CN210918913U - 一种高抗扭气密封油套管螺纹接头 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及的一种高抗扭气密封油套管螺纹接头，包括通过螺纹连接的接箍及第一管体、第二管体，其特征在于：接箍内壁的中间部位设置有环状的接箍内台肩柱面，接箍的两端加工有承载面角为负角的锯齿形内螺纹，锯齿形内螺纹的末端靠近接箍内台肩柱面处设置内螺纹台肩及密封组合结构，对应内螺纹台肩及密封组合结构处的第一管体和第二管体的端部经缩口处理，缩口处理后在第一管体和第二管体管端外壁加工形成有承载面角为负角的锯齿形外螺纹，锯齿形外螺纹末端靠近端面处设置外螺纹台肩及密封组合结构。本实用新型不但增强了接头的连接强度和抗弯曲性能，而且使接头具有良好的气密封能力，同时还具有优良的抗扭强度。

Description

一种高抗扭气密封油套管螺纹接头

技术领域

本实用新型涉及的是一种应用于石油行业的油井管螺纹接头，具体地说是一种高抗扭气密封油套管螺纹接头。

背景技术

油井管行业中的油套管主要是通过螺纹接头连接起来，形成油套管柱，其中螺纹接头连接的强度指标、密封性能、及抗扭矩性能等各方面的要求较高。

目前油套管采用的接头通常是API接头。API接头技术成熟、互换性好，但是密封性能差，尤其是气密封性能更差，不能满足天然气井的开采，同时，抗扭性能不理想，经常发生因扭矩过大而损坏的事故。

正因为API接头的缺陷，逐渐使得油井管公司或油田寻求性能更加优良和可靠的特殊螺纹连接结构。

实用新型内容

本实用新型的目的在于克服上述不足，提供连接强度高，气密封性能好，同时具有较高的抗扭强度的一种高抗扭气密封油套管螺纹接头。

本实用新型的目的是这样实现的：

一种高抗扭气密封油套管螺纹接头，包括通过螺纹连接的接箍及第一管体、第二管体，接箍、第一管体、第二管体拥有共同的轴线，接箍内壁的中间部位设置有环状的接箍内台肩柱面，接箍的两端加工有承载面角为负角的锯齿形内螺纹，锯齿形内螺纹的末端靠近接箍内台肩柱面处设置内螺纹台肩及密封组合结构，内螺纹台肩及密封组合结构包括内螺纹副台肩、内螺纹主台肩和内密封锥面，内密封锥面将内螺纹副台肩、内螺纹主台肩相连接；内密封锥面中部设置有内密封球面；

对应内螺纹台肩及密封组合结构处的第一管体和第二管体的端部经缩口处理，缩口处理后在第一管体和第二管体管端外壁加工形成有承载面角为负角的锯齿形外螺纹，锯齿形外螺纹末端靠近端面处设置外螺纹台肩及密封组合结构，外螺纹台肩及密封组合结构包括外螺纹主台肩、外螺纹副台肩和外密封锥面，外螺纹主台肩和外密封锥面之间通过过渡圆柱面连接。

进一步的，第一管体和第二管体上的外螺纹主台肩倾角与内螺纹主台肩倾角相同，外螺纹主台肩与内螺纹主台肩厚度的厚度相同，外螺纹副台肩倾角与内螺纹副台肩倾角相同，外螺纹副台肩与内螺纹副台肩的厚度相同。

进一步的，缩口后内径比正常管子减小1.5～2.5mm，缩口长度为15～ 20mm，缩口内壁与管体内壁的过渡角不大于7°。

进一步的，内密封球面的半径为45～55mm，内密封锥面锥度是1:10，内密封锥面被内密封球面分成两段；外密封锥面的锥度是1:10，通过过渡圆柱面与外螺纹主台肩相连。

