[实用新型]一种螺纹齿形结构和螺纹连接结构

说明书

本实用新型公开一种螺纹齿形结构和螺纹连接结构，其中螺纹齿形结构的齿形为偏梯形，其齿顶面与中径面之间的第一距离H1和齿底面与中径面之间的第二距离H2满足：H2‑H1＝0.03mm～0.05mm；且该螺纹齿形结构的承载面与齿顶面之间的圆弧过渡半径等于承载面与齿底面之间的圆弧过渡半径，导向面与齿顶面之间的圆弧过渡半径等于导向面与齿底面之间的圆弧过渡半径。利用该螺纹齿形结构相互啮合的螺纹连接结构在齿顶和齿底间存在微小间隙，承载面或导向面相互接触，可以提升密封能力，且该间隙不会随着拉伸载荷的增大而变化，可保证在拉伸载荷下密封性能不变，并具有更高的抗拉能力。

技术领域

本实用新型属于石油行业螺纹连接技术领域，具体涉及一种螺纹齿形结构和螺纹连接结构，尤其涉及一种具有高连接强度的螺纹连接结构。

背景技术

API(美国石油学会)5CT标准中的油管主要有两种结构，分别是不加厚油管(NU)和外加厚油管(EU)，在油井管行业中大量应用。

如图1所示，为不加厚油管的螺纹连接结构，其特点是在管端外表面加工外螺纹，接箍内表面加工内螺纹，接箍和管子通过螺纹连接起来形成管柱。其螺纹齿形如图2所示，齿形为等边三角形，H＝0.866p，齿顶、齿底加工成不同半径的过渡圆弧，且两处圆弧半径存在一定的差值，在螺纹啮合后两齿侧面相互接触，齿顶与齿底间存在间隙。随着机紧扭矩增大，齿侧面接触压力提高，螺纹连接结构的密封性能也随着提高。但是当螺纹连接结构存在轴向拉伸载荷时，如图3所示，螺纹会产生沿齿侧面方向的滑动趋势，随着轴向载荷的增大，螺纹会产生滑脱现象，因此存在螺纹连接结构抗拉伸能力低于管子本体的缺陷。

外加厚油管(EU)的螺纹连接结构的特点是管子端部采用镦粗的方式使管子外径变大，内径不变，然后在镦粗部分的外表面加工螺纹。其优点在于提高了接头的抗拉能力，可达到或超过管子本体的抗拉水平。但其缺点有以下几个方面：

1、管材的制造工艺复杂；

2、螺纹加工的不合格品需再次镦粗；

3、提高了管柱整体重量；

4、接箍外径增大，需要更大的井口直径；

5、用户不能自主修复损伤的螺纹。

现有技术中还存在一种偏梯形螺纹连接结构，如图4所示，其特点是齿顶、齿底承载面与轴线平行，导向面间设有齿间间隙，当螺纹受到轴向载荷时，齿间间隙变大或变小，间隙中的螺纹脂不能有效封堵压力，造成密封失效。为提高接头的密封性能，在油管领域中还存在一种气密封螺纹接头，其增加了金属密封结构，但加工精度要求高，加工难度大，成本高。

实用新型内容

针对现有技术中的问题，本实用新型的目的之一是提供一种螺纹连接结构，其具有更高的连接强度、良好的密封性能和良好的加工性能。以解决不加厚油管连接强度低、外加厚油管需要镦粗、偏梯形螺纹密封性能低和特殊扣成本高的缺点。

一个方面，本实用新型提供一种螺纹齿形结构，其齿形为偏梯形，其承载面为3°角，导向面为45°角；其中所述螺纹齿形结构的中径面(1)处齿宽和槽宽相同，所述螺纹齿形结构的齿顶面(2)与中径面(1)之间的第一距离H1和螺纹齿形结构的齿底面(3)与中径面(1)之间的第二距离H2满足：H2-H1＝0.03mm～0.05mm；且所述螺纹齿形结构的承载面和导向面与所述螺纹齿形结构的齿顶面(2)和齿底面(3)之间均呈圆弧过渡，且满足承载面与齿顶面(2)之间的圆弧过渡半径R1等于承载面与齿底面(3)之间的圆弧过渡半径R2，导向面与齿顶面(2)之间的圆弧过渡半径R3等于导向面与齿底面(3)之间的圆弧过渡半径R4。

另一方面，本实用新型提供一种螺纹连接结构，其包括相互配合以螺纹连接的外螺纹和内螺纹，其中所述外螺纹和内螺纹的齿形相同，均为上述的螺纹齿形结构。