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无锡市大为专利商标事务所 (CN)
权 利 要 求 书 1、 一种钢管的螺纹连接结构, 包括钢管工厂端 (1 )、 钢管现场端 (2) 和 接箍 (3 ), 钢管工厂端 (1 ) 的端部具有公螺纹, 钢管现场端 (2) 的端部也具 有公螺紋, 接箍 (3 ) 具有母螺纹, 钢管工厂端 (1 ) 的公螺纹与接箍 (3 ) —端 的母螺纹螺接, 钢管现场端 (2) 的公螺纹与接箍 (3 ) 另一端的母螺纹螺接, 其特征是: 在利用接箍 (3 ) 将两根钢管接合后, 一根钢管的钢管工厂端 (1 ) 具有公螺纹的小端端面 (5 ) 与另一根钢管的钢管现场端 (2) 具有公螺纹的小 端端面相互紧密接触; 且钢管工厂端 (1 ) 的公螺紋与钢管现场端 (2) 的公螺 纹同时为右旋螺纹或左旋螺纹; 钢管工厂端 (1 ) 的公螺纹的螺距小于钢管现场 端 (2) 的公螺紋的螺距; 同样地, 接箍 (3 ) 上的母螺纹与钢管工厂端 (1 ) 的 公螺纹螺接的螺距小于与钢管现场端 (2) 的公螺紋螺接的螺距。 2、 根据权利要求 1所述钢管的螺纹连接结构, 其特征是: 钢管现场端 (2) 的公螺纹小端端面和钢管工厂端 (1 ) 的公螺纹小端端面 (5 ) 相互紧密接触, 车由向 酉己 ^ 3、 根据权利要求 1所述钢管的螺紋连接结构, 其特征是: 钢管现场端 (2) 的公螺纹小端包括第一轴向配合面 (7) 和第二轴向配合面 (8), 在第一轴向配 合面 (7) 和第二轴向配合面 (8) 间有第一径向配合面 (9); 相应地, 钢管工 厂端 (1 ) 的公螺纹小端也包括第三轴向配合面和第四轴向配合面, 在第三轴向 配合面和第四轴向配合面间有第二径向配合面; 所述第一轴向配合面 (7)和第 三轴向配合面间相互紧密接触, 形成第一轴向过盈配合; 所述第二轴向配合面 (8) 和第四轴向配合面间相互紧密接触, 形成第二轴向过盈配合; 所述第一径 向配合面 (9) 与第二径向配合面间相互紧密接触, 形成径向过盈或径向过盈为 主的过盈酉己合。 4、 根据权利要求 1 所述钢管的螺纹连接结构, 其特征是: 在接箍 (3 ) 上 两段不同螺距的母螺纹的结合部设置用于消除不完整螺纹的缺口 (6)。 5、 一种钢管的螺纹连接结构, 包括钢管工厂端 (1 )、 钢管现场端 (2) 和 接箍(3 ), 钢管工厂端(1 )和钢管现场端(2) 的端部均具有公螺紋, 接箍(3) 具有与所述公螺纹配合的母螺纹; 钢管工厂端 (1 ) 的公螺纹与接箍 (3 ) —端 的母螺纹螺接, 钢管现场端 (2) 的公螺纹与接箍 (3 ) 另一端的母螺纹螺接; 其特征是: 钢管工厂端 (1 ) 具有公螺紋的小端端面 (5) 与钢管现场端 (2) 具 有公螺纹的小端端面在利用接箍(3)接合后是相互紧密接触的, 且钢管工厂端 ( 1 ) 的公螺纹与钢管现场端 (2) 的公螺紋的旋转方向相反。 