CN113048297A - 管用螺纹接头 - Google Patents

Abstract

一种管用螺纹接头，不使箱外径增加而防止拉伸负荷作用时的箱的断裂。管用螺纹接头具备：销，在第一管的一端设置作为阳型的锥螺纹的阳螺纹部；箱，在第二管的一端设置与所述阳螺纹部螺合的作为阴型的锥螺纹的阴螺纹部，所述阴螺纹部具有多个螺纹槽，所述多个螺纹槽分别在螺纹底侧具有承载牙侧拐角部及入扣牙侧拐角部，其中，所述多个螺纹槽中的被定义为距所述箱的端部最远的螺纹槽的第一螺纹槽的承载牙侧拐角部具备：第一圆弧部，与承载牙侧直接连接且具有第一曲率半径；第二圆弧部，与所述第一圆弧部直接或间接地连接且具有第二曲率半径，所述第二曲率半径相对于所述第一曲率半径之比即曲率半径比为3以上。

Description

管用螺纹接头

技术领域

本发明涉及管用螺纹接头(Threaded joint for pipes)。

背景技术

管用螺纹接头在油井管(oil country tubular goods，OCTG)等产油产业设施使用的钢管的连接中被广泛使用。

图1是表示一般的管用螺纹接头的结构的一例的示意图。管用螺纹接头100具备：销110，在第一管的一端设有作为阳型的锥螺纹的阳螺纹部111；及箱120，在第二管的一端设有与所述阳螺纹部螺合的作为阴型的锥螺纹的阴螺纹部121。

在销110的前端即比阳螺纹部111靠前端侧处设有作为不存在螺纹的部分的非螺纹部112。并且，非螺纹部112具备密封部113和垂直地接近管轴的肩部114。另一方面，在箱120的比阴螺纹部121靠管轴方向上的中心侧，即端部的相反侧设有非螺纹部122。并且，非螺纹部122也具备密封部123和垂直地接近管轴的肩部124。在将销110与箱120紧固时，如图1所示，销110的非螺纹部112与箱120的非螺纹部122抵接，形成基于金属-金属接触的密封。

图2是表示一般的管用螺纹接头中的形成于箱120的阴螺纹部121的螺纹槽200的形状的示意图。在图2中，上侧为螺纹底侧，螺纹槽200为具有与阴螺纹的锥形平行的螺纹底直线部210的大致梯形形状。而且，螺纹槽200在图2的左侧，即销100的***方向的后方侧具备直线状的承载牙侧(loadflank)220。同样，螺纹槽200在图2的右侧，即销100的***方向上的前方侧具备直线状的入扣牙侧(stabbing flank)230。并且，螺纹槽200在螺纹底侧具备承载牙侧拐角部240和入扣牙侧拐角部250，承载牙侧拐角部240和入扣牙侧拐角部250分别由一个圆弧构成。

这样的管用螺纹接头要求耐拉伸性、耐压缩性、耐弯曲性、密封性等各种性能。特别是近年来，原油、天然气挖掘用的井的深井化不断进展，而且不仅是以往一般的垂直井，而且也增加了水平井、倾斜井，挖掘/生产环境严苛化。因此，管用螺纹接头被要求即使在这样的严酷的环境下也不会断裂。

在此，螺纹接头的断裂以在箱的螺纹槽产生的裂纹为起点而产生。特别是在螺纹接头负荷有拉伸载荷时的应力集中在被定义为距箱的端部最远的螺纹槽的第一螺纹槽的承载牙侧拐角部，因此为了防止螺纹接头的断裂，需要抑制第一螺纹槽处的裂纹的产生。

因此，在专利文献1中，提出为了防止管用螺纹接头的断裂，以将接头效率(tensile efficiency，TE)、箱的阴螺纹高度t、及第一螺纹槽的构成承载牙侧拐角部的圆弧的曲率半径ρ控制成满足由特定的数学式规定的关系的方案。

