CN106415102A - 加长软管的可拆装连接器 - Google Patents

Abstract

发明是加长管或者加长杆的可拆装连接器，即用于加长软管(杆)、可拆装管材，以及用于钻孔、(钻探)套管、空压泵等管材的连接器。加长软管的可拆装连接器由带螺纹套管与安装在被连接管材一端的带螺纹内接头构成。一端的内接头有凸起，而与其相连的另一端上的内接头有凹槽。相连的两个内接头上螺纹的螺距不同,而套管上的螺纹分成两部分，每部分的螺距与被连接内接头上螺纹的螺距相对应。连接器上的每一个部件的螺纹方向都相同。并且在螺距较大的内接头上的尾扣制成圆柱形槽或者没有螺纹，其长度与被连接管材拧到最紧后两端距离的和大于套管上螺距较大部分的螺纹长度。这样可以提高连接的可靠性、牢固性与密封性。

Description

加长软管的可拆装连接器

发明背景

发明是加长管或者加长杆的可拆装连接器，即用于加长软管(杆)、可拆装管材，以及用于钻孔、(钻探)套管、空压泵等管材的连接器。

现有技术

在钻井中使用加长软管进行技术作业的实践表明，根据钻井深度的增加需要配备成套的加长软管。此外，必须考虑如何从钻井中撤出软管、以及取出管材损坏部分并进行与管头的机械连接。总之，需要无需被连接长管(杆)的相对旋转，而能够保证可靠、牢固并气密地连接长管(杆)两端的可拆装连接器。

现有加长软管的可拆装连接器由螺纹套管和螺纹接头组成，通过螺纹接头与管端牢固连接。在组装管材时相配的接头距离是螺纹间距的整数倍。为了保证相配接头距离，在组装时连接器配备有带凸起的卡尺，可装入接头的凹槽内。在螺纹套管与接头间是弹簧。套管与接头的螺纹为单线或者多线螺纹(俄联邦专利号№2231616，登记日期2002年12月15日)。

该设计的缺点是：因为连接管材的套管与接头的螺纹很难吻合，致使带有定位卡尺的连接器安装较为困难。此外，连接器螺纹紧度不足，影响连接的气密性。

另一种可拆装连接器由空心体组成，空心体有通过沟连接的上下两端。在空心体上端是紧固油管的装置；在空心体下端有可以相对空心体移动并收紧的部分，在此部分的凸出部位下方的空心体上有支撑环。空心体下端有凹处，与活动部分肩部凸起对应。当活动部分相对空心体处于自己最上面位置时，沿着空心体的周边分布带螺栓的孔，螺栓可以旋至活动部分的槽内将活动部分固定。活动部分的肩部凸起与空心体上的凹处吻合，防止活动部分与空心体的相对移动。(美国专利号№6439618，登记日期1998年5月4日)。

这种连接器的不足之处：制造过程复杂而价高，螺栓固定可靠性差，零件数量大。轴向与径向有大量空隙并缺少紧度降低连接器整体的可靠性。

还有一种连接器，由连接或者插接在一起的两部分构成，每部分通过螺纹连接将加长软管相连，或者将软管与打孔器材相连。连接器的一部分有顶端带槽头的锥状凸起，而另一部分有顶端与槽头匹配的锥状凹陷。每组锥形连接的锥顶是相连的圆柱部分。两个带槽的半环用于安装固定接头。(美国专利号№6460900，登记日期1999年8月2日)。

这种连接器的不足之处：加工配套的锥形顶端的槽和凹陷复杂而价高。在固定接头与连接器上部之间存在轴向与径向间隙，以及上下部分间缺乏螺旋紧度影响连接的气密性。

消除上述缺陷正是本发明的任务。

技术成果在于保证钻井上进行工艺操作时管材连接的牢固、可靠与气密，并可以在升降作业中紧固连接器，防止连接的松动。

发明内容

问题的解决与技术成果的实现依靠这样的设计：连接器由带螺纹套管与安装在被连接管材一端的带螺纹内接头构成。一端的接头有凸起，而与其相连的另一端上的接头有凹槽。相连的两个内接头的螺纹的螺距不同,而套管上的螺纹分成两部分，每部分的螺距与被连接内接头的螺纹螺距相对应。连接器上的每一个部件的螺纹方向都相同。并且在螺距较大的内接头上的尾扣制成圆柱形槽或者没有螺纹，其长度与被连接管材拧到最紧后两端距离的和大于螺距较大的套管的螺纹长度。

