一种四线海洋隔水管接头的制作方法

本实用新型涉及一种四线海洋隔水管接头。

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。在隔水管接头上扣过程功能中需要较大的扭矩来克服摩擦力，为了方便上扣，螺纹间需要储存螺纹脂减小摩擦力。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，因此对螺纹的承载能力有了更高的要求。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螺纹不易对扣导致的螺纹损坏。而传统海洋隔水管就存在上扣速度慢、接头螺纹间不易储存螺纹脂、螺纹牙受力不均匀、承载能力不强等问题。

技术实现要素：

本实用新型的目的在于克服上述不足，提供一种上扣速度快、接头螺纹间易储存螺纹脂、螺纹牙受力均匀、承载能力强的四线海洋隔水管接头。

本实用新型的目的是这样实现的：

一种四线海洋隔水管接头，由带有外锥螺纹的公接头和带有内锥螺纹的母接头组成，公接头和母接头左右对接配合使用；

内锥螺纹螺纹牙齿高相等，

外锥螺纹是中间的螺纹齿高相等，两边螺纹以一段圆弧为边界的变齿高螺纹，中间的螺纹与两边螺纹之间的高度为非线性变化，变齿高螺纹是由一条截取曲线截取而成，截取曲线是一条半径为r的圆弧，r＝500-600mm，截取曲线的凸面向外；通过该圆弧截取，外锥螺纹从初始的螺纹牙齿高相等的螺纹被截取成为弧形面的外螺纹，外螺纹的第一个螺纹牙在高度方向上截取1/3～1/2；外螺纹的最后一个螺纹牙在高度方向上截取1/3～1/2，外螺纹的中间的一个或者多个螺纹牙未被截取。

作为一种优选，外锥螺纹中间部分螺纹牙未被截取，与内锥螺纹充分接触，外锥螺纹两边螺纹牙被截取曲线部分截取，截取处的外锥螺纹的承载面减少，与内锥螺纹接触面积减小。

作为一种优选，外锥螺纹和内锥螺纹配合使用，都为锥度为1:3的大锥度螺纹。

作为一种优选，公接头螺纹的螺纹线包括公接头承载面和公接头导向面，公接头导向面由公接头第一线段和公接头第二线段过渡而成，第一线段与垂线的夹角为α1，α1为45～65°，公接头第二线段与垂线的夹角为β1，β1为30～50°，α1>β1；同一条螺纹线上，公接头承载面和公接头导向面通过公接头牙顶连接，公接头第二线段连接公接头牙顶，公接头承载面的承载角θ1为-3～-7°，公接头导向面与公接头承载面之间有一个公接头凹槽，公接头凹槽底部为公接头牙底，公接头第一线段连接公接头牙底，公接头牙底为平底，公接头牙顶锥度方向和公接头外锥螺纹锥度方向相反，公接头牙顶与轴线夹角为5～15°，

母接头螺纹的螺纹线包括母接头承载面和母接头导向面，母接头导向面由母接头第一线段和母接头第二线段过渡而成，母接头第一线段和公接头第一线段平行，母接头第二线段和公接头第二线段平行，母接头第一线段与垂线的夹角为α，α为45～65°，母接头第二线段与垂线的夹角为β，β为30～50°，α>β；同一条螺纹线上，母接头承载面和母接头导向面通过母接头牙顶连接，母接头第二线段连接母接头牙顶，母接头承载面的承载角θ为-3～-7°，母接头导向面与母接头承载面之间有一个母接头凹槽，母接头凹槽底部为母接头牙底，母接头第一线段连接母接头牙底，母接头牙底为平底，母接头牙底锥度方向和母接头内锥螺纹锥度方向相反，母接头牙底与轴线夹角为γ，γ为5～15°。

作为一种优选，公接头螺纹的螺纹线包括公接头承载面和公接头导向面，公接头导向面由公接头第一线段和公接头第二线段过渡而成，第一线段与垂线的夹角为α1，α1为45～65°，公接头第二线段与垂线的夹角为β1，β1为30～50°，α1>β1；同一条螺纹线上，公接头承载面和公接头导向面通过公接头牙顶连接，公接头第二线段连接公接头牙顶，公接头牙顶为平顶，公接头承载面的承载角θ1为-3～-7°，公接头导向面与公接头承载面之间有一个公接头凹槽，公接头凹槽底部为公接头牙底，公接头第一线段连接公接头牙底，公接头牙底为圆弧底，公接头牙顶锥度方向和公接头外锥螺纹锥度方向相反，公接头牙顶与轴线夹角为5～15°，

