專利名稱：圓環(huán)對圓錐密封管道連接結(jié)構(gòu)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實用新型涉及管道密封連接結(jié)構(gòu)，特別是一種石油套管和油管的圓 環(huán)對圓錐密封管道連接結(jié)構(gòu)。
背景技術(shù)：
隨著石油工業(yè)的迅速發(fā)展與市場競爭的要求，尤其是氣井的開采，對
石油管材的要求也越來越高，通用的API (美國石油學(xué)會)標(biāo)準(zhǔn)系列的套管 采用的連接方式，是由螺紋在承擔(dān)連接功能的同時承擔(dān)密封功能的。由于 螺紋結(jié)構(gòu)的局限，在使用于較高壓力的氣井時，會因為難以承受其壓力而 發(fā)生泄露。隨著油氣井開采難度的加大，其連接結(jié)構(gòu)已不能滿足開采油氣 井的要求，而需要一種能夠承受更高壓力而不發(fā)生泄露的石油套管和油管 連接結(jié)構(gòu)。 發(fā)明內(nèi)容
為解決上述技術(shù)中存在的問題，本實用新型的目的是提供一種用于石 油、天然氣井套管和油管的具有氣密封性能的圓環(huán)對圓錐密封管道連接結(jié) 構(gòu)。
為實現(xiàn)上述目的，本實用新型采用的技術(shù)方案是提供一種圓環(huán)對圓錐 密封管道連接結(jié)構(gòu)，該結(jié)構(gòu)是接箍的內(nèi)螺紋與管子公端的外螺紋旋合擰接， 其中所述接箍靠近中間部位的內(nèi)螺紋前方設(shè)有內(nèi)密封錐面，在內(nèi)密封錐 面的前面設(shè)有內(nèi)扭距臺肩；所述管子公端外螺紋的小端前方設(shè)有圓環(huán)曲面 形成的外密封面，在外密封面前面設(shè)有外扭距臺肩；接箍的內(nèi)密封面及內(nèi) 扭距臺肩分別與管子公端的外密封面和外扭距臺肩相接觸旋合擰接。
接箍和管子公端是由偏梯形螺紋連接，螺紋的螺距為2.5—5毫米；螺紋的導(dǎo)入面角度為8至11度，螺紋的承載面角度為0至5度。
管子公端的外密封面是由一段外圓柱面連接一段圓環(huán)曲面構(gòu)成，圓環(huán)
曲面半徑為110 150毫米。
接箍的內(nèi)密封面是錐度為1/10~1/5的內(nèi)截圓錐形。 本實用新型具有如下特點和優(yōu)異之處
其一是接箍的內(nèi)密封錐面和管子公端的外密封圓環(huán)面的配合，在密封 面的整個有裝配配合的區(qū)域內(nèi)，其過盈量呈由松到緊再由緊到松的狀況， 避免了在采用錐面對錐面的密封形式時，由于內(nèi)密封面和外密封面在加工 過程中難以實現(xiàn)完全相同的錐度，而造成的配合過盈位置靠前或靠后的弊 病，使得密封性能更加可靠。
其二是螺紋采用國際單位制(SI)設(shè)計，符合通用的加工和檢測規(guī)范和 慣例，從而便于加工和裝配的實施。
其三是螺紋的0至5度承載面角度增大了管子的連接強度。


圖1為本實用新型的螺紋連結(jié)結(jié)構(gòu)示意圖2為接箍半剖面示意圖3為管子公端半剖面示意圖4為螺紋扣形圖5為密封面的過盈量示意圖。
圖中
I、 接箍 2、管子公端 3、偏梯形螺紋扣形 4、內(nèi)密封錐面 5、內(nèi)扭矩臺肩 6、外密封面
7、外扭矩臺肩 8、接箍內(nèi)的螺紋空刀槽 9、螺紋的螺距 10、螺紋的齒高
II、 螺紋的導(dǎo)入面12、螺紋的承載面
13、密封面配合的過盈量14、圓環(huán)曲面半徑
具體實施方式
結(jié)合附圖及實施例對本實用新型的圓環(huán)對圓錐密封管道連接結(jié)構(gòu)加以 說明。
