一种变齿宽螺纹接头的制作方法

本发明属于石油钻探、开发和生产领域，具体涉及一种变齿宽螺纹接头。

背景技术：

石油行业使用的api(americanpetroleuminstitute，美国石油学会)管螺纹主要包括api标准圆螺纹和api标准偏梯形螺纹，由于这两种螺纹加工简单、生产成本低，在石油行业广泛使用。如图1所示，由于api螺纹为锥螺纹，且所有螺纹齿宽相等、所有螺纹齿槽宽也相等，当啮合的螺纹接头受轴向力作用时会在两个危险截面即内螺纹接头啮合小端图1m处和外螺纹接头啮合大端图1n处产生大的应力集中，内螺纹接头啮合小端壁厚相对较大导致产生的应力风险较小，而外螺纹接头啮合大端壁厚相对较小而面临的应力风险较大。另一方面，螺纹啮合段应力分布呈马鞍状，即两端高中间低，导致外螺纹接头啮合大端应力加剧。所以，为增强螺纹接头抵抗风险的能力，一方面需要降低外螺纹接头啮合大端处的应力集中，另一方面需要优化啮合螺纹的承载力分布。

技术实现要素：

本发明的目的是提供一种变齿宽螺纹接头，通过优化设置螺纹的齿宽和齿槽宽，降低外螺纹接头啮合大端处的应力集中，增强螺纹接头的承载能力。

为了实现上述目的，本发明采用的技术方案是，一种变齿宽螺纹接头，包括外螺纹接头和内螺纹接头，外螺纹接头和内螺纹接头分别有外螺纹啮合段和内螺纹啮合段，内螺纹接头的内螺纹齿宽与齿槽宽度不同，其中，分为三段，内螺纹齿宽大于齿槽宽段，内螺纹齿宽等于齿槽宽段，内螺纹齿宽小于齿槽宽段，外螺纹接头的外螺纹齿宽与齿槽宽相等。

内螺纹齿宽大于齿槽宽段包括啮合的内螺纹小端及未啮合的内螺纹，齿宽大于api标准螺纹齿宽，齿槽宽小于api标准螺纹齿槽宽。

内螺纹齿宽等于齿槽宽段位于内外螺纹啮合段中部，螺纹的齿宽与其齿槽宽相等。

内螺纹齿宽小于齿槽宽段位于内外螺纹啮合段大端部位，齿宽小于api标准螺纹齿宽，齿槽宽大于api标准螺纹齿槽宽。

外螺纹接头上设置有外螺纹齿宽等于齿槽宽段，齿宽等于齿槽宽。

外螺纹齿宽等于齿槽宽段内齿宽等于内螺纹齿宽等于齿槽宽段内齿宽。

外螺纹齿宽等于齿槽宽段内齿槽宽等于内螺纹齿宽等于齿槽宽段内齿槽宽。

外螺纹接头和内螺纹接头的螺距均等于api标准螺纹。

外螺纹接头上的外螺纹和内螺纹接头上的内螺纹采用圆螺纹、偏梯型螺纹、钩型螺纹或楔形螺纹。

与现有技术相比，本发明至少具有以下有益效果：

本发明内螺纹大端部位齿宽小于齿槽宽，而与其啮合的外螺纹齿槽宽大于内螺纹齿宽，与其啮合的外螺纹齿宽小于内螺纹齿槽宽，则大端部位内外螺纹啮合后存在一定的齿侧间隙，有利于上扣及承载后力的均匀分布，所以本发明解决了内外螺纹啮合时外螺纹接头啮合大端处应力集中大的问题，优化了啮合螺纹的承载力分布，提升了螺纹接头的承载能力。

附图说明

图1为螺纹接头装配示意图。

图2为本发明内螺纹接头示意图。

图3为本发明外螺纹接头示意图。

其中：1-外螺纹接头；2-内螺纹接头，21-内螺纹齿宽大于齿槽宽段；22-内螺纹齿宽等于齿槽宽段；23-内螺纹齿宽小于齿槽宽段；11-外螺纹齿宽等于齿槽宽段；24-内螺纹啮合段，12-外螺纹啮合段；m-内螺纹接头啮合小端；n-外螺纹接头啮合大端。

具体实施方式

下面结合附图对本发明进一步阐述。

如图2和图3所示，本发明所述的一种变齿宽螺纹接头，包括外螺纹接头1和内螺纹接头2，外螺纹接头1和内螺纹接头2分别有外螺纹啮合段12和内螺纹啮合段24，内螺纹接头2的内螺纹齿宽与齿槽宽度不同，其中，分为三段，内螺纹齿宽大于齿槽宽段21，内螺纹齿宽等于齿槽宽段22，内螺纹齿宽小于齿槽宽段23，外螺纹接头1的外螺纹齿宽与齿槽宽相等；

螺纹接头2设置有内螺纹齿宽大于齿槽宽段21，内螺纹齿宽等于齿槽宽段22，内螺纹齿宽小于齿槽宽段23，降低了螺纹接头的应力集中，增强了螺纹接头的承载能力。

内螺纹齿宽大于齿槽宽段21包括啮合的内螺纹小端及未啮合的内螺纹，齿宽大于api标准螺纹齿宽，齿槽宽小于api标准螺纹齿槽宽；内螺纹齿宽等于齿槽宽段22位于内外螺纹啮合段12中部，齿宽等于齿槽宽，内螺纹齿宽小于齿槽宽段23位于内外螺纹啮合段12大端部位，齿宽小于api标准螺纹齿宽，齿槽宽大于api标准螺纹齿槽宽。

外螺纹接头1上设置有外螺纹齿宽等于齿槽宽段11，齿宽等于齿槽宽；外螺纹齿宽等于齿槽宽段11内齿宽等于内螺纹齿宽等于齿槽宽段22内齿宽；外螺纹齿宽等于齿槽宽段11内齿槽宽等于内螺纹齿宽等于齿槽宽段22内齿槽宽。

外螺纹接头1和内螺纹接头2的螺距均等于api标准螺纹。

外螺纹接头1上的外螺纹和内螺纹接头2上的内螺纹采用圆螺纹、偏梯型螺纹、钩型螺纹或楔形螺纹。

技术特征：

技术总结
本发明公开了一种变齿宽螺纹接头，包括外螺纹接头和内螺纹接头，外螺纹接头和内螺纹接头分别有外螺纹啮合段和内螺纹啮合段，内螺纹接头的内螺纹齿宽与齿槽宽度不同，其中，分为三段，内螺纹齿宽大于齿槽宽段，内螺纹齿宽等于齿槽宽段，内螺纹齿宽小于齿槽宽段，外螺纹接头的外螺纹齿宽与齿槽宽相等；本发明内螺纹大端部位齿宽小于齿槽宽，而与其啮合的外螺纹齿槽宽大于内螺纹齿宽，与其啮合的外螺纹齿宽小于内螺纹齿槽宽，则大端部位内外螺纹啮合后存在一定的齿侧间隙，有利于上扣及承载后力的均匀分布，所以本发明解决了内外螺纹啮合时外螺纹接头啮合大端处应力集中大的问题，优化了啮合螺纹的承载力分布，提升了螺纹接头的承载能力。

技术研发人员：潘志勇;刘永刚;韩礼红;余志;龙岩;路彩虹;韩军;王蕊
受保护的技术使用者：中国石油天然气集团有限公司;中国石油天然气集团公司管材研究所
技术研发日：2019.06.28
技术公布日：2019.11.05