母接头螺纹的螺纹线包括母接头承载面和母接头导向面，母接头导向面由母接头第一线段和母接头第二线段过渡而成，母接头第一线段和公接头第一线段平行，母接头第二线段和公接头第二线段平行，母接头第一线段与垂线的夹角为α，α为45～65°，母接头第二线段与垂线的夹角为β，β为30～50°，α>β；同一条螺纹线上，母接头承载面和母接头导向面通过母接头牙顶连接，母接头第二线段连接母接头牙顶，母接头牙顶为平顶，母接头承载面的承载角θ为-3～-7°，母接头导向面与母接头承载面之间有一个母接头凹槽，母接头凹槽底部为母接头牙底，母接头第一线段连接母接头牙底，母接头牙底为圆弧，母接头牙底锥度方向和母接头内锥螺纹锥度方向相反，母接头牙底与轴线夹角为γ，γ为5～15°。

作为一种优选，上扣过程中外锥螺纹的公接头牙顶、公接头导向面、公接头牙底和内锥螺纹的母接头牙底、母接头导向面、母接头压顶形成一个密闭的空间。

作为一种优选，公接头还包括小端面和主台肩，母接头还包括大端面和副台肩。

作为一种优选，与母接头副台肩相切处、沿副台肩一周有一个应力减轻槽，该应力减轻槽的斜线与垂直方向的夹角ф为45～65°，同时该应力减轻槽与副台肩圆弧过渡，圆弧过渡的圆弧半径为1.3～2mm。

作为一种优选，距离母接头副台肩10～15mm处，沿母接头一周有一个放置密封圈的密封槽，该密封槽深度为4～6mm，宽度为5～7mm，该密封槽由槽底、第一侧面和第二侧面组成，第一侧面相对第二侧面远离母接头副台肩，槽底为水平线段，第一侧面为垂直线段，第二侧面与水平线的倾斜角η为50～70°。

作为一种优选，与公接头主台肩相切处有四个均匀分布的凹槽，该凹槽内设置有锁块，锁块与母接头接触一侧有锯齿带，锁块通过螺钉与公接头连接到一起，公接头和母接头通过锁块进行固定。

与现有技术相比，本实用新型的有益效果是：

本实用新型一种四线海洋隔水管接头具有上扣速度快、接头螺纹间易储存螺纹脂、螺纹牙受力均匀、承载能力强的优点。

附图说明

图1为接头上扣完成后的轴向截面图

图2为接头上扣完成后螺纹牙的连接状态

图3为未连接的公接头和母接头

图4为pt-4cq螺纹牙的局部放大图

图5为pt-4c螺纹牙的局部放大图

图6为未截取前的公接头

图7为锁块俯视图。

其中：

公接头1、母接头2、应力减轻槽3、密封圈4、密封槽5、锁块6、螺钉7、凹槽8、内螺纹牙顶9、内螺纹牙底10、外螺纹牙顶11、外螺纹牙底12、线段a13、线段b14、线段a’15、线段b’16、小端面17、副台肩18、大端面19、主台肩20、公接头承载面21、母接头承载面22、外锥螺纹23、内锥螺纹24、、第三中间螺纹牙26、右端第二螺纹牙27、右端第一螺纹牙28、左端第二螺纹牙29、左端第一螺纹牙30、第一中间螺纹牙32、第二中间螺纹牙32、槽底33、第一侧面34、第二侧面35。

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。

请参阅图1-图7，本实用新型公开了一种四线海洋隔水管接头。具体的在我司，型号分为以下两种：pt-4cq和pt-4c。如图所示：一种四线海洋隔水管接头，由带有外锥螺纹的公接头1和带有内锥螺纹的母接头2组成，公接头1和母接头2左右对接配合使用。