进一步的，内密封球面与内密封锥面形成的内螺纹组合密封面总长度为10～12mm，外密封锥面与过渡圆柱面形成的外螺纹组合密封面总长度与内螺纹组合密封面总长度相同。

进一步的，锯齿形内螺纹和锯齿形外螺纹的螺纹承载面角的值为3°～5°，导向面角的值为10°～25°，且倾斜方向一致，使螺纹呈锯齿形。

进一步的，锯齿形内螺纹和锯齿形外螺纹的锥度9为1：16，螺距为 5.08mm，齿形槽宽为1.27～2.54mm，齿形牙宽比槽宽小0.03～0.05mm，齿形牙的两端设置有齿形圆弧，齿形圆弧半径为0.20～0.76mm，锯齿形内螺纹的锯齿形内螺纹齿高为1.22～1.78mm，锯齿形外螺纹的锯齿形外螺纹齿高比锯齿形内螺纹齿高小0.2～0.3mm。

进一步的，接箍内台肩柱面的长度范围是25.4～50.8mm。

进一步的，内螺纹主台肩的内螺纹主台肩倾角为5°～8°，内螺纹主台肩的厚度为3.0～3.5mm，内螺纹副台肩的内螺纹副台肩倾角为3°～ 5°，内螺纹副台肩的厚度为3.5～4.5mm。

与现有技术相比，本实用新型的有益效果是：

本实用新型一种高抗扭气密封油套管螺纹接头采用了锯齿形螺纹加双逆向扭矩台肩加金属/金属密封的结构形式，不但增强了接头的连接强度和抗弯曲性能，而且使接头具有良好的气密封能力，同时还具有优良的抗扭强度。

附图说明

图1为本实用新型一种高抗扭气密封油套管螺纹接头的结构示意图。

图2为图1的***图。

图3为本实用新型一种高抗扭气密封油套管螺纹接头的内螺纹牙型图。

图4为本实用新型一种高抗扭气密封油套管螺纹接头的外螺纹牙型图。

图5为本实用新型一种高抗扭气密封油套管螺纹接头的内螺纹台肩及密封组合结构示意图。

图6为本实用新型一种高抗扭气密封油套管螺纹接头的外螺纹台肩及密封组合结构示意图。

其中：

接箍1、第一管体2、锯齿形内螺纹3、锯齿形外螺纹4、内螺纹台肩及密封组合结构5、外螺纹台肩及密封组合结构6、接箍内台肩柱面7、中径线8、锥度9、螺距10、齿形槽宽11、齿形牙宽12、锯齿形内螺纹齿高 13、承载面角14、导向面角15、齿形圆弧16、锯齿形外螺纹齿高17、外螺纹主台肩18、内螺纹主台肩19、外螺纹副台肩20、内螺纹副台肩21、外密封锥面22、内密封球面23、过渡圆柱面24、内密封锥面25、外螺纹主台肩倾角26、内螺纹主台肩倾角27、外螺纹副台肩倾角28、内螺纹副台肩倾角29、外螺纹组合密封面总长度30、内螺纹组合密封面总长度31、管端缩口长度32、过渡斜面倾角33、第二管体34、轴线35。

具体实施方式

下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。

请参阅图1-图6，本实用新型公开了一种高抗扭气密封油套管螺纹接头，具体的在我司产品型号为PT-HTC，一种高抗扭气密封油套管螺纹接头包括通过螺纹连接的接箍1及第一管体2、第二管体34，接箍1、第一管体2、第二管体34拥有共同的轴线35，接箍1和第一管体2、第二管体 34是以虚拟的中径线8为基准，内、外螺纹进行旋合，以第一管体2和第二管体34通过接箍1进行若干连接形成油、套管柱，满足油气田生产使用要求。

接箍1内壁的中间部位设置有环状的接箍内台肩柱面7，接箍内台肩柱面7的长度范围是25.4～50.8mm，目的是形成台肩，并使第一管体2、第二管体34与接箍拥有相同的内径，使管管体内流体顺畅流动。

接箍1的两端加工有承载面角为负角的锯齿形内螺纹3，锯齿形内螺纹3的末端靠近接箍内台肩柱面7处设置内螺纹台肩及密封组合结构5，内螺纹台肩及密封组合结构5包括内螺纹副台肩21、内螺纹主台肩19和内密封锥面25，内密封锥面25将内螺纹副台肩21、内螺纹主台肩19相连接。内密封锥面25中部设置有内密封球面23。内螺纹主台肩19的内螺纹主台肩倾角27为5°～8°，内螺纹主台肩19的厚度为3.0～3.5mm，内螺纹副台肩21的内螺纹副台肩倾角29为3°～5°，内螺纹副台肩21的厚度为3.5～4.5mm；

