CN201496003U - 特殊型油套管螺纹连接头 - Google Patents

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姜迪飞
陶林
卢卫平
李洪春
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Jiangsu Shengda Petroleum Equipment Manufacturing Co., Ltd.
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Abstract

本实用新型公开了一种特殊型油套管螺纹连接头，包括管体和接箍，管体具有外螺纹段和起密封作用的外圆锥面，接箍具有内螺纹段和起密封作用的内圆锥面，外圆锥面位于外螺纹段和管体端面之间，内圆锥面位于内螺纹段尾端之后，外螺纹段和内螺纹段相互连接，所述的外螺纹段和内螺纹段的螺纹牙型采用承载面角度为正角度的偏梯形螺纹，外圆锥面和内圆锥面在外螺纹段与内螺纹段相互旋合连接后形成过盈的主密封结构。本实用新型连接强度等同于单独管体，多重密封结构使密封可靠性提高，具有较高的复合承载能力，可作为进口产品的替代品应用于石油开采行业。

Description

特殊型油套管螺纹连接头
技术领域
本实用新型涉及油套管技术领域，尤其是一种特殊型油套管螺纹连接头。
背景技术
随着我国油气田勘探开发的不断发展，深井、超深井、高压油气井、热采井、定向井、含CO2或H2S等腐蚀介质井已大量出现，这些油气井对螺纹连接接头的气密封性、连接强度和耐腐蚀性等均提出了更高的要求，目前常用的连接接头通常采用传统的API螺纹结构，难以满足这些油气井开采技术、安全等方面的要求。
随着油套管产品的国产化，国内油套管产量呈逐年增加的趋势，目前国内油田使用的普通API接头油套管基本已实现国产化，但是我国特殊型螺纹接头油套管无论在产量上、品种上或是质量上，都远不能满足快速发展的油气田勘探开发的需求，基本上依赖进口，像法国WAM公司生产的特殊型油套管接头几乎占有世界大半个市场，因此有必要研发生产出连接强度高、密封性能好的国产化的特殊型油套管接头，以满足国内油气田勘探开发的需求。
实用新型内容
本实用新型要解决的技术问题是：克服现有技术中之不足，提供一种连接强度高、密封性能好的特殊型油套管螺纹连接头。
本实用新型解决其技术问题所采用的技术方案是：一种特殊型油套管螺纹连接头，包括管体和接箍，管体具有外螺纹段和起密封作用的外圆锥面，接箍具有内螺纹段和起密封作用的内圆锥面，外圆锥面位于外螺纹段和管体端面之间，内圆锥面位于内螺纹段尾端之后，外螺纹段和内螺纹段相互连接，所述的外螺纹段和内螺纹段的螺纹牙型采用承载面角度为正角度的偏梯形螺纹，外螺纹段包括第一外螺纹段和直径大于第一外螺纹段的第二外螺纹段，内螺纹段包括第一内螺纹段和直径大于第一内螺纹段的第二内螺纹段，第一外螺纹段和第一内螺纹段、第二外螺纹段和第二内螺纹段分别旋合连接，外圆锥面和内圆锥面在外螺纹段与内螺纹段相互旋合连接后形成过盈的主密封结构。
具体说，所述外螺纹段和内螺纹段的螺纹承载面与垂直面的角度为20°，其导向面与垂直面的角度为7°。
进一步地，为提高密封性能，所述的第一外螺纹段与第二外螺纹段之间具有外直角台肩，第一内螺纹段与第二内螺纹段之间具有内直角台肩，管体外径面与第二外螺纹段之间具有负角台肩面，接箍端面具有正角台肩面，在外螺纹段与内螺纹段旋合连接后，外直角台肩与内直角台肩、负角台肩面与正角台肩面分别轴向贴合，形成接触的副密封结构。
所述的负角台肩面与正角台肩面具有相同的倾角。
为了使主密封结构形成良好的过盈配合，所述的外圆锥面和内圆锥面的锥度均为1∶2。
为使外螺纹段与内螺纹段相互旋合连接时入扣容易，不易错扣，所述的外螺纹段和内螺纹段的齿顶平行于油套管中心轴线。
本实用新型的有益效果是：本实用新型由于采用了承载面为正角度的偏梯形螺纹连接，连接后的强度等同于单独管体，多重密封结构使密封可靠性提高，可提供与单独管体相当的内抗压力，负角台肩面与正角台肩面接触配合，既具有密封效果，又具有抗逆向扭矩功能，使接头在复合载荷作用下，依旧能保持台肩面上的表面压力，螺纹段的内平设计可有效减少气体或液体在管道内的紊流现象，防止能量损失。