用于石油及天然氣礦藏的勘探或開采使用的套管和油管，以及任何可 能遇到的相同問題如地?zé)?、化工等行業(yè)的管子的連接均需要密封連接。本 實用新型的圓環(huán)對圓錐密封管道連接結(jié)構(gòu)是用接箍端錐形密封面與管子公 端的圓環(huán)曲面形密封面，和扭矩臺肩來實現(xiàn)連接的密封性，并由非API系 列的偏梯形螺紋實現(xiàn)螺紋連接。
本實用新型的圓環(huán)對圓錐密封管道連接結(jié)構(gòu)是通過下述技術(shù)方案來實 現(xiàn)的
本實用新型是一種金屬管子的連接，該結(jié)構(gòu)是接箍1的內(nèi)螺紋與管子公 端2的外螺紋旋合擰接，所述接箍1靠近中間部位的內(nèi)螺紋前方設(shè)有內(nèi)密 封錐面4，在內(nèi)密封錐面4的前面設(shè)有內(nèi)扭距臺肩5;所述管子公端2外螺 紋的小端前方設(shè)有圓環(huán)曲面形成的外密封面6，在外密封面6前面設(shè)有外扭 距臺肩7;接箍1的內(nèi)密封面4及內(nèi)扭距臺肩5分別與管子公端的外密封面 6和外扭距臺肩7相接觸旋合擰接。
接箍1和管子公端2是由偏梯形螺紋扣形3連接，螺紋的螺距為2.5—5 毫米；螺紋的導(dǎo)入面角度為8至11度，螺紋的承載面角度為至度。
管子公端2的外密封面6是由一段外圓柱面連接一段圓環(huán)曲面構(gòu)成， 該圓環(huán)曲面半徑14為110 150毫米。
接箍1的內(nèi)密封面是錐度為1/10-1/5 的內(nèi)截圓錐形。
如圖1所示，圓環(huán)對圓錐密封管道連接結(jié)構(gòu)由一個兩端帶有偏梯形牙 形內(nèi)螺紋和靠近中部有圓錐形密封面以及扭距臺肩的接箍1，和在兩端帶有 偏梯形牙形外螺紋和圓環(huán)形曲面密封面以及扭矩臺肩的管子公端2組成的。
這種旋合擰接結(jié)構(gòu)區(qū)別于己有方式的任何一種螺紋連接的各組成部分 的設(shè)計特點，接箍1設(shè)計為l.接箍1兩端帶有錐形螺紋，螺紋的牙形采用 非API系列的偏梯形；2.接箍1靠近中間一段為沒有螺紋的內(nèi)圓柱面；3. 緊靠內(nèi)圓柱面的兩側(cè)，是內(nèi)密封錐面4，錐度為1/10-1/5的圓錐形內(nèi)密封錐 面4與內(nèi)扭距臺肩5之間由圓弧連接。5.螺紋與內(nèi)密封錐面之間有一內(nèi)圓柱 面的退刀槽，如圖2所示。
管子公端2的設(shè)計為l.采用非API系列偏梯形螺紋的牙形，螺紋的 螺距為5毫米、4毫米或2.5毫米；2.在螺紋的前面是由一段外圓柱面連接 一段圓環(huán)曲面組成的外密封面6，圓環(huán)基面半徑為110 150毫米；3.在最 前端是一呈內(nèi)圓錐面的，與管子端面的角度為0度至18度的外扭距臺肩7， 如圖3所示。
本實用新型的螺紋設(shè)計為螺紋的螺距通常為5毫米、4毫米或2.5毫 米，齒高為1.58毫米、1.46毫米和1.2毫米，螺紋呈偏梯形，其承載面為2 度，其導(dǎo)入面為10度，如圖4所示。
接箍l的內(nèi)密封錐面4和管子公端2的外密封圓環(huán)面6的配合，是由 設(shè)計確定的加工公差所控制的過盈配合，可以保證內(nèi)密封錐面4和外密封 錐面6之間的過盈量能夠滿足氣體密封的要求。密封面在偏梯形螺紋機緊 的狀態(tài)下，產(chǎn)生的被控制在彈性變形范圍以內(nèi)的徑向和軸向變形，形成對 管路所輸送介質(zhì)的密封效果。在密封面的整個有裝配配合的區(qū)域內(nèi)，其過 盈量呈由松到緊再由緊到松的狀況(如圖5所示)。從而避免了在采用錐 面對錐面的密封形式時，由于內(nèi)密封錐面4和外密封面6在加工過程中難 以實現(xiàn)完全相同的錐度，而造成的配合過盈位置靠前或靠后的弊病，而過 盈位置的偏移是造成密封面因粘連而失效的主要原因。內(nèi)扭距臺肩5和外 扭距臺肩7提供了螺紋連接和密封配合的精確定位，同時增強了密封性能。
