弧形API圆螺纹套管接头.pdf

本实用新型提供一种弧形API圆螺纹套管接头，该接头包括有接箍两端的母螺纹和套管端部的公螺纹，所述接箍的母螺纹与套管端部的公螺纹旋合拧接，所述接箍两端的母螺纹结构对称设置，每一端的母螺纹为API圆螺纹，该母螺纹的中径为弧形，套管端部的公螺纹为API圆螺纹。所述接箍母螺纹的弧形中径圆弧半径的大小通过设定X1、X2、X3的值确定三个点计算。本实用新型的效果是通过把接箍的中径加工为弧形，减小两端啮合螺纹处的径向过盈量，增大中间啮合螺纹的径向过盈量，降低接头两端螺纹的接触应力，提高接头中部的螺纹的接触应力，使原本分布不均的螺纹接触应力分布趋于均匀。

1.  一种弧形API圆螺纹套管接头，该接头包括有接箍两端的母螺纹和套管端部的公螺纹，所述接箍的母螺纹与套管端部的公螺纹旋合拧接，其特征是：所述接箍两端的母螺纹结构对称设置，每一端的母螺纹为API圆螺纹，该母螺纹的中径为弧形，套管端部的公螺纹为API圆螺纹。

2.  根据权利要求1所述的弧形API圆螺纹套管接头，其特征是：所述接箍母螺纹的弧形中径圆弧半径为R，该圆弧半径R的大小通过设定X1、X2、X3的值确定三个点计算，其中X1和X2是接箍和套管啮合螺纹总长度的两端的弧形中径与锥度为1∶16中径的径向距离，X3是接箍和套管啮合螺纹的总长度中点位置的弧形中径与锥度为1∶16中径的径向距离，X1、X2和X3取值均在-0.1mm～0.1mm之内；所述套管端部的公螺纹的螺距为6～8牙/英寸，锥度为1∶16。

弧形API圆螺纹套管接头
技术领域
本实用新型涉及一种螺纹连接技术，用于石油钻探、开发和生产时所要用到的石油油管和套管的弧形API圆螺纹套管接头。
背景技术
API圆螺纹是圆锥管螺纹，其锥度为1∶16。自20世纪问世以来，由于其加工容易，价格便宜，在油气田得到了广泛的使用。根据现场的使用和研究表明，各个啮合螺纹牙上的载荷分布很不均匀，两端的螺纹承担了绝大部分载荷，中间的大部分螺纹分担很小部分的载荷，所以接头两端是严重的应力集中区，很容易损坏，而中间部分的螺纹由于承载很小，远小于材料的屈服强度，所以材料的能力没有得到最大发挥。
发明内容
针对API圆螺纹结构上的不足，本实用新型的目的是提供一种弧形API圆螺纹套管接头，以利于改善普通API圆螺纹油套管接头载荷分布不均的现象。
为实现上述目的，本实用新型采用的技术方案是提供一种弧形API圆螺纹套管接头，该接头包括有接箍两端的母螺纹和套管端部的公螺纹，所述接箍的母螺纹与套管端部的公螺纹旋合拧接，其特征是：所述接箍两端的母螺纹结构对称设置，每一端的母螺纹为API圆螺纹，该母螺纹的中径为弧形，套管端部的公螺纹为API圆螺纹。
所述接箍母螺纹的弧形中径圆弧半径为R，该圆弧半径R的大小通过设定X1、X2、X3的值确定三个点计算，其中X1和X2是接箍和套管啮合螺纹总长度的两端的弧形中径与锥度为1∶16中径的径向距离，X3是接箍和套管啮合螺纹的总长度中点位置的弧形中径与锥度为1∶16中径的径向距离，X1、X2和X3取值均在-0.1mm～0.1mm之内；所述套管端部的公螺纹的螺距为6～8牙/英寸，锥度为1∶16。
本实用新型的效果是通过把接箍的中径加工为弧形，减小两端啮合螺纹处的径向过盈量，增大中间啮合螺纹的径向过盈量，降低接头两端螺纹的接触应力，提高接头中部的螺纹的接触应力，使原本分布不均的螺纹接触应力分布趋于均匀。
附图说明
图1是本实用新型的套管接头的结构示意图；
图中：A-接箍
      B-套管
图2是本实用新型的接箍的母螺纹中径线的示意图；
图中：A-接箍
      C-参与啮合的第一牙螺纹位置
      D-参与啮合的最后一牙螺纹位置
      E-参与啮合的螺纹总长度的中点位置
      F-中径圆弧
      G-轴线
      T-锥度为1∶16的中径
图3是本实用新型的接箍的母螺纹中径线半径的示意图；
图中：R-中径圆弧的半径
      O-中径圆弧的原点
具体实施方式
结合附图及实施例对本实用新型的弧形API圆螺纹套管接头结构加以说明。
本实用新型的弧形API圆螺纹套管接头，该接头包括有接箍两端的母螺纹和套管端部的公螺纹，所述接箍的母螺纹与套管端部的公螺纹旋合拧接，其特征是：所述接箍两端的母螺纹结构对称设置，每一端的母螺纹为API圆螺纹，该母螺纹的中径为弧形，套管端部的公螺纹为API圆螺纹。
所述接箍母螺纹的弧形中径圆弧半径为R，该圆弧半径R的大小通过设定X1、X2、X3的值确定三个点计算，其中X1和X2是接箍和套管啮合螺纹总长度的两端的弧形中径与锥度为1∶16中径的径向距离，X3是接箍和套管啮合螺纹的总长度中点位置的弧形中径与锥度为1∶16中径的径向距离，X1、X2和X3取值均在-0.1mm～0.1mm之内；所述套管端部的公螺纹的螺距为6～8牙/英寸，锥度为1∶16。
本实用新型的弧形API圆螺纹套管接头是这样实现的：
如图1所示，该弧形API圆螺纹油套管接头结构包括接箍A的母螺纹和套管B的公螺纹两部分组成。接箍A的母螺纹中径线呈弧形，弧形的圆心位置在接箍A一侧，中径圆弧的半径为R，如图3所示。与原API圆螺纹的1∶16锥度中径相交叉，X1和X2是接箍A两端啮合处的圆弧中径与锥度为1∶16中径的径向距离，X3是接箍A啮合螺纹总长度中点位置的圆弧中径与锥度为1∶16中径的距离。设背离轴线距离为正，反之为负，通过给定X1、X2、X3的值确定三个点，通过三点确定中径圆弧的半径R的大小，该圆弧就是接箍的中径。X1、X2和X3的值不能过大，否则会影响上扣。X1、X2和X3取值在-0.1mm～0.1mm之内，如果超过此范围，有可能对上扣过程造成不利影响。
如图2所示，所述弧形螺纹是螺纹的中径线是弧线而非直线。弧形螺纹能减小两端啮合螺纹处的径向过盈量，增大中间啮合螺纹的径向过盈量，使接触应力分布趋于均匀。在常用的数控系统上有弧形螺纹加工的程序(只适用于API圆螺纹)，可进行加工。图2为弧形螺纹示意图，X1和X2是两端啮合处的圆弧中径与1∶16中径的径向距离，X3是啮合螺纹总长度中点位置的圆弧中径与1∶16中径的径向距离。设背离轴线距离为正，反之为负，如图2所示X1和X2为正，X3为负，通过确定X1、X2和X3的值来确定中径弧线。
T为原1∶16中径圆弧，通过确定X1、X2、X3的值，可以定出C、D、E三个位置的点，根据三点做圆弧，即可得到圆弧中径F。中径圆弧的半径R如图3所示，中径圆弧的中心是点O。