CN212225126U - 套铣管螺纹接头 - Google Patents

Abstract

本实用新型提供了一种套铣管螺纹接头，包括外螺纹管体和内螺纹接箍，外螺纹管体的一部分伸入内螺纹接箍内，沿套铣管螺纹接头的轴向，外螺纹管体和内螺纹接箍由外侧向内侧依次形成有第一台肩结构、第一凹槽、螺纹结构、第二凹槽和第二台肩结构，并且螺纹结构具有呈偏梯牙型的单级螺纹，单级螺纹为锥面螺纹。本实用新型解决了现有技术中的标准套铣管接头的抗扭性能较低、容易发生脱扣的问题。

Description

套铣管螺纹接头

技术领域

本实用新型涉及油气井钻探和开采技术领域，具体而言，涉及一种套铣管螺纹接头。

背景技术

由于标准套铣管接头螺纹牙承载面角度较大，导致接头在较高扭矩作业时容易发生脱扣；标准套铣管接头为双级柱面螺纹形式，导致生产加工检验效率较低以及现场螺纹接头对扣引扣性差，同时由于标准套铣管接头为柱面螺纹形式，公母螺纹牙齿顶与齿底之间不存在过盈，应变能扭矩基本为零，仅分担由齿侧接触摩擦造成的少量摩擦扭矩，接头的扭矩基本由台肩承担。由双级柱面螺纹接头的这一结构特点决定了此类接头的抗扭性能较低。在套铣使用中容易造成接头台肩屈服，继而母螺纹接头胀大，公螺纹接头收缩，从而造成接头脱扣发生掉井事故，给用户带来重大损失。

中国专利CN209228315U公开了一种名称为“一种钻杆接头螺纹结构”的专利，该专利技术采用锥形螺纹加内外台肩设计方式，该专利技术具有高抗扭强度和高疲劳寿命。但是该技术公母螺纹齿型为API圆螺纹的改进型，齿顶齿底为圆弧结构，该螺纹牙齿型的螺纹接头在轴向载荷作用下容易滑出脱扣，而且螺纹牙的检验效率低。

实用新型内容

本实用新型的主要目的在于提供一种套铣管螺纹接头，以解决现有技术中的标准套铣管接头的抗扭性能较低、容易发生脱扣的问题。

为了实现上述目的，本实用新型提供了一种套铣管螺纹接头，包括外螺纹管体和内螺纹接箍，外螺纹管体的一部分伸入内螺纹接箍内，沿套铣管螺纹接头的轴向，外螺纹管体和内螺纹接箍由外侧向内侧依次形成有第一台肩结构、第一凹槽、螺纹结构、第二凹槽和第二台肩结构，并且螺纹结构具有呈偏梯牙型的单级螺纹，单级螺纹为锥面螺纹。

进一步地，第一台肩结构包括：外螺纹管体上的第一外台肩面，第一外台肩面与套铣管螺纹接头的轴线垂直；位于内螺纹接箍最外侧的第一内斜面，由第一台肩结构向第二台肩结构的方向，第一内斜面向远离套铣管螺纹接头的轴线的方向倾斜，且第一内斜面与套铣管螺纹接头的轴线之间形成夹角β₁；内螺纹接箍上的第一内台肩面，第一内台肩面与第一内斜面连接，并与套铣管螺纹接头的轴线垂直。

进一步地，夹角β₁＝15°～25°。

进一步地，第一凹槽包括：外螺纹管体上的第一圆弧R₁，第一圆弧R₁与第一台肩结构连接；外螺纹管体上的第一外圆柱面，第一外圆柱面与套铣管螺纹接头的轴线平行，并与第一圆弧R₁和螺纹结构连接；内螺纹接箍上的第三圆弧R₃，第三圆弧R₃与第一台肩结构连接；内螺纹接箍上的第一内圆柱面，第一内圆柱面与套铣管螺纹接头的轴线平行，并与第三圆弧 R₃远离第一台肩结构的一端连接；内螺纹接箍上的第二内斜面，第二内斜面与第一内圆柱面和螺纹结构连接，由第一台肩结构向第二台肩结构的方向，第二内斜面向靠近套铣管螺纹接头的轴线的方向倾斜，并与套铣管螺纹接头的轴线形成夹角β₂。

