CN1436289A - 管接头 - Google Patents

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Abstract

一种管接头，其形成方式是将具有形成在管子端部外圆周表面上的外锥螺纹的外螺纹部分拧入内螺纹部分中以便以螺纹连接方式与外锥螺纹啮合，该内螺纹部分具有形成在管子或短管的端部的内部圆周表面上的内锥螺纹，该管接头具有以下形状：螺纹入扣牙侧之间的间隙C：0.5－1.0毫米螺纹的入扣牙侧角θ：15－60度螺纹牙顶表面和螺纹牙底表面：平行于管子的轴线外螺纹入扣牙侧角部的半径R： 1.0－1.25mm此外，优选方式是外螺纹部分的不完整螺纹部分的锥度是完整螺纹部分的标称锥度的0.96－0.90倍。

Description

管接头
技术领域
本发明涉及一种与用于勘探和生产天然气和原油的油井管一起使用的管接头。本发明特别是涉及这种管接头，该管接头降低了螺纹因过度磨损而咬住，它在上紧时具有良好的可操作性，由此该管接头降低了有时发生的螺纹损坏的程度。
背景技术
螺纹接头广泛用作连接勘探和生产天然气和原油的油井管的一种技术。螺纹接头包括一体式的和连接式的，在一体式接头中，外螺纹部分形成在管子的一端上而内螺纹部分形成在另一端上，两个管子直接彼此连接，而在连接式接头中，具有形成在每一端上的外螺纹的两个管子通过具有形成在两端的内部螺纹的短管彼此连接。下面，作为例子将利用连接式接头进行说明，但同样适合于一体式接头。
在许多天然气田和油田的工地上进行接头的上紧(装配)，如图7所示。
由此，具有在工厂预先上紧到其端部上的短管1的油井管2用朝上的短管1支撑，并且另一个将连接到其上的油井管2的外螺纹部分2b紧固到短管1上。在这种情况下，当将要被连接的油井管2的外螺纹部分2b插入短管1的内螺纹部分1a中，油井管2通过塑料入扣导向件(未示出)垂直地插入短管1中，例如，入扣导向件是夹具，它用于在结合时防止损坏，它预先设置在短管1的外圆周上。
在管子的插入完成之后，入扣导向件移去，并且被连接的油井管2由带式扳手或由操作者的力气被转动两至三圈，达到这种状态，即被连接的油井管的外螺纹部分的螺纹与短管1的内螺纹部分1a的螺纹相啮合。然后，用动力大钳，即用进行上紧的扭矩施加装置(未示出)施加预定的扭矩。
由操作者进行的手工上紧是低扭矩转动(达到19.6-576N·m的数量)，这仅仅是人力的水平。然而，当外螺纹部分和内螺纹部分的螺纹不完全彼此配合时，用达到576N·m的数量的扭矩将不发生转动，转动必须要求比此扭矩更高的扭矩。这意味着外螺纹部分和内螺纹部分的螺纹之间的啮合状态是有缺陷的。在这种情况下，操作者通过稍稍升起被连接的油井管或沿相反的方向稍稍转动该油井管以便校正未对准来进行微调。当微调完成后时，可以用至多576N·m的非常小的扭矩由啮合的螺纹进行转动，由此，被连接的油井管沿上紧方向被转动两到三圈。
然而，最近，在离岸(在海上的油田)等的情形下，对上紧出现了一种需要，即在油井管利用入扣导向件插入之后，上紧不需要由操作者通过手工上紧转动油井管两到三圈。由此，如图8所示，自动动力大钳3夹紧被连接的油井管2，并且在这种状态下，连续进行相应于通常的手工上紧和动力上紧的上紧。
这种类型的免于手工的动力大钳具有液力驱动装置(扭矩产生装置)并且能够容易施加33810N·m的扭矩到具有178mm数量级外径的油井管上外径。
然而，由施加576N·m水平的微小扭矩难于控制这种动力大钳的运动并且难于进行操作者进行的达到576N·m的数量的仔细的手工上紧。由此，上紧操作总是用强力进行，并且当螺纹在管子插入时不完全啮合时，有些情况下会发生螺纹损坏。
在现有技术中，例如，在JP H11-223284A中提出了一种管接头，由该管接头，在被连接的油井管的外螺纹部分插入短管的内螺纹部分后，该油井管能够以尽可能快的速度并且以较小的圈数被上紧。该管接的前提是保证油井管的外螺纹利用入扣导向件沿垂直方向正确插入短管的内螺纹部分。