在先技术文献

专利文献

专利文献1：国际公开第2015/111117号

发明要解决的课题

然而，专利文献1提案那样的现有技术存在以下的问题。

专利文献1使用的参数之一的接头效率TE是被定义为箱的第一螺纹位置处的截面积相对于销的原管部(raw pipe portion)的截面积之比的值。是指接头效率越高，则接头的极限拉伸性能越高。因此，如果增大箱的外径而提高接头效率，则能够提高接头的极限拉伸性能。需要说明的是，在此，原管部是指管的未设置螺纹的部分。

然而，从降低油井挖掘的成本的观点出发，要求减少井开发时的开采量，为此需要减小箱的外径。因此，为了满足防止断裂和降低成本这两者的要求而需要不使接头效率增加地防止断裂。

相对于此，在专利文献1中，将接头效率TE、箱的阴螺纹高度t、及第一螺纹槽的构成承载牙侧拐角部的圆弧的曲率半径ρ控制成满足下式的关系。

TE(％)≥2.25×t/ρ+99.9

从上述的式子可知，如果增大曲率半径ρ，则能够减小接头效率TE。然而，实际上为了增大曲率半径ρ而需要增大箱的阴螺纹高度t，为此必须增大箱的外径。而且，如果增大阴螺纹高度t，则为了切削螺纹所需的时间增加，因此螺纹接头的生产性也下降。

此外，当增大曲率半径ρ时，承载牙侧拐角部的圆弧与入扣牙侧拐角部的圆弧干涉，因此不怎么能增大ρ。特别是小径尺寸的管中通常适用螺纹宽度小的螺纹形状，因此难以增大ρ，因此，为了防止断裂而必须增大接头效率。

这样，在现有技术中，无法同时实现防止断裂和降低成本这样相反的课题。

发明内容

本发明鉴于上述实际状况而作出，其目的在于不使箱外径增加而防止拉伸负荷作用时的箱的断裂。

用于解决课题的方案

本发明者们为了解决上述课题，进行有限要素解析(FEA)而研讨了设置于箱的螺纹槽的轴向截面形状的影响。其结果是，发现了通过在以往由单一的圆弧构成的螺纹底的承载牙侧拐角部进而设置具有比所述圆弧大的曲率半径的圆弧，能够缓和向拐角部的应力集中，将应力向螺纹底整体分散。以下，参照图3、4，说明解析结果的一例。

图3是表示通过FEA求出的以往的螺纹槽形状的第一螺纹槽附近的塑性应变(plastic strain)的分布的轮廓图。图的位于上侧的构件为箱，位于下侧的构件为销，图示的两个螺纹槽中的右侧的螺纹槽为第一螺纹槽。设置于箱的各螺纹槽是具备与阴螺纹的锥形平行的螺纹底直线部的梯形螺纹。所述螺纹槽的侧面由入扣牙侧的面(图中右侧)和承载牙侧的面(图中左侧)构成，在沿管轴方向作用有拉伸载荷的情况下，载荷作用于承载牙侧的面。螺纹槽在螺纹底侧具备承载牙侧拐角部和入扣牙侧拐角部，承载牙侧拐角部和入扣牙侧拐角部分别由一个圆弧构成。

从图3可知，在以往的螺纹槽形状中，塑性应变集中于第一螺纹槽的拐角部，其中，承载牙侧拐角部处的塑性应变最大。

另一方面，图4是表示在图3所示的螺纹槽的承载牙侧拐角部还设有另一个圆弧时的塑性应变分布的轮廓图。追加的第二个圆弧的曲率半径设为第一个圆弧的曲率半径的11.5倍。需要说明的是，图4所示的螺纹槽形状相当于后述的本发明的第一实施方式中的螺纹槽形状。

在图4所示的结果中，可知与图3的情况不同，塑性应变向螺纹底的拐角部的集中被缓和，塑性应变向螺纹槽的底部整体分散。

这样，通过在以往由单一的圆弧构成的螺纹底的承载牙侧拐角部进而设置具有比所述圆弧大的曲率半径的圆弧，能够缓和向拐角部的应力集中，使应力向螺纹底整体分散。并且，其结果是，能够防止由塑性变形引起的裂纹的产生和以所述裂纹为起点的箱的断裂。需要说明的是，在图3、4中示出的不是应力分布而是塑性应变的分布。这是因为，在作用有一定以上的应力的部位，通过产生塑性变形来缓和应力，在外观上，应力降低。为了评价实际上的裂纹产生的风险，与应力自身相比使用塑性应变的情况适当。

