一種油套管用鋸齒螺紋接頭 技術(shù)領(lǐng)域 [0001] 本發(fā)明涉及一種油套管用螺紋接頭，更具體是鋸齒螺紋接頭。 背景技術(shù) [0002] 石油天然氣開采工程，簡單說就是將貯藏于地層中的石油天然氣通過管道輸送至地面的工程技術(shù)，而作為油氣井主體結(jié)構(gòu)的油井管（及相關(guān)部件）所組成的管柱就是這樣的輸送管道。數(shù)百米乃至數(shù)千米長的管柱一般是由多支單根管用螺紋連接而成的。作為管路最薄弱環(huán)節(jié)的螺紋接頭其連接強(qiáng)度與密封可靠性在油氣井建井和油氣開發(fā)過程中起著至關(guān)重要的關(guān)鍵作用，即使是一個(gè)螺紋接頭出現(xiàn)失效亦可能造成不可估量的重大損失。 [0003] 長期以來，符合美國石油學(xué)會API（American?Petroleum?Institute）標(biāo)準(zhǔn)的油井管螺紋（簡稱API螺紋）存在的性能缺陷在油井管制造領(lǐng)域一直沒有得到有效解決。API?圓螺紋的抗拉強(qiáng)度較低、抗粘扣性能較差；而API偏梯螺紋雖然連接強(qiáng)度較高，但螺紋接頭的密封性能較差，抗粘扣性能雖好于圓螺紋，但仍然不是十分理想。 [0004] 另一方面，對于3000米以上較深油氣井所使用的油管，一般多采用API?外加厚油管（API?EUE）來滿足所需要的連接強(qiáng)度與密封性要求。對于油管制企業(yè)而言，生產(chǎn)API?EUE加厚油管所需要的“管端墩粗”及熱處理會造成生產(chǎn)周期延長和能耗增加，而且對于螺紋加工不合格的API?EUE加厚油管而言，修復(fù)成本更高。 [0005] 鋸齒螺紋，跟勾型螺紋不同，鋸齒螺紋只有導(dǎo)入側(cè)和承載側(cè)，勾型螺紋還有齒底和齒頂。鋸齒螺紋是一種變形的圓螺紋，勾型螺紋是一種變形的偏梯形螺紋。鋸齒螺紋接頭秉承“結(jié)構(gòu)簡單、性能優(yōu)異”的設(shè)計(jì)理念，采用鋸齒狀螺紋的平端非加厚設(shè)計(jì)，通過螺紋參數(shù)的詳細(xì)優(yōu)化來實(shí)現(xiàn)產(chǎn)品性能與產(chǎn)品生產(chǎn)成本的最佳組合，力爭實(shí)現(xiàn)以下兩個(gè)總體目標(biāo)： [0006] （1）繼承API螺紋的優(yōu)點(diǎn)，克服其缺點(diǎn)。突破API圓螺紋抗拉強(qiáng)度低的技術(shù)瓶頸，避開生產(chǎn)成本高、生產(chǎn)周期長、修復(fù)難度大的API?EUE加厚油管。 [0007] （2）鋸齒螺紋接頭中不額外增加金屬密封結(jié)構(gòu)，避免螺紋接頭的密封結(jié)構(gòu)復(fù)雜。 發(fā)明內(nèi)容 [0008] 本發(fā)明的目的在于提供一種油套管的鋸齒螺紋接頭，涉及接頭結(jié)構(gòu)尺寸中公扣螺紋全長L4、上扣機(jī)緊余量A（文中也稱為機(jī)緊余量）的計(jì)算。 [0009] 接頭結(jié)構(gòu)尺寸：公扣螺紋全長L4和上扣機(jī)緊余量A的計(jì)算均是在螺紋齒形的基礎(chǔ)上作出的，所述螺紋齒形的基本參數(shù)如下： [0010] 螺紋牙形角α=60°，承載側(cè)角度3°、導(dǎo)入側(cè)角度57°，牙形角=承載側(cè)角度+導(dǎo)入側(cè)角度； [0011] 螺紋齒高h(yuǎn)=1.427mm； [0012] 螺紋螺距p＝3.175mm，即8牙/?in； [0013] 螺紋錐度T＝1:16，即0.0625?in?/?in； [0014] 不同鋼級、規(guī)格的油管在上述參數(shù)的齒形基礎(chǔ)上進(jìn)一步設(shè)計(jì)接頭結(jié)構(gòu)尺寸，從而獲得與鋼級、規(guī)格相匹配的具體螺紋接頭結(jié)構(gòu)：公扣螺紋全長L4、上扣機(jī)緊余量A、接箍長度NL等，本申請具體涉及公扣螺紋全長L4、上扣機(jī)緊余量A的計(jì)算方式。所述計(jì)算方式更適用于公稱外徑D：2.375in～5.5in的管，即公稱外徑D：60.32mm～139.7mm的管。 [0015] 本發(fā)明的技術(shù)方案為： [0016] 一、公扣螺紋全長L4的計(jì)算 [0017] 公扣螺紋全長L4按13.5*D2/5≤L4≤14*D2/5進(jìn)行計(jì)算，然后取整，式中D為所述管的外徑。 [0018] 如果公扣螺紋全長L4過長，會造成管端端面過窄，剛度低，容易發(fā)生變形；如果公扣螺紋全長L4過短，會造成參與嚙合的螺紋齒數(shù)過少，連接強(qiáng)度太低，容易發(fā)生滑脫。 [0019] 二、上扣機(jī)緊余量A的計(jì)算 [0020] 管和接箍的上扣機(jī)緊余量A=f*D3/4，式中D為所述管的外徑，f為系數(shù)，f取值0.10~ 0.12，更優(yōu)選的f取值0.1025。 [0021] 上扣機(jī)緊余量A與螺紋接頭的抗拉強(qiáng)度、密封性能以及上卸扣性能均相關(guān)，管與接箍螺紋旋緊過程中，隨著上扣扭矩的增加，公扣螺紋、母扣螺紋將經(jīng)歷一個(gè)由“松”到“緊”的配合過程，上扣到設(shè)計(jì)位置后將形成緊密的過盈配合，并使公、母螺紋表面出現(xiàn)接觸應(yīng)力。 機(jī)緊余量A影響接頭整體的拉伸能力、密封性能及上卸扣性能。機(jī)緊余量A設(shè)計(jì)過大，容易造成螺紋上扣嚙合時(shí)候接觸應(yīng)力過大，容易發(fā)生冷焊即粘扣；機(jī)緊余量A設(shè)計(jì)過小，螺紋嚙合過松，管與接箍容易脫落，密封性差，容易發(fā)生泄漏。 [0022] 由于無法直接建立機(jī)緊余量A與接頭抗拉強(qiáng)度、密封性能以及上卸扣性能的公式，本申請上扣機(jī)緊余量A的計(jì)算公式是綜合考慮抗拉強(qiáng)度、密封性能、上卸扣性能的經(jīng)驗(yàn)公式。