鋼管的接頭構(gòu)造
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本實(shí)用新型涉及鋼管的接頭構(gòu)造，尤其涉及由在端部外周形成有陽(yáng)螺紋的油井管等鋼管和在內(nèi)周形成有陰螺紋的接頭構(gòu)成的鋼管的接頭構(gòu)造。
【背景技術(shù)】
[0002]一直以來(lái)，油井管(油井所使用的鋼管)由接頭連接，在構(gòu)成接頭的聯(lián)軸器，形成有從兩端至中央逐漸地?cái)U(kuò)大的陰螺紋(有時(shí)候稱為“母螺紋”)，另一方面，在鋼管(以下，有時(shí)候稱為“銷”)的端部，形成有螺紋接合于前述陰螺紋的陽(yáng)螺紋(有時(shí)候稱為“公螺紋”)。
[0003]以下，將通過(guò)將陰螺紋和陽(yáng)螺紋螺紋接合而將一對(duì)鋼管經(jīng)由接頭而連接的構(gòu)成稱為“接頭構(gòu)造”。
[0004]而且，公開(kāi)了這樣的鋼管用螺紋接頭:由于對(duì)接頭構(gòu)造要求氣密性和耐松弛性，因而為了提高氣密性和耐松弛性，限定陰螺紋和陽(yáng)螺紋的形狀(例如，參照專利文獻(xiàn)I)。
[0005]現(xiàn)有技術(shù)文獻(xiàn)
[0006]專利文獻(xiàn)1:日本特開(kāi)2002-22069號(hào)公報(bào)(第2_5頁(yè)，圖3)。
【實(shí)用新型內(nèi)容】
[0007]實(shí)用新型要解決的課題
[0008]前述專利文獻(xiàn)I所公開(kāi)的鋼管用螺紋接頭，陰螺紋的內(nèi)徑和錐度值以及陽(yáng)螺紋的外徑和錐度值分別處于根據(jù)既定的不等式而規(guī)定的范圍內(nèi)。即，使陽(yáng)螺紋的錐度值比陰螺紋的錐度值更大，使陽(yáng)螺紋的錐度值自公差的最大側(cè)起不足1/2，使陰螺紋的錐度值自公差的最小側(cè)起不足1/2，因而存在限定能夠制造該鋼管用螺紋接頭的裝置(螺紋切削機(jī))且價(jià)格變高這一問(wèn)題。
[0009]另外，鋼管的前端面(加工有陽(yáng)螺紋的端部的端面)彼此雖然互相抵接，但是前端面相對(duì)于鋼軸而垂直地加工，因而根據(jù)加工機(jī)構(gòu)的工程能力而產(chǎn)生前端面相對(duì)于管軸而傾斜的情況。因此，實(shí)際抵接的面積限定于前端面的一部分，存在由于抵接的部分的塑性變形而不能得到高的擰緊轉(zhuǎn)矩這一問(wèn)題。
[0010]此外，一直以來(lái)，使用這樣的機(jī)構(gòu)(Progressive Cavity Pump:PCP，漸進(jìn)空腔泵):在即使在油井中生產(chǎn)層的壓力也低的情況下，在上吸用的鋼管(以下，稱為“管道管”)設(shè)置泵，將石油(原油)上吸至地上，近年來(lái)在管道管中通過(guò)長(zhǎng)的桿，通過(guò)設(shè)置于地上的電動(dòng)機(jī)而使其旋轉(zhuǎn)，由此，使設(shè)置于下端的螺旋狀的泵工作。此時(shí)，桿發(fā)生大的振動(dòng)，所施加的振動(dòng)導(dǎo)致，即使前述突出部的形狀在公差范圍內(nèi)，將管道管彼此連結(jié)的接頭(螺釘)也松弛，有時(shí)，接頭(螺釘)脫落，管道管有可能落下于油井中，因而不能得到前述高的擰緊轉(zhuǎn)矩這一問(wèn)題受到重視。
[0011]本實(shí)用新型消除上述問(wèn)題，其目的在于，提供這樣的鋼管的接頭構(gòu)造:即使不使用特別的裝置(螺紋切削機(jī))，也使鋼管的前端面彼此在寬廣的范圍內(nèi)抵接，能夠得到高的擰緊轉(zhuǎn)矩。
[0012]用于解決課題的方案
[0013](I)本實(shí)用新型所涉及的鋼管的接頭構(gòu)造，其特征在于，具有在端部形成有陽(yáng)螺紋的一對(duì)鋼管和形成有所述一對(duì)鋼管的陽(yáng)螺紋分別螺紋接合的一對(duì)陰螺紋的聯(lián)軸器，所述鋼管的端部的前端面的內(nèi)周側(cè)緣比外周側(cè)緣沿管軸方向更突出，在所述一對(duì)鋼管經(jīng)由所述聯(lián)軸器而連結(jié)時(shí)，所述一對(duì)鋼管的前端面的內(nèi)周側(cè)緣彼此比所述一對(duì)鋼管的前端面的外周側(cè)緣彼此更先抵接。
