钢管的接头构造
【技术领域】
[0001]本实用新型涉及钢管的接头构造，尤其涉及由在端部外周形成有阳螺纹的油井管等钢管和在内周形成有阴螺纹的接头构成的钢管的接头构造。
【背景技术】
[0002]一直以来，油井管(油井所使用的钢管)由接头连接，在构成接头的联轴器，形成有从两端至中央逐渐地扩大的阴螺纹(有时候称为“母螺纹”)，另一方面，在钢管(以下，有时候称为“销”)的端部，形成有螺纹接合于前述阴螺纹的阳螺纹(有时候称为“公螺纹”)。
[0003]以下，将通过将阴螺纹和阳螺纹螺纹接合而将一对钢管经由接头而连接的构成称为“接头构造”。
[0004]而且，公开了这样的钢管用螺纹接头:由于对接头构造要求气密性和耐松弛性，因而为了提高气密性和耐松弛性，限定阴螺纹和阳螺纹的形状(例如，参照专利文献I)。
[0005]现有技术文献
[0006]专利文献1:日本特开2002-22069号公报(第2_5页，图3)。
【实用新型内容】
[0007]实用新型要解决的课题
[0008]前述专利文献I所公开的钢管用螺纹接头，阴螺纹的内径和锥度值以及阳螺纹的外径和锥度值分别处于根据既定的不等式而规定的范围内。即，使阳螺纹的锥度值比阴螺纹的锥度值更大，使阳螺纹的锥度值自公差的最大侧起不足1/2，使阴螺纹的锥度值自公差的最小侧起不足1/2，因而存在限定能够制造该钢管用螺纹接头的装置(螺纹切削机)且价格变高这一问题。
[0009]另外，钢管的前端面(加工有阳螺纹的端部的端面)彼此虽然互相抵接，但是前端面相对于钢轴而垂直地加工，因而根据加工机构的工程能力而产生前端面相对于管轴而倾斜的情况。因此，实际抵接的面积限定于前端面的一部分，存在由于抵接的部分的塑性变形而不能得到高的拧紧转矩这一问题。
[0010]此外，一直以来，使用这样的机构(Progressive Cavity Pump:PCP，渐进空腔泵):在即使在油井中生产层的压力也低的情况下，在上吸用的钢管(以下，称为“管道管”)设置泵，将石油(原油)上吸至地上，近年来在管道管中通过长的杆，通过设置于地上的电动机而使其旋转，由此，使设置于下端的螺旋状的泵工作。此时，杆发生大的振动，所施加的振动导致，即使前述突出部的形状在公差范围内，将管道管彼此连结的接头(螺钉)也松弛，有时，接头(螺钉)脱落，管道管有可能落下于油井中，因而不能得到前述高的拧紧转矩这一问题受到重视。
[0011]本实用新型消除上述问题，其目的在于，提供这样的钢管的接头构造:即使不使用特别的装置(螺纹切削机)，也使钢管的前端面彼此在宽广的范围内抵接，能够得到高的拧紧转矩。
[0012]用于解决课题的方案
[0013](I)本实用新型所涉及的钢管的接头构造，其特征在于，具有在端部形成有阳螺纹的一对钢管和形成有所述一对钢管的阳螺纹分别螺纹接合的一对阴螺纹的联轴器，所述钢管的端部的前端面的内周侧缘比外周侧缘沿管轴方向更突出，在所述一对钢管经由所述联轴器而连结时，所述一对钢管的前端面的内周侧缘彼此比所述一对钢管的前端面的外周侧缘彼此更先抵接。
[0014](2)另外，其特征在于，所述前端面相对于与所述钢管的管轴垂直的面而形成的张角为2°以下。
[0015](3)另外，其特征在于，所述前端面相对于与所述钢管的管轴垂直的面而从所述内周侧缘至所述内周侧缘与所述外周侧缘的中间位置形成的内周侧张角为4°以下，从所述中间位置至所述外周侧缘形成的外周侧张角为2°以下，而且，所述内周侧张角比所述外周侧张角更大，所述内周侧张角与所述外周侧张角的差为2°以下。
[0016]实用新型的效果
[0017](i)本实用新型所涉及的钢管的接头构造，在一对钢管经由联轴器而连结时，前端面的内周侧彼此先抵接，抵接面朝向前端面的外周侧扩大，因而与前端面的外周侧彼此先抵接且抵接面朝向内周侧扩大的情况相比较，抵接的面积较大。
[0018](ii)另外，所述前端面是张角为2。以下的I段锥，因而伴随着拧入进一步进行，前端面彼此的抵接从内周侧至外周侧逐渐地扩大，由此，能够抑制拧紧转矩的急剧的上升，同时，得到大的拧紧转矩。
[0019](iii)另外，关于前端面，前端面是内周侧张角比外周侧张角更大的2段锥，因而即使在拧紧转矩低的情况下，也稳定地使前端面的内周侧缘至外周侧缘的广范围抵接，另夕卜，如果作为2段锥的前端面的相当于锥的拐点的位置处的张角的差成为2.0以内，则能够防止该位置处的表面压力的下降(对此另详细地说明)。
【附图说明】
[0020]图1说明本实用新型的实施方式I所涉及的钢管的接头构造，上半部分是示出一部分的侧面观看时的截面图，下半部分是示出一部分的侧面图。