此外，在上述日本专利公开文献中，油井管外螺纹部分的螺纹的入扣释放角(stabbing relief angle)β倾斜3度。然而，在由API规定的油井管(至少16英寸)(406.4mm)螺纹的偏梯形螺纹牙型的情形，从过去，为了改进螺纹啮合，入扣释放角β等于0度。根据这种观点，理论上保证了油井管外螺纹部分的螺纹和短管的内螺纹部分的螺纹的啮合。因此，如果使入扣释放角β为冒失的角度，螺纹高度变小，并且这会导致容纳轴向力的部分减小。
再者，在上述日本专利公开文献中，为了改进插入时螺纹之间的啮合，建议在容易进行上紧的位置对油井管外螺纹部分和短管的内螺纹部分的螺纹做标记。虽然操作者直到标记对准再进行上紧并非不可能，但当黑暗时，诸如夜晚，难于确定标记，因此这不能描述为必定的合适的技术。
发明内容
由于新技术的引入，当油井管被放入油井中时，必须调查各种数据(温度，压力，深度等)，为此，存在附有导线(传感器的连线)的情况。在这种情况下，以传统的方法，即垂直钻井，如图9(a)中所示，如果油井管2在其轴线的附近摆动，存在很大的导线4被切断的危险。
如图9(b)所示，为了进行将油井管放入地下，而不损坏导线4，研制了一种技术，即油井管以相对于垂直方向1-1.5度的角度钻入。
然而，当采用这种技术时，手工上紧和其后的动力上紧必须在外围设备也倾斜的状态下进行。如果所有设备都保持相对于垂直方向倾斜1-1.5度角度的状态，进行手工上紧或动力上紧没有问题，但是，动力大钳非常可能水平安装，因此在手工上紧或动力上紧时，进行上紧的过程中可能似乎在施加弯曲，并且管接头经受严峻的上紧条件。
然而，在过去，一直没有任何解决这一问题的建议。
考虑上述问题做出了本发明，并且本发明的目的是提供一种管接头，该管接头能够降低螺纹因过度磨损而咬住，利用这种接头能够以满意的方式进行上紧操作，并且该管接头降低了有时发生的螺纹损坏的程度，即使当将要被连接到内螺纹部分的外螺纹部分没有可靠地插入适当的位置中时或当它被不适当地插入时，例如，如在以1-2度的倾角钻井的情形所遇到的情况。
本发明的另一个目的是提供一种管接头，当用动力大钳连续进行相应于手工上紧和动力上紧的上紧时，即使在将连接到内螺纹部分的外螺纹部分没有可靠地插入适当的位置中的情形或当它被不适当地插入时，该管接头能够降低螺纹的损坏程度。
在过去，当将连接到内螺纹部分的外螺纹部分没有可靠地插入适当的位置中时或当它被不适当地插入时，在管子插入之后由操作者进行精密结合。然而，在不进行操作者执行的手工上紧的前提下，为了降低螺纹因过度磨损而咬住并且达到满意而容易的上紧，必须改进管接头自身，以便不必由手工上紧所执行的精密结合。
当外螺纹部分相对于每一部分具有锥螺纹的内螺纹部分垂直插入适当的位置中时，外螺纹部分的外锥螺纹和内螺纹部分的内锥螺纹的啮合可以大体分成图10(a)-(c)所示的几种状态。当然，在图10(c)所示的情形中，外螺纹部分2b的外锥螺纹和内螺纹部分1a的内锥螺纹彼此完全啮合，并且为了可靠手工上紧必须进一步转动它们一至两圈，但是不必进行使它们彼此啮合的转动。
另一方面，在图10(a)和10(b)的情形中，为了从这些不完全啮合状态到图10(c)所示的期望的啮合状态，必须进行一圈或0.5圈的转动。
正常情况下，不容易将管子插入适当的位置中，即，实现期望的图10(c)所示的期望的啮合状态。因此，不管发生了图10(a)-(c)中所示的那一种啮合状态，都期望外螺纹部分能够在非常小的手工上紧水平的转动力(达到576N·m的数量)下具有较小的阻力转动。
