螺距为6 8 牙/英寸，锥度为1 16。
专利摘要本实用新型提供一种弧形API圆螺纹套管接头，该接头包括有接箍两端的母螺纹和套管端部的公螺纹，所述接箍的母螺纹与套管端部的公螺纹旋合拧接，所述接箍两端的母螺纹结构对称设置，每一端的母螺纹为API圆螺纹，该母螺纹的中径为弧形，套管端部的公螺纹为API圆螺纹。所述接箍母螺纹的弧形中径圆弧半径的大小通过设定X1、X2、X3的值确定三个点计算。本实用新型的效果是通过把接箍的中径加工为弧形，减小两端啮合螺纹处的径向过盈量，增大中间啮合螺纹的径向过盈量，降低接头两端螺纹的接触应力，提高接头中部的螺纹的接触应力，使原本分布不均的螺纹接触应力分布趋于均匀。
文档编号E21B17/08GK201627544SQ200920251660
公开日2010年11月10日 申请日期2009年12月11日 优先权日2009年12月11日
发明者史彬, 吕春莉, 吴稀勇, 屈强, 张军, 徐志谦, 李毅, 柳玉伟, 梅丽, 王京, 王春忠, 王春河, 闫龙, 陈涛, 骆敬辉 申请人:天津钢管集团股份有限公司