[0021]图2说明图1所示的钢管的接头构造，是放大一部分而示出的侧面观看时的截面图。
[0022]图3A说明图1所示的钢管的接头构造，是放大比较件的一部分而示出的侧面观看时的截面图。
[0023]图3B说明图1所示的钢管的接头构造，是放大比较件的一部分而示出的侧面观看时的截面图。
[0024]图4是示出作为图3B所示的比较件的钢管的接头构造中的前端面彼此抵接时的表面压力分布的侧面观看时的截面图。
[0025]图5是示出作为图3A和图3B所示的比较件的钢管的接头构造中的前端面彼此抵接时的表面压力分布的表面压力分布图。
[0026]图6是示出图1所示的钢管的接头构造的表面压力分布的表面压力分布图。
[0027]图7说明本实用新型的实施方式2所涉及的钢管的接头构造，是放大一部分而示出的侧面观看时的截面图。
[0028]图8是示出图7所示的钢管的接头构造的表面压力分布的表面压力分布图。
[0029]图9是示出图7所示的钢管的接头构造的表面压力分布的表面压力分布图。
【具体实施方式】
[0030]图1~图3B说明本实用新型的实施方式I所涉及的钢管的接头构造，图1的上半部分是示出一部分的侧面观看时的截面图，图1的下半部分是示出一部分的侧面图，图2是放大一部分而示出的侧面观看时的截面图，图3A和图3B是放大比较件的一部分而示出的侧面观看时的截面图。此外，各部分示意性示出，本实用新型不限定于所图示的方式。另夕卜，在图2中，钢管的接头构造示出了肩角为正角的构造。图2的钢管的接头构造对应于后述的“34 + 0.5”?“5么+ 4.0° ”等接头构造。在图3A中，钢管的接头构造示出了肩角为0°的构造。图3A的钢管的接头构造对应于后述的“SA0”的接头构造。在图3B中，钢管的接头构造示出了肩角为负角的构造。图3B的钢管的接头构造对应于后述的“SA - 0.5”?“SA — 4.0”等的接头构造。
[0031]在图1中，钢管的接头构造(以下，称为“接头构造”)100，第I钢管10和第2钢管20由联轴器50连接。此时，预先在制造工厂(与“制造厂”相同)将联轴器50连接至第I钢管10，在采油工地(与“野外”相同)将第2钢管20连接至联轴器50。此外，第I钢管10和第2钢管20是相同形状的钢管，但为了方便说明起见，对各部位标记“第I”或“第2”的修饰语。
[0032]第I钢管10的一方的端部(在图1中，为右侧的端部)朝向外周侧厚壁地形成(外镦锻加工)，在其外周形成有第I阳螺纹11。
[0033]同样地，第2钢管20的另一方的端部(在图1中，为左侧的端部)朝向外周侧厚壁地形成(外镦锻加工)，在其外周形成有第2阳螺纹21。
[0034]而且，第I阳螺纹11螺纹接合在形成于联轴器50的第I阴螺纹51，第2阳螺纹21螺纹接合在形成于联轴器50的第2阴螺纹52，第I钢管10的一方的端部的前端面(以下，称为“第I前端面12”)与第2钢管20的另一方的端部的前端面(以下，称为“第2前端面22”)抵接。
[0035](肩角)
[0036]在图2中，第I前端面12是内周侧缘13比外周侧缘14沿管轴18 (参照图1)方向更突出的截面锥状，同样地，第2前端面22是内周侧缘23比外周侧缘24沿管轴28 (参照图1)方向更突出的截面锥状。
[0037]因此，在第I前端面12的内周侧缘13与第2前端面22的内周侧缘23抵接时，由第I前端面12和第2前端面22形成越是外周侧就越是扩大的截面V字状的间隙。
[0038]此时，第I前端面12相对于与第I钢管10的管轴18垂直的管轴垂直面19的角度和第2前端面22相对于与第2钢管20的管轴28垂直的管轴垂直面29的角度(以下，称为“肩角Θ ”)成为“正角”。
[0039]此外，伴随着拧入进行，第I前端面12与第2前端面22的抵接范围朝向外周侧扩大。
[0040](比较件)
[0041]在图3A中，作为比较件的钢管的接头构造(以下，称为“接头构造”)800用于确认钢管的接头构造100的作用效果，第I钢管810的第I前端面812与垂直于管轴(未图示)的管轴垂直面819平行，第2钢管820的第2前端面822与垂直于管轴(未图示)的管轴垂直面829平行，第I前端面812与第2前端面822在整面抵接。
[0042]在图3B中，作为比较件的钢管的接头构造(以下，称为“接头构造”)900用于确认钢管的接头构造100的作用效果，第I钢管910的第I前端面912，外周侧缘914比内周侧缘913沿管轴方向更突出，关于第2钢管920