[发明专利]螺纹管连接

说明书

技术领域

本申请涉及几乎用于所有工业的、具有优越密封性的高压力螺纹管连接。 

背景技术

将管接头连接在一起且将它们彼此密封以避免流体从管中泄漏的螺纹管连接，几百年来都是设计成外螺纹导程尽可能的制成与内螺纹导程接近。当今大多数管连接螺纹为锥形螺纹，因此螺纹间的接触面压会随着其每圈转动而增加直到达到足以避免连接松动和从管泄漏流体的程度。如果接触面压太低螺纹会松动而如果太高，阳螺纹或阴螺纹可能产生塑性变形以致操作性有问题。当管尺寸和流体压力增大时，为了维持强度和密封性而依次划分成从竹料到木料、黄铜、铁、钢以及必要时到高强、高温合金的管材料，在其配合螺纹之间需要增加的径向螺纹干涉和接触面压。为了实现该用途：螺纹侧面角在与管轴一致的平面内、在牙侧面与和管轴垂直的平面之间的间隙内进行测量；阳螺纹是具有外螺纹的管状元件；阴螺纹是具有相配合的内螺纹的管状元件用于和阳螺纹进行装配；一个螺纹匝为螺纹回转一周；导程为在一个螺纹匝中螺纹前进的轴向长度；负牙侧为面向更靠近牙根的牙侧；正牙侧为面向更靠近牙顶的牙侧；钩型螺纹(hook-type)为具有负牙侧角的螺纹；“发明创造”指代的是本申请。 

历史上，阳螺纹一直制成具有与相配合的阴螺纹相同的锥度和导程，直到Watts的专利US4974882教导阳螺纹应当制成具有比阴螺纹更小的锥度，配合螺纹之间的最大径向干涉发生在螺纹啮合的小直径端，其方便阳螺纹和阴螺纹的装配，并改善螺纹强度和促进密封性。 

Sivley的专利US6976711教导相配合的阳螺纹和阴螺纹的嵌入牙侧导程和/或承载牙侧导程的改变，例如“嵌入牙侧导程和承载牙侧导程等于从螺纹端部选 择一间距的平均导程”和“承载牙侧导程和嵌入牙侧导程在螺纹长度的至少一部分上不相同”，但US6976711在任何地方都没有教导相对于阴螺纹导程而改变阳螺纹导程，也没有提及由于泊松比(Poison’s Ration)而在阳螺纹与阴螺纹装配期间造成的任何螺纹导程不匹配。鉴于Invitroge v.达生物技术实验室专利号为04-1039-1040的专利，US6976711不是现有技术因为其既没有提及问题也没有教导问题的解答。而根据申请人掌握的知识和信念，并没有教导出确保相配合螺纹间的密切接触或教导出抵消由径向干涉而造成的配合螺纹导程不匹配。 

为了说明本申请解决的一些问题，附图1中描述的第一类缺陷经常出现在现有技术中例如API 5B 8-圆形管螺纹中，当阴螺纹(57)与阳螺纹(50)的装配径向地压缩阳螺纹导致其轴向地延长，并且同时径向地延伸阴螺纹导致其轴向地缩短时，长度上的不同迫使阳螺纹嵌入牙侧(52)相对于30度的阴螺纹嵌入牙侧(53)压紧于是轴向力的径向分量向内移动阳螺纹端面并且因为相配合的阴螺纹(55)脱离啮合，其由于较少的螺纹相接触以抵抗轴向载荷而削弱了连接强度，且其同时打开了相接触螺纹之间的螺旋渗漏通道(56)。 

附图2描述了常用螺纹的第二类缺陷缺陷例如API 5B 8-圆形管螺纹，当其遭受施加在阴螺纹(61)周围的外部流体压力后，由于装配时的螺纹干涉，外部流体压力在阳螺纹端面(62)中增加环向压应力。压力的组合使阳螺纹端发生塑性变形，造成在释放外部压力时阴螺纹(63)和相配合的阳螺纹(64)之间的接触损失，由于在轴向上和螺旋渗漏通道(67)都留下开口，所以在仍然保持弹性的阴螺纹恢复到原始直径而位于阳螺纹端面的塑性变形端由于环向压应力在阳螺纹端面处最大而无法恢复到原始直径后，螺纹失去了配合和密封抵抗内部流体压力的能力。第一类缺陷和第二类缺陷趋向发生在连接处，在那里靠近阳螺纹端面的阳螺纹厚度比临近的阴螺纹壁厚度小。