CN206753508U - 一种水平井和大位移井用螺纹接头 - Google Patents
一种水平井和大位移井用螺纹接头 Download PDFInfo
- Publication number
- CN206753508U CN206753508U CN201720139326.1U CN201720139326U CN206753508U CN 206753508 U CN206753508 U CN 206753508U CN 201720139326 U CN201720139326 U CN 201720139326U CN 206753508 U CN206753508 U CN 206753508U
- Authority
- CN
- China
- Prior art keywords
- screw thread
- shoulder
- internal thread
- thread
- external screw
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Expired - Fee Related
Links
Landscapes
- Non-Disconnectible Joints And Screw-Threaded Joints (AREA)
Abstract
本实用新型涉及一种螺纹接头,具体的说是一种水平井和大位移井用螺纹接头,属于油套管螺纹接头技术领域。其包括接箍和管体,扭矩台肩为反向台肩结构,反向台肩端面与螺纹承载面连接形成楔形结构;管体靠近接箍一端设有光滑端面,光滑端面与扭矩台肩形成轴向过盈配合;接箍的扭矩台肩和内螺纹之间设有圆锥孔,管体的外螺纹和光滑端面之间设有圆锥面,圆锥面与圆锥孔形成径向过盈配合。本实用新型的扭矩台肩设置为反向台肩,内外螺纹为倒钩形结构,反向台肩面与螺纹承载面组成楔形结构,显著增强了接头的整体强度和抗弯曲能力;圆锥面和圆锥孔的主密封结构,并利用内螺纹牙槽作为螺纹脂存储槽,保证密封面上稳定的接触应力分布,增强密封效果。
Description
技术领域
本实用新型涉及一种螺纹接头,具体的说是一种水平井和大位移井用螺纹接头,属于油套管螺纹接头技术领域。
背景技术
对开采石油、天然气的油套管来说,连接接头是最薄弱的环节,很多失效都发生在接头部位。为了解决油套管连接接头的失效问题,技术人员付出了很大的努力,提出了很多解决方案。但随着钻井技术的进步,开采深度越来越深,井下温度、压力越来越高,目前的技术仍然无法完全满足要求,新的技术和新的接头形式不断出现。
目前,油套管采用的接头通常是API螺纹接头。API接头是一种标准化了的接头,按照API标准加工制造。其缺点是:1)螺纹形状为圆螺纹或偏梯形螺纹。圆螺纹的承载面角和导向面角都是30°,连接强度低。偏梯形螺纹承载面角为3°,连接强度有所提高,但密封性能差。2)啮合螺纹之间存在间隙,密封性能不可靠。正是由于API螺纹存在上述缺点,这种螺纹很容易发生失效事故。而且,API螺纹抗弯曲能力差,在水平井、大位移井等苛刻钻井条件下使用时无法满足使用要求。
为此,研究人员设计开发了各种特殊螺纹接头。经对现有技术文献的检索发现,中国专利公开号为CN 2575286Y,公开日为2003年9月24日,实用新型专利名称为“油、套管螺纹接头”,该专利对API接头进行了改进。该结构由外螺纹件和内螺纹件通过螺纹连接而成:其螺纹仍然为偏梯形螺纹,但是在外螺纹前端设置一个圆柱密封面,在内螺纹相应啮合的位置设置一个凸起球面主密封面,圆柱密封面与凸起球面构成主密封部分。同时,将外螺纹件前端倒成-9°或-15°角,与内螺纹件的-9°或-15°台肩过盈配合构成副密封部分。该接头增加了主密封结构和副密封结构,因而密封性能增强,但接头的螺纹承载面角、导向面角都与API偏梯形螺纹相同,因此,接头的抗弯曲能力不足。
发明内容
本实用新型的目的在于克服上述不足之处,从而提供一种水平井和大位移井用螺纹接头,提高了抗弯曲能力和气密封性能,且易于加工检测。
按照本实用新型提供的技术方案,一种水平井和大位移井用螺纹接头包括接箍和管体,接箍内侧中心设有扭矩台肩,扭矩台肩左右两侧对称分布设置内螺纹,管体表面设有外螺纹,接箍和管体通过内螺纹和外螺纹连接成一体,其特征是:扭矩台肩为反向台肩结构,反向台肩端面与螺纹承载面连接形成楔形结构;管体靠近接箍一端设有光滑端面,光滑端面与扭矩台肩形成轴向过盈配合;接箍的扭矩台肩和内螺纹之间设有圆锥孔,管体的外螺纹和光滑端面之间设有圆锥面,圆锥面与圆锥孔形成径向过盈配合;接箍的内螺纹和圆锥孔之间设有圆柱孔,管体的外螺纹和圆锥面之间设有引导面,圆柱孔和引导面连接形成间隙配合;所述内螺纹和圆柱孔之间形成螺纹脂储存腔。