根据各种调查结果，即牙型对管子插入时上紧容易性和螺纹损坏程度的影响，进行了本发明。因此，根据本发明，在管接头中，具有形成在管子端部外圆周表面上的外锥螺纹的外螺纹部分拧入内螺纹部分中以便以螺纹连接方式与外锥螺纹啮合，该内螺纹部分具有形成在管子或短管的端部的内部圆周表面上的内锥螺纹，使螺纹的入扣牙侧之间的间隙C为0.5-1.0毫米，使螺纹的入扣牙侧角θ为15-60度，使以螺纹连接方式啮合的外锥螺纹和内锥螺纹的牙顶表面和牙底表面平行于管子的轴线，使外螺纹入扣牙侧角部的圆形部分的曲率半径R(下面称作“外螺纹入扣牙侧角部”)为1.0-1.25mm，并且优选方式是使外螺纹部分的不完整螺纹部分的锥度是完整螺纹部分的标称锥度的0.96-0.90倍。
由此，根据本发明，即使当外螺纹部分没有可靠地插入内螺纹中的适当位置中时或当它不适当插入其中时，无论由手工上紧进行转动之后用动力大钳进行上紧还是由用免于手工的动力大钳的转动进行上紧，都可以降低螺纹部分因过度磨损而咬住并且进行满意的上紧同时降低上紧期间有时发生的螺纹损坏的程度。
根据本发明，不必进行对准微调和其后的通过转1-0.5圈对接合的调节。
附图说明
图1是表示根据本发明的管接头的牙形的说明图。
图2是表示形成在外螺纹部分上的螺纹部分的说明图。
图3(a)-(c)是说明干涉(表面)压力不同的示意图，由于外螺纹部分的不完整螺纹部分和内螺纹部分的完整螺纹部分之间的锥度不同，在外螺纹部分的不完整螺纹部分中产生该干涉压力。
图4是干涉压力图，当不施加弯曲载荷上紧时外螺纹部分的不完整螺纹部分中产生该干涉压力。
图5是干涉压力图，当施加弯曲载荷上紧时外螺纹部分的不完整螺纹部分中产生该干涉压力，图5(a)示出了这种情形，即外螺纹部分的不完整螺纹部分的锥度大于或小于内螺纹部分的完整螺纹部分的锥度，图5(b)示出了这种情形，即外螺纹部分的不完整螺纹部分的锥度等于内螺纹部分的完整螺纹部分的锥度，
图6给出了表示用于管子插入试验的方法的说明图，图6(a)示出了垂直插入管子的情形，而图6(b)示出了倾斜状态下插入管子的情形。
图7是连接式管接头上紧操作的说明图。
图8是利用动力大钳的上紧操作说明图。
图9给出了表示安装导线的情形的说明图，图9(a)示出了垂直状态而图9(b)示出了倾斜状态。
图10(a)-(c)是说明管子插入时螺纹啮合状态的示意图。
具体实施方式
根据本发明的管接头将参照附图描述如下。入扣牙侧之间的间隙C：
在图1中，外螺纹部分2b和内螺纹部分1a的(螺纹)入扣牙侧之间的间隙可以由图中的符号“C”表示。由此，在本发明中，间隙C定义为当螺纹上紧完成时两个螺纹的入扣牙侧之间的轴向距离。
当该间隙C为零(0)时，如果小心地进行管子插入并且进行手工上紧，螺纹可能上紧，但用本发明的倾斜油井管的螺纹接头，螺纹之间具有非常大的接触面积，并且容易出现擦痕。
随着间隙C的增加，螺纹之间的松度增加，并且管子插入时的自由程度增加。然而，根据本发明的试验，如果间隙C超过1.0毫米，实质上，接受轴向力的螺纹宽度b减小，以至不能经受所需承受的轴向载荷，并且螺纹自身最终变形。
相反，当间隙C极小，由于螺纹上紧时的弹性变形，外螺纹部分的入扣牙侧和内螺纹部分的入扣牙侧接触，可能发生因过度磨损而咬住。然而，本发明人发现即使间隙C大于这一数值，假如当插入内螺纹部分时外螺纹部分可能倾斜，对插入适当位置的能力仍有限制。
根据本发明人进行的管子插入试验的结果，当间隙C减小时，插入适当位置的能力恶化，并且当考虑制造时的公差间隙C小于0.5毫米时，插入适当位置的能力恶化，并且在某些情形下可能发生因过度磨损而咬住。因此，间隙C的下限是0.5毫米。
因此，入扣牙侧之间的间隙C考虑到螺纹加工时的公差是0.5-1.0毫米。入扣牙侧角θ
外螺纹部分2b和内螺纹部分1a的(螺纹)入扣牙侧角θ在图1中由θ表示。该角θ越大，定中心效果越大，定中心效果可以通过外螺纹部分2b和内螺纹部分1a的螺纹的入扣牙侧的磨损而出现，并且当管子插入后，螺纹沿对准的方向上紧，由此对螺纹的损坏程度减小。然而，如果该角超过60度，螺纹宽度b变的很小，以至外螺纹部分2b的螺纹消失。由此，作为实际的螺纹形状，螺纹的平行部分不再被规定，并且BTC型的牙型不再能认出。