进一步地，第一圆弧R₁＝0.6～1mm，第三圆弧R₃＝0.8～1mm，夹角β₂＝10°～20°。

进一步地，螺纹结构包括：外螺纹管体上的外螺纹段；内螺纹接箍上的内螺纹段，外螺纹段与内螺纹段螺纹配合，且外螺纹段与内螺纹段的螺纹锥度为1:6～1:10，外齿高为1.58～1.98mm，内齿高为1.78～2.18mm，螺纹齿顶齿底平行螺纹母线，螺距为3～4牙每英寸。

进一步地，第二凹槽包括：外螺纹管体上的第一外斜面，第一外斜面与螺纹结构连接，由第一台肩结构向第二台肩结构的方向，第一外斜面向靠近套铣管螺纹接头的轴线的方向倾斜，并与套铣管螺纹接头的轴线形成夹角α₁；外螺纹管体上的第二外圆柱面，第二外圆柱面与套铣管螺纹接头的轴线平行，并与第一外斜面远离螺纹结构的一端连接；外螺纹管体上的第二圆弧R₂，第二圆弧R₂与第二外圆柱面远离第一外斜面的一端连接；内螺纹接箍上的第二内圆柱面，第二内圆柱面与套铣管螺纹接头的轴线平行，并与螺纹结构连接；内螺纹接箍上的第四圆弧R₄，第四圆弧R₄与第二内圆柱面远离螺纹结构的一端连接。

进一步地，夹角α₁＝20°～40°，第二圆弧R₂＝0.8～1.0mm。

进一步地，第二台肩结构包括：外螺纹管体上的第二外台肩面，第二外台肩面与套铣管螺纹接头的轴线垂直，并与第二凹槽连接；外螺纹管体外侧的第二外斜面，第二外斜面与第二外台肩面连接，由第一台肩结构向第二台肩结构的方向，第二外斜面向远离套铣管螺纹接头的轴线的方向倾斜，且第二外斜面与套铣管螺纹接头的轴线之间形成夹角α₂；内螺纹接箍上的第二内台肩面，第二内台肩面与套铣管螺纹接头的轴线垂直，并与第二凹槽连接；内螺纹接箍外侧的第三内斜面，第三内斜面与第二内台肩面连接，由第一台肩结构向第二台肩结构的方向，第三内斜面向靠近套铣管螺纹接头的轴线的方向倾斜，且第三内斜面与套铣管螺纹接头的轴线之间形成夹角β₃。

进一步地，夹角α₂＝10°～15°，夹角β₃＝10°～20°。

应用本实用新型的技术方案，通过采用接箍式设计代替原有的直连型设计，方便生产加工检验，并且方便接箍磷化或镀铜等表面处理；采用优化的偏梯牙型代替标准套铣管牙型避免套铣管螺纹接头在高扭矩作业时发生脱扣，采用单级螺纹形式代替双级螺纹形式、采用锥面螺纹形式代替柱面螺纹形式，提高了套铣管螺纹接头的抗扭矩性能，同时还具有生产效率高、现场使用方便、使用扭矩范围宽、抗过扭性能良好等优点。

附图说明

构成本申请的一部分的说明书附图用来提供对本实用新型的进一步理解，本实用新型的示意性实施例及其说明用于解释本实用新型，并不构成对本实用新型的不当限定。在附图中：

图1示出了本实用新型的套铣管螺纹接头的结构示意图；

图2示出了图1中的套铣管螺纹接头的外螺纹管体的结构示意图；

图3示出了图2中A处的放大图；

图4示出了图2中B处的放大图；

图5示出了图1中的套铣管螺纹接头的内螺纹接箍的结构示意图；

图6示出了图5中C处的放大图；

图7示出了图5中D处的放大图。

其中，上述附图包括以下附图标记：

1、外螺纹管体；2、第一外台肩面；3、第一外圆柱面；4、第一外斜面；5、第二外圆柱面；6、第二外台肩面；7、第二外斜面；8、内螺纹接箍；9、第一内斜面；10、第一内台肩面；11、第一内圆柱面；12、第二内斜面；13、第二内圆柱面；14、第二内台肩面；15、第三内斜面；100、第一台肩结构；200、第一凹槽；300、螺纹结构；400、第二凹槽；500、第二台肩结构。