需要说明的是，上述FEA在具有上述的结构的螺纹接头中，首先，实施模拟了螺纹紧固的解析，然后，进而在赋予遵照ISO 13679：2002的测试系列A(Test Series A)的拉伸/压缩和内压/外压的复合载荷的条件下进行。

本发明基于上述见解而作出，其主旨构成如以下所述。

1.一种管用螺纹接头，具备：销，在第一管的一端设置作为阳型的锥螺纹的阳螺纹部；及箱，在第二管的一端设置与所述阳螺纹部螺合的作为阴型的锥螺纹的阴螺纹部，

所述阴螺纹部具有多个螺纹槽，

所述多个螺纹槽分别在螺纹底侧具有承载牙侧拐角部及入扣牙侧拐角部，其中，

所述多个螺纹槽中的被定义为距所述箱的端部最远的螺纹槽的第一螺纹槽的承载牙侧拐角部具备：第一圆弧部，与承载牙侧直接连接且具有第一曲率半径；及第二圆弧部，与所述第一圆弧部直接或间接地连接且具有第二曲率半径，

所述第二曲率半径相对于所述第一曲率半径之比即曲率半径比为3以上。

2.根据上述1记载的管用螺纹接头，其中，所述第二圆弧部与所述第一圆弧部直接连接。

3.根据上述1记载的管用螺纹接头，其中，所述第二圆弧部经由直线部而与所述第一圆弧部连接。

4.根据上述1～3中任一项记载的管用螺纹接头，其中，所述第一螺纹槽的承载牙侧拐角部还具备第三圆弧部，该第三圆弧部与所述第二圆弧部直接或间接地连接。

5.根据上述1～4中任一项记载的管用螺纹接头，其中，所述第一螺纹槽具有与所述阴螺纹部的锥形平行的螺纹底直线部。

发明效果

根据本发明，能够不使箱外径增加而防止拉伸负荷作用时的箱的断裂。本发明的管用螺纹接头能够良好地使用于石油或天然气的探查、生产使用的油井管、石油或天然气的运输使用的管线管等的连接。

附图说明

图1是表示一般的管用螺纹接头的结构的一例的示意图。

图2是表示一般的管用螺纹接头的形成于箱的阴螺纹部的螺纹槽的形状的示意图。

图3是表示通过FEA求出的以往的螺纹槽形状的第一螺纹槽附近的塑性应变分布的轮廓图。

图4是表示通过FEA求出的本发明的一实施方式的螺纹槽形状的第一螺纹槽附近的塑性应变分布的轮廓图。

图5是表示联接器类型的螺纹接头的结构的一例的剖面示意图。

图6是表示整体类型的螺纹接头的结构的一例的剖面示意图。

图7是表示第一实施方式的第一螺纹槽的形状的示意图。

图8是表示第二实施方式的第一螺纹槽的形状的示意图。

图9是表示第三实施方式的第一螺纹槽的形状的示意图。

图10是表示第四实施方式的第一螺纹槽的形状的示意图。

标号说明

1 管用螺纹接头

2 螺纹槽

10 销

11 阳螺纹部

12 非螺纹部

13 密封部

14 肩部

20 箱

21 阴螺纹部

22 非螺纹部

23 密封部

24 肩部

50 承载牙侧拐角部

51 第一圆弧部

52 第二圆弧部

53 直线部

54 第三圆弧部

60 承载牙侧

70 入扣牙侧拐角部

80 入扣牙侧

90 螺纹底直线部

100 管用螺纹接头

110 销

111 阳螺纹部

112 非螺纹部

113 密封部

114 肩部

120 箱

121 阴螺纹部

122 非螺纹部

123 密封部

124 肩部

200 螺纹槽

210 螺纹底直线部

220 承载牙侧

230 入扣牙侧

240 承载牙侧拐角部

250 入扣牙侧拐角部

a 与管轴平行的直线

r 第一圆弧部的与承载牙侧相反的一侧的终端的半径

θ 直线a与半径r所成的角

具体实施方式

以下，具体说明实施本发明的方法。需要说明的是，以下的说明是示出本发明的优选的实施方式的例子的说明，本发明没有限定于此。在以下的说明中，“承载牙侧”及“入扣牙侧”的用语以本技术领域中的通常的意思使用。即“承载牙侧”是指相对于管轴方向的拉伸力而负荷作用一侧的直线状的牙侧，“入扣牙侧”是指承载牙侧的相反侧的直线状的牙侧。而且，在本说明书中，螺纹槽的形状定义为是指形成螺纹槽的时间点，即将所述销与箱紧固之前的时间点的形状。