本實用新型的螺紋部分，使用的是偏梯扣型，當(dāng)管體的壁厚在一定的范
圍時，該氣密封螺紋連接的連接強度高于管體的屈服強度。本實用新型有 三種規(guī)格的螺紋，分別采用如下參數(shù)
第一種承載側(cè)面的角度為0至5° 、導(dǎo)入側(cè)面的角度為8至11 、螺紋的螺距為5mm、螺紋在螺紋中徑線上的厚度為2.5mm、螺紋的高度為 1.58mm、螺紋的錐度為0.0625。
第二種承載側(cè)面的角度為0至5。、導(dǎo)入側(cè)面的角度為8至11 、 螺紋的螺距為4mm、螺紋在螺紋中徑線上的厚度為2mm、螺紋的高度為 1.46mm、螺紋的錐度為0.0625。
第三種承載側(cè)面的角度為o至5。、導(dǎo)入側(cè)面的角度為8至11 、螺紋的螺距為2.5mm、螺紋在螺紋中徑線上的厚度為1.25mm、螺紋的高度 為1.2mm、螺紋的錐度為0.0625。
權(quán)利要求1、一種圓環(huán)對圓錐密封管道連接結(jié)構(gòu)，該結(jié)構(gòu)是接箍(1)的內(nèi)螺紋與管子公端(2)的外螺紋旋合擰接，其特征是所述接箍(1)靠近中間部位的內(nèi)螺紋前方設(shè)有內(nèi)密封錐面(4)，在內(nèi)密封錐面(4)的前面設(shè)有內(nèi)扭距臺肩(5)；所述管子公端(2)外螺紋的小端前方設(shè)有圓環(huán)曲面形成的外密封面(6)，在外密封面(6)前面設(shè)有外扭距臺肩(7)；接箍(1)的內(nèi)密封面(4)及內(nèi)扭距臺肩(5)分別與管子公端的外密封面(6)和外扭距臺肩(7)相接觸旋合擰接。
2、 根據(jù)權(quán)利要求l所述的圓環(huán)對圓錐密封管道連接結(jié)構(gòu)，其特征是 接箍(1)和管子公端(2)是由偏梯形螺紋連接，螺紋的螺距為2.5—5毫 米；螺紋的導(dǎo)入面角度為8至11度，螺紋的承載面角度為0至5度。
3、 根據(jù)權(quán)利要求1所述的圓環(huán)對圓錐密封管道連接結(jié)構(gòu)，其特征是-管子公端(2)的外密封面(6)是由一段外圓柱面連接一段圓環(huán)曲面構(gòu)成， 該圓環(huán)曲面半徑(14)為110 150毫米。
4、根據(jù)權(quán)利要求1所述的圓環(huán)對圓錐密封管道連接結(jié)構(gòu)，其特征是接 箍(1)的內(nèi)密封面是錐度為1/10 1/5的內(nèi)截圓錐形。
專利摘要本實用新型提供一種圓環(huán)對圓錐密封管道連接結(jié)構(gòu)，該結(jié)構(gòu)是接箍的內(nèi)螺紋與管子公端的外螺紋旋合擰接，接箍靠近中間部位的內(nèi)螺紋前方設(shè)有內(nèi)密封錐面，在內(nèi)密封錐面的前面設(shè)有內(nèi)扭距臺肩；管子公端外螺紋的小端前方設(shè)有圓環(huán)曲面形成的外密封面，在外密封面前面設(shè)有外扭距臺肩；接箍的內(nèi)密封面及內(nèi)扭距臺肩分別與管子公端的外密封面和外扭距臺肩相接觸旋合擰接。有益效果是接箍的內(nèi)密封錐面和管子公端的外密封圓環(huán)面配合在密封面的整個有裝配配合的區(qū)域內(nèi)，其過盈量由松到緊再由緊到松，避免了在錐面對錐面的密封時造成配合過盈位置靠前或靠后的弊病，使密封性能更可靠。螺紋采用通用加工和檢測規(guī)范和慣例的國際單位制設(shè)計，便于加工和裝配。
文檔編號E21B17/02GK201074482SQ20072009862
公開日2008年6月18日 申請日期2007年9月24日 優(yōu)先權(quán)日2007年9月24日
發(fā)明者張志強, 齊偉靜 申請人:天津明海石油管材有限公司