具体实施方式

需要说明的是，在不冲突的情况下，本申请中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。下面将参考附图并结合实施例来详细说明本实用新型。

需要指出的是，除非另有指明，本申请使用的所有技术和科学术语具有与本申请所属技术领域的普通技术人员通常理解的相同含义。

在本实用新型中，在未作相反说明的情况下，使用的方位词如“上、下、顶、底”通常是针对附图所示的方向而言的，或者是针对部件本身在竖直、垂直或重力方向上而言的；同样地，为便于理解和描述，“内、外”是指相对于各部件本身的轮廓的内、外，但上述方位词并不用于限制本实用新型。

为了解决现有技术中的标准套铣管接头的抗扭性能较低、容易发生脱扣的问题，本实用新型提供了一种套铣管螺纹接头。

如图1至图7所示的一种套铣管螺纹接头，包括外螺纹管体1和内螺纹接箍8，外螺纹管体1的一部分伸入内螺纹接箍8内，沿套铣管螺纹接头的轴向，外螺纹管体1和内螺纹接箍8 由外侧向内侧依次形成有第一台肩结构100、第一凹槽200、螺纹结构300、第二凹槽400和第二台肩结构500，并且螺纹结构300具有呈偏梯牙型的单级螺纹，单级螺纹为锥面螺纹。

本实施例通过采用接箍式设计代替原有的直连型设计，方便生产加工检验，并且方便接箍磷化或镀铜等表面处理；采用优化的偏梯牙型代替标准套铣管牙型避免套铣管螺纹接头在高扭矩作业时发生脱扣，采用单级螺纹形式代替双级螺纹形式、采用锥面螺纹形式代替柱面螺纹形式，提高了套铣管螺纹接头的抗扭矩性能，同时还具有生产效率高、现场使用方便、使用扭矩范围宽、抗过扭性能良好等优点。

在本实施例中，第一台肩结构100包括外螺纹管体1上的第一外台肩面2、位于内螺纹接箍8最外侧的第一内斜面9和内螺纹接箍8上的第一内台肩面10，第一外台肩面2与套铣管螺纹接头的轴线垂直；由第一台肩结构100向第二台肩结构500的方向，第一内斜面9向远离套铣管螺纹接头的轴线的方向倾斜，且第一内斜面9与套铣管螺纹接头的轴线之间形成夹角β₁；第一内台肩面10与第一内斜面9靠近套铣管螺纹接头的轴线的一端连接，并与套铣管螺纹接头的轴线垂直。

优选地，夹角β₁＝15°～25°。

在本实施例中，第一凹槽200包括外螺纹管体1上的第一圆弧R₁、外螺纹管体1上的第一外圆柱面3、内螺纹接箍8上的第三圆弧R₃、内螺纹接箍8上的第一内圆柱面11和内螺纹接箍8上的第二内斜面12，第一圆弧R₁的一端与第一台肩结构100连接；第一外圆柱面3与套铣管螺纹接头的轴线平行，并与第一圆弧R₁远离第一台肩结构100的一端以及螺纹结构300远离第二台肩结构500的一端连接；第三圆弧R₃的一端与第一台肩结构100连接；第一内圆柱面11与套铣管螺纹接头的轴线平行，并与第三圆弧R₃远离第一台肩结构100的一端连接；第二内斜面12与第一内圆柱面11远离第一台肩结构100的一端和螺纹结构300远离第二台肩结构500的一端连接，由第一台肩结构100向第二台肩结构500的方向，第二内斜面12向靠近套铣管螺纹接头的轴线的方向倾斜，并与套铣管螺纹接头的轴线形成夹角β₂，并且第一外圆柱面3、第一内圆柱面11和第二内斜面12之间形成间隙，也就形成了第一凹槽200。