本发明的一实施方式的管用螺纹接头(以下，也仅称为“螺纹接头”)具备：销，在第一管的一端设有作为阳型的锥螺纹的阳螺纹部；及箱，在第二管的一端设有与所述阳螺纹部螺合的作为阴型的锥螺纹的阴螺纹部。所述箱的阴螺纹部具有多个螺纹槽，将所述多个螺纹槽中的距所述箱的端部最远的螺纹槽定义为“第一螺纹槽”。但是，在决定第一螺纹槽时，仅将螺纹槽中的与销侧的螺纹牙实质上啮合的螺纹槽考虑作为螺纹槽。

所述多个螺纹槽分别在螺纹底侧具有承载牙侧拐角部及入扣牙侧拐角部。并且，第一螺纹槽的承载牙侧拐角部具备至少两个圆弧部。

[曲率半径比]

在第一螺纹槽的承载牙侧拐角部设置的两个圆弧部中的一个是与承载牙侧直接连接且具有第一曲率半径的第一圆弧部，另一个是与所述第一圆弧部直接或间接地连接且具有第二曲率半径的第二圆弧部。在本发明中，将所述第二曲率半径相对于所述第一曲率半径之比即曲率半径比设为3以上的情况至关重要。

通过设置满足上述条件的第二圆弧部，能够缓和向承载牙侧拐角部的应力集中，使应力向螺纹底整体分散。并且，作为其结果，能够防止箱的断裂。相对于此，在以往的螺纹接头中，承载牙侧拐角部由单一的圆弧构成，因此如前所述为了防止断裂而需要使箱的外径增加。

需要说明的是，如上所述，应力的集中主要在第一螺纹槽的拐角部产生，因此只要第一螺纹槽具有上述结构即可，无论其他的螺纹槽的形状如何都能够得到上述效果。因此，在本发明中，第一螺纹槽以外的螺纹槽的结构没有特别限定。然而，从制造的容易度的观点出发而优选箱的全部的螺纹槽满足上述条件。换言之，优选的是，箱的全部的螺纹槽的承载牙侧拐角部具备：第一圆弧部，与承载牙侧直接连接且具有第一曲率半径；及第二圆弧部，与所述第一圆弧部直接或间接地连接且具有第二曲率半径，所述第二曲率半径相对于所述第一曲率半径之比即曲率半径比为3以上。

需要说明的是，上述曲率半径比的上限不受限定。然而，当曲率半径比超过15时，应力缓和效果饱和。因此，曲率半径比也可以为15以下。而且，第一圆弧部与第二圆弧部优选以在其连接部处具有共同的切线的方式平滑地连接。构成承载牙侧拐角部的各圆弧部及直线部更优选与相邻的圆弧部或直线部以在其连接部处具有共同的切线的方式平滑地连接。

(曲率半径)

第一圆弧部及第二圆弧部各自的曲率半径没有特别限定，可以设为任意的值。第一圆弧部的曲率半径可以设为例如0.008～0.025英寸。另一方面，第二圆弧部的曲率半径可以设为例如0.030～0.200英寸。

(角度θ)

第一圆弧部的角度θ没有特别限定。然而，如果第一圆弧部的角度θ为50°以上，则不需要过度增大第二圆弧部，因此能够进一步降低增大螺纹槽的尺寸的必要性。因此，第一圆弧部的角度θ优选设为50°以上。另一方面，如果第一圆弧部的角度θ为75°以下，则能够避免第一圆弧部延伸至应力容易集中的位置的情况，因此能够进一步提高应力分散效果。因此，第一圆弧部的角度θ优选设为75°以下。需要说明的是，在此，“第一圆弧部的角度θ”定义为与管轴平行的直线a和第一圆弧部的与承载牙侧相反的一侧的终端的半径r所成的角(参照图7～10)。

