[发明专利]钢管用螺纹接头

说明书

提供能够发挥较高的扭矩性能、较高的拉伸性能以及较高的密封性能的钢管用螺纹接头。螺纹接头(1)包括管状的公扣(10)和管状的母扣(20)，该公扣(10)包含公扣台肩(12)、外螺纹(11)以及公扣密封部(13)，该母扣(20)包含母扣台肩(22)、内螺纹(21)以及母扣密封部(23)。外螺纹(11)和内螺纹(21)由楔形螺纹构成。公扣密封部(13)设于公扣台肩(12)与外螺纹(11)之间。母扣密封部(23)对应于公扣密封部(13)而设于母扣(20)的内周面。在紧固状态下，公扣台肩(12)与母扣台肩(22)分开。螺纹接头(1)满足以下的式(1)。式(1)中，LP为外螺纹(11)的载荷面(111)间的节距，SP为外螺纹(11)的插入面(112)间的节距。3％≤(LP－SP)/LP≤7％(1)。

技术领域

本公开涉及钢管用螺纹接头。

背景技术

例如，在油井、天然气井等(以下也统称为“油井”)的勘探或生产、油砂、页岩气等非常规型资源的开发、二氧化碳的回收、储存(CCS(Carbon dioxide Capture andStorage))、地热发电、或者温泉等中，使用被称为油井管的钢管。钢管彼此的连结使用螺纹接头。

这种钢管用螺纹接头的形式大致被分为组合型和整体型。在组合型的情况下，作为连结对象的一对管材中的一个管材是钢管，另一个管材是管接头。在该情况下，在钢管的两端部的外周形成有外螺纹，在管接头的两端部的内周形成有内螺纹。并且，钢管的外螺纹拧入管接头的内螺纹，由此两者紧固并连结。在整体型的情况下，作为连结对象的一对管材均是钢管，不使用额外的管接头。在该情况下，在钢管的一端部的外周形成有外螺纹，在另一端部的内周形成有内螺纹。并且，一个钢管的外螺纹拧入另一个钢管的内螺纹，由此两者紧固并连结。

通常，形成有外螺纹的管端部的接头部分包含插入内螺纹的要素，因此被称为“公扣”。另一方面，形成有内螺纹的管端部的接头部分包含承接外螺纹的要素，因此被称为“母扣”。上述的公扣和母扣是管材的端部，因此均呈管状。

例如对于大深度的油井所使用的螺纹接头，在较浅的部分施加由油井管的自重产生的较大的拉伸载荷，在较深的部分施加由热膨胀产生的较大的压缩载荷。

另外，对于螺纹接头而言，针对来自内部的流体压力(以下也称为“内压”)和来自外部的流体压力(以下也称为“外压”)而需要密封性能，深度越深则要求的密封性能也越高。因此，对于螺纹接头而言，设有金属彼此接触的金属密封部。金属密封部由设于公扣的外周面的公扣密封部和设于母扣的内周面的母扣密封部构成。公扣密封部的直径比母扣密封部的直径稍大。将公扣密封部和母扣密封部的直径之差称为干涉量。当紧固螺纹接头而密封部彼此密合时，由于干涉量而导致公扣密封部缩径且母扣密封部扩径。通过各个密封部要恢复到原来的直径的弹性恢复力，在密封部产生接触压力而密封部整周密合，发挥密封性能。

美国再发行发明专利第30647号说明书(专利文献1)、美国发明专利第6158785号说明书(专利文献2)以及国际公开WO2015/194193号(专利文献3)公开使用楔形螺纹的螺纹接头。楔形螺纹的螺纹牙宽度沿着螺旋方向逐渐变化。楔形螺纹也被称为燕尾形，能够得到较高的扭矩性能。但是，在专利文献1～3中均完全未记载楔形螺纹的螺纹牙宽度的变化率。

日本特表2012-512347号公报(专利文献4)也公开使用楔形螺纹的螺纹接头。在外螺纹区域的两端附近，外插入牙侧面间的导程和外载荷牙侧面间的导程均恒定。同样，在内螺纹区域的两端附近也是，内插入牙侧面间的导程和内载荷牙侧面间的导程均恒定。因而，在螺纹区域的两端附近，螺纹牙宽度恒定。虽然可以确认在载荷牙侧面间的导程与插入牙侧面间的导程之间存在差，但该差的具体的数值完全未被记载。

本说明书引用以下的现有技术文献。

专利文献1：美国再发行发明专利第30647号说明书

专利文献2：美国发明专利第6158785号说明书