[发明专利]一种螺纹连接结构

说明书

技术领域

本发明涉及石油钻探、开发和生产领域，特别涉及一种螺纹连接结构。

背景技术

石油行业用油管和套管螺纹大量使用的是API（AmericAn Petroleum Institute，美国石油学会）圆螺纹和API偏梯形螺纹，圆螺纹油管和套管的螺纹中径线锥度为0.0625mm/mm，外径范围为114.3-339.72mm的偏梯形螺纹套管中径线锥度为0.0625mm/mm，而外径范围为406.4-508mm的偏梯形螺纹套管中径线锥度为0.0833mm/mm，锥度是指X和Y平面上该直线在Y轴的投影的长度和X轴的投影的长度之比的两倍，螺纹连接结构包括外螺纹接头和内螺纹接头，外螺纹接头上设置有外螺纹，内螺纹接头上设置有内螺纹，通过外螺纹和内螺纹的啮合，使内外螺纹接头紧密连接，该螺纹连接结构用于油管和油管、套管和套管的连接等，在加工API标准油管和套管螺纹时，由于螺纹锥度的存在，管端横截面呈直角三角形的环状区域被切削掉，其中，中径线锥度越大，螺纹长度越长，被切削的三角形环状区域体积越大；而且对于偏梯形螺纹，外螺纹接头的外螺纹中存在一半左右的非完整螺纹。

在实现本发明的过程中，发明人发现现有技术至少存在以下问题：

相比完整螺纹，非完整螺纹大大消弱或降低了螺纹连接结构承受拉伸、压缩、弯曲、扭转和气密封的能力，导致该螺纹连接结构薄弱易失效，而且，根据API标准制作的螺纹连接结构中需要切削掉的三角形环状区域体积较大，对管体材料造成浪费，同时由于非完整螺纹的存在也使内螺纹接头和外螺纹接头连接强度受到削减，螺纹连接性能大幅度下降。

发明内容

为了解决现有技术中螺纹连接结构管体材料使用不充分及非完整螺纹的问题，本发明实施例提供了一种螺纹连接结构。所述技术方案如下：

一种螺纹连接结构，用于油管或套管的连接，所述螺纹连接结构包括外螺纹接头和内螺纹接头，通过外螺纹和内螺纹啮合使所述外螺纹接头和所述内螺纹接头装配在一起，所述外螺纹和所述内螺纹均为偏梯形螺纹，所述外螺纹和所述内螺纹均包括多个齿牙和多个齿槽，每个齿牙包括承载面、齿顶、导向面和齿底，啮合的所述外螺纹的齿顶高度和所述内螺纹的齿顶高度均沿轴向线性减小至零，啮合的所述外螺纹和所述内螺纹均为完整螺纹，所述外螺纹的齿顶连线的锥度小于API标准中外螺纹的齿顶连线的锥度，所述内螺纹的齿底连线的锥度小于API标准中内螺纹的齿底连线的锥度，所述内螺纹包络线和所述外螺纹包络线交于所述外螺纹的齿顶高度为零点，啮合的所述外螺纹和所述内螺纹均位于所述外螺纹包络线和所述内螺纹包络线形成的夹角内。

具体地，作为优选，所述内螺纹的导向面与所述内螺纹的齿顶延长线相交，交点位于所述内螺纹包络线上，所述内螺纹的导向面与所述内螺纹的齿底延长线相交，且交点位于所述外螺纹包络线上。

具体地，作为优选，所述外螺纹的导向面与所述外螺纹的齿顶延长线相交，交点位于所述外螺纹包络线上，所述外螺纹的导向面与所述外螺纹的齿底延长线相交，且交点位于所述内螺纹包络线上。

具体地，作为优选，所述内螺纹包络线锥度为0.0342-0.0442mm/mm，所述螺纹中径线锥度为0.0525-0.0625mm/mm，所述外螺纹包络线锥度为0.0658-0.0758mm/mm。

具体地，作为优选，所述外螺纹包络线和所述内螺纹包络线关于所述螺纹中径线对称。

进一步地，所述内螺纹的齿底到所述螺纹中径线的距离等于和所述内螺纹对应啮合的所述外螺纹的齿顶到所述螺纹中径线的距离，所述内螺纹的齿顶到所述螺纹中径线的距离等于和所述内螺纹对应啮合的所述外螺纹的齿底到所述螺纹中径线的距离。

具体地，作为优选，对于啮合配对的所述内螺纹和所述外螺纹，所述内螺纹齿牙宽度、所述内螺纹齿槽宽度、所述外螺纹齿牙宽度、所述外螺纹齿槽宽度均相等。

进一步地，所述外螺纹的长度为80-130mm。

具体地，作为优选，所述内螺纹的齿顶和齿底与中轴线的夹角均为0-0.98°，所述外螺纹的齿顶和齿底与所述中轴线的夹角均为0-0.98°，并且所述内螺纹的齿顶、所述内螺纹的齿底、所述外螺纹的齿顶和所述外螺纹的齿底均互相平行，所述内螺纹的导向面倾角和所述外螺纹的导向面倾角相同且均为8-30°，所述内螺纹的承载面倾角和所述外螺纹的承载面倾角相同且均为0-15°，所述内螺纹的螺距和所述外螺纹的螺距均为5.08mm。