需要说明的是，所述多个螺纹槽的牙侧角度没有特别限定，可以设为任意的角度。例如，入扣牙侧角度相对于与管轴垂直的直线而优选设为+5～+40度。承载牙侧角度相对于与管轴垂直的直线而优选设为-10～0度。在此，牙侧角度将以与管轴垂直的直线为基准而牙侧向螺纹牙侧倾斜的情况定义为正，将向螺纹牙的相反侧倾斜的情况定义为负。

另外，关于螺纹槽的深度也没有特别限定，但是优选为0.03～0.10英寸。每一英寸的螺纹牙的个数优选设为4～10。因此，作为螺纹牙间的距离而定义的螺距优选设为0.1～0.25英寸。作为螺纹高度中央的螺纹牙的宽度而定义的螺纹宽度优选为螺距的0.4～0.6倍。

(非螺纹部)

销优选在最前端即比阳螺纹部靠前端侧处具备不存在螺纹的部分(以下，称为非螺纹部)。而且，箱优选在比阴螺纹部靠管轴方向上的中心侧即端部的相反侧具备非螺纹部。在将销与箱紧固时，销的非螺纹部与箱的非螺纹部抵接，形成基于金属-金属接触的密封。

[接头的类型]

本发明的螺纹接头只要满足所述条件即可，可以为任意的结构。例如，本申请发明的螺纹接头也可以为联接器类型的螺纹接头及整体类型的螺纹接头中的任一者。

图5是表示本申请发明的一实施方式的联接器类型的管用螺纹接头1的结构的示意图。联接器类型的管用螺纹接头是使用作为箱的联接器而将两根管连接的螺纹接头，也称为螺纹和联接器(Thread and Coupling：T&C)类型。

联接器类型的管用螺纹接头1具备销10和箱(联接器)20。销10具有在管的端部设有作为阳型的锥螺纹的阳螺纹部11的结构，箱20具有在管的两端设有与销10的阳螺纹部11螺合的作为阴型的锥螺纹的阴螺纹部21的结构。

如图5所示，销10优选在最前端，即比阳螺纹部11靠前端侧处具备非螺纹部12。而且，箱20优选在比阴螺纹部21靠管轴方向上的中心侧，即端部的相反侧具备非螺纹部22。在将销10与箱20紧固时，销10的非螺纹部与箱20的非螺纹部抵接，形成基于金属-金属接触的密封。

所述非螺纹部优选如图5所示包含密封部和肩部。例如，在销10的非螺纹部12可以具备密封部13和位于比密封部13靠前端侧处的肩部14。而且，箱20的非螺纹部22可以具备密封部23和位于比密封部23靠中心侧处的肩部24。销10的肩部14可以与管轴垂直，但也可以比与管轴垂直的直线向销侧倾斜。销10的肩部14和与管轴垂直的直线所成的角优选为0～30度。

销的密封部和箱的密封部的形状没有特别限定，但是例如可以设为以下的组合。

·箱侧：锥形形状，销侧：锥形形状

·箱侧：锥形形状，销侧：凸曲线状

·箱侧：凸曲线状，销侧：锥形形状

·箱侧：凹曲线状，销侧：凸曲线状

另一方面，图6是表示本申请发明的另一实施方式的整体类型的管用螺纹接头1的结构的示意图。在整体类型的管用螺纹接头1中，不使用联接器而将两根管直接连接。即，销10具有在第一管的一端设有作为阳型的锥螺纹的阳螺纹部11的结构，箱20具有在第二管的一端设有与销10的阳螺纹部11螺合的作为阴型的锥螺纹的阴螺纹部21的结构。

如图6所示，销10优选在最前端，即比阳螺纹部11靠前端侧处具备非螺纹部12。而且，销10优选在比阳螺纹部11靠管轴方向上的中心侧，即端部的相反侧也具备非螺纹部12。同样，箱20优选在比阴螺纹部21靠管轴方向上的中心侧，即端部的相反侧具备非螺纹部22。而且，箱20优选在最前端，即比阴螺纹部21靠前端侧处也具备非螺纹部22。在将销10与箱20紧固时，所述销的非螺纹部与箱的非螺纹部抵接，形成基于金属-金属接触的密封。

