用於油井管連接的特殊螺紋的製作方法

2023-09-18 06:05:30 3

用於油井管連接的特殊螺紋的製作方法
【專利摘要】本實用新型提供一種用於油井管連接的特殊螺紋，它包括內螺紋和外螺紋兩部分，所述內螺紋依次設置有內螺紋連接段、內螺紋主密封面、內螺紋副密封面、內螺紋扭矩臺肩；所述外螺紋依次設置有與內螺紋相對應的外螺紋連接段、外螺紋主密封面、外螺紋副密封面、外螺紋扭矩臺肩；所述外螺紋主密封面為光滑圓柱面，所述內螺紋主密封面為環形向內凸起的光滑曲面；所述外螺紋副密封面為截面直徑向端部方向逐漸變小的光滑圓錐面，所述內螺紋副密封面與所述外螺紋副密封面為錐角相同的光滑圓錐面。該特殊螺紋，在保證連接強度的前提下，改善油井管在使用的密封性能，使油井管在承受拉伸載荷條件下仍具有良好的密封性能。
【專利說明】用於油井管連接的特殊螺紋
所屬【技術領域】
[0001]本實用新型屬於油井設備【技術領域】，具體涉及一種用於油井管連接的特殊螺紋。【背景技術】
[0002]石油通常埋藏於地下，在開採石油時需要鑽孔架設油井，油井的管路是多根油套管通過螺紋結構連接而成。美國石油協會，簡稱API，頒布了完整的石油、天然氣生產設備的質量認證體系。隨著開採油氣井的地質條件和工程技術要求不斷提高，對油套管的密封性能和連接強度的要求也不斷提高。普通的API螺紋連接已不能滿足複雜的井況條件。
[0003]普通的油套管一般為API標準螺紋，API圓螺紋抗拉強度僅為管體抗拉強度的60%，偏梯形螺紋彌補了圓螺紋抗拉強度的弱的缺點，但是密封性能不足。目前多數特殊螺紋以API偏梯形螺紋為基礎，通過對其螺紋參數優化進一步提高其連接強度，在鼻端設計了專門的金屬/金屬接觸式密封結構，通過臺肩設計使上扣扭矩得以控制。這些特殊螺紋在承受較大的軸向拉伸載荷時，密封之間的過盈量會減小，從而密封性能下降。

【發明內容】

[0004]針對以上問題，本實用新型提供一種用於油井管連接的特殊螺紋，在保證連接強度的前提下，改善油井管使用時的密封性能，使油井管在承受拉伸載荷條件下仍具有良好的密封性能。
[0005]本實用新型解決其技術問題所採用的技術方案是:該用於油井管連接的特殊螺紋包括內螺紋和外螺紋兩部分，所述內螺紋依次設置有內螺紋連接段、內螺紋主密封面、內螺紋副密封面、內螺紋扭矩臺肩；所述外螺紋依次設置有與內螺紋相對應的外螺紋連接段、夕卜螺紋主密封面、外螺紋副密封面、外螺紋扭矩臺肩；所述外螺紋主密封面為光滑圓柱面，所述內螺紋主密封面為環形向內凸起的光滑曲面；所述外螺紋副密封面為截面直徑向端部方向逐漸變小的光滑圓錐面，所述內螺紋副密封面與所述外螺紋副密封面為錐角相同的光滑圓錐面。
[0006]作為優選，所述內螺紋扭矩臺肩為偏向內螺紋連接段方向的光滑圓錐面，所述外螺紋扭矩臺肩位於外螺紋端部，為光滑圓弧凸面。
[0007]本實用新型的有益效果在於:本用於油井管連接的特殊螺紋其在內螺紋主密封面與外螺紋主密封面之間通過環形曲面與圓柱面配合，在擰接時環形凸面部分與外螺紋的圓柱面產生過盈量，形成環狀密封，在較為複雜的工況條件下，所述內螺紋與外螺紋的主密封面與扭矩臺肩之間可增加一段副密封面，副密封面採用錐形密封，形成雙重密封；主密封面起到密封作用，副密封面在起到密封作用的同時可對主密封面進行保護，擰緊後隨著副密封面的過盈量的增加可降低主密封面的接觸應力，增強密封面的抗粘結性能，提高本用於油井管連接的特殊螺紋的擰扣次數。
【專利附圖】