对应内螺纹台肩及密封组合结构5处的第一管体2和第二管体34的端部经缩口处理，缩口后内径比正常管子减小1.5～2.5mm，缩口长度32为 15～20mm，缩口内壁与管体内壁的过渡角33不大于7°，缩口处理后在第一管体2和第二管体34管端外壁加工形成有承载面角为负角的锯齿形外螺纹4，锯齿形外螺纹4末端靠近端面处设置外螺纹台肩及密封组合结构6，外螺纹台肩及密封组合结构6包括外螺纹主台肩18、外螺纹副台肩20和外密封锥面22，外螺纹主台肩18和外密封锥面22之间通过过渡圆柱面24 连接。第一管体2和第二管体34上的外螺纹主台肩倾角26与内螺纹主台肩倾角27相同，外螺纹主台肩18与内螺纹主台肩厚度19的厚度相同，外螺纹副台肩倾角28与内螺纹副台肩倾角29相同，外螺纹副台肩20与内螺纹副台肩21的厚度相同。

内密封球面23的半径为45～55mm，内密封锥面25锥度是1:10，内密封锥面25被内密封球面23分成两段；外密封锥面22的锥度是1:10，通过过渡圆柱面24与外螺纹主台肩18相连。内密封球面23与内密封锥面 25形成的内螺纹组合密封面总长度31为10～12mm，外密封锥面22与过渡圆柱面24形成的外螺纹组合密封面总长度30与内螺纹组合密封面总长度31相同。

如图3、图4所示，锯齿形内螺纹3和锯齿形外螺纹4的螺纹承载面角14的值为3°～5°，导向面角15的值为10°～25°，且倾斜方向一致，使螺纹呈锯齿形。锯齿形内螺纹3和锯齿形外螺纹4的锥度9为1：16，螺距10为5.08mm，锥度和螺距与API偏梯形螺纹相同，齿形槽宽11为 1.27～2.54mm，齿形牙宽12比槽宽小0.03～0.05mm，齿形牙的两端设置有齿形圆弧16，齿形圆弧16半径为0.20～0.76mm，锯齿形内螺纹3的锯齿形内螺纹齿高13为1.22～1.78mm，锯齿形外螺纹4的锯齿形外螺纹齿高17比锯齿形内螺纹齿高13小0.2～0.3mm。锯齿形的螺纹受轴向拉伸载荷时，不会产生径向分力，因此连接强度高，抗弯曲能力强。同时，锯齿形内螺纹齿高略大于锯齿形外螺纹齿高，有利于在螺纹间隙内存储一定数量的螺纹脂，提高螺纹间的润滑性能，不容易损坏螺纹。

本实用新型操作时，将接箍1的任意一端先旋入第一管体2或者第二管体34上，旋入时应将接箍1的内螺纹与第一管体2或者第二管体34的外螺纹先旋入3～7扣，将内外螺纹对扣然后人力旋入，以人力旋合不动时为止，将已经手紧旋合在一起的接箍1和第一管体2或者第二管体34 用拧接机器进行进一步拧紧到过盈配合状态。

在拧紧过程中，锯齿形外螺纹4与锯齿形内螺纹3首先形成径向过盈配合状态，内螺纹螺纹主台肩19与外螺纹螺纹主台肩18开始接触，并产生轴向过盈配合，分担上扣扭矩，随着进一步拧紧，主台肩发生弹性变形，内螺纹副台肩21与外螺纹副台肩20开始接触，并产生轴向过盈配合，分担多余的扭矩。当达到一定扭矩后，接头处于旋合状态，接箍1上的内密封球面23与第一管体2或者第二管体34上的外密封锥面22发生径向过盈配合，在接触面上形成很高的接触压力，从而起密封作用。

本实用新型在接箍1内壁及第一管体2和第二管体34的端部设置了锯齿型螺纹，增加了接头的连接强度和抗弯曲性能；在管端和接箍中间增加了抗扭矩台肩及金属/金属密封结构，进一步提高了接头的抗扭矩性能和气密封性能；对管端进行缩口处理，增加了台肩的厚度，进一步提高了接头的抗扭能力。