销10的非螺纹部12优选如图6所示包含密封部13。而且，在销10的非螺纹部12也可以包含肩部14。而且，箱20的非螺纹部22也优选包含密封部23。而且，在箱20的非螺纹部22也可以包含肩部24。密封部与肩部的结构可以设为与联接器类型的说明记载的结构同样的结构。

需要说明的是，图5、6是用于说明接头的类型的示意图，因此关于螺纹槽及螺纹牙的形状而简化表示。

[材质]

本申请发明的螺纹接头的材质没有特别限定，可以使用任意的材质。本发明的应力的分散效果是通过改良螺纹底的拐角部的形状而得到的机械性的结构，不是化学性的结构，因此不依赖于材质而发挥。从接头的强度的观点出发，通常优选将销及箱的材质设为金属，更优选设为钢及Ni基合金中的任一个。所述钢也可以是碳素钢及合金钢中的任一个。销的材质与箱的材质可以不同，但是优选相同。

接下来，关于本申请发明的螺纹接头的螺纹槽的形状，列举四个实施方式更具体地说明。在以下的各实施方式中，只要至少第一螺纹槽具备以下说明的结构即可。然而，如上所述，从制造的容易度的观点出发，优选箱的全部的螺纹槽具备以下说明的结构。

(第一实施方式)

图7是表示本发明的第一实施方式的螺纹槽2的形状的示意图。在本实施方式中，螺纹槽2的螺纹底侧的承载牙侧拐角部50具备与直线状的承载牙侧60直接连接的第一圆弧部51和与第一圆弧部51直接连接的第二圆弧部52。并且，作为第二圆弧部52的曲率半径R2相对于第一圆弧部51的曲率半径R1之比而定义的曲率半径比(R2/R1)为3以上。在图7所示的例子中，第二圆弧部52延伸至入扣牙侧拐角部70，第二圆弧部52构成螺纹底。需要说明的是，入扣牙侧拐角部70由单一的圆弧构成，该圆弧与直线状的入扣牙侧80直接连接。

(第二实施方式)

图8是表示本发明的第二实施方式的螺纹槽2的形状的示意图。在本实施方式中，螺纹槽2的螺纹底侧的承载牙侧拐角部50具备与直线状的承载牙侧60直接连接的第一圆弧部51和经由直线部53与第一圆弧部51连接的第二圆弧部52。换言之，承载牙侧60、第一圆弧部51、直线部53及第二圆弧部52依次连接。关于除此以外的点，与第一实施方式相同。通过设置直线部53，能够进一步提高应力分散效果。直线部53优选设为第一圆弧部51与第二圆弧部52的共同切线。

直线部53的长度没有特别限定，但是从避免螺纹槽过度增大这样的观点出发，优选将直线部53的长度设为0.010英寸以下。

(第三实施方式)

图9是表示本发明的第三实施方式的螺纹槽2的形状的示意图。在本实施方式中，螺纹槽2具有与阴螺纹部的锥形平行的螺纹底直线部90。这样，通过使螺纹槽的底部由直线构成而螺纹槽的深度(螺纹高度)的检查变得容易。螺纹底直线部90可以如图9所示与入扣牙侧拐角部70直接连接。

进而在图9所示的实施方式中，承载牙侧拐角部50在第二圆弧部52与螺纹底直线部90之间具备第三圆弧部54。通过这样设置第三圆弧部54，经由第三圆弧部54能够将第二圆弧部52与螺纹底直线部90顺畅地连接。关于除此以外的点，可以设为与第一、第二实施方式同样。需要说明的是，在图9所示的实施方式中，将第二圆弧部52与第三圆弧部54直接连接，但第二圆弧部52与第三圆弧部54也可以经由直线部来连接。

第三圆弧部54的曲率半径没有特别限定，但是优选比第一圆弧部51的曲率半径大。第三圆弧部54的曲率半径也可以为例如0.010英寸～0.200英寸。

需要说明的是，螺纹底直线部90在第三圆弧部54不存在的情况下也可以设置。在该情况下，能够将第二圆弧部52与螺纹底直线部90直接连接。

(第四实施方式)