另一方面，入扣牙侧角θ越小，相对于轴向的承载力越大。然而，当在小于15度发生入扣时，在入扣接触部分发生条纹状痕迹并且因过度磨损而咬住。
因此，在本发明中，入扣牙侧角θ的范围是15-60度。
附带地，在通常的BTC中，该螺纹角是10度。外锥螺纹和内锥螺纹的螺纹牙顶表面和螺纹牙底表面相对于轴线的角 度：
当油井管的外径增加时，其重量也增加，并且施加到每一个螺纹上的载荷和手工上紧所需要的扭矩也增加，因此，总的趋势是管子的插入和手工上紧变得更难。因此，作为对策，用API规定的油井管的偏梯形螺纹(buttress thread)，当外径是16英寸(406.4毫米)或更大时，为了手工上紧时达到矫直效果规定螺纹平行于管子轴线，以便使管子插入后外螺纹部分和内螺纹部分的螺纹之间的接触表面平行于轴线。
另一方面，在油井管外径是
Figure A0181092100091
英寸(339.7毫米)或更小时，由API标准中长久的惯例，即对于16英寸(406.4毫米)或更大直径管子的原则不反映在较小直径管子的标准中，其螺纹规定为平行于锥度(1/16)。
然而，当将连接到内螺纹部分上的外螺纹部分没有可靠地插入适当的位置中时或不适当地插入时，假定管子插入后不允许操作者进行微啮合操作，为了降低螺纹部分因过度磨损而咬住并且满意地进行上紧操作，优选方式是即使在 英寸(339.7毫米)或更小的油井管中也采用与对至少16英寸(406.4毫米)的管子同样的原则。
在本发明中，无论外径的尺寸，外锥螺纹和内锥螺纹的牙顶表面和牙底表面分别规定为平行于轴线，即，其标称值平行于管子纵轴5，如图1所示。当然，具有规定的公差，并且在本发明中，公差规定为表示为锥度的0±0.2％。外螺纹入扣牙侧角部的曲率半径
对于API规定的油井管的偏梯形螺纹，内螺纹部分1a的入扣接受部分的角部1aa的半径规定为0.2毫米。当以倾斜状态将外螺纹部分2b插入内螺纹部分2a中时，在内螺纹部分1a的入扣接受部分的角部1aa和外螺纹部分2b的入扣牙侧角部2ba之间首先发生接触。根据本发明者的试验，在发生该接触时，当外螺纹部分2b的入扣牙侧角部2ba的曲率半径R(下面称作“半径R”)小于1.0毫米时，局部应力加大，并且这将变成条纹状痕迹和因过度磨损而咬住的原因。
另一方面，当外螺纹部分2b的入扣牙侧角部2ba的半径R变大时，与内螺纹部分1a的入扣接受部分的间隙Ca可以增大。该间隙Ca越大，在管子插入时外螺纹部分2b和内螺纹部分1a之间的自由程度越大。然而，如果外螺纹部分2b的入扣牙侧角部2ba的半径R超过1.25毫米时，外螺纹部分2b的入扣牙侧的平行部分消失，并且不再能够被认为是螺纹。因此，在本发明中，使外螺纹部分2b的外螺纹的入扣牙侧角部2ba的半径R为1.0-1.25毫米。
API BCT螺纹的外螺纹的角部半径R是0.76毫米，但根据本发明者的试验，当在倾斜状态进行入扣时，发生角部创伤。因此，通过考虑0.25毫米的公差，使半径R为1.0毫米。
并不希望增加内螺纹部分的入扣接受部分的角部的半径，因为这会减小入扣面积，可能引起入扣牙侧因过度磨损而咬住，并且降低啮合螺纹的手工上紧的稳定性。
其次，将描述本发明的更优选的方式。外螺纹部分的不完整螺纹部分的锥度
图2是形成在外螺纹部分上的螺纹部分的说明图。
图3(a)-(c)是说明干涉压力不同的示意图，由于外螺纹部分的不完整螺纹部分和内螺纹部分的完整螺纹部分之间的锥度不同，在外螺纹部分的不完整螺纹部分中产生该干涉压力。
如图2所示，在接头上紧时外螺纹部分2b的不完整螺纹部分2bb与内螺纹部分的完整螺纹部分干涉并且紧固到其上。
此时，如图3(a)所示，如果外螺纹部分2b的不完整螺纹部分2bb与内螺纹部分1a的完整螺纹部分的锥度相同，外螺纹部分2b的牙底和内螺纹部分1a的牙顶之间发生与设计一样的干涉，并且在上紧时，在不完整螺纹部分2bb中由外螺纹部分2b的牙底和内螺纹部分1a的牙顶之间的干涉所产生的压力b0变得等于压力a，压力a是在完整螺纹部分中由外螺纹部分2b的牙底和内螺纹部分1a的牙顶之间的干涉所产生的。
