一種氣密封螺紋接頭的螺紋結構的製作方法

2023-05-07 15:39:16 1

專利名稱：一種氣密封螺紋接頭的螺紋結構的製作方法
技術領域：
本發明涉及一種用於石油鑽採中的油管或套管連接接頭的螺紋結構。
背景技術：
油管和套管是石油鑽採過程中要求高、用量大的深度機械加工產品。在實際的使用中，是採用螺紋將單根油管或套管連接成為長達數千米，並且能夠承受數百大氣壓的長管柱，相當於一個管狀高壓容器。其中，螺紋連接的技術性能是能否保證鑽採過程安全可靠的關鍵。在我國常規使用的是API標準的圓螺紋和偏梯形螺紋接頭，但這種接頭的最大缺點是連接強度低、氣密封性能差。隨著油、氣井鑽井環境的日益苛刻和油氣開採技術的迅速發展，普通的API標準接頭已不能滿足現有的工程技術要求。

發明內容
本發明的目的是提供一種提高螺紋連接接頭連接強度高的螺紋結構。為了達到上述目的，本發明的技術方案是提供了一種氣密封螺紋接頭的螺紋結構，包括螺紋齒，螺紋齒的兩側分別為導向面與負角度承載面，其特徵在於所述負角度承載面的角度為-3° -5°。優選地，所述導向面與所述螺紋齒的齒頂之間通過圓弧倒角過渡，該圓弧倒角的倒角半徑R小於0. 5mmο優選地，所述導向面與所述螺紋齒軸線垂線的夾角為10°。優選地，所述螺紋齒的齒高為0. 98 1. 02mm,其齒厚為2. Imm 2. 15mm。優選地，所述螺紋齒的錐度為1.788°。優選地，所述螺距為4. 233mm。本發明的優點是1、接頭連接強度高，可以與管體等強度匹配，甚至有的高於管體，適用於深井、超深井；
2、抗彎能力強，適用於斜井、大位移井和水平井；
3、上扣容易，可快速上扣且不易錯扣，適用於沙漠、海洋上等惡劣環境下的鑽井作業；
4、抗粘扣性能好，可以反覆上卸扣而不損傷螺紋；
5、抗過扭矩能力強。