优选地，第一圆弧R₁＝0.6～1mm，第三圆弧R₃＝0.8～1mm，夹角β₂＝10°～20°。

在本实施例中，螺纹结构300包括外螺纹管体1上的外螺纹段和内螺纹接箍8上的内螺纹段，外螺纹段与内螺纹段螺纹啮合配合，且外螺纹段与内螺纹段的螺纹锥度为1:6～1:10，外齿高为1.58～1.98mm，内齿高为1.78～2.18mm，螺纹齿顶齿底平行螺纹母线，螺距为3～4牙每英寸。

在本实施例中，第二凹槽400包括外螺纹管体1上的第一外斜面4、外螺纹管体1上的第二外圆柱面5、外螺纹管体1上的第二圆弧R₂、内螺纹接箍8上的第二内圆柱面13和内螺纹接箍8上的第四圆弧R₄，第一外斜面4与螺纹结构300远离第一台肩结构100的一端连接，由第一台肩结构100向第二台肩结构500的方向，第一外斜面4向靠近套铣管螺纹接头的轴线的方向倾斜，并与套铣管螺纹接头的轴线形成夹角α₁；第二外圆柱面5与套铣管螺纹接头的轴线平行，并与第一外斜面4远离螺纹结构300的一端连接；第二圆弧R₂与第二外圆柱面5远离第一外斜面4的一端连接；第二内圆柱面13与套铣管螺纹接头的轴线平行，并与螺纹结构300远离第一台肩结构100的一端连接；第四圆弧R₄与第二内圆柱面13远离螺纹结构300的一端连接。并且第一外斜面4、第二外圆柱面5、第二内圆柱面13之间形成间隙，也就形成了第二凹槽400。

优选地，夹角α₁＝20°～40°，第二圆弧R₂＝0.8～1.0mm。

在本实施例中，第二台肩结构500包括外螺纹管体1上的第二外台肩面6、外螺纹管体1 外侧的第二外斜面7、内螺纹接箍8上的第二内台肩面14和内螺纹接箍8外侧的第三内斜面 15，第二外台肩面6与套铣管螺纹接头的轴线垂直，并与第二凹槽400远离第一台肩结构100 的一端连接；第二外斜面7与第二外台肩面6靠近套铣管螺纹接头的轴线的一端连接，由第一台肩结构100向第二台肩结构500的方向，第二外斜面7向远离套铣管螺纹接头的轴线的方向倾斜，且第二外斜面7与套铣管螺纹接头的轴线之间形成夹角α₂；第二内台肩面14与套铣管螺纹接头的轴线垂直，并与第二凹槽400远离第一台肩结构100的一端连接；第三内斜面15与第二内台肩面14远离第一台肩结构100的一端连接，由第一台肩结构100向第二台肩结构500的方向，第三内斜面15向靠近套铣管螺纹接头的轴线的方向倾斜，且第三内斜面 15与套铣管螺纹接头的轴线之间形成夹角β₃。在拧接使用时，第一台肩结构100的第一外台肩面2和第一内台肩面10之间首先产生过盈接触，随着扭矩的增大，第二台肩结构500的第二外台肩面6和第二内台肩面14随后产生接触。

优选地，夹角α₂＝10°～15°，夹角β₃＝10°～20°。

上述参数的设置，在规定的关系范围内使得套铣管螺纹接头具有优异的抗扭矩性能。

需要注意的是，外螺纹段和内螺纹段远离管端的螺纹非自然消失，加工时需抬刀退出，加工形成的第一凹槽200和第二凹槽400用于存储过量的螺纹脂。

本实施例的技术方案简而言之为：由第一台肩结构100向第二台肩结构500的方向，外螺纹管体1包括顺次连接的第一外台肩面2、第一圆弧R₁、第一外圆柱面3、外螺纹段、第一外斜面4、第二外圆柱面5、第二圆弧R₂、第二外台肩面6和第二外斜面7，而内螺纹接箍8包括顺次连接的第一内斜面9、第一内台肩面10、第三圆弧R₃、第一内圆柱面11、第二内斜面12、内螺纹段、第二内圆柱面13、第四圆弧R₄、第二内台肩面14和第三内斜面15。

