CN210920416U - 一种双线海洋隔水管接头 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及的一种双线海洋隔水管接头，包括相互配合的公接头和母接头；公接头的外锥螺纹包括公接头等齿宽螺纹段以及公接头变齿宽螺纹段，其中公接头等齿宽螺纹段靠近小端面处，公接头变齿宽螺纹段远离小端面处，公接头等齿宽螺纹段的螺纹牙齿宽不变，公接头变齿宽螺纹段的螺纹牙齿宽线性减小；母接头的内锥螺纹包括母接头等齿宽螺纹段以及母接头变齿宽螺纹段，其中母接头等齿宽螺纹段靠近大端面处，母接头变齿宽螺纹段远离大端面处，母接头等齿宽螺纹段的螺纹牙齿宽不变，母接头变齿宽螺纹段的螺纹牙齿宽线性减小。本实用新型一种双线海洋隔水管接头具有螺纹容易对接，不易发生松动，螺纹牙受力均匀，承载能力强的优点。

Description

一种双线海洋隔水管接头

技术领域

本实用新型涉及一种管道接头，具体地讲，本实用新型涉及一种双线海洋隔水管接头。

背景技术

海洋石油开发中所用的隔水管多为分节式隔水管，隔水管通过接头进行连接，现有的隔水管连接接头主要形式由扭矩台肩、密封部分及连接螺纹三部分组成。在深海中，隔水管受到风浪的影响，螺纹容易发生松动以及螺纹不容易入扣，从而造成密封性和连接强度的不足以及螺纹不易对扣导致的螺纹损坏。海洋隔水管接头通过螺纹连接，不管是单台肩连接还是双台肩连接，螺纹牙受力都不均匀，深海情况复杂，隔水管易受到交变载荷的影响，因此对螺纹牙的承载能力有了更高的要求。

实用新型内容

本实用新型的目的在于克服上述不足，提供一种双线海洋隔水管接头，主要克服传统海洋隔水管上扣速度慢、接头螺纹牙受力不均匀、承载能力不强等问题。

本实用新型的目的是这样实现的：

一种双线海洋隔水管接头，包括相互配合的公接头和母接头；公接头带有双头外锥螺纹，公接头上还设置有小端面和主台肩面；母接头带有双头内锥螺纹，公接头上还设置有大端面和副台肩面，公接头的外锥螺纹和母接头的内锥螺纹的螺纹长度均为L；

公接头的外锥螺纹包括公接头等齿宽螺纹段以及公接头变齿宽螺纹段，其中公接头等齿宽螺纹段靠近小端面处，公接头变齿宽螺纹段远离小端面处，公接头等齿宽螺纹段的长度为1/2L～3/5L，公接头等齿宽螺纹段的螺纹牙齿宽不变，公接头变齿宽螺纹段的螺纹牙齿宽线性减小；

母接头的内锥螺纹包括母接头等齿宽螺纹段以及母接头变齿宽螺纹段，其中母接头等齿宽螺纹段靠近大端面处，母接头变齿宽螺纹段远离大端面处，母接头等齿宽螺纹段的长度为1/2L～3/5L，母接头等齿宽螺纹段的螺纹牙齿宽不变，母接头变齿宽螺纹段的螺纹牙齿宽线性减小。

进一步的，外锥螺纹的齿顶和内锥螺纹齿底存在一定间隙，外锥螺纹的齿底和内锥螺纹的齿顶存在间隙。

进一步的，间隙f为0.3～0.4mm。

进一步的，公接头和母接头的承载面的承载角为负承载角α，α为-3～ -5°，导向面的导向角β为40～45°，螺距为12.7mm；齿高为3.0mm～ 5.0mm。

进一步的，同一条螺纹线上，母接头第一承载面和母接头第一导向面通过齿顶连接，母接头第一承载面和相邻的螺纹线上的母接头第二导向面之间有一个母接头凹槽，母接头凹槽底部为齿底；齿顶和齿底的锥度方向与母接头螺纹锥度方向一致，均为1:16.365。