圖1為本發明提供的一種氣密封螺紋接頭的螺紋結構的剖面局部示意圖。
具體實施例方式為使本發明更明顯易懂，茲以一優選實施例，並配合附圖作詳細說明如下。本發明提供的一種氣密封螺紋接頭的螺紋結構可以用在油管或套管上，如圖1 所示，包括螺紋齒，螺紋齒的兩側分別為導向面與負角度承載面，負角度承載面的角度1為 _3° _5° ο螺紋齒形中承載面的角度極為重要，它關係到螺紋整體連接的可靠性。在過載扭矩的作用下能否有效地嚙合不脫扣，在較大彎曲載荷的作用下不脫扣等狀況，都直接關係到螺紋齒形承載面的角度。本發明的螺紋齒形，其承載面與螺紋軸線垂線的角度1 為-3° -5°，能有效地提高螺紋連接頭的抗過載扭矩的能力，並且能使螺紋在多次使用時不脫扣，在大扭矩的作用下，螺紋承載面會產生斜向的規則接觸力，極大地降低了脫扣的風險，在大彎曲狀態下，鉤狀的嚙合又保證了螺紋連接不易脫扣和連接的穩定性，這樣就使螺紋連接頭的機械性能與管體相同。導向面與所述螺紋齒的齒頂之間通過圓弧倒角2過渡，該圓弧倒角2的倒角半徑 R小於0. 5_。螺紋導向面的齒頂圓弧倒角2其作用是螺紋旋入時的引倒角，圓弧倒角2的大小， 影響著螺紋連接時旋入時對扣是否方便，大的圓弧倒角2角度，在現場使用時螺紋旋入對扣方便，操作簡單，極大縮短了操作的時間，但是過大的圓弧倒角2又會引起螺紋連接強度的降低，特別是在管內壓力突然增大，同時管在大彎曲狀態時極易脫扣，而脫扣的部位一般都發生在井的深部，這樣引起的損失就很大。本發明的圓弧倒角2的倒角半徑R控制在小於0. 5mm，這個圓弧的角度，通過實際使用，所得到的技術數據表明，該圓弧角度能夠既保證上扣的容易，又保證在大彎曲狀態下管內壓力突然增高時不會脫扣，使螺紋連接頭的可靠性得到了很大的保證。導向面與螺紋齒軸線垂線的夾角3為10°。導向面的作用是螺紋在旋入過程中起到導向的作用，導向面與螺紋軸線垂線的夾角的大小直接影響旋入是否方便與是否會在旋入過程中發生脫扣等情況，如果該夾角過大，會影響螺紋連接頭的連接強度，降低螺紋連接頭的輔助氣密封性能。本發明的導向面與螺紋齒軸線垂線的夾角3為10°，經實際使用檢測說明，該角度的採用即能保證螺紋旋入的平穩性，又不易發生脫扣，同時還能起到輔助氣密封的作用，這個角度的採用，確保了螺紋連接頭的使用可靠性。螺紋齒的齒高H為0. 98 1. 02mm，其齒厚T為2. Imm 2. 15mm。特殊螺紋的設計中，齒高是一個關鍵的數據，合理的齒高對螺紋整體的強度有著極為重要的影響，本發明的螺紋齒高H為0. 98 1. 02mm，這樣的齒高能夠保證螺紋整體的強度達到最佳值，齒厚T為2. IOmm 2. 15mm。螺紋齒的錐度Q為1. 788°。螺紋齒的螺距L為4. 233mm。
權利要求
1.一種氣密封螺紋接頭的螺紋結構，包括螺紋齒，螺紋齒的兩側分別為導向面與負角度承載面，其特徵在於所述負角度承載面的角度(1)為-3° -5°。
2.如權利要求1所述的一種氣密封螺紋接頭的螺紋結構，其特徵在於所述導向面與所述螺紋齒的齒頂之間通過圓弧倒角(2)過渡，該圓弧倒角(2)的倒角半徑R小於0. 5mm。
3.如權利要求1所述的一種氣密封螺紋接頭的螺紋結構，其特徵在於所述導向面與所述螺紋齒軸線垂線的夾角(3)為10°。
4.如權利要求1所述的一種氣密封螺紋接頭的螺紋結構，其特徵在於所述螺紋齒的齒高(H)為 0. 98 1. 02mm，其齒厚(T)為 2. Imm 2. 15mm。
5.如權利要求1所述的一種氣密封螺紋接頭的螺紋結構，其特徵在於所述螺紋齒的錐度(Q)為 1.788°。
6.如權利要求1所述的一種氣密封螺紋接頭的螺紋結構，其特徵在於所述螺紋齒的螺距(L)為 4. 233mm。
全文摘要
本發明提供了一種氣密封螺紋接頭的螺紋結構，包括螺紋齒，螺紋齒的兩側分別為導向面與負角度承載面，其特徵在於所述負角度承載面的角度為-3°～-5°。本發明的優點是1、接頭連接強度高，可以與管體等強度匹配，甚至有的高於管體，適用於深井、超深井；2、抗彎能力強，適用於斜井、大位移井和水平井；3、上扣容易，可快速上扣且不易錯扣，適用於沙漠、海洋上等惡劣環境下的鑽井作業；4、抗粘扣性能好，可以反覆上卸扣而不損傷螺紋；5、抗過扭矩能力強。
文檔編號F16L15/06GK102278077SQ20111020519
公開日2011年12月14日 申請日期2011年7月21日 優先權日2011年7月21日
發明者夏慶華 申請人:大慶福斯特科技開發有限公司