如图3(b)所示，当外螺纹部分2b的不完整螺纹部分2bb的锥度大于内螺纹部分1a的完整螺纹部分的锥度时，外螺纹部分2b的牙底和内螺纹部分1a的牙顶之间发生高于设计值的较大的干涉，并且在上紧时，在不完整螺纹部分2bb中由外螺纹部分2b的牙底和内螺纹部分1a的牙顶之间的干涉所产生的压力b1变得大于完整螺纹部分中的压力a，并且在不完整螺纹部分2bb中在外螺纹部分2b的牙底和内螺纹部分1a的牙顶之间发生因过度磨损而咬住。
相反，如图3(c)所示，当外螺纹部分2b的不完整螺纹部分2bb的锥度小于内螺纹部分1a的完整螺纹部分的锥度时，在外螺纹部分2b的牙底和内螺纹部分1a的牙顶之间的干涉变得小于设计值，并且在上紧时，在不完整螺纹部分2bb中由外螺纹部分2b的牙底和内螺纹部分1a的牙顶之间的干涉所产生的压力b2变得小于完整螺纹部分中的压力a，因此，即使在上紧时，在不完整螺纹部分2bb中在外螺纹部分2b的牙底和内螺纹部分1a的牙顶之间也不会发生因过度磨损而咬住。
当以1-2度的倾角掘油井时，情况是总是施加弯曲，因此不论在外螺纹部分的不完整螺纹部分的锥度和内螺纹部分的完整螺纹部分的锥度之间存在上述关系中的那一种，在外螺纹部分的不完整螺纹部分中，相应于受弯曲的内侧的表面(处于受压状态)具有较高的上述干涉压力，同时相应于受弯曲的外侧在180度的相对侧的表面(处于受拉状态)具有较低的施加在其上的螺纹干涉压力。
图4示出了垂直掘油井的情形中上紧时在螺纹部分中的干涉压力，而图5示出了在以1-2度的倾角掘油井的情形中上紧时在螺纹部分中的干涉压力。
在图4和图5中，标记○表示在外螺纹部分的不完整螺纹部分的锥度与内螺纹部分的完整螺纹部分的锥度相同的情况下不完整螺纹部分的干涉压力，标记△表示在外螺纹部分的不完整螺纹部分的锥度大于内螺纹部分的完整螺纹部分的锥度的情况下不完整螺纹部分的干涉压力，及标记□表示在外螺纹部分的不完整螺纹部分的锥度小于内螺纹部分的完整螺纹部分的锥度的情况下不完整螺纹部分的干涉压力。这些标记分别相应于图3(a)，3(b)和3(c)。
从图4的结果下述内容将很明显。
当外螺纹部分的不完整螺纹部分的锥度大于内螺纹部分的完整螺纹部分的锥度时(标记△)，不完整螺纹部分的干涉压力变大，而当外螺纹部分的不完整螺纹部分的锥度小于内螺纹部分的完整螺纹部分的锥度时(标记□)，不完整螺纹部分的干涉压力变小。
此外，当外螺纹部分的不完整螺纹部分的锥度等于内螺纹部分的完整螺纹部分的锥度时(标记○)，不完整螺纹部分的干涉压力介于上述两种情况的数值之间。
在图5(a)和5(b)所示的标记○，标记△，和标记□的全部九个曲线中，具有相同标记的三个曲线中在上部位置的曲线表示在管接头的弯曲期间在相应于内侧的表面中的干涉压力，在中部位置的曲线表示在弯曲期间在相应于中性位置的表面中的干涉压力，及在下部位置的曲线表示在弯曲期间在相应于外侧的表面中的干涉压力。
如图5(a)中的带有标记△的曲线所示，当外螺纹部分的不完整螺纹部分的锥度大于内螺纹部分的完整螺纹部分的锥度时，如果管接头以倾斜状态上紧，在相对于管接头的轴线的左表面和右表面(受弯曲的外侧表面和受弯曲的内侧表面)之间螺纹干涉部分中压力出现很大的不同，并且干涉压力的绝对值也变高。
相反，如标记□所示，当外螺纹部分的不完整螺纹部分的锥度小于内螺纹部分的完整螺纹部分的锥度时，即使管接头以倾斜状态上紧，在相对于管接头的轴线的左表面和右表面上螺纹干涉部分的压力差值变小，并且压力的绝对值也变小。
如图5(b)中的带有标记○的曲线所示，当外螺纹部分的不完整螺纹部分的锥度等于内螺纹部分的完整螺纹部分的锥度时，不完整螺纹部分的干涉压力是介于上述两种情况的数值之间的数值。
由此，通过调节外锥螺纹的不完整螺纹部分的锥度，可以使当上紧在倾斜状态下进行时螺纹被分配的压力与在垂直状态进行上紧的正常状态相同。