进一步的,内螺纹和外螺纹为倒勾形结构,内螺纹和外螺纹的承载面角度α=-1~-3.5°,导向面角度β=10~25°,外螺纹齿高h1=0.72~1.58mm,内螺纹的齿高h2=h1+0.20mm。
进一步的,扭矩台肩的台肩角度γ=15±0.5º。
进一步的,圆锥面与圆锥孔的锥角θ=6~14°,
进一步的,圆锥面与圆锥孔形成径向过盈配合的过盈量为0.46~0.85mm。
进一步的,引导面包括沿着管体由外向内依次设置的锥面段和柱面段,锥面段的锥度为1:16。
进一步的,外螺纹的鼻端长度L1=8.5~12.5mm,内螺纹退刀长度L2=L1-3.5mm。
本实用新型与已有技术相比具有以下优点:
本实用新型结构简单、紧凑、合理,扭矩台肩设置为反向台肩,内外螺纹为倒钩形结构,反向台肩面与螺纹承载面组成楔形结构,显著增强了接头的整体强度和抗弯曲能力;圆锥面和圆锥孔的主密封结构,并利用内螺纹牙槽作为螺纹脂存储槽,保证密封面上稳定的接触应力分布,增强密封效果。
附图说明
图1为本实用新型主视图。
图2为本实用新型的前端密封部位结构图。
图3为本实用新型的内外螺纹牙型结构图。
附图标记说明:1-接箍、2-内螺纹、3-圆柱孔、4-圆锥孔、5-扭矩台肩、6-光滑端面、7-圆锥面、8-引导面、9-外螺纹、10-管体、11-锥面段、12-柱面段、13-螺纹脂储存腔、A-楔形结构。
具体实施方式
下面本实用新型将结合附图中的实施例作进一步描述:
如图1~3所示,本实用新型主要包括接箍1和管体10,接箍1内侧中心设有扭矩台肩5,扭矩台肩5左右两侧对称分布设置内螺纹2。管体10表面设有外螺纹9,接箍1和管体10通过内螺纹2和外螺纹9连接成一体。
为了提高接头的抗弯曲能力,如图3所示,内螺纹2和外螺纹9为倒勾形结构,内螺纹2和外螺纹9的承载面角度α=-1~-3.5°,导向面角度β=10~25°,外螺纹9的齿高h1=0.72~1.58mm,内螺纹2的齿高h2=h1+0.20mm。螺纹承载面角为负值能够最大限度地减少拉伸、弯曲载荷下螺纹产生的径向分力,内、外螺纹的高度略有不同,能够在螺纹啮合的间隙部位储存多余的螺纹脂,这样使螺纹的连接效率最大程度地发挥出来。
所述扭矩台肩5设置为反向台肩,台肩角度γ=15±0.5º,反向台肩端面与螺纹承载面连接形成楔形结构A,楔形结构A利用楔形块之间的静摩擦力来约束两个运动部件之间的运动,本接头的内外螺纹为倒勾形,其承载面与反向台肩面之间具有楔型效果,使接头整体性更强,刚度更好,进一步增强接头的强度和抗弯曲能力。
管体10靠近接箍1一端设有光滑端面6,光滑端面6与扭矩台肩5形成轴向过盈配合。
为了提高接头的气密封性能,接箍1的扭矩台肩5和内螺纹2之间设有圆锥孔4,管体10的外螺纹9和光滑端面6之间设有圆锥面7,在接箍1和管体10拧紧后,圆锥面7与圆锥孔4形成径向过盈配合。圆锥面7与圆锥孔4的锥角θ=6~14°,圆锥面7与圆锥孔4形成径向过盈配合的过盈量为0.46~0.85mm。
接箍1的内螺纹2和圆锥孔4之间设有圆柱孔3,管体10的外螺纹9和圆锥面7之间设有引导面8,在接箍1和管体10拧紧后,圆柱孔3和引导面8连接形成间隙配合。
所述引导面8包括沿着管体10由外向内依次设置的锥面段11和柱面段12,锥面段11的锥度为1:16。
为了防止上扣过程中过多的螺纹脂影响密封面上的接触应力,外螺纹9的鼻端长度L1=8.5~12.5mm,内螺纹2退刀长度L2=L1-3.5mm,这样接头拧紧后保证至少有一牙内螺纹未啮合,内螺纹2和圆柱孔3之间形成螺纹脂储存腔13,存储多余的螺纹脂。
本实用新型的第一个实施例是用于Ф88.9×7.34 mm P110钢级的油管。油管管体的几何尺寸包括外径、壁厚等均采用API标准规定值,油管材料满足API标准对P110钢级油管材料的要求。其外螺纹齿高h1=1.00mm,内螺纹的齿高h2=1.20mm,承载面角α=-3°,导向面角β=10°,锥度1:16,螺距6.35mm。外鼻端长度L1=8.5mm,内螺纹退刀长度L2=5.0mm,扭矩台肩设置为反向台肩,台肩角度γ=15±0.5º,圆锥孔与圆锥面的锥度相同,锥角θ=6°,配合的过盈量为0.50mm。该接头的气密封抗力可达110.0MPa以上,抗弯曲能力达到106°/30米。