附图说明
下面结合附图和实施方式对本实用新型进一步说明。
图1是本实用新型的结构示意图。
图2是图1中管体的局部剖视放大图。
图3是图1中接箍的局部剖视放大图。
图4是本实用新型所述内螺纹段的螺纹牙型示意图。
图5是本实用新型所述外螺纹段的螺纹牙型示意图。
图中1.管体11.外螺纹段11-1.第一外螺纹段11-2.第二外螺纹段12.外圆锥面13.外直角台肩14.负角台肩面2.接箍21.内螺纹段21-1.第一内螺纹段21-2.第二内螺纹段22.内圆锥面23.内直角台肩24.正角台肩面
具体实施方式。
现在结合附图对本实用新型作进一步的说明。这些附图均为简化的示意图，仅以示意方式说明本实用新型的基本结构，因此其仅显示与本实用新型有关的构成。
如图1～图5所示的一种特殊型油套管螺纹连接头，包括管体1和接箍2，管体1具有外螺纹段11和起密封作用的外圆锥面12，接箍2具有内螺纹段21和起密封作用的内圆锥面22，外圆锥面12位于外螺纹段11和管体1端面之间，内圆锥面22位于内螺纹段21尾端之后，管体1上的外螺纹段11包括第一外螺纹段11-1和直径大于第一外螺纹段11-1的第二外螺纹段11-2，接箍2上的内螺纹段21包括第一内螺纹段21-1和直径大于第一内螺纹段21-1的第二内螺纹段21-2，第一外螺纹段11-1和第一内螺纹段21-1、第二外螺纹段11-2和第二内螺纹段21-2分别旋合连接，外圆锥面12和内圆锥面22在外螺纹段11与内螺纹段21相互旋合连接后形成过盈的主密封结构。
管体1的外螺纹段11和接箍2的内螺纹段21相互适配并连接，对外螺纹段11和内螺纹段21的螺纹表面均进行冷磷化或冷镀铜处理，以防止连接时产生粘扣现象，螺纹的牙型采用承载面角度为正角度的偏梯形螺纹，其螺纹承载面与垂直面的角度α为20°，其导向面与垂直面的角度β为7°，外、内螺纹采用间隙配合连接，有利于提高接头的连接强度和抗应力腐蚀的能力，外螺纹段11和内螺纹段21的螺纹的齿顶和齿底平行于轴线，连接时入扣容易，不易错扣，确保连接准确无误。
本实用新型采用外圆锥面12和内圆锥面22过盈配合的主密封结构，其过盈量的确定主要考虑密封面的应力状态要小于所用材料的屈服极限以及密封面的接触强度大于管子内壁的屈服压力，经计算和实验，本实施方式中所选择的过盈量为0.1mm，同时外圆锥面12和内圆锥面22的锥度均为1∶2，有利于确保外圆锥面12和内圆锥面22形成较佳过盈配合，提高密封效果。
为进一步提高密封效果，第一外螺纹段11-1与第二外螺纹段11-2之间具有外直角台肩13，第一内螺纹段21-1与第二内螺纹段21-2之间具有内直角台肩23，管体1外径面与第二外螺纹段11-2之间具有负角台肩面14，接箍2端面具有正角台肩面24，在外螺纹段11与内螺纹段21旋合连接后，外直角台肩13与内直角台肩23、负角台肩面14与正角台肩面24分别轴向贴合，形成接触的副密封结构，负角台肩面14与正角台肩面24形成的台肩结构的主要作用就是抗扭矩，提高接头的复合承载能力，只有在精密加工的条件下这两个平面才能贴合，形成接触的副密封结构，相对于垂直于轴线的平面，负角台肩面14与正角台肩面24具有相同的30°倾角，另外，管体1的内孔与接箍2的内孔直径大小基本相同，从而形成近似内平的结构，可有效减少气体或液体在管道内的紊流现象，使能量损失最少。
本实用新型所述的特殊型油套管螺纹连接头采用接箍式连接，连接强度可等同于管体；连接螺纹采用改进的偏梯形螺纹，强度高，加工相对简单；密封采用锥面/锥面径向主密封结构和台肩轴向接触贴合的副密封结构，有利于提高密封效果；该油套管连接接头广泛适用于深井、超深井、高压油气井、热采井、定向井、含CO2或H2S等腐蚀介质井的场所使用，也可作为法国WAM公司产品的替代品应用于石油开采行业。
以上述依据本实用新型的实施方式为启示，通过上述的说明内容，相关工作人员完全可以在不偏离本实用新型技术思想的范围内，进行多样的变更以及修改。本实用新型的技术性范围并不局限于说明书上的内容，必须要根据权利要求范围来确定其技术性范围。