根据上述内容，在本发明中，优选使外锥螺纹的不完整螺纹部分的锥度小于完整螺纹部分的标称锥度。根据本发明者的试验，当以1-2度的倾角掘油井时，当使不完整螺纹部分的锥度是完整螺纹部分的标称锥度的0.96-0.90倍时，在不完整螺纹部分中不会发生因过度磨损而咬住和条纹状痕迹。在本发明中，外螺纹部分的不完整螺纹部分的锥度优选是完整螺纹部分的标称锥度的0.96-0.90倍的范围。
对于API BTC螺纹，外螺纹部分的螺纹锥度的标称值是6.25％并且公差是+0.35％-0.25％(写为“6.25％+0.35％-0.25％”)，并且内螺纹部分的螺纹锥度是6.25％±0.25％。因此，为了使外螺纹部分的螺纹锥度小于内螺纹部分的最小螺纹锥度，外螺纹部分的螺纹锥度优选至多6.0％。因此，作为6.0/6.26所计算出的锥度比值至多是0.96倍。为了确保螺纹啮合，不可能极大地减小外螺纹部分的螺纹锥度，并且从本发明者的拉伸断裂试验结果，发现与具有6.5％的最大螺纹锥度的内螺纹部分结合的外螺纹部分的锥度优选至多5.8％。由此，优选使比率至少0.9倍。
在小于0.9倍的情况下，观察到拉伸断裂强度恶化。
为了满足上述的关系，必须限制内螺纹部分的螺纹锥度的制造公差，该公差典型地是0.3％。
因此，内螺纹部分的螺纹锥度优选为6.0％-6.3％。例子
为了证实根据本发明的管接头的效果，进行了试验，下面将描述试验结果。
本发明者研究了管子插入之后牙型对上紧的容易度和对螺纹的损坏的影响，所用油井管的外径是177.8毫米并且壁厚是11.51毫米。
所用牙型如表1所示，试验结果如表2所示。表1中所用的符号与图1中的相同。然而，“R”是外螺纹的入扣牙侧角部的曲率半径。
为了评价插入适当位置中的能力，在如图6(a)所示方式进行接合时油井管2是垂直的情形和如图6(b)所示油井管2有意以0.4度，0.8度，1.2度，1.6度或2.5度倾角的倾斜状态插入以便不出现对准的情形。
                                       表1
No.    a(mm)     c(mm)    c(mm)    R(mm)   θ(°)   螺纹与轴线的关系   不完整螺纹部分的锥度 备注
  1   2.57   2.54   0.03   0.76   10   不平行    1.0倍1
  2   2.505   2.475   0.03   0.76   10     ″     ″
  3   2.605   2.475   0.13   0.76   10     ″     ″
  4   2.505   2.475   0.03   0.76   15     ″     ″
  5   2.505   2.475   0.03   0.76   25     ″     ″
  6   2.505   2.475   0.03   0.76   60     ″     ″
  7   2.755   2.505   0.25   0.76   10     ″     ″
  8   2.755   2.225   0.50   0.76   10     ″     ″
  9   2.755   1.755   1.00   0.76   10     ″     ″
  10   2.755   2.225   0.50   0.76   10    平行     ″
  11   2.755   2.225   0.50   0.76   25     ″    0.90倍
  12   2.755   2.225   0.50   1.00   10   不平行    1.0倍1
  13   2.755   2.225   0.50   1.00   10    平行    0.96倍
  14   2.755   2.505   0.50   1.00   15     ″    1.0倍1 本发明