本实用新型加工简单方便，使用范围广，安全可靠，能够承受更高的气体压力和扭转载荷而***漏或损坏，可以满足油田的使用要求。

以上仅是本实用新型的具体应用范例，对本实用新型的保护范围不构成任何限制。凡采用等同变换或者等效替换而形成的技术方案，均落在本实用新型权利保护范围之内。

Claims (9)

1.一种高抗扭气密封油套管螺纹接头，包括通过螺纹连接的接箍及第一管体、第二管体，接箍、第一管体、第二管体拥有共同的轴线，其特征在于：

接箍内壁的中间部位设置有环状的接箍内台肩柱面，接箍的两端加工有承载面角为负角的锯齿形内螺纹，锯齿形内螺纹的末端靠近接箍内台肩柱面处设置内螺纹台肩及密封组合结构，内螺纹台肩及密封组合结构包括内螺纹副台肩、内螺纹主台肩和内密封锥面，内密封锥面将内螺纹副台肩、内螺纹主台肩相连接；内密封锥面中部设置有内密封球面；

对应内螺纹台肩及密封组合结构处的第一管体和第二管体的端部经缩口处理，缩口处理后在第一管体和第二管体管端外壁加工形成有承载面角为负角的锯齿形外螺纹，锯齿形外螺纹末端靠近端面处设置外螺纹台肩及密封组合结构，外螺纹台肩及密封组合结构包括外螺纹主台肩、外螺纹副台肩和外密封锥面，外螺纹主台肩和外密封锥面之间通过过渡圆柱面连接。

2.根据权利要求1所述的一种高抗扭气密封油套管螺纹接头，其特征在于第一管体和第二管体上的外螺纹主台肩倾角与内螺纹主台肩倾角相同，外螺纹主台肩与内螺纹主台肩厚度的厚度相同，外螺纹副台肩倾角与内螺纹副台肩倾角相同，外螺纹副台肩与内螺纹副台肩的厚度相同。

3.根据权利要求1所述的一种高抗扭气密封油套管螺纹接头，其特征在于缩口后内径比正常管子减小1.5～2.5mm，缩口长度为15～20mm，缩口内壁与管体内壁的过渡角不大于7°。

4.根据权利要求1所述的一种高抗扭气密封油套管螺纹接头，其特征在于内密封球面的半径为45～55mm，内密封锥面锥度是1:10，内密封锥面被内密封球面分成两段；外密封锥面的锥度是1:10，通过过渡圆柱面与外螺纹主台肩相连。

5.根据权利要求1所述的一种高抗扭气密封油套管螺纹接头，其特征在于内密封球面与内密封锥面形成的内螺纹组合密封面总长度为10～12mm，外密封锥面与过渡圆柱面形成的外螺纹组合密封面总长度与内螺纹组合密封面总长度相同。

6.根据权利要求1所述的一种高抗扭气密封油套管螺纹接头，其特征在于锯齿形内螺纹和锯齿形外螺纹的螺纹承载面角的值为3°～5°，导向面角的值为10°～25°，且倾斜方向一致，使螺纹呈锯齿形。

7.根据权利要求1所述的一种高抗扭气密封油套管螺纹接头，其特征在于锯齿形内螺纹和锯齿形外螺纹的锥度为1：16，螺距为5.08mm，齿形槽宽为1.27～2.54mm，齿形牙宽比槽宽小0.03～0.05mm，齿形牙的两端设置有齿形圆弧，齿形圆弧半径为0.20～0.76mm，锯齿形内螺纹的锯齿形内螺纹齿高为1.22～1.78mm，锯齿形外螺纹的锯齿形外螺纹齿高比锯齿形内螺纹齿高小0.2～0.3mm。

8.根据权利要求1所述的一种高抗扭气密封油套管螺纹接头，其特征在于接箍内台肩柱面的长度范围是25.4～50.8mm。

9.根据权利要求1所述的一种高抗扭气密封油套管螺纹接头，其特征在于内螺纹主台肩的内螺纹主台肩倾角为5°～8°，内螺纹主台肩的厚度为3.0～3.5mm，内螺纹副台肩的内螺纹副台肩倾角为3°～5°，内螺纹副台肩的厚度为3.5～4.5mm。

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