Claims (6)

1.一种特殊型油套管螺纹连接头，包括管体(1)和接箍(2)，管体(1)具有外螺纹段(11)和起密封作用的外圆锥面(12)，接箍(2)具有内螺纹段(21)和起密封作用的内圆锥面(22)，外圆锥面(12)位于外螺纹段(11)和管体(1)端面之间，内圆锥面(22)位于内螺纹段(21)尾端之后，外螺纹段(11)和内螺纹段(21)相互连接，其特征是：所述的外螺纹段(11)和内螺纹段(21)的螺纹牙型采用承载面角度为正角度的偏梯形螺纹，外螺纹段(11)包括第一外螺纹段(11-1)和直径大于第一外螺纹段(11-1)的第二外螺纹段(11-2)，内螺纹段(21)包括第一内螺纹段(21-1)和直径大于第一内螺纹段(21-1)的第二内螺纹段(21-2)，第一外螺纹段(11-1)和第一内螺纹段(21-1)、第二外螺纹段(11-2)和第二内螺纹段(21-2)分别旋合连接，外圆锥面(12)和内圆锥面(22)在外螺纹段(11)与内螺纹段(21)相互旋合连接后形成过盈的主密封结构。
2.根据权利要求1所述的特殊型油套管螺纹连接头，其特征是：所述的外螺纹段(11)和内螺纹段(21)的螺纹承载面与垂直面的角度(α)为20°，其导向面角度与垂直面的角度(β)为7°。
3.根据权利要求1所述的特殊型油套管螺纹连接头，其特征是：所述的第一外螺纹段(11-1)与第二外螺纹段(11-2)之间具有外直角台肩(13)，第一内螺纹段(21-1)与第二内螺纹段(21-2)之间具有内直角台肩(23)，管体(1)外径面与第二外螺纹段(11-2)之间具有负角台肩面(14)，接箍(2)端面具有正角台肩面(24)，在外螺纹段(11)与内螺纹段(21)旋合连接后，外直角台肩(13)与内直角台肩(23)、负角台肩面(14)与正角台肩面(24)分别轴向贴合，形成接触的副密封结构。
4.根据权利要求3所述的特殊型油套管螺纹连接头，其特征是：所述的负角台肩面(14)与正角台肩面(24)具有相同的倾角。
5.根据权利要求1所述的特殊型油套管螺纹连接头，其特征是：所述的外圆锥面(12)和内圆锥面(22)的锥度均为1∶2。
6.根据权利要求1所述的特殊型油套管螺纹连接头，其特征是：所述的外螺纹段(11)和内螺纹段(21)的齿顶平行于油套管中心轴线。
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