  15   2.755   2.505   0.25   1.25   25     ″    0.96倍
  16   2.755   2.005   0.75   1.25   25     ″    1.0倍1 本发明
  17   2.755   2.005   0.50   1.25   25     ″    0.90倍 本发明
  18   2.755   2.005   0.75   1.25   25     ″     ″ 本发明
  19   2.755   2.005   0.90   1.25   25     ″     ″ 本发明
  20   2.755   1.755   1.00   1.25   60     ″    0.96倍 本发明
  21   2.755   1.755   1.50   1.00   25     ″     ″
  22   2.755   1.755   0.50   1.50   25     ″     ″
  23   2.755   1.755   0.50   1.00   70     ″     ″
  24   2.755   1.755   0.50   1.00   25   不平行     ″
  25   2.755   1.755   0.50   1.00   25    平行    0.85倍 本发明
1在公差范围内的1.0倍
                                   表2
No                   管子插入试验 备注
  0°     0.4°    0.8°   1.2°   1.6°   2.5°
  1   ○     ○     ×    -    -    - 不良试验结果
  2   ○     △     ×    -    -    - ″
  3   ○     △     ×    -    -    - ″
  4   ○     ○     ○    △    ×    - ″
  5   ○     ○     ○    ○    △    × ″
  6   ○     ○     ○    ○    ○    △ 发生螺纹因过度磨损而咬住
  7   ○     ○     △    ×    -    - 不良试验结果
  8   ○     ○     ○    △    ×    - ″
  9   ○     ○     ○    ○    △    × ″
  10   ○     ○     ○    ○    △    × ″
  11   ○     ○     ○    ○    ○    △ 发生螺纹因过度磨损而咬住
  12   ○     ○     ○    ○    △    × 不良试验结果
  13   ○     ○     ○    ○    ○    △ 发生螺纹因过度磨损而咬住
  14   ○     ○     ○    ○    ○    △ 本发明
  15   ○     ○     ○    ○    ○    △ 发生螺纹因过度磨损而咬住
  16   ○     ○     ○    ○    ○    △ 本发明
  17   ○     ○     ○    ○    ○    ○ ″
  18   ○     ○     ○    ○    ○    ○ ″
  19   ○     ○     ○    ○    ○    ○ ″
  20   ○     ○     ○    ○    ○    ○ ″
  21   ○     ○     ○    ○    ○    ○ 不良接头可压缩性
  22   ○     ○     ○    ○    ○    ○ 损坏梯形螺纹
  23   ○     ○     ○    ○    ○    ○ ″