6、 根据权利要求 5所述钢管的螺纹连接结构, 其特征是: 钢管现场端 (2) 的公螺纹小端端面和钢管工厂端 (1 ) 的公螺紋小端端面 (5 ) 相互紧密接触, 车由向 ϋ 酉己^ * ^ 7、 根据权利要求 5所述钢管的螺纹连接结构, 其特征是: 钢管现场端 (2) 的公螺纹小端包括第一轴向配合面 (7) 和第二轴向配合面 (8), 在第一轴向配 合面 (7) 和第二轴向配合面 (8) 间有第一径向配合面 (9); 相应地, 钢管工 厂端 (1 ) 的公螺纹小端也包括第三轴向配合面和第四轴向配合面, 在第三轴向 配合面和第四轴向配合面间有第二径向配合面; 所述第一轴向配合面 (7)和第 三轴向配合面间相互紧密接触, 形成第一轴向过盈配合; 所述第二轴向配合面 (8) 和第四轴向配合面间相互紧密接触, 形成第二轴向过盈配合; 所述第一径 向配合面 (9) 与第二径向配合面 (9) 间相互紧密接触, 形成径向过盈或径向 过盈为主的过盈酉己合。 8、 根据权利要求 5 所述钢管的螺纹连接结构, 其特征是: 在接箍 (3 ) 上 两段不同螺距的母螺纹的结合部设置用于消除不完整螺紋的缺口 (6)。 9、 根据权利要求 1或 5所述钢管的螺紋连接结构, 其特征是: 当钢管现场 端 (2) 端部的公螺纹是 API螺纹时, 接箍 (3 ) 的长度小于该规格的 API接箍 的长度。 10、 根据权利要求 1或 5所述钢管的螺纹连接结构, 其特征是: 所述钢管 为油管、 套管或管线管。 |
本发明公开了一种油田使用的油管、 套管或管线管的螺纹连接结构。
背景技术
目前, 公知的油管、 套管或管线管的连接方法有如下三种:
1、 API的圆螺纹和 API的偏体形螺紋, 在它们连接中明确规定钢管现场端 2的公螺纹小端端面 5和钢管工厂端 1的公螺紋小端端面 5是不能碰上接触的, API标准用 J值来控制。 (见图 1 )。
2、 为了提高钢管(如油管、 套管、 管线管) 的综合连接性能, 如密封性能、 连接强度、 抗扭矩性能和抗弯曲性能等。 有人发明了油管、 套管、 管线管的特 殊螺纹的连接。 但钢管现场端 2的公螺紋小端端面 5和钢管工厂端 1的公螺纹 小端端面 5都没有直接接触, 是由接箍 3母螺纹的一个抗扭矩台阶隔开的。 见 图 2。
3、 API的圆螺紋和 API的偏体形螺纹, 在连接中, 钢管现场端 2的公螺纹 小端端面 5和钢管工厂端 1的公螺纹小端端面 5, 用一个垫片 4来隔开, 组成半 特殊螺纹连接。 见图 3。
4、 在现有技术中还有一种将钢管工厂端 1的公螺紋小端端面 5与钢管现场 端 2的公螺紋小端端面 5相互接触的设想, 但是由于没有将钢管现场端 2的螺 紋螺距设置成大于钢管工厂端 1 的螺纹螺距, 在使用过程中钢管工厂端 1的螺 纹容易松动脱扣, 引起油田事故, 因此长期以来在实际使用中没有办法推广。
在 API螺紋连接中为什么钢管工厂端 1的公螺纹小端端面 5和钢管现场端 2 的公螺纹小端端面 5不能直接接触?其原因是: 油田现场操作时, 钢管现场端 2 的公螺紋小端端面 5在相对接箍 3的母螺纹顺时针旋转前进时 (此时的母螺纹 接箍 3固定不动, 同时钢管工厂端 1的公螺纹是自由状态), 只要发生钢管现场 端 2的公螺纹小端端面 5和钢管工厂端 1的公螺纹小端端面 5相接触, 此时就 会在接触处产生摩擦力, 此摩擦力就会使钢管工厂端 1 (也就是钢管本身)相对 母螺纹 (此时母螺紋接箍 3 是不动的) 进行逆时针旋转, 将原来在工厂生产中 拧紧的钢管工厂端 1 的公螺纹旋转松动退出, 使钢管螺紋连接失效, 引发井毁 的毁灭性事故。
以上钢管的螺紋连接存在以下缺点: 1、 API标准的螺纹连接的综合性能比 较差; 2、 特殊螺纹连接由于母螺紋有一个突出的抗扭矩 台阶使整个螺纹加工工 艺复杂化, 使加工成本大大提高。 3、 半特殊螺纹连接性能提高不大, 而且中间 垫片容易脱落遗失, 安全性不够。
