一種金屬彈性雙重氣密封特殊扣油管的製作方法

2023-06-09 10:46:46

本實用新型屬於石油開採鑽井設備技術領域，涉及鑽井設備的油管螺紋連接技術，特別涉及一種金屬彈性雙重氣密封特殊扣油管。

背景技術：

隨著社會經濟的發展和科學技術的進步，人們對石油能源的依賴性越來越強。這促使了地下深層油氣資源的開發利用，油套管是油氣鑽採過程中不可或缺的專用管材，其質量好壞直接影響到鑽採作業的成敗和油氣井的壽命。而螺紋接頭同油套管柱一起在油氣井中長期承受拉伸、壓縮、彎曲、內壓、外壓及溫度等產生的複合應力的考驗，油套管中最薄弱的部分就是螺紋連接處，螺紋質量的好壞，直接影響油氣井的壽命。經調查，國外油套管失效事故約64％發生在螺紋連接處，國內則高達86％。

API標準的油套管螺紋接頭是我國最常用的油套管接頭，也是我國各油套管生產廠的主導產品，這種產品技術成熟，易於加工。可是，該油套管接頭在結構上仍存在一些固有的缺陷，如密封不可靠、抗扭性低以及螺紋易粘扣等，限制了API油套管的使用。

在石油工業的發展過程中，隨著油井氣鑽採作業向更大井深、更高壓力和溫度、更苛刻工況條件的方向發展以及石油鑽採工藝技術自身的進步，石油專用管常用的API標準螺紋接頭已難以滿足油田的開發要求。雖然API圓螺紋有比較優良的密封性能，但其螺紋部分的連接強度卻只相當於管體部分的60％～80％，而API偏梯形螺紋儘管螺紋部分連接強度較高，但密封性能不理想。所以，世界各大石油專用管制造廠都致力於開發連接強度和密封性能更優越的特殊螺紋油井管。

隨著世界對化石能源需求的急劇攀升和石油可開採量的逐年減小，當前石油開採領域正向深井、超深井、高壓油氣井、稠油熱採井、定向井等的開採方向逐步發展，由此對石油管和管間的密封提出了越來越苛刻的技術要求。以往大量使用的API(美國石油學會)標準圓螺紋和偏梯形螺紋接頭在氣密封性、連接強度和抗扭性方面都不能夠滿足開採環境條件惡劣的油氣井的需求。迫使人們去研究開發性能更加可靠的特殊螺紋油管。

技術實現要素：

本實用新型的目的是提供一種金屬彈性雙重氣密封特殊扣油管，改進螺紋和連接處的結構，提高密封性和抗扭性能，使其更加適應環境條件惡劣的油氣井況。

為實現本實用新型的目的，本實用新型提供了一種金屬彈性雙重氣密封特殊扣油管，其特徵在於，所述油管管體1一端設置外螺紋2,另一端設置焊接坡口，所述油管管體1上設置有外螺紋2一端，還設有管體球型密封面3，所述管體球型密封面3與管體端扭矩臺肩5的尖點距離L1＝29.00mm-29.10mm,所述管體球型密封面3與和其相配合使用的接箍球型密封面9相配合使用，所述接箍球型密封面9與接箍端扭矩臺肩10的尖點距離L2＝28.90mm-29.00mm,且L1-L2≤0.05mm。

其中，所述管體球型密封面的圓弧r＝11.50mm-12.00mm,所述接箍球型密封面圓弧R＝12.00mm-12.50mm,且R-r≥0.20mm。

其中，管體球型密封面與接箍球型密封面配合為彈性圓弧式金屬過盈配合，且過盈量＝0.02-0.20mm。

與現有技術相比，本實用新型的有益效果為，與現有技術單純錐面密封相比球面密封可以更大角度範圍內實現彈性密封，球面密封結構可以在軸向、徑向多方向上抵消外來扭矩，能很好地起到抗過載扭矩作用，同時簡易的結構也於在產業上推廣和應用。

附圖說明

圖1是本實用新型的結構示意圖。

圖2是本實用新型管體外螺紋端的結構示意圖。

圖3是本實用新型接箍內螺紋端的結構示意圖。

圖4是本實用新型螺紋結構的放大示意圖。

圖中，1-油管管體，2-外螺紋，3-管體球型密封面，4-管體錐面密封面，5-管體端扭矩臺肩，6-接箍，7-內螺紋，8-接箍應力釋放槽，9-接箍球型密封面，10-接箍錐面密封面，11-接箍端扭矩臺肩，Q-承載面角，D-導向面角,C-內鏜孔錐角，P-螺距,G-螺紋牙高，管體球型密封面圓弧r，接箍球型密封面圓弧R。

具體實施方式

以下結合附圖和具體實施例對本實用新型作進一步詳細說明。應當理解，此處所描述的具體實施例僅僅用以解釋本實用新型，並不用於限定本實用新型。

應當說明的是，本申請中所述的「連接」和用於表達「連接」的詞語，如「相連接」、「相連」等，既包括某一部件與另一部件直接連接，也包括某一部件通過其他部件與另一部件相連接。

需要注意的是，這裡所使用的術語僅是為了描述具體實施方式，而非意圖限制根據本申請的示例性實施方式。如在這裡所使用的，除非上下文另外明確指出，否則單數形式也意圖包括複數形式，此外，還應當理解的是，當在本說明書中使用屬於「包含」和/或「包括」時，其指明存在特徵、步驟、操作、部件或者模塊、組件和/或它們的組合。

需要說明的是，在不衝突的情況下，本申請中的實施例及實施例中的特徵可以相互組合。

如圖1-圖4所示，本申請提供了一種金屬彈性雙重氣密封特殊扣油管，所述油管管體1一端設置外螺紋2,另一端設置焊接坡口，所述油管管體1上設置有外螺紋2一端，還設有管體球型密封面3，所述管體球型密封面3與管體端扭矩臺肩5的尖點距離L1＝29.00mm-29.10mm,所述管體球型密封面3與和其相配合使用的接箍球型密封面9相配合使用，所述接箍球型密封面9與接箍端扭矩臺肩10的尖點距離L2＝28.90mm-29.00mm,且L1-L2≤0.05mm。

其中，所述管體球型密封面3的圓弧r＝11.50mm-12.00mm,所述接箍球型密封面9圓弧R＝12.00mm-12.50mm,且R-r≥0.20mm。

其中，管體球型密封面3與接箍球型密封面9配合為彈性圓弧式金屬過盈配合，且過盈量＝0.02-0.20mm。

另外上述的結構，可以與描述結構相結合應用，可以起到事半功倍的效果。

所述油管管體1上管體球型密封面3外側設有管體端扭矩臺肩5；接箍6上設有的接箍內螺紋7內側依次設有接箍應力釋放槽8、接箍球型密封面9、接箍錐面密封面10、接箍端扭矩臺肩11。

本申請中，外螺紋2和內螺紋6採用新型偏梯形圓錐螺紋，其螺距P設定為6-8牙/in，螺紋牙頂平行於管材母線；

本申請中，所述偏梯形圓錐螺紋的承載面角(Q)設定與垂直面的順時針方向角度為3°～3.5°之間，導向面角(D)設定在10°-12°之間，內鏜孔錐角(C)設定在5°-10°之間,螺紋齒高G為1.7mm～1.8mm；

本申請中，油管管體1標稱外徑60.32mm～73.03mm。

以上所述僅是本實用新型的優選實施方式，應當指出的是，對於本技術領域的普通技術人員來說，在不脫離本實用新型原理的前提下，還可以做出若干改進和潤飾，這些改進和潤飾也應視為本實用新型的保護範圍。