[0014](2)另外，其特征在于，所述前端面相對(duì)于與所述鋼管的管軸垂直的面而形成的張角為2°以下。
[0015](3)另外，其特征在于，所述前端面相對(duì)于與所述鋼管的管軸垂直的面而從所述內(nèi)周側(cè)緣至所述內(nèi)周側(cè)緣與所述外周側(cè)緣的中間位置形成的內(nèi)周側(cè)張角為4°以下，從所述中間位置至所述外周側(cè)緣形成的外周側(cè)張角為2°以下，而且，所述內(nèi)周側(cè)張角比所述外周側(cè)張角更大，所述內(nèi)周側(cè)張角與所述外周側(cè)張角的差為2°以下。
[0016]實(shí)用新型的效果
[0017](i)本實(shí)用新型所涉及的鋼管的接頭構(gòu)造，在一對(duì)鋼管經(jīng)由聯(lián)軸器而連結(jié)時(shí)，前端面的內(nèi)周側(cè)彼此先抵接，抵接面朝向前端面的外周側(cè)擴(kuò)大，因而與前端面的外周側(cè)彼此先抵接且抵接面朝向內(nèi)周側(cè)擴(kuò)大的情況相比較，抵接的面積較大。
[0018](ii)另外，所述前端面是張角為2。以下的I段錐，因而伴隨著擰入進(jìn)一步進(jìn)行，前端面彼此的抵接從內(nèi)周側(cè)至外周側(cè)逐漸地?cái)U(kuò)大，由此，能夠抑制擰緊轉(zhuǎn)矩的急劇的上升，同時(shí)，得到大的擰緊轉(zhuǎn)矩。
[0019](iii)另外，關(guān)于前端面，前端面是內(nèi)周側(cè)張角比外周側(cè)張角更大的2段錐，因而即使在擰緊轉(zhuǎn)矩低的情況下，也穩(wěn)定地使前端面的內(nèi)周側(cè)緣至外周側(cè)緣的廣范圍抵接，另夕卜，如果作為2段錐的前端面的相當(dāng)于錐的拐點(diǎn)的位置處的張角的差成為2.0以內(nèi)，則能夠防止該位置處的表面壓力的下降(對(duì)此另詳細(xì)地說(shuō)明)。
【附圖說(shuō)明】
[0020]圖1說(shuō)明本實(shí)用新型的實(shí)施方式I所涉及的鋼管的接頭構(gòu)造，上半部分是示出一部分的側(cè)面觀看時(shí)的截面圖，下半部分是示出一部分的側(cè)面圖。
[0021]圖2說(shuō)明圖1所示的鋼管的接頭構(gòu)造，是放大一部分而示出的側(cè)面觀看時(shí)的截面圖。
[0022]圖3A說(shuō)明圖1所示的鋼管的接頭構(gòu)造，是放大比較件的一部分而示出的側(cè)面觀看時(shí)的截面圖。
[0023]圖3B說(shuō)明圖1所示的鋼管的接頭構(gòu)造，是放大比較件的一部分而示出的側(cè)面觀看時(shí)的截面圖。
[0024]圖4是示出作為圖3B所示的比較件的鋼管的接頭構(gòu)造中的前端面彼此抵接時(shí)的表面壓力分布的側(cè)面觀看時(shí)的截面圖。
[0025]圖5是示出作為圖3A和圖3B所示的比較件的鋼管的接頭構(gòu)造中的前端面彼此抵接時(shí)的表面壓力分布的表面壓力分布圖。
[0026]圖6是示出圖1所示的鋼管的接頭構(gòu)造的表面壓力分布的表面壓力分布圖。
[0027]圖7說(shuō)明本實(shí)用新型的實(shí)施方式2所涉及的鋼管的接頭構(gòu)造，是放大一部分而示出的側(cè)面觀看時(shí)的截面圖。
[0028]圖8是示出圖7所示的鋼管的接頭構(gòu)造的表面壓力分布的表面壓力分布圖。
[0029]圖9是示出圖7所示的鋼管的接頭構(gòu)造的表面壓力分布的表面壓力分布圖。
【具體實(shí)施方式】