发明内容
本发明的目的是克服现有技术中存在的不足, 提供一种钢管的螺纹连接结 构, 以克服技术偏见, 使得工厂端的公螺纹小端端面和钢管现场端的 公螺纹小 端端面可以直接接触, 钢管的螺纹连接密封性能、 抗粘扣性能等综合性能更好。
按照本发明提供的技术方案一, 所述钢管的螺纹连接结构, 包括钢管工厂 端、 钢管现场端和接箍, 钢管工厂端的端部具有公螺纹, 钢管现场端的端部也 具有公螺纹, 接箍具有母螺纹, 钢管工厂端的公螺纹与接箍一端的母螺纹螺接 , 钢管现场端的公螺紋与接箍另一端的母螺纹螺 接, 其特征是: 在利用接箍将两 根钢管接合后, 一根钢管的钢管工厂端具有公螺纹的小端端面 与另一根钢管的 钢管现场端具有公螺纹的小端端面相互紧密接 触; 且钢管工厂端的公螺纹与钢 管现场端的公螺紋同时为右旋螺紋或左旋螺紋 ; 钢管工厂端的公螺纹的螺距小 于钢管现场端的公螺纹的螺距; 同样地, 接箍上的母螺纹与钢管工厂端的公螺 紋螺接的螺距小于与钢管现场端的公螺纹螺接 的螺距。
在接箍上两段不同螺距的母螺紋的结合部设置 用于消除不完整螺紋的缺 口, 钢管现场端的公螺纹小端端面和钢管工厂端的 公螺纹小端端面相互紧密接 触, 形成轴向过盈配合。
或者: 钢管现场端的公螺纹小端包括第一轴向配合面 和第二轴向配合面, 在第一轴向配合面和第二轴向配合面间有第一 径向配合面; 相应地, 钢管工厂 端的公螺纹小端也包括第三轴向配合面和第四 轴向配合面, 在第三轴向配合面 和第四轴向配合面间有第二径向配合面; 所述第一轴向配合面和第三轴向配合 面间相互紧密接触, 形成第一轴向过盈配合; 所述第二轴向配合面和第四轴向 配合面间相互紧密接触, 形成第二轴向过盈配合; 所述第一径向配合面与第二 径向配合面间相互紧密接触, 形成径向过盈或径向过盈为主的过盈配合。
本发明提供的技术方案二, 一种钢管的螺纹连接结构, 包括钢管工厂端、 钢管现场端和接箍, 钢管工厂端和钢管现场端的端部均具有公螺纹 , 接箍具有 与所述公螺纹配合的母螺纹; 钢管工厂端的公螺纹与接箍一端的母螺纹螺接 , 钢管现场端的公螺纹与接箍另一端的母螺纹螺 接; 其特征是: 钢管工厂端具有 公螺纹的小端端面与钢管现场端具有公螺紋的 小端端面在利用接箍接合后是相 互紧密接触的, 且钢管工厂端的公螺纹与钢管现场端的公螺紋 的旋转方向相反。
在接箍上两段不同螺距的母螺紋的结合部设置 用于消除不完整螺纹的缺 口, 钢管现场端的公螺纹小端端面和钢管工厂端的 公螺纹小端端面相互紧密接 触, 形成轴向过盈配合。
或者: 钢管现场端的公螺紋小端包括第一轴向配合面 和第二轴向配合面, 在第一轴向配合面和第二轴向配合面间有第一 径向配合面; 相应地, 钢管工厂 端的公螺纹小端也包括第三轴向配合面和第四 轴向配合面, 在第三轴向配合面 和第四轴向配合面间有第二径向配合面; 所述第一轴向配合面和第三轴向配合 面间相互紧密接触, 形成第一轴向过盈配合; 所述第二轴向配合面和第四轴向 配合面间相互紧密接触, 形成第二轴向过盈配合; 所述第一径向配合面与第二 径向配合面间相互紧密接触, 形成径向过盈或径向过盈为主的过盈配合。
本发明利用钢管工厂端螺纹的螺距小于钢管现 场端螺纹的螺距, 克服了技 术偏见, 使得钢管工厂端的公螺纹小端端面 5 和钢管现场端公螺纹小端端面 5 可以直接接触, 使得钢管的连接密封性能更好。