本实用新型的第二个实施例是用于Ф177.8×10.36mm,Q125钢级的套管,套管管体的几何尺寸包括外径、壁厚等均采用API标准规定值,套管材料满足API标准对Q125钢级套管材料的要求。
其外螺纹齿高h1=1.58mm,内螺纹的齿高h2=1.78mm,承载面角α=-3°,导向面角β=10°,锥度1:16,螺距5.08mm。外螺纹鼻端长度L1=12.5mm,内螺纹退刀长度L2=9.5mm,扭矩台肩设置为反向台肩,台肩角度γ=15±0.5º,圆锥孔与圆锥面的锥度相同,锥角θ=14°,配合的过盈量为0.75mm。该接头的气密封抗力可达88.0MPa以上,抗弯曲能力达到45°/30米。
Claims (7)
1.一种水平井和大位移井用螺纹接头,包括接箍(1)和管体(10),接箍(1)内侧中心设有扭矩台肩(5),扭矩台肩(5)左右两侧对称分布设置内螺纹(2),管体(10)表面设有外螺纹(9),接箍(1)和管体(10)通过内螺纹(2)和外螺纹(9)连接成一体,其特征是:扭矩台肩(5)为反向台肩结构,反向台肩端面与螺纹承载面连接形成楔形结构(A);管体(10)靠近接箍(1)一端设有光滑端面(6),光滑端面(6)与扭矩台肩(5)形成轴向过盈配合;接箍(1)的扭矩台肩(5)和内螺纹(2)之间设有圆锥孔(4),管体(10)的外螺纹(9)和光滑端面(6)之间设有圆锥面(7),圆锥面(7)与圆锥孔(4)形成径向过盈配合;接箍(1)的内螺纹(2)和圆锥孔(4)之间设有圆柱孔(3),管体(10)的外螺纹(9)和圆锥面(7)之间设有引导面(8),圆柱孔(3)和引导面(8)连接形成间隙配合;所述内螺纹(2)和圆柱孔(3)之间形成螺纹脂储存腔(13)。
2.如权利要求1所述的一种水平井和大位移井用螺纹接头,其特征是:所述内螺纹(2)和外螺纹(9)为倒勾形结构,内螺纹(2)和外螺纹(9)的承载面角度α=-1~-3.5°,导向面角度β=10~25°,外螺纹(9)齿高h1=0.72~1.58mm,内螺纹(2)的齿高h2=h1+0.20mm。
3.如权利要求1所述的一种水平井和大位移井用螺纹接头,其特征是:所述扭矩台肩(5)的台肩角度γ=15±0.5º。
4.如权利要求1所述的一种水平井和大位移井用螺纹接头,其特征是:所述圆锥面(7)与圆锥孔(4)的锥角θ=6~14°。
5.如权利要求1所述的一种水平井和大位移井用螺纹接头,其特征是:所述圆锥面(7)与圆锥孔(4)形成径向过盈配合的过盈量为0.46~0.85mm。
6.如权利要求1所述的一种水平井和大位移井用螺纹接头,其特征是:所述引导面(8)包括沿着管体(10)由外向内依次设置的锥面段(11)和柱面段(12),锥面段(11)的锥度为1:16。
7.如权利要求1所述的一种水平井和大位移井用螺纹接头,其特征是:所述外螺纹(9)的鼻端长度L1=8.5~12.5mm,内螺纹(2)退刀长度L2=L1-3.5mm。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
CN201720139326.1U CN206753508U (zh) | 2017-02-15 | 2017-02-15 | 一种水平井和大位移井用螺纹接头 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
CN201720139326.1U CN206753508U (zh) | 2017-02-15 | 2017-02-15 | 一种水平井和大位移井用螺纹接头 |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
CN206753508U true CN206753508U (zh) | 2017-12-15 |
Family
ID=60609607
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
CN201720139326.1U Expired - Fee Related CN206753508U (zh) | 2017-02-15 | 2017-02-15 | 一种水平井和大位移井用螺纹接头 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
CN (1) | CN206753508U (zh) |
Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN110318689A (zh) * | 2019-08-19 | 2019-10-11 | 中国石油天然气集团有限公司 | 一种页岩气井用高性能金属自密封特殊螺纹接头 |
CN110374522A (zh) * | 2019-06-28 | 2019-10-25 | 中国石油天然气集团有限公司 | 一种页岩气开采用螺纹接头 |
-
2017
- 2017-02-15 CN CN201720139326.1U patent/CN206753508U/zh not_active Expired - Fee Related
Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN110374522A (zh) * | 2019-06-28 | 2019-10-25 | 中国石油天然气集团有限公司 | 一种页岩气开采用螺纹接头 |
CN110318689A (zh) * | 2019-08-19 | 2019-10-11 | 中国石油天然气集团有限公司 | 一种页岩气井用高性能金属自密封特殊螺纹接头 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
CN202946041U (zh) | 气密封锯齿形油井管螺纹接头结构 | |
CN201507731U (zh) | 油套管螺纹连接接头 | |
CN202673174U (zh) | 高密封特殊偏梯形螺纹管接头 | |
CN203531777U (zh) | 优质气密封油套管螺纹接头 | |
CN206753508U (zh) | 一种水平井和大位移井用螺纹接头 | |
CN102678071A (zh) | 高密封特殊偏梯形螺纹套管连接接头 | |
CN205558826U (zh) | 一种变齿宽楔形管螺纹连接结构 | |
CN201322148Y (zh) | 高性能油管气密封螺纹连接结构 | |
CN102678065B (zh) | 高密封特殊偏梯形螺纹管接头 | |
CN201322147Y (zh) | 小间隙接箍套管螺纹的连接结构 | |
CN201412076Y (zh) | 一种油套管连接头 | |
CN202673178U (zh) | 高密封偏梯形螺纹套管连接接头 | |
CN102852466B (zh) | 特殊偏梯形螺纹油套管连接接头 | |
CN206329284U (zh) | 一种金属弹性双重气密封特殊扣油管 | |
CN207647476U (zh) | 双密封面特殊螺纹接头 | |
CN206111106U (zh) | 用于钛合金油井管用的特殊螺纹接头连接结构 | |
CN103362459A (zh) | 一种弧形锥面密封变牙宽楔型接箍结构及油井管结构 | |
CN102852468B (zh) | 高密封特殊圆螺纹油套管连接接头 | |
CN202788653U (zh) | 一种用于sew油套管的气密封螺纹连接装置 | |
CN205936433U (zh) | 油管螺纹连接结构 | |
CN202673176U (zh) | 高抗挤特殊螺纹套管连接接头 | |
CN202578554U (zh) | 特殊偏梯形螺纹油套管连接接头 | |
CN202578549U (zh) | 特殊圆螺纹高抗扭矩油套管连接接头 | |
CN209444288U (zh) | 抗弯曲性能好的气密封螺纹接头 | |
CN105350925A (zh) | 用于tp-jc特殊扣油井管耐腐蚀耐高温内衬结构 |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
GR01 | Patent grant | ||
GR01 | Patent grant | ||
CF01 | Termination of patent right due to non-payment of annual fee | ||
CF01 | Termination of patent right due to non-payment of annual fee |
Granted publication date: 20171215 Termination date: 20220215 |