[0030]圖1~圖3B說(shuō)明本實(shí)用新型的實(shí)施方式I所涉及的鋼管的接頭構(gòu)造，圖1的上半部分是示出一部分的側(cè)面觀看時(shí)的截面圖，圖1的下半部分是示出一部分的側(cè)面圖，圖2是放大一部分而示出的側(cè)面觀看時(shí)的截面圖，圖3A和圖3B是放大比較件的一部分而示出的側(cè)面觀看時(shí)的截面圖。此外，各部分示意性示出，本實(shí)用新型不限定于所圖示的方式。另夕卜，在圖2中，鋼管的接頭構(gòu)造示出了肩角為正角的構(gòu)造。圖2的鋼管的接頭構(gòu)造對(duì)應(yīng)于后述的“34 + 0.5”?“5么+ 4.0° ”等接頭構(gòu)造。在圖3A中，鋼管的接頭構(gòu)造示出了肩角為0°的構(gòu)造。圖3A的鋼管的接頭構(gòu)造對(duì)應(yīng)于后述的“SA0”的接頭構(gòu)造。在圖3B中，鋼管的接頭構(gòu)造示出了肩角為負(fù)角的構(gòu)造。圖3B的鋼管的接頭構(gòu)造對(duì)應(yīng)于后述的“SA - 0.5”?“SA — 4.0”等的接頭構(gòu)造。
[0031]在圖1中，鋼管的接頭構(gòu)造(以下，稱為“接頭構(gòu)造”)100，第I鋼管10和第2鋼管20由聯(lián)軸器50連接。此時(shí)，預(yù)先在制造工廠(與“制造廠”相同)將聯(lián)軸器50連接至第I鋼管10，在采油工地(與“野外”相同)將第2鋼管20連接至聯(lián)軸器50。此外，第I鋼管10和第2鋼管20是相同形狀的鋼管，但為了方便說(shuō)明起見(jiàn)，對(duì)各部位標(biāo)記“第I”或“第2”的修飾語(yǔ)。
[0032]第I鋼管10的一方的端部(在圖1中，為右側(cè)的端部)朝向外周側(cè)厚壁地形成(外鐓鍛加工)，在其外周形成有第I陽(yáng)螺紋11。
[0033]同樣地，第2鋼管20的另一方的端部(在圖1中，為左側(cè)的端部)朝向外周側(cè)厚壁地形成(外鐓鍛加工)，在其外周形成有第2陽(yáng)螺紋21。
[0034]而且，第I陽(yáng)螺紋11螺紋接合在形成于聯(lián)軸器50的第I陰螺紋51，第2陽(yáng)螺紋21螺紋接合在形成于聯(lián)軸器50的第2陰螺紋52，第I鋼管10的一方的端部的前端面(以下，稱為“第I前端面12”)與第2鋼管20的另一方的端部的前端面(以下，稱為“第2前端面22”)抵接。
[0035](肩角)
[0036]在圖2中，第I前端面12是內(nèi)周側(cè)緣13比外周側(cè)緣14沿管軸18 (參照?qǐng)D1)方向更突出的截面錐狀，同樣地，第2前端面22是內(nèi)周側(cè)緣23比外周側(cè)緣24沿管軸28 (參照?qǐng)D1)方向更突出的截面錐狀。
[0037]因此，在第I前端面12的內(nèi)周側(cè)緣13與第2前端面22的內(nèi)周側(cè)緣23抵接時(shí)，由第I前端面12和第2前端面22形成越是外周側(cè)就越是擴(kuò)大的截面V字狀的間隙。
[0038]此時(shí)，第I前端面12相對(duì)于與第I鋼管10的管軸18垂直的管軸垂直面19的角度和第2前端面22相對(duì)于與第2鋼管20的管軸28垂直的管軸垂直面29的角度(以下，稱為“肩角Θ ”)成為“正角”。
[0039]此外，伴隨著擰入進(jìn)行，第I前端面12與第2前端面22的抵接范圍朝向外周側(cè)擴(kuò)大。
[0040](比較件)
[0041]在圖3A中，作為比較件的鋼管的接頭構(gòu)造(以下，稱為“接頭構(gòu)造”)800用于確認(rèn)鋼管的接頭構(gòu)造100的作用效果，第I鋼管810的第I前端面812與垂直于管軸(未圖示)的管軸垂直面819平行，第2鋼管820的第2前端面822與垂直于管軸(未圖示)的管軸垂直面829平行，第I前端面812與第2前端面822在整面抵接。
[0042]在圖3B中，作為比較件的鋼管的接頭構(gòu)造(以下，稱為“接頭構(gòu)造”)900用于確認(rèn)鋼管的接頭構(gòu)造100的作用效果，第I鋼管910的第I前端面912，外周側(cè)緣914比內(nèi)周側(cè)緣913沿管軸方向更突出，關(guān)于第2鋼管920