本实用新型中，内锥螺纹和外锥螺纹都为四头螺纹，有助于快速上扣，图2为上扣结束后螺纹牙的连接状态，四头螺纹对应的公接头上为公接头第一螺纹、公接头第二螺纹、公接头第三螺纹、公接头第四螺纹，四头螺纹对应的母接头上为母接头第一螺纹、母接头第二螺纹、母接头第三螺纹、母接头第四螺纹，公接头1和母接头2通过公接头第一螺纹、公接头第二螺纹、公接头第三螺纹、公接头第四螺纹以及母接头第一螺纹、母接头第二螺纹、母接头第三螺纹、母接头第四螺纹连接，公接头的螺纹以及母接头的螺纹均采用4×90°均匀布置。公接头的螺纹以及母接头的螺纹的连接对应在图2上，各个螺纹的配合分别为1’1、2’2、3’3和4’4。

图3是未连接时的公接头1和母接头2。

图4是一种四线海洋隔水管接头的一种型号pt-4cq的螺纹牙局部放大图，图4a是型号pt-4cq的螺纹牙局部放大图的各部件标号示意图，图4b是型号pt-4cq的螺纹牙局部放大图的各角度标号示意图，该螺纹适用于规格为406.4mm～660.4mm的隔水管，在锥度方向上接头螺距f为6.43mm，与锥度垂直的方向上螺纹牙齿高h为1.85～2.3mm。

实施例1(pt-4cq)

以公接头为例进行进一步说明，公接头螺纹的螺纹线包括公接头承载面21和公接头导向面，公接头导向面由公接头第一线段15和公接头第二线段16过渡而成，第一线段15与垂线的夹角为α1，α1为45～65°，公接头第二线段16与垂线的夹角为β1，β1为30～50°，α1>β1；同一条螺纹线上，公接头承载面21和公接头导向面通过公接头牙顶11连接，公接头承载面21的承载角θ1为-3～-7°，公接头导向面与公接头承载面21之间有一个公接头凹槽，公接头凹槽底部为公接头牙底12，公接头牙底12为平底，公接头牙顶11锥度方向和公接头外锥螺纹锥度方向相反，公接头牙顶11与轴线夹角为γ1，γ1为5～15°。

与公接头一样，母接头螺纹的螺纹线包括母接头承载面22和母接头导向面，母接头导向面由母接头第一线段13和母接头第二线段14过渡而成，母接头第一线段13和公接头第一线段15平行，母接头第二线段14和公接头第二线段16平行。母接头第一线段13与垂线的夹角为α，α为45～65°，母接头第二线段14与垂线的夹角为β，β为30～50°，α>β；同一条螺纹线上，母接头承载面22和母接头导向面通过母接头牙顶9连接，母接头承载面22的承载角θ为-3～-7°，母接头导向面与母接头承载面22之间有一个母接头凹槽，母接头凹槽底部为母接头牙底10，母接头牙底10为平底，母接头牙底10锥度方向和母接头内锥螺纹锥度方向相反，母接头牙底10与轴线夹角为γ，γ为5～15°。

实施例2(pt-4c)

图5是pt-4c螺纹牙局部放大图，图5a是型号pt-4c的螺纹牙局部放大图的各部件标号示意图，图5b是型号pt-4c的螺纹牙局部放大图的各角度标号示意图，该螺纹适用于规格为711.2mm～914.4mm的隔水管，与实施例1不同的是，母接头牙底10和公接头牙底12是圆弧底，半径r为1.5～2mm，母接头牙顶9和公接头牙顶11为平顶。在锥度方向上接头螺距f为10mm，与锥度垂直的方向上螺纹牙齿高h为3～5mm。以公接头为例进行进一步说明，公接头导向面由公接头第一线段15和公接头第二线段16过渡而成，公接头第一线段15与垂线的夹角为α1，α1为45～65°，公接头第二线段16与螺纹锥度方向相同；同一条螺纹线上，公接头承载面21和公接头导向面通过公接头牙顶11连接，公接头承载面21的承载角θ1为-3～-7°。