最好将套管提前拧在螺纹螺距较小的内接头上。

套管与接头的螺纹是单线或者多线的。

相连内接头顶端的凸起与凹槽位于连接器的轴上。

在连接加长软管时，每段管的管腔内外沿着管壁固定配备有电缆、导线与(或者)液压管。

在管材内可能有增加的隔，将管材内部分成两部分。连接管材时，这些隔相互对应，在连接好的管材内部形成分隔开的通道。

在连接内接头到其端面相触时，最好安装弹性气密垫，或者形成“金属与金属”的端面密封。

附图说明

图纸上是该发明的图示。

图1：管材与拆开的可拆装连接器的零件。

图2：连接器在组装前

图3：组装好的连接器

图4：带两个反套管的连接器内接头方案

图5：两个反套管

图6：带两个反套管的连接器内接头方案二

图7：连接开始前的简化连接器

图8：结束连接后的简化连接器

图9：连接开始前带轴套的简化连接器

图10：结束连接后带轴套的简化连接器

最佳实施例

可拆装连接器由被连接的加长管1和2构成，在它们的被连接的端部焊上带螺线的内接头3和4，带螺线的套管5将内接头相连(图1)。内接头3上是螺纹6，而内接头4上——螺纹7，螺纹6的螺距小于螺纹7的螺距。内接头4的尾扣17——圆柱形槽，其长度与被连接管材拧到最紧后两端距离的和大于螺距较大的套管的螺纹长度。螺纹6和7的长度与尾扣17的长度是计算数值。沿着内接头3和4的端面圆周是相互匹配的凹部8和凸起9，它们使两个内接头能够沿着轴向相对移动。为保证可拆装连接器的气密性，在接头3和4上安装密封10与11。为了连接器置中，两个内接头端面12与13的接触点制成锥形并相互吻合。套管5的两端安装带有小螺距螺纹6的反套管14与带有较大螺距螺纹7的反套管15(图4、5、6)。套管与接头上的螺纹是单线或者多线，旋转方向相同(左旋或者右旋)。为将螺线6与7分开同时为了方便切螺纹，在套管5上可以加工工艺槽18。在简化连接器(图7、8)中可以使用端面密封16。为简化被连接两端的置中并提高连接器抗折断的强度，在一个内接头上可以安装导套19，在其下方另一个内接头的端点上安装与其吻合的槽20(图9、10)。

管材连接完成如下。以焊接、胶或者机械方法(压嵌、GRUB SCREW/DIMPLE、SUR-GRIP等连接方式)将带螺纹内接头3和4安装固定在被连接管材的端部(图1)。然后将套管5拧入内接头3，直到螺纹6尽头。分别带着内接头3(上面有已经拧入的套管5)和4，被连接管材1和2相对移动(图2)。内接头4进入套管5后继续移动，内接头4的凸出9进入内接头3的凹槽8达到计算数值，套管5上螺纹7的起点与内接头4上螺纹7的起点重合。旋转套管5，沿内接头4上螺纹7旋入，同时自内接头3上螺纹6旋出，但是因为螺纹7的螺距大于螺纹6的螺距，两个内接头相互接近(图3)。按照下面的公式得出螺纹连接的每部分相对的移动距离：

В＝С-А,С＝Т-М,

这里:

В–接近因素(套管5上螺纹7的起点与内接头4上螺纹7的起点重合时，内接头3的端面12与内接头4端面13之间的距离)。

А–回转因素(套管5自带有较小螺距螺纹6的内接头3上的旋出数值)。

С–旋入因素(套管5向带有较大螺距螺纹7的内接头4上旋入数值)。

Т–在套管5开始旋入前，内接头4的基准点与套管5带有大螺距螺纹7的一端的基准点的距离。

М-在套管5结束旋入时，内接头4的基准点与套管5带有大螺距螺纹7的一端的基准点的距离。

将管材两端连接好时，带螺纹套管5的旋转周数n按照下面公式计算:n＝В:b,b–大螺距螺纹与小螺距螺纹之间的螺距差。

在内接头3和4上的锥形端点12与13接合，并且管材两端完全对接后，作用在套管5上的补充旋转增加两组螺纹的紧度，额外提升螺旋连接的牢固性与密封程度。可以使用两把管钳子拧紧套管5，第二把可以夹住内接头3或者内接头4。为防止在钻井内进行复杂操作时套管5松动，可以在套管5螺纹上固定反套管14和15(图4、5、6)，或者只使用其中之一。安装-拆卸连接器可以在钻井上手动进行。对于固定的管道***，比如天然气管道和供水管道，以及野外的管道采用简化方案(图7、8)，在被连接的管材头上切出螺距不同的螺纹，或者在每根管材的两端切出相同螺纹，当组装管道时将螺纹螺距不同的管材相连。两种情况中都使用两端螺纹螺距不同的套管。在被连接的管材的端面间可以使用“金属对金属”类型的密封或者弹性密封。因为在内接头上没有锥形接口，在组装管道时必须使用管钳子等保持被连接管材不动。如果在检测管道时发现螺纹连接器或者管体不密封，只要机械方式更换密闭不好的部分即可。也可以这样更换管道破损部分。在需要在管道上安装补充管线、支管、闸门、计量仪器等时，通过更换管道相应的螺纹部位能够快捷安全地实现。在螺纹部位可以涂密封润滑油。

加长软管的可拆装连接器分：

1.外径与管材外径相同的连接器；

2.内径与软管内径相同的连接器；

3.内外径与软管内外径不同的连接器。

本加长软管螺纹连接器可以用于普通钻孔、(钻探)套管、空压泵等管材，如果连接管材时无需使其相对旋转。这种情况下，可以在每根管腔内外沿管壁安装固定成束的电缆、导线与(或者)液压管。还有一种方案，在管材内可以增加隔，将管材内部分成两部分，连接管材时，这些隔相互对应，在连接好的管材内部形成分隔开的通道，以安装电力或者地球物理缆线、监控测量设备导线、细管、金属或者空心杆、续油管等。采用加固反套管固定加长软管、钻孔、(钻探)套管、空压泵等管材的螺纹连接器，这些管材可以整体向右向左转动。使用便宜的柱形螺纹代替更贵的锥形螺纹。本可拆装螺纹连接器能够连接几根管，像多通道续油管。简化的可拆装连接器(图7和9)用于输送不同气体与液体的简易管道。因为连接管材两端时，其端面发生接触，所以在钻孔、(钻探)套管、空压泵等管材的连接中可以使用更有效的“金属对金属”类型的端面密封或者已知的封闭密封。

工业实用性

本发明可以用于石油或其他行业。

Claims (7)

1.加长软管的可拆装连接器由带螺纹套管与安装在被连接管材一端的带螺纹内接头构成。一端的内接头有凸起，而与其相连的另一端上的内接头有凹槽。相连的两个内接头上螺纹的螺距不同,而套管上的螺纹分成两部分，每部分的螺距与被连接内接头上螺纹的螺距相对应。连接器上的每一个部件的螺纹方向都相同。并且在螺距较大的内接头上的尾扣制成圆柱形槽或者没有螺纹，其长度与被连接管材拧到最紧后两端距离的和大于套管上螺距较大部分的螺纹长度。

2.使用第1点中的连接器，套管预先拧入有较小螺距螺纹的内接头上。

3.第1点中连接器的套管与内接头上螺纹是单线或者多线的。

4.第1点中的连接器中，两个相连内接头顶端的凸起与凹槽位于连接器的轴上。

5.使用第1点中的连接器，在连接加长软管时，每段管的管腔内外沿着管壁固定安装成束电缆、导线与(或者)液压管。

6.使用第1点中的连接器，在管材内有增加的隔，将管材内部分成两部分。连接管材时，这些隔相互对应，在连接好的管材内部形成分隔开的通道。

7.使用第1点中的连接器，在连接内接头到其端面相触时，安装弹性密闭密封，或者形成“金属与金属”型的端面密封。