本发明更注重钢管现场端公螺纹为 API螺纹, 钢管工厂端螺纹的螺距小于 钢管现场端螺纹的螺距, 利用这样的螺紋与接箍连接, 更有利于油田使用和工 厂的加工, 有巨大的实用价值和经济效益。 这时候就要注意: a、 接箍的长度小 于 API的接箍长度; b、 在接箍中间螺纹的交汇处是完整螺纹 (完整牙形) , 如 果不能保证是完整螺紋, 在加工时要把不完整螺纹消除掉如图 6所示。
本发明所述的钢管为油管、 套管或管线管
附图说明
图 1是现有的 API圆螺纹和 API偏体形螺纹的连接结构示意图。
图 2是现有的油管或套管的特殊螺纹连接的结构 意图。
图 3是现有的半特殊螺纹连接结构示意图。
图 4是本发明实施例 1的结构示意图。
图 5是本发明实施例 2的结构示意图。
图 6是本发明接箍消除不完整螺纹图。
图 7是图 4密封面的放大。
具体实施方式
下面结合具体附图和实施例对本发明作进一步 说明。
实施例 1
一种钢管的螺纹连接结构, 包括钢管工厂端 1、 钢管现场端 2和接箍 3, 钢 管工厂端 1的端部具有公螺纹, 钢管现场端 2的端部也具有公螺纹, 接箍 3具 有母螺纹, 钢管工厂端 1 的公螺纹与接箍 3—端的母螺紋螺接, 钢管现场端 2 的公螺纹与接箍 3另一端的母螺纹螺接, 其特征是: 在利用接箍 3将两根钢管 接合后, 一根钢管的钢管工厂端 1具有公螺纹的小端端面 5与另一根钢管的钢 管现场端 2具有公螺纹的小端端面相互紧密接触; 且钢管工厂端 1 的公螺纹与 钢管现场端 2的公螺纹同时为右旋螺紋或左旋螺纹; 钢管工厂端 1 的公螺纹的 螺距小于钢管现场端 2的公螺纹的螺距; 同样地, 接箍 3上的母螺紋与钢管工 厂端 1的公螺纹螺接的螺距小于与钢管现场端 2的公螺纹螺接的螺距。
形成轴向, 径向过盈配合的具体方式是, 钢管现场端 2 的公螺纹小端包括 第一轴向配合面 7和第二轴向配合面 8,在第一轴向配合面 7和第二轴向配合面 8间有第一径向配合面 9; 相应地, 钢管工厂端 1的公螺纹小端也包括第三轴向 配合面和第四轴向配合面, 在第三轴向配合面和第四轴向配合面间有第二 径向 配合面; 所述第一轴向配合面 7和第三轴向配合面间相互紧密接触, 形成第一 轴向过盈配合; 所述第二轴向配合面 8和第四轴向配合面间相互紧密接触, 形 成第二轴向过盈配合; 所述第一径向配合面 9与第二径向配合面间相互紧密接 触, 形成径向或径向为主的过盈配合。 所谓以径向过盈为主是指径向配合面的 过盈量大于轴向配合面的过盈量。
另一种方式是, 在接箍 3 上两段不同螺距的母螺紋的结合部设置用于消 除 不完整螺纹的缺口 6。这时钢管现场端的公螺纹小端端面与钢管 厂端的公螺纹 小端端面都是平面, 只形成轴向过盈配合, 没有径向过盈配合。
例如, 在规格为 9"5/8, 壁厚 11.99mm, 钢级 P110, 接箍 3具有母螺纹(接 箍 3—端的螺紋螺距为 6牙 /英寸, 另一端的螺纹螺距为 5牙 /英寸), 钢管工厂 端 1的公螺紋与接箍 3—端的母螺纹连接, 钢管现场端 2的公螺纹与接箍 3另 一端的母螺纹连接, 钢管工厂端 1 的公螺纹与钢管现场端 2的公螺纹同时为右 旋螺纹。 钢管工厂端 1的螺紋螺距是 6牙 /英寸 (4.23mm), 钢管现场端 2的螺 紋螺距为 5牙 /英寸 (5.08mm), 钢管现场端 2的公螺紋小端端面 5和钢管工厂 端 1的公螺纹小端端面 5是相互紧密接触的,形成两个 15°台阶金属密封面轴向 过盈, 和一个带锥度的面径向过盈的金属密封, 见图 4。 见图 7.