进一步的，公接头变齿宽螺纹段的螺纹牙齿宽线性减小以及母接头变齿宽螺纹段的螺纹牙齿宽线性减小的减少量为Δu,Δu为0.05～0.08mm。

进一步的，公接头和母接头在装配过程中，当中间螺纹牙承载面接触时，两侧螺纹牙承载面不接触，间隙逐渐扩大，随着上扣圈数的增加，相对应螺纹牙承载面间的间隙开始减小并接触。

进一步的，主台肩面两侧分别有环形凹槽和两个均匀分布的凹槽，凹槽由公接头的外表面上向内开设，环形凹槽由公接头的主台肩面内边缘内向开设，环形凹槽内设置有密封圈，凹槽内设置有锁块，公接头和锁块用螺钉连接，锁块与母接头的小端面相互接触。

进一步的，锁块与母接头的小端面相互接触的面具有相互配合的锯齿带。

与现有技术相比，本实用新型的有益效果是：

本实用新型一种双线海洋隔水管接头，由承载角为负的双线锥管螺纹公接头和双线锥管螺纹母接头组成，公接头的外螺纹在靠近小端面处 (1/2L～3/5L)螺纹牙齿宽不变，其余螺纹牙齿宽线性减小；母接头的内螺纹在靠近大端面处(1/2L～3/5L)螺纹牙齿宽不变，其余螺纹牙齿宽线性减小；上扣过程中，当中间螺纹牙承载面接触时，两边螺纹牙承载面存在一定间隙，并逐渐扩大。该实用新型的外锥螺纹的齿顶与内锥螺纹的齿底之间存在一定间隙，外锥螺纹的齿底和内锥螺纹的齿顶存在一定间隙，上扣时可以最大程度增加手紧圈数，减少机紧圈数；公接头和母接头通过锁块锁紧，上扣结束后，密封圈与接头过盈配合实现密封。通过负承载角以及变齿宽螺纹，单个螺纹牙的承载能力得到有效提升的同时螺纹牙受载均匀，大大提高了螺纹的承载能力。因此本实用新型一种双线海洋隔水管接头具有螺纹容易对接，不易发生松动，螺纹牙受力均匀，承载能力强的优点。

附图说明

图1为本实用新型一种双线海洋隔水管接头上扣完成后的轴向截面图。

图2为一种双线海洋隔水管接头上扣完成后螺纹牙的连接状态。

图3为手工预紧时公接头和母接头的连接状态示意图。

图4为二次加工后的母接头示意图。

图5为二次加工时母接头螺纹牙承载面上的切削量示意图。

图6为图5的局部放大图。

图7为二次加工后的公接头和母接头示意图。

图8为一次加工后的公接头和母接头示意图。

图9为手工预紧结束后接头的连接状态示意图。

图10为手工预紧结束后螺纹牙的连接状态示意图。

图11为锁块俯视图。

其中：

公接头100、母接头200、公接头第一螺纹1、母接头第一螺纹1’、公接头第二螺纹2、母接头第二螺纹2’、锁块3、螺钉4、密封圈5、凹槽6、环形凹槽7、母接头第一承载面8、母接头第一导向面9、母接头第二导向面9’、齿底10、齿顶11、主台肩面12、大端面13、副台肩面14、小端面 15、母接头第二等齿宽螺纹牙16、公接头第二变齿宽螺纹牙16’、母接头第一等齿宽螺纹牙17、公接头第一变齿宽螺纹牙17’、母接头螺纹牙拐点 18、公接头螺纹牙拐点18’、母接头第一变齿宽螺纹牙19、公接头第一等齿宽螺纹牙19’、母接头第二变齿宽螺纹牙20、公接头第二等齿宽螺纹牙20’。

具体实施方式

下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。

参见图1-图11，本实用新型涉及的一种双线海洋隔水管接头。我司具体型号名称为PT-CV。如图所示：它是一种双线海洋隔水管接头，包括相互配合的公接头100和母接头200。