图10是表示本发明的第四实施方式的螺纹槽2的形状的示意图。在本实施方式中，与第三实施方式同样，螺纹槽2具有与阴螺纹部的锥形平行的螺纹底直线部90。并且，承载牙侧拐角部50具备与承载牙侧60直接连接的第一圆弧部51和经由直线部53与第一圆弧部51连接的第二圆弧部52、及与第二圆弧部直接连接的第三圆弧部54。换言之，承载牙侧60、第一圆弧部51、直线部53、第二圆弧部52及第三圆弧部54依次连接。关于除此以外的点，可以设为与第一～第三实施方式同样。

实施例

对于由相当于API 5CRA的分类(Category)：13-5-2,等级(Grade)：110的钢种构成的外径9.625英寸×壁厚0.545英寸(外径244.48mm×壁厚13.84mm)的钢管进行加工，制造了由销及与所述销对应的箱构成的螺纹接头。制造出的螺纹接头的螺纹槽的形状如表1所示。每一英寸的螺纹牙的数目为5(5TPI)，螺纹高度设为0.062英寸(1.575mm)。入扣牙侧角度设为25度，承载牙侧角度设为-5度，螺纹锥形设为1/16。为了抑制箱外径，接头效率设为110％以下的设计。需要说明的是，在此，螺纹槽的形状是指将制造后的所述销与箱紧固之前的时间点的形状。

接下来，在遵照API 5C5：2017的连接应用等级(Connection ApplicationLevels：CAL)IV的条件下实施气密试验，评价了所述螺纹接头的性能。试验结果如表1所示。在所述气密试验中，将箱未断裂的情况设为“合格”，将断裂的情况设为“不合格”。

如表1所示，在满足本发明的条件的螺纹接头中，尽管接头效率为109％以下，也未发生箱的断裂。特别是在发明例No.3中，即使接头效率为101％也未发生断裂。另一方面，在未设置第二圆弧部的比较例中，尽管使接头效率增加至110％，但是箱发生了断裂。而且，即使在设置了第二圆弧部的情况下，在曲率半径比小于3的比较例中，尽管使接头效率增加至110％，但是箱发生了断裂。需要说明的是，为了利用专利文献1提案的方法来防止箱的断裂，在比较例No.6的条件下需要使接头效率增加至116％，在比较例No.7的条件下需要增加至111％。

根据以上的结果可知，根据本发明，能够不使箱外径增加而防止拉伸负荷作用时的箱的断裂。因此，本发明能够解决防止断裂和降低成本这样的相反的课题。

[表1]

Claims (5)

1.一种管用螺纹接头，具备：

销，在第一管的一端设置作为阳型的锥螺纹的阳螺纹部；及

箱，在第二管的一端设置与所述阳螺纹部螺合的作为阴型的锥螺纹的阴螺纹部，

所述阴螺纹部具有多个螺纹槽，

所述多个螺纹槽分别在螺纹底侧具有承载牙侧拐角部及入扣牙侧拐角部，

其中，

所述多个螺纹槽中的被定义为距所述箱的端部最远的螺纹槽的第一螺纹槽的承载牙侧拐角部具备：第一圆弧部，与承载牙侧直接连接且具有第一曲率半径；及第二圆弧部，与所述第一圆弧部直接或间接地连接且具有第二曲率半径，

所述第二曲率半径相对于所述第一曲率半径之比即曲率半径比为3以上。

2.根据权利要求1所述的管用螺纹接头，其中，

所述第二圆弧部与所述第一圆弧部直接连接。

3.根据权利要求1所述的管用螺纹接头，其中，

所述第二圆弧部经由直线部而与所述第一圆弧部连接。

4.根据权利要求1～3中任一项所述的管用螺纹接头，其中，

所述第一螺纹槽的承载牙侧拐角部还具备第三圆弧部，该第三圆弧部与所述第二圆弧部直接或间接地连接。

5.根据权利要求1～4中任一项所述的管用螺纹接头，其中，

所述第一螺纹槽具有与所述阴螺纹部的锥形平行的螺纹底直线部。

Images