  24   ○     ○     ○    ○    ○    △ 发生螺纹因过度磨损而咬住
  25   ○     ○     ○    ○    ○    ○ 本发明，接头拉伸强度降低
首先，对上面表1内的No.1-No.3完成了证实。
从表2的试验结果可以看出，如果能够确保进行对准传统的牙型没有问题，但是，当从0.4度到0.8度逐渐发生倾斜，由于在外螺纹和内螺纹之间的不稳定接触(局部施加弯曲的状态)发生螺纹表面损坏。当倾角超过1.2度时管子插入变得不可能。
在表2中，圆圈标记(○)表示螺纹部分不损坏的情况下可能手工上紧，三角形标记(△)表示可以手工上紧，但一些部分发生螺纹牙顶能够修复的损坏，X形标记(X)表示可以手工上紧，但具有许多螺纹损坏的情况，该损坏不能修复，及负号标记(-)表示管子插入不可能。
其次，研究了No.4-6，12和23的入扣牙侧角θ的效果，及研究了No.7-9，15和21的入扣牙侧之间的间隙C的效果。再者，研究了No.8，10，20和24的外锥螺纹和内锥螺纹的螺纹牙顶表面和螺纹牙底表面分别相对于轴线的角度的效果，研究了No.10，11，12，13，17和22的外螺纹的入扣牙侧角部的半径R的效果，及研究了No.12-20和25的外螺纹部分的不完整螺纹部分的锥度的效果。
从表2的结果，发现以下几点。
(1)用较大的入扣牙侧角θ可以获得良好的结果，入扣牙侧角θ的合适范围是15-60度。
(2)用较大的入扣牙侧之间的间隙C可以获得良好的结果，间隙C的合适范围是0.5-1.0毫米。
(3)优选外锥螺纹和内锥螺纹的螺纹牙顶表面和螺纹牙底表面平行于轴线。
这里，平行于轴线表示相对于轴线0±0.2％的锥度(比较No.8，10，20，及24)。
(4)外螺纹的入扣牙侧角部的半径R较大，可以获得良好的结果，半径R的合适范围是1.0-1.25毫米。
(5)当外螺纹部分的不完整螺纹部分的锥度小于完整螺纹部分的锥度时，可以获得良好的结果，其合适的范围是0.90-0.96倍(比较No.12，13，16，18-20，及25)。
从表2的结果，可以确定No.14，16-20，及25满足本发明的所有范围，即使当以1.5度或更大的倾角掘井时，也能够获得合适的上紧能力并且防止螺纹的损坏。
此外，No.17-20满足外螺纹部分的不完整螺纹部分锥度的优选范围，可以获得更优良的上紧能力并且更能够防止螺纹的损坏。
在本说明书中，描述了连接式管接头，但根据本发明的管接头当然能够应用于一体管接头。此外，根据本发明的管接头当然能够应用于具有金属密封部分的管接头。
工业实用性
如上所述，用根据本发明的管接头，即使当外螺纹部分没有可靠地插入内螺纹部分中的适当位置中或当它不适当地插入时，也能够减少螺纹部分因过度磨损而咬住，能够满意地进行上紧操作，及由此能够降低有时发生的螺纹损坏的程度。

Claims (5)

1.一种管接头，所述管接头具有形成在管子端部外圆周表面上的外锥螺纹的外螺纹部分，及具有形成在管子或短管的端部的内部圆周表面上的内锥螺纹以便与所述外锥螺纹螺纹啮合的内螺纹部分，其特征在于，螺纹的入扣牙侧之间的间隙C为0.5-1.0毫米，螺纹的入扣牙侧角θ为15-60°，螺纹啮合的外锥螺纹和内锥螺纹的螺纹牙顶表面和螺纹牙底表面平行于管子的轴线，及外螺纹入扣牙侧角部的半径R为1.0-1.25mm。
2.根据权利要求1所述的管接头，其特征在于，外螺纹部分的不完整螺纹部分的锥度是完整螺纹部分的标称锥度的0.96-0.90倍。
3.根据权利要求1或2所述的管接头，其特征在于，管接头是连接式接头。
4.根据权利要求1或2所述的管接头，其特征在于，管接头是一体式接头。
5.根据权利要求1至4任一项所述的管接头，其特征在于，管接头在相对于铅垂线倾斜1-2度的状态下被上紧。
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