与公接头一样，pt-4c母接头螺纹导向面由母接头第一线段13和母接头第二线段14过渡而成，母接头第一线段13和公接头第一线段15平行，母接头第二线段14和公接头第二线段16平行。母接头第一线段13与垂线的夹角为α，α为45～65°，母接头第二线段14与螺纹锥度方向相同，同一条螺纹线上，母接头承载面22和导向面通过牙顶9连接，母接头承载面22的承载角θ为-3～-7°。

本实用新型中，上扣过程中外锥螺纹的公接头牙顶11、公接头导向面、公接头牙底12和内锥螺纹的母接头牙底10、母接头导向面、母接头压顶9形成一个密闭的空间，用来存储螺纹脂，减少上扣过程中的摩擦力。

本实用新型中，外锥螺纹和内锥螺纹配合使用，都为锥度为1:3的大锥度螺纹；内锥螺纹24螺纹牙齿高相等，外锥螺纹23是中间的螺纹齿高相等，两边螺纹以一段圆弧为边界的变齿高螺纹。变齿高螺纹是由一条截取曲线截取而成，截取曲线是一条半径为r的圆弧，r＝500-600mm，截取曲线的凸面向外；通过该圆弧，外锥螺纹23从初始的螺纹牙齿高相等的螺纹被截取成为弧形面的外螺纹，外螺纹的第一个螺纹牙在高度方向上截取1/3～1/2；外螺纹的最后一个螺纹牙在高度方向上截取1/3～1/2，外螺纹的中间的1-3个螺纹牙未被截取。图6a为未截取前的公接头1，曲线31为截取曲线，通过该截取曲线，公接头外锥螺纹23变成中间螺纹牙齿高不变，两边螺纹牙齿高非线性变化，见图6b。

本实用新型中，内锥螺纹和外锥螺纹配合使用，见图2，上扣完成后在拉紧力的作用下螺纹牙的承载面紧密接触，外锥螺纹中间部分螺纹牙未被截取，与内锥螺纹充分接触，图2中见第一中间螺纹牙31、第二中间螺纹牙32、第三中间螺纹牙26，外锥螺纹两边螺纹牙被截取曲线部分截取，承载面相应减少，与内锥螺纹接触面积减小，见右端第二螺纹牙27、右端第一螺纹牙28、左端第二螺纹牙29、左端第一螺纹牙30。通过该方法，在拉紧力作用下螺纹牙受力均匀，从而提高了螺纹的承载能力。当主台肩过盈量为0.2mm，副台肩过盈量为0.1mm时，公接头外锥螺纹为完整螺纹牙的螺纹牙的最大等效柯西应力为589mpa，最小柯西应力为195mpa，最大应力与最小应力之比为3.02:1；当主台肩过盈量为0.2mm，副台肩过盈量为0.1mm时，公接头外锥螺纹截取后的螺纹牙的最大等效柯西应力为511mpa，最小柯西应力为230mpa，最大应力与最小应力之比为2.22：1，可以看出，截取后的螺纹牙受力相对更加均匀，承载能力更高。

本实用新型中，与母接头副台肩相切处、沿副台肩18一周有一个应力减轻槽3，见图3，该减轻槽的斜线与垂直方向的夹角ф为45～65°，同时与副台肩圆弧过渡，该过渡圆弧的圆弧半径r为1.3～2mm。

本实用新型中，距离母接头副台肩10～15mm处，沿母接头一周有一个放置密封圈的密封槽，见图3，该密封槽深度l1为4～6mm，l2宽度为5～7mm，该密封槽由槽底33、第一侧面34和第二侧面35组成，第一侧面34相对第二侧面35远离母接头副台肩，槽底33为水平线段，第一侧面34为垂直线段，第二侧面35与水平线的倾斜角η为50～70°，上扣完成后密封槽内的密封圈4与公接头1和母接头2过盈配合，实现密封。

本实用新型中，与公接头主台肩20相切处有四个均匀分布的凹槽8，该凹槽8用来放置锁块6。

本实用新型中，锁块6与母接头2接触一侧有锯齿带，见图7，锁块6通过螺钉7与公接头1连接到一起，公接头1和母接头2通过锁块进行固定，防止在冲击载荷的作用下公接头和母接头松脱。

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。