其中：

公接头100带有双头外锥螺纹，双头外锥螺纹包括180°均匀布置的公接头第一螺纹1、公接头第二螺纹2，公接头100上还设置有小端面15 和主台肩面12；

母接头200带有双头内锥螺纹，双头内锥螺纹包括180°均匀布置的母接头第一螺纹1’、母接头第二螺纹2’，公接头200上还设置有大端面 13和副台肩面14；

公接头100和母接头200通过公接头第一螺纹1、公接头第二螺纹2以及母接头第一螺纹1’、母接头第二螺纹2’进行配合连接。

公接头100和母接头200的承载面的承载角为负承载角α，α为-3～ -5°，导向面的导向角β为40～45°，螺距为12.7mm；齿高为3.0mm～ 5.0mm，公接头100的外锥螺纹和母接头200的内锥螺纹的螺纹长度均为L。

图2为上扣结束后螺纹牙的连接状态示意图，以母接头200为例进行说明，同一条螺纹线上，母接头第一承载面8和母接头第一导向面9通过齿顶11连接，母接头第一承载面8和相邻的螺纹线上的母接头第二导向面 9’之间有一个母接头凹槽，母接头凹槽底部为齿底10；齿顶11和齿底10 的锥度方向与母接头螺纹锥度方向一致，均为1:16.365。

本实用新型中，公接头100的双头外锥螺纹和母接头200的双头内锥螺纹，均需要经过两次加工，加工完成后，公接头100的外锥螺纹包括公接头等齿宽螺纹段以及公接头变齿宽螺纹段，其中公接头等齿宽螺纹段靠近小端面处，公接头变齿宽螺纹段远离小端面处，公接头等齿宽螺纹段的长度为1/2L～3/5L，公接头等齿宽螺纹段的螺纹牙齿宽不变，公接头变齿宽螺纹段的螺纹牙齿宽线性减小；相应的，母接头200的内锥螺纹包括母接头等齿宽螺纹段以及母接头变齿宽螺纹段，其中母接头等齿宽螺纹段靠近大端面处，母接头变齿宽螺纹段远离大端面处，母接头等齿宽螺纹段的长度为1/2L～3/5L，母接头等齿宽螺纹段的螺纹牙齿宽不变，母接头变齿宽螺纹段的螺纹牙齿宽线性减小。

公接头等齿宽螺纹段与公接头变齿宽螺纹段相接处的一个公接头螺纹牙称为公接头螺纹牙拐点；也就是说，公接头螺纹牙拐点向远离小端面的一个方向的公接头螺纹牙的齿宽逐渐线性减小；

母接头等齿宽螺纹段与母接头变齿宽螺纹段相接处的一个母接头螺纹牙称为母接头螺纹牙拐点；就是说，母接头螺纹牙拐点向远离大端面的一个方向的母接头螺纹牙的齿宽逐渐线性减小；

在图中标注出来的公接头螺纹牙包括公接头螺纹牙拐点18’，公接头螺纹牙拐点18’向着小端面一侧方向的公接头螺纹牙依次为公接头第一等齿宽螺纹牙19’和公接头第二等齿宽螺纹牙20’，公接头螺纹牙拐点18’远离小端面一侧方向的公接头螺纹牙依次为公接头第一变齿宽螺纹牙17’和公接头第二变齿宽螺纹牙16’。

在图中标注出来的母接头螺纹牙包括母接头螺纹牙拐点18，母接头螺纹牙拐点18向着大端面一侧方向的母接头螺纹牙依次为母接头第一等齿宽螺纹牙17和母接头第二等齿宽螺纹牙16，母接头螺纹牙拐点18远离大端面一侧方向的母接头螺纹牙依次为母接头第一变齿宽螺纹牙19和母接头第二变齿宽螺纹牙20。