以下列举一个具体的实施例：

该实施例的套铣管螺纹接头采用

规格，钢级为125V。具体的几何参数为：螺纹锥度1:7.5，外齿高为1.98mm，内齿高为2.18mm，螺纹齿顶齿底平行螺纹母线，螺距为 3牙每英寸。R₁＝0.6mm，α₁＝30°，R₂＝1.0mm，α₂＝10°。β₁＝20°，R₃＝1mm，β₂＝15°，β₃＝10°。该套铣管螺纹接头连接强度达到11000kN，屈服扭矩达到280000N·m以上，而且满足3次上卸扣不粘扣的要求。

需要说明的是，上述实施例中的多个指的是至少两个。

从以上的描述中，可以看出，本实用新型上述的实施例实现了如下技术效果：

1、解决了现有技术中的标准套铣管接头的抗扭性能较低、容易发生脱扣的问题；

2、方便生产加工检验，并且方便接箍磷化或镀铜等表面处理；

3、提高了套铣管螺纹接头的抗扭矩性能；

4、具有生产效率高、现场使用方便、使用扭矩范围宽、抗过扭性能良好等优点。

显然，上述所描述的实施例仅仅是本实用新型一部分的实施例，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，都应当属于本实用新型保护的范围。

需要注意的是，这里所使用的术语仅是为了描述具体实施方式，而非意图限制根据本申请的示例性实施方式。如在这里所使用的，除非上下文另外明确指出，否则单数形式也意图包括复数形式，此外，还应当理解的是，当在本说明书中使用术语“包含”和/或“包括”时，其指明存在特征、步骤、工作、器件、组件和/或它们的组合。

需要说明的是，本申请的说明书和权利要求书及上述附图中的术语“第一”、“第二”等是用于区别类似的对象，而不必用于描述特定的顺序或先后次序。应该理解这样使用的数据在适当情况下可以互换，以便这里描述的本申请的实施方式能够以除了在这里图示或描述的那些以外的顺序实施。

以上所述仅为本实用新型的优选实施例而已，并不用于限制本实用新型，对于本领域的技术人员来说，本实用新型可以有各种更改和变化。凡在本实用新型的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种套铣管螺纹接头，其特征在于，包括外螺纹管体(1)和内螺纹接箍(8)，所述外螺纹管体(1)的一部分伸入所述内螺纹接箍(8)内，沿所述套铣管螺纹接头的轴向，所述外螺纹管体(1)和所述内螺纹接箍(8)由外侧向内侧依次形成有第一台肩结构(100)、第一凹槽(200)、螺纹结构(300)、第二凹槽(400)和第二台肩结构(500)，并且所述螺纹结构(300)具有呈偏梯牙型的单级螺纹，所述单级螺纹为锥面螺纹。

2.根据权利要求1所述的套铣管螺纹接头，其特征在于，所述第一台肩结构(100)包括：

所述外螺纹管体(1)上的第一外台肩面(2)，所述第一外台肩面(2)与所述套铣管螺纹接头的轴线垂直；

位于所述内螺纹接箍(8)最外侧的第一内斜面(9)，由所述第一台肩结构(100)向所述第二台肩结构(500)的方向，所述第一内斜面(9)向远离所述套铣管螺纹接头的轴线的方向倾斜，且所述第一内斜面(9)与所述套铣管螺纹接头的轴线之间形成夹角β₁；

所述内螺纹接箍(8)上的第一内台肩面(10)，所述第一内台肩面(10)与所述第一内斜面(9)连接，并与所述套铣管螺纹接头的轴线垂直。

3.根据权利要求2所述的套铣管螺纹接头，其特征在于，所述夹角β₁＝15°～25°。

4.根据权利要求1所述的套铣管螺纹接头，其特征在于，所述第一凹槽(200)包括：

所述外螺纹管体(1)上的第一圆弧R₁，所述第一圆弧R₁与所述第一台肩结构(100)连接；

所述外螺纹管体(1)上的第一外圆柱面(3)，所述第一外圆柱面(3)与所述套铣管螺纹接头的轴线平行，并与所述第一圆弧R₁和所述螺纹结构(300)连接；

所述内螺纹接箍(8)上的第三圆弧R₃，所述第三圆弧R₃与所述第一台肩结构(100)连接；

所述内螺纹接箍(8)上的第一内圆柱面(11)，所述第一内圆柱面(11)与所述套铣管螺纹接头的轴线平行，并与所述第三圆弧R₃远离所述第一台肩结构(100)的一端连接；

