油套管特殊螺紋接頭的製作方法

2023-05-22 20:10:16

專利名稱：油套管特殊螺紋接頭的製作方法
技術領域：
本實用新型涉及一種油套管特殊螺紋接頭，屬於油套管螺紋連接技術領域。
背景技術：
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、連接強度低以及螺紋易粘扣等，限制了 API油套管的使用。國外相關技術有在接頭外螺紋前端增加徑向凸圓弧密封，內螺紋外增加圓錐密封面，配合後構成主密封部分，而且，外螺紋的平端面與內螺紋的直角臺肩過贏配合，構成副密封部分。這種接頭的密封性能良好，但其主密封和副密封部分均承受較大的拉伸載荷，使密封面的接觸壓力下降很快，無法保證足夠的接觸壓力。國內相關技術有主密封採用圓錐密封面對圓錐密封面的組合形式，其增加了密封配合面的長度，在一定程度上提高了密封性能。但是由於兩個主密封面都有錐度，不能改善其受拉伸載荷較大的問題，對兩個斜錐面過贏配合的加工和檢驗精度要求極高，使得加工成本過高。國內相關技術還有主密封採用圓柱密封面對圓柱密封面的組合形式，其兩個主密封面均為圓柱面，受拉伸載荷的影響很小，但接觸長度大，接觸壓力高，在主密封部位極易發生粘扣，損壞主密封面，破壞其優良的密封性能。國內相關技術還有採用圓柱密封面對凸圓弧密封面的組合形式，在接頭承受拉壓和彎曲等載荷作用下，主密封面的面壓受影響較小，密封性能優良。但密封柱面設在外螺紋端部，凸圓弧密封面設置在內螺紋上，雖然在一定程度上起到了保護凸圓弧密封面的作用，但主密封面加工精度和檢驗的要求高，使得凸圓弧密封面加工比較困難，檢驗不準。國內相關技術還有主密封採用柱面對凸圓弧面的形式，其柱面設置在內螺紋上，凸圓弧面設置在外螺紋端部，密封性能良好，加工和檢驗難度較低。但是，其副密封還是採用傳統的直角臺肩，受拉壓和彎曲等外部載荷的影響仍然很大，在連接強度與上扣性能上沒有任何的改善。
發明內容本實用新型的目的在於提供一種油套管特殊螺紋接頭，其具有密封性能優良、易加工檢驗且連接和上扣性能良好的特點。本實用新型的具體技術方案如下公接頭通過螺紋連接接箍，公接頭端部設有外螺紋，接箍兩端均設有內螺紋，螺紋錐度均為1:16。公接頭外螺紋前方設有一段柱面，柱面上設有一段外密封圓弧面；接箍內螺紋後方設有一段內密封筒面；外密封圓弧面與內密封筒面配合形成主密封面。公接頭設有內凹型的、具有15°反向角的反向端面，接箍設有臺肩面，反向端面和臺肩面配合形成副密封面。用於油管的油套管螺紋接頭採用改進偏梯形螺紋，用於套管的油套管螺紋接頭連接採用API標準偏梯形螺紋。本實用新型的有益效果如下主密封面由外密封圓弧面與內密封筒面配合形成，使接頭所受到的拉伸、壓縮和彎曲的載荷較小，因而密封性能優良。外密封圓弧面與內密封筒面的設計可使部件的加工和檢測更加方便容易。副密封面逆向臺肩的設計具有良好的密封效果和抗過扭矩上扣能力，可避免傷害螺紋，提高螺紋的抗粘扣能力和接頭的抗拉伸及抗彎曲能力。本接頭能降低螺紋的過贏量，緩解螺紋的集中應力，提高連接強度和抗應力腐蝕開裂的能力。油管的改進偏梯形螺紋設計能提高油管的連接強度，克服螺紋越細越難對扣的缺點，提高上扣性能，易於現場操作。套管接頭的API標準偏梯形螺紋使其既能保持廣泛的適用性，又能降低加工成本。接箍與管子的內徑相同可消除管內流體的紊流腐蝕，使測井工具順利入井。