实施例 2
一种钢管的螺纹连接结构, 包括钢管工厂端 1、 钢管现场端 2和接箍 3, 钢 管工厂端 1和钢管现场端 2的端部均具有公螺紋, 接箍 3具有与所述公螺纹配 合的母螺纹; 钢管工厂端 1的公螺纹与接箍 3—端的母螺纹螺接, 钢管现场端 2 的公螺纹与接箍 3另一端的母螺纹螺接; 其特征是: 钢管工厂端 1具有公螺纹 的小端端面 5与钢管现场端 2具有公螺纹的小端端面在利用接箍 3接合后是相 互紧密接触的, 且钢管工厂端 1 的公螺纹与钢管现场端 2的公螺紋的旋转方向 相反。
形成轴向, 径向过盈配合的具体方式是, 钢管现场端 2 的公螺纹小端括第 一轴向配合面 7和第二轴向配合面 8, 在第一轴向配合面 7和第二轴向配合面 8 间有第一径向配合面 9; 相应地, 钢管工厂端 1的公螺纹小端也包括第三轴向配 合面和第四轴向配合面, 在第三轴向配合面和第四轴向配合面间有第二 径向配 合面; 所述第一轴向配合面 7和第三轴向配合面间相互紧密接触, 形成第一轴 向过盈配合; 所述第二轴向配合面 8和第四轴向配合面间相互紧密接触, 形成 第二轴向过盈配合; 所述第一径向配合面 9与第二径向配合面间相互紧密接触, 形成径向过盈或径向过盈为主的配合。 所谓以径向过盈为主是指径向配合面的 ii^i^ f?由向酉己^ " 的 0
另一种方式是, 在接箍 3 上两段不同螺距的母螺纹的结合部设置用于消 除 不完整螺紋的缺口 6。这时钢管现场端的公螺纹小端端面与钢管 厂端的公螺纹 小端端面 5都是平面, 只形成轴向过盈配合, 没有径向过盈配合。
例如, 在规格为 2"7/8, 壁厚 5.51mm, 钢级 P110, 接箍 3具有母螺纹, 钢 管工厂端 1的公螺纹与接箍 3—端的母螺纹连接, 钢管现场端 2的公螺纹与接 箍 3另一端的母螺紋连接, 钢管工厂端 1 的公螺紋为左旋螺纹, 钢管现场端 2 的公螺纹同时为右旋螺纹, 螺纹齿形为三角形圆螺紋。 钢管工厂端 1 的公螺纹 的螺距是 8 牙 /英寸 (3.175mm), 钢管现场端 2 的公螺纹螺距为 8 牙 /英寸 (3.175mm), 钢管现场端 2的公螺纹小端端面和钢管工厂端 1的公螺纹小端端 面 5是相互紧密接触的形成一个轴向过盈 0°台阶, 见图 5。
本申请所述钢管工厂端 1的螺纹是指在生产厂家连接接箍 3和钢管的螺紋; 钢管现场端 2的螺纹是指在钢管的使用现场 (如油田) 将钢管与接箍 3连接时 的螺纹。 所述钢管工厂端 1的公螺纹小端端面 5和钢管现场端 2的公螺纹小端 端面是指钢管的端面 (该端面可以是平面, 也可以是曲面; 还可以在钢管工厂 端 1 的公螺纹小端和钢管现场端 2的公螺纹小端分别设置两个端面, 形成如上 所述的第一轴向配合面 7和第二轴向配合面 8,并在第一轴向配合面 7和第二轴 向配合面 8间设置第一径向配合面 9)。 由于钢管的 API螺纹段是锥形的, 因此 该锥形螺纹段的公螺紋大端端面是一个假想的 端面, 该大端端面位于锥形螺纹 段与钢管的接合面; 该锥形螺纹段的公螺纹小端端面一般是即指上 述钢管的端 面。
本申请所述的钢管可以是普通钢管; 但是特别适用于油田所用的油管、 套 管或管线管, 因为这类管件的长度比较长, 承受的扭矩特别大。 在本申请中, 当钢管现场端 2端部的公螺纹是 API螺纹时, 接箍 3的长度小于该规格的 API 接箍的长度。
Next Patent: FIXED CHAIN TYPE ENGINE BRAKING DEVICE