所述内螺纹接箍(8)上的第二内斜面(12)，所述第二内斜面(12)与所述第一内圆柱面(11)和所述螺纹结构(300)连接，由所述第一台肩结构(100)向所述第二台肩结构(500)的方向，所述第二内斜面(12)向靠近所述套铣管螺纹接头的轴线的方向倾斜，并与所述套铣管螺纹接头的轴线形成夹角β₂。

5.根据权利要求4所述的套铣管螺纹接头，其特征在于，所述第一圆弧R₁＝0.6～1mm，所述第三圆弧R₃＝0.8～1mm，所述夹角β₂＝10°～20°。

6.根据权利要求1所述的套铣管螺纹接头，其特征在于，所述螺纹结构(300)包括：

所述外螺纹管体(1)上的外螺纹段；

所述内螺纹接箍(8)上的内螺纹段，所述外螺纹段与所述内螺纹段螺纹配合，且所述外螺纹段与所述内螺纹段的螺纹锥度为1:6～1:10，外齿高为1.58～1.98mm，内齿高为1.78～2.18mm，螺纹齿顶齿底平行螺纹母线，螺距为3～4牙每英寸。

7.根据权利要求1所述的套铣管螺纹接头，其特征在于，所述第二凹槽(400)包括：

所述外螺纹管体(1)上的第一外斜面(4)，所述第一外斜面(4)与所述螺纹结构(300)连接，由所述第一台肩结构(100)向所述第二台肩结构(500)的方向，所述第一外斜面(4)向靠近所述套铣管螺纹接头的轴线的方向倾斜，并与所述套铣管螺纹接头的轴线形成夹角α₁；

所述外螺纹管体(1)上的第二外圆柱面(5)，所述第二外圆柱面(5)与所述套铣管螺纹接头的轴线平行，并与所述第一外斜面(4)远离所述螺纹结构(300)的一端连接；

所述外螺纹管体(1)上的第二圆弧R₂，所述第二圆弧R₂与所述第二外圆柱面(5)远离所述第一外斜面(4)的一端连接；

所述内螺纹接箍(8)上的第二内圆柱面(13)，所述第二内圆柱面(13)与所述套铣管螺纹接头的轴线平行，并与所述螺纹结构(300)连接；

所述内螺纹接箍(8)上的第四圆弧R₄，所述第四圆弧R₄与所述第二内圆柱面(13)远离所述螺纹结构(300)的一端连接。

8.根据权利要求7所述的套铣管螺纹接头，其特征在于，所述夹角α₁＝20°～40°，所述第二圆弧R₂＝0.8～1.0mm。

9.根据权利要求1所述的套铣管螺纹接头，其特征在于，所述第二台肩结构(500)包括：

所述外螺纹管体(1)上的第二外台肩面(6)，所述第二外台肩面(6)与所述套铣管螺纹接头的轴线垂直，并与所述第二凹槽(400)连接；

所述外螺纹管体(1)外侧的第二外斜面(7)，所述第二外斜面(7)与所述第二外台肩面(6)连接，由所述第一台肩结构(100)向所述第二台肩结构(500)的方向，所述第二外斜面(7)向远离所述套铣管螺纹接头的轴线的方向倾斜，且所述第二外斜面(7)与所述套铣管螺纹接头的轴线之间形成夹角α₂；

所述内螺纹接箍(8)上的第二内台肩面(14)，所述第二内台肩面(14)与所述套铣管螺纹接头的轴线垂直，并与所述第二凹槽(400)连接；

所述内螺纹接箍(8)外侧的第三内斜面(15)，所述第三内斜面(15)与所述第二内台肩面(14)连接，由所述第一台肩结构(100)向所述第二台肩结构(500)的方向，所述第三内斜面(15)向靠近所述套铣管螺纹接头的轴线的方向倾斜，且所述第三内斜面(15)与所述套铣管螺纹接头的轴线之间形成夹角β₃。

10.根据权利要求9所述的套铣管螺纹接头，其特征在于，所述夹角α₂＝10°～15°，所述夹角β₃＝10°～20°。

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