专利名称：管用螺纹接头的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及一种管用螺纹接头，是一种适合于油气井、稠油热采井使用的金属对金属密封型螺纹接头。
现有技术中，一般采用API标准圆螺纹接头或偏梯形螺纹接头作为油、气井管螺纹接头，其密封形式主要有两种通常分别被称为FOX型和TDS型。FOX型在其外螺纹件前部为朝着顶端直径不断减小的圆锥面，管端面为局部反向的圆锥面，两圆锥面之间为分别与两者相切的圆弧密封面；内螺纹件螺纹以外和台肩部分具有与外螺纹件相配合的圆锥面，两圆锥面之间为由三段半径不同的圆弧面构成的密封面。当外螺纹件拧入内螺纹件的正常工作位置时，外螺纹件圆弧密封面与内螺纹件的密封面相干涉，起到密封作用。为防止受到轴向拉力时，两密封面脱离密封失效，FOX型密封管用螺纹接头多需要采用变螺距螺纹配合。造成加工检测困难，生产效率低，油田现场无法实施。另外，内螺纹件上由三段半径不同的圆弧面构成的密封面，需专用的成型刀具加工，刀具磨损快，加工成本高。中国专利CN96223034.0公开了一种《油井管螺纹接头》，其密封结构是在TDS型密封基础上的改进型。外螺纹件前端有一个由端部圆弧倒角引导的圆柱密封面，内螺纹件内面螺纹以外有一个由圆弧过渡面引导的内圆柱密封面，两密封面过盈配合构成主密封部分。该螺纹接头其主密封不受轴向拉力的影响，具有优良的密封效果。但主密封部分过盈配合精度要求高，尺寸公差范围小，若将公差放大，则使其过盈量过大或过小，造成粘扣或密封失效，因此加工难度大，产品合格率低。
本实用新型的目的是提供一种具有优良的密封性能，易于加工检测的管用螺纹接头，以提高生产效率和产品合格率，并使其能够在油田现场实施加工检测。
本实用新型的目的是这样实现的。
一种管用螺纹接头，为锥形螺纹接头，由外螺纹件和内螺纹件组成，螺纹牙型为偏梯形或圆形。外螺纹件前部螺纹以外顺序设置有轴向长度为LM、直径为D1的圆柱面和轴向长度为LP、锥角为θ1的圆锥面，管端面是锥角为θ3的局部反向圆锥面，两圆锥面之间是分别与两者相切的半径为R1的圆弧面。内螺纹件内螺纹以外顺序设置有由平滑过渡面引导的长度为LB、直径为D2的内圆柱面和长度为LA、锥角为θ2的内圆锥面，底部台肩侧面是锥角为θ4的局部反向圆锥面，两圆锥面之间是分别与两者相切的半径为R2的圆弧面。外螺纹件与内螺纹件的两圆弧面相干涉构成主密封部分、两圆柱面过盈配合构成副密封部分，各尺寸参数满足关系式O.05＜D1-D2≤0.5LA+0.3≤LP＜LB+LA0.1≤R1-R2≤0.7。
各圆锥面的锥角θ1、θ2、θ3、θ4的取值范围分别为0°＜θ1≤24°0.6°＜θ2≤25°0°＜θ3≤25°0°＜θ4≤25°，且满足关系式0.6°≤θ2-θ1≤5°0°≤θ4-θ3≤1.5°。
外螺纹件内孔管端部具有α=0°～3°的倒角，倒角后的最大内径与底部台肩的内径D4相配合，螺纹拧紧时该最大内径与底部台肩的内径相同。
外螺纹件上与圆柱面相邻的第一个螺纹齿具有从齿顶开始至圆柱面的倒角，以便于引扣。
本实用新型与现有技术相比所具有的优点是主密封部分的干涉方式是三向应力分布，形成储存有较大变形能的主密封环带，易于保持密封能力和反复使用效果；由圆柱面与内圆柱面过盈配合构成的副密封基本不受轴向拉力影响，而且其过盈量的变化不影响主密封部分的密封能力，因而该螺纹接头具有优良的密封性能。该螺纹接头外螺纹件和内螺纹件的测量尺寸均为圆柱面，测量方便。副密封部分过盈量变化不影响主密封部分的密封能力，公差允许范围大，加工精度要求低，提高了生产效率和产品合格率，能够在油田现场实施加工检测。副密封部分过盈配合的干涉滑移量较小(LB+LA-LP)，保证在实施拧紧过程中不划伤、不粘扣。实施拧紧后，外螺纹件和内螺纹件均有变形，外螺纹件管端圆锥面与内螺纹件底部台肩侧圆锥面平行接触，以承受较大的轴向压力，台肩保护作用。该台肩保护段具有足够的接触长度，完全能够满足定位要求。同时，这种结构保证外螺纹件管端强度，一般(管子壁厚大于等于5.51mm)不需对管子端部进行缩口工艺，大大简化了加工工艺流程。