以母接头为例进行说明，图4是二次加工完成后接的母接头，OIP为一次加工完成后的螺纹螺旋线，OIQ为二次加工后的螺旋线，OIP为一条直线，OIQ分为线段OI和线段IQ。通过改变二次加工时刀具的初始位置和进给速度，可以改变螺纹牙承载面的切削厚度，如图5所示，图6是图5的局部放大图。在二次加工中刀具与母接头第二等齿宽螺纹牙16和母接头第一等齿宽螺纹牙17未发生接触，母接头第二等齿宽螺纹牙16和母接头第一等齿宽螺纹牙17与承载面存在一定间隙，分别为a、b，a＞b；刀具与母接头螺纹牙拐点18刚好发生接触，与承载面之间没有间隙和过盈，因此母接头螺纹牙拐点18向着大端面一侧方向的母接头螺纹牙齿宽未发生变化；刀具与母接头第一变齿宽螺纹牙19和母接头第二变齿宽螺纹牙20发生干涉，母接头第一变齿宽螺纹牙19和母接头第二变齿宽螺纹牙20与承载面的过盈量分别为d、e，其中e＞d，所以母接头螺纹牙拐点18远离大端面一侧方向的母接头螺纹牙齿宽不断减小。

图7是经过二次加工后的公接头和母接头，一次加工后螺纹的螺距为δ，齿宽为u，见图8。经过二次加工后螺纹螺距为δ(δ是指导向面上相邻螺纹牙中经线上对应两点间的轴向间距),δ为11～13mm，母接头螺纹牙拐点18向着大端面一侧方向的母接头螺纹牙齿宽μ不变，母接头螺纹牙拐点18远离大端面一侧方向的母接头螺纹牙齿宽线性减少，相邻螺纹牙间的减少量为Δu,Δu为0.05～0.08mm。

公接头的螺纹同样需要经过两次加工，即一次加工和二次加工，与母接头配合使用，上扣过程中，当中间的螺纹牙承载面开始接触时，两边的螺纹牙承载面存在一定间隙，并且沿两边逐渐扩大，如图9所示，图10是图9的局部放大图。母接头螺纹牙拐点18和公接头螺纹牙拐点18’承载面接触时，两者之间的间隙c’为零。母接头第二等齿宽螺纹牙16和公接头第二变齿宽螺纹牙16’的承载面存在间隙a’，母接头第一等齿宽螺纹牙 17和公接头第一变齿宽螺纹牙17’的承载面存在间隙b’,母接头第一变齿宽螺纹牙19和公接头第一变齿宽螺纹牙19’的承载面存在间隙d’, 母接头第二变齿宽螺纹牙20和和公接头第二变齿宽螺纹牙20’的承载面存在间隙e’,上述的间隙a’、b’、d’、e’越往两边间隙越大，即a’＞b’、 d’＜e’；结合有限元分析说明变齿宽螺纹牙的优越性，当主台肩过盈量为 0.5mm时变齿宽螺纹牙承受的接触力范围为1060kN～1682kN，螺纹牙承受的最大接触力与最小接触力之比为1.59:1，当齿宽相等时，螺纹牙承受的接触力范围为659kN～2571kN，螺纹牙承受的最大接触力与最小接触力之比为3.9:1，由于变齿宽螺纹牙的接触力分布比较均匀，因此承载能力更强。

外锥螺纹的齿顶和内锥螺纹齿底存在一定间隙，外锥螺纹的齿底和内锥螺纹的齿顶存在一定间隙，当手工预紧结束时，螺纹的齿顶与齿底之间间隙f为0.3～0.4mm，见图10，这样可以最大程度上提高手工预紧的圈数，减少机紧圈数。该接头最大机紧圈数仅需31/2圈就可以完成上扣。

公接头和母接头在装配过程中，上扣分为手工预紧和机紧，图3是手工预紧阶段，此时只有导向面接触，当中间螺纹牙承载面接触时，两侧螺纹牙承载面不接触，间隙逐渐扩大，随着上扣圈数的增加，相对应螺纹牙承载面间的间隙开始减小并接触，图7是手工预紧结束后中间的螺纹牙承载面接触，随着上扣圈数的增加两侧螺纹牙相对应的承载面间隙逐渐减小并接触。