【附圖說明】[0008]圖1是本油井管連接的特殊螺紋的結構示意圖。
[0009]圖2是本油井管連接的特殊螺紋中外螺紋端部與內螺紋密封部位的結構示意圖。【具體實施方式】
[0010]下面結合實施例對本實用新型進一步說明:
[0011]如圖1和圖2中實施例所示，本用於油井管連接的特殊螺紋包括內螺紋I和外螺紋2兩部分，所述內螺紋I依次設置有內螺紋連接段11、內螺紋主密封面12、內螺紋副密封面13、內螺紋扭矩臺肩14 ;所述外螺紋2依次設置有與內螺紋I相對應的外螺紋連接段21、外螺紋主密封面22、外螺紋副密封面23、外螺紋扭矩臺肩24 ;所述內螺紋連接段11與所述外螺紋連接段21為偏梯形螺紋牙型；所述外螺紋主密封面22為光滑圓柱面，所述內螺紋主密封面12為環形向內凸起的光滑曲面；所述外螺紋副密封面23為截面直徑向端部方向逐漸變小的光滑圓錐面，所述內螺紋副密封面13與所述外螺紋副密封面23為錐角相同的光滑圓錐面。
[0012]如圖1所示，所述內螺紋連接段11與所述外螺紋連接段21的導向面3可以在-3 °到+3°間進行調整，其導向面4角度可在10°到45°間進行調整，其牙型高度和螺距根據所加工的油井管的直徑進行調整。本用於油井管連接的特殊螺紋其在內螺紋主密封面12與外螺紋主密封面22之間通過環形曲面與圓柱面配合，在擰接時環形凸面部分與外螺紋的圓柱面產生過盈量，形成環狀密封，該密封在承受軸向拉伸載荷時，不會產生過盈量減小，從而不會降低主密封面的密封性能；曲面密封加工於內螺紋上，可避免在運輸時的碰傷。
[0013]在較為複雜的工況條件下，所述內螺紋I與外螺紋2的主密封面與扭矩臺肩之間可增加一段副密封面，副密封面採用錐形密封，形成雙重密封；主密封面起到密封作用，副密封面在起到密封作用的同時可對主密封面進行保護，擰緊後隨著副密封面的過盈量的增加可降低主密封面的接觸應力，增強密封面的抗粘結性能，即起到輔助密封的作用，又可在擰接後降低主密封面的接觸應力。提高該用於油井管連接的特殊螺紋的擰扣次數。
[0014]如圖1和圖2所示，所述內螺紋扭矩臺肩14為偏向內螺紋連接段11方向的光滑圓錐面，所述外螺紋扭矩臺肩24位於外螺紋2端部，為光滑圓弧凸面。扭矩臺肩，在內螺紋上為15°負角度斜面，可避免擰接時由於扭矩過大而使外螺紋2向內部變形。外螺紋扭矩臺肩24採用大圓弧設計，在擰接時可提高彈性變形的距離，在受到軸向拉伸載荷時，隨著彈性變形的恢復，仍可起到一定的密封作用。
【權利要求】
1.一種用於油井管連接的特殊螺紋，它包括內螺紋(I)、外螺紋(2);所述內螺紋(I)依次設置有內螺紋連接段(11)、內螺紋主密封面(12)、內螺紋副密封面(13)、內螺紋扭矩臺肩(14);所述外螺紋(2)依次設置有與內螺紋(I)相對應的外螺紋連接段(21)、外螺紋主密封面(22)、外螺紋副密封面(23)、外螺紋扭矩臺肩(24);所述外螺紋主密封面(22)為光滑圓柱面，所述內螺紋主密封面(12)為環形向內凸起的光滑曲面；所述外螺紋副密封面(23)為截面直徑向端部方向逐漸變小的光滑圓錐面，所述內螺紋副密封面(13)與所述外螺紋副密封面(23)為錐角相同的光滑圓錐面。
2.根據權利要求1所述的用於油井管連接的特殊螺紋，其特徵在於:所述內螺紋扭矩臺肩(14)為偏向內螺紋連接段(11)方向的光滑圓錐面，所述外螺紋扭矩臺肩(24)位於外螺紋(2)端部，為光滑圓弧凸面。
【文檔編號】E21B17/08GK203412523SQ201320442189
【公開日】2014年1月29日 申請日期:2013年7月24日 優先權日:2013年7月24日
【發明者】吳國慶, 劉玉學, 裘一成 申請人:蘇州寶新無縫鋼管有限公司