图1为本实用新型管用螺纹接头的结构图。
图2为图1的A部放大视图。
图3为图2的外螺纹件与内螺纹件分解图。
下面以外径27/8″(73mm)、壁厚5.51mm油井管为例对本实用新型管用螺纹接头的实施例进行详述。
如图1所示，本实用新型管用螺纹接头为锥形螺纹接头，由外螺纹件P和内螺纹件C组成，外螺纹件P是一个管子的一端，内螺纹件C是一个管接箍的一端。螺纹1为标准偏梯形螺纹，螺距3.175mm，锥度1∶16。外螺纹件P前部螺纹以外顺序设置有轴向长度LM=3.55mm、直径D1=68.8mm的圆柱面3和轴向长度Lp=1.92mm、锥角为θ1=0.5tan-1(1/7)的圆锥面5，管端面是锥角为θ3=14.5°的局部反向圆锥面11，两圆锥面之间是分别与两者相切的半径R1=0.4mm的圆弧面8。外螺纹件P上与圆柱面3相邻的第一个螺纹齿具有从齿顶开始至圆柱面3的倒角。内螺纹件C内螺纹以外顺序设置有由半径R=5mm的圆弧过渡面13引导的长度LB=1.25mm、直径D2=68.62mm的内圆柱面4和长度为LA1.0mm、锥角θ2=0.5tan-1(1/5)的内圆锥面6，底部台肩10侧面是锥角θ4=15°的局部反向圆锥面12，两圆锥面之间是分别与两者相切的半径为R2=0.5mm的圆弧面9。外螺纹件P与内螺纹件C的两圆弧面8、9相干涉构成主密封部分7、两圆柱面3、4过盈配合构成副密封部分2。外螺纹件P内径D3与内螺纹件C底部台肩10的内径D4相等，D3=D4=62.0mm。
本实用新型管用螺纹接头的外螺纹件是一个管子的一端，内螺纹件可以是管接箍的一端，也可以是另一个管子的一端。
权利要求1．一种管用螺纹接头，为锥形螺纹接头，由外螺纹件和内螺纹件组成，螺纹牙型为偏梯形或圆形，其特征在于外螺纹件(P)前部螺纹以外顺序设置有轴向长度为LM、直径为D1的圆柱面(3)和轴向长度为LP、锥角为θ1的圆锥面(5)，管端面是锥角为θ3的局部反向圆锥面(11)，两圆锥面(5)(11)之间是分别与两者相切的半径为R1的圆弧面(8)；内螺纹件(C)内螺纹以外顺序设置有由平滑过渡面(13)引导的长度为LB、直径为D2的内圆柱面(4)和长度为LA、锥角为θ2的内圆锥面(6)，底部台肩(10)侧面是锥角为θ4的局部反向圆锥面(12)，两圆锥面(6)(12)之间是分别与两者相切的半径为R2的圆弧面(9)；外螺纹件(P)与内螺纹件(C)的两圆弧面(8)(9)相干涉构成主密封部分(7)、两圆柱面(3)(4)过盈配合构成副密封部分(2)，各尺寸参数满足关系式0.05＜D1-D2≤0.5LA+0.3≤LP＜LB+LA0.1≤R1-R2≤0.7。
2．根据权利要求1所述的螺纹接头，其特征在于所述的各圆锥面(5)(6)(11)(12)其锥角θ1、θ2、θ3、θ4的取值范围分别为0°＜θ1≤24°0.6°＜θ2≤25°0°＜θ2≤25°0°＜θ4≤25°，且满足关系式0.6°≤θ2-θ1≤5°0°≤θ4-θ3≤1.5°。
3．根据权利要求1所述的螺纹接头，其特征在于所述的外螺纹件(P)内孔管端部具有α=0°～3°的倒角，倒角后的最大内径与底部台肩(10)的内径D4相配合。
4．根据权利要求1所述的螺纹接头，其特征在于所述的外螺纹件(P)上与圆柱面(3)相邻的第一个螺纹齿具有从齿顶开始至圆柱面(3)的倒角。
专利摘要一种管用螺纹接头,适合于油气井、稠油热采井使用的金属对金属密封型螺纹接头,由外螺纹件(P)和内螺纹件(C)组成,螺纹(1)牙型为偏梯形或圆形。外螺纹件(P)与内螺纹件(C)的两圆弧面(8)(9)相干涉构成主密封部分(7)、两圆柱面(3)(4)过盈配合构成副密封部分(2)。该螺纹接头具有优良的密封性能,易于加工检测,提高了生产效率和产品合格率,能够在油田现场实施加工检测。
文档编号F16L15/00GK2334984SQ98207389
公开日1999年8月25日 申请日期1998年7月31日 优先权日1998年7月31日
发明者刘玉文, 于百勤, 王治国, 刘甫清 申请人:宝山钢铁(集团)公司