圖1為油套管特殊螺紋接頭結構示意圖。圖2為圖1中I處的局部放大圖。圖3為外螺紋齒型示意圖。圖4為內螺紋齒型示意圖。
具體實施方式
參照圖1至4對本實用新型的實施例進一步說明油套管特殊螺紋接頭包括公接頭1、接箍2、柱面3、外螺紋4、內螺紋5、外密封圓弧面6、內密封筒面7、主密封面8、反向端面9、臺肩面10和副密封面11。本實用新型用於油管的實施例公接頭I通過螺紋連接接箍2，公接頭I端部設有改進偏梯形的外螺紋4，接箍2兩端均設有改進偏梯形的內螺紋5，螺紋錐度均為1:16。公接頭I外螺紋4前方設有一段圓形的柱面3，柱面3上設有一段外密封圓弧面6 ;接箍2內螺紋5後方設有一段圓形的內密封筒面7 ;外密封圓弧面6與內密封筒面7過盈配合形成主密封面8。公接頭I設有內凹型的、具有15°反向角A的反向端面9，接箍2設有臺肩面10，反向端面9和臺肩面10過盈配合形成副密封面11。本實施例油管I管徑73. 03mm，接箍2外徑82. 3mm。外螺紋4和內螺紋5螺距為每英寸8牙。外螺紋4齒高hi為1.1mm,尺寬bl為1. 59mm,齒頂平行於油管I軸線。內螺紋5齒高h2為1. 15mm、尺寬b2為1.57mm。外密封圓弧面6的圓弧曲率半徑為18mm。公接頭I與接箍2連接後，螺紋過贏量為API偏梯形螺紋名義過贏量的5/8。主密封面8過贏量為O. 09 O. 15毫米，副密封面11過贏量為O. 02mm。本實用新型用於套管的實施例公接頭I管徑139. 7mm,接箍2外徑153. 7mm。外螺紋4和內螺紋5的牙型均為API標準偏梯形螺紋。公接頭I與接箍2連接後，螺紋過贏量為API標準偏梯形螺紋名義過贏量的1/2。主密封面8過贏量為O. 08 O. 16mm，副密封面11過贏量為O. 04mm。
權利要求1.一種油套管特殊螺紋接頭，其特徵在於 公接頭(I)通過螺紋連接接箍(2)，公接頭(I)端部設有外螺紋(4)，接箍(2)兩端均設有內螺紋(5)，螺紋錐度均為1:16 ;公接頭(I)外螺紋(4)前方設有一段柱面(3)，柱面(3)上設有一段外密封圓弧面(6);接箍⑵內螺紋(5)後方設有一段內密封筒面(7);夕卜密封圓弧面(6)與內密封筒面(7)配合形成主密封面(8);公接頭(I)設有內凹型的、具有15°反向角(A)的反向端面(9)，接箍(2)設有臺肩面(10)，反向端面(9)和臺肩面(10)配合形成副密封面(11);用於油管的油套管螺紋接頭採用改進偏梯形螺紋，用於套管的油套管螺紋接頭採用API標準偏梯形螺紋。
2.如權利要求1所述的油套管特殊螺紋接頭，其特徵在於 油管管徑73. 03mm，接箍(2)外徑82. 3mm ;外螺紋(4)和內螺紋(5)螺距為每英寸8牙；外螺紋(4)齒高(hi)為1.1mm,尺寬(bl)為1. 59mm,齒頂平行於油管軸線；內螺紋(5)齒高(h2)為1. 15mm、尺寬(b2)為1. 57mm ;外密封圓弧面(6)的圓弧曲率半徑為18mm ;公接頭(I)與接箍(2)連接後，螺紋過贏量為API偏梯形螺紋名義過贏量的5/8 ;主密封面(8)過贏量為O. 09 O. 15毫米,副密封面(11)過贏量為O. 02mm。
3.如權利要求1所述的油套管特殊螺紋接頭，其特徵在於 套管管徑139. 7mm，接箍(2)外徑153. 7mm ;公接頭(I)與接箍(2)連接後，螺紋過贏量為AP I標準偏梯形螺紋名義過贏量的1/2 ;主密封面(8)過贏量為O. 08 O. 16mm,副密封面(11)過贏量為O. 04mmO
專利摘要本實用新型公開了一種油套管特殊螺紋接頭，是為提高接頭密封性能、方便加工檢驗且提高連接和上扣性能而設計的，即公接頭與接箍通過錐度為116的螺紋連接；公接頭外螺紋前方設有外密封圓弧面，接箍內螺紋後方設有內密封筒面，外密封圓弧面與內密封筒面配合形成主密封面；公接頭設有內凹型的反向端面，接箍設有臺肩面，兩端面配合形成副密封面；油管連接採用改進偏梯形螺紋，套管連接採用AP I標準偏梯形螺紋。本實用新型密封性能優良，加工和檢測更加方便容易，抗過扭矩上扣、抗粘扣、抗拉伸及抗彎曲的能力強，能緩解螺紋的應力集中現象，提高連接強度和抗應力腐蝕開裂的能力。
文檔編號E21B17/08GK202900068SQ20122059339
公開日2013年4月24日 申請日期2012年11月12日 優先權日2012年11月12日
發明者郝龍, 王樹龍, 喻開安 申請人:中國石油天然氣集團公司, 中國石油集團渤海石油裝備製造有限公司