上扣结束时母接头的大端面13和公接头的主台肩面12接触，公接头的小端面15和母接头的副台肩面接触14。

主台肩面12两侧分别有环形凹槽7和两个均匀分布的凹槽6，凹槽6 由公接头的外表面上向内开设，环形凹槽7由公接头的主台肩面12内边缘内向开设。

环形凹槽7用来放置密封圈5，凹槽6用来放置锁块3，公接头100 和锁块3用螺钉4连接。锁块3与母接头的小端面15相互接触，该相互接触的面上，对应的锁块3侧面与小端面15均具有锯齿带，见图11，最后在螺钉4压紧力作用下将公接头和母接头进行锁紧。

以上仅是本实用新型的具体应用范例，对本实用新型的保护范围不构成任何限制。凡采用等同变换或者等效替换而形成的技术方案，均落在本实用新型权利保护范围之内。

Claims (9)

1.一种双线海洋隔水管接头，包括相互配合的公接头和母接头；公接头带有双头外锥螺纹，公接头上还设置有小端面和主台肩面；母接头带有双头内锥螺纹，公接头上还设置有大端面和副台肩面，公接头的外锥螺纹和母接头的内锥螺纹的螺纹长度均为L；

其特征在于：

公接头的外锥螺纹包括公接头等齿宽螺纹段以及公接头变齿宽螺纹段，其中公接头等齿宽螺纹段靠近小端面处，公接头变齿宽螺纹段远离小端面处，公接头等齿宽螺纹段的长度为1/2L～3/5L，公接头等齿宽螺纹段的螺纹牙齿宽不变，公接头变齿宽螺纹段的螺纹牙齿宽线性减小；

母接头的内锥螺纹包括母接头等齿宽螺纹段以及母接头变齿宽螺纹段，其中母接头等齿宽螺纹段靠近大端面处，母接头变齿宽螺纹段远离大端面处，母接头等齿宽螺纹段的长度为1/2L～3/5L，母接头等齿宽螺纹段的螺纹牙齿宽不变，母接头变齿宽螺纹段的螺纹牙齿宽线性减小。

2.根据权利要求1所述的一种双线海洋隔水管接头，其特征在于外锥螺纹的齿顶和内锥螺纹齿底存在一定间隙，外锥螺纹的齿底和内锥螺纹的齿顶存在间隙。

3.根据权利要求2所述的一种双线海洋隔水管接头，其特征在于间隙f为0.3～0.4mm。

4.根据权利要求1所述的一种双线海洋隔水管接头，其特征在于公接头和母接头的承载面的承载角为负承载角α，α为-3～-5°，导向面的导向角β为40～45°，螺距为12.7mm；齿高为3.0mm～5.0mm。

5.根据权利要求1所述的一种双线海洋隔水管接头，其特征在于同一条螺纹线上，母接头第一承载面和母接头第一导向面通过齿顶连接，母接头第一承载面和相邻的螺纹线上的母接头第二导向面之间有一个母接头凹槽，母接头凹槽底部为齿底；齿顶和齿底的锥度方向与母接头螺纹锥度方向一致，均为1:16.365。

6.根据权利要求1所述的一种双线海洋隔水管接头，其特征在于公接头变齿宽螺纹段的螺纹牙齿宽线性减小以及母接头变齿宽螺纹段的螺纹牙齿宽线性减小的减少量为Δu,Δu为0.05～0.08mm。

7.根据权利要求1所述的一种双线海洋隔水管接头，其特征在于公接头和母接头在装配过程中，当中间螺纹牙承载面接触时，两侧螺纹牙承载面不接触，间隙逐渐扩大，随着上扣圈数的增加，相对应螺纹牙承载面间的间隙开始减小并接触。

8.根据权利要求1所述的一种双线海洋隔水管接头，其特征在于主台肩面两侧分别有环形凹槽和两个均匀分布的凹槽，凹槽由公接头的外表面上向内开设，环形凹槽由公接头的主台肩面内边缘内向开设，环形凹槽内设置有密封圈，凹槽内设置有锁块，公接头和锁块用螺钉连接，锁块与母接头的小端面相互接触。

9.根据权利要求8所述的一种双线海洋隔水管接头，其特征在于锁块与母接头的小端面相互接触的面具有相互配合的锯齿带。

Images