專(zhuān)利名稱(chēng)：一種油套管連接頭的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型涉及油套管技術(shù)領(lǐng)域，尤其是一種油套管連接頭。
背景技術(shù)：
隨著我國(guó)油氣田勘探開(kāi)發(fā)的不斷發(fā)展，深井、超深井、高壓油氣井、熱采
井、定向井、含C02或H2S等腐蝕介質(zhì)井已大量出現(xiàn)，這些油氣井對(duì)連接接頭 的氣密封性、連接強(qiáng)度和耐腐蝕性等均提出了更高的要求， 一般的連接接頭通 常采用傳統(tǒng)的API螺紋結(jié)構(gòu)，其已經(jīng)不能滿(mǎn)足這些油氣井開(kāi)采技術(shù)、安全等方 面的要求。傳統(tǒng)的API油套管連接螺紋主要有圓螺紋和梯形螺紋兩種結(jié)構(gòu)形式， 其連接后的密封是由內(nèi)外螺紋嚙合的緊密程度決定的，由于螺紋牙型結(jié)構(gòu)的設(shè) 計(jì)及加工誤差原因，嚙合的螺紋間總存在一定的間隙，圓螺紋主要是在內(nèi)外螺 紋牙頂和牙底之間存在月牙型螺旋通道，梯形螺紋主要是在導(dǎo)向面之間存在縫 型間隙螺旋通道。由于泄漏通道的存在，從本質(zhì)上講，這種螺紋結(jié)構(gòu)是不具備 密封能力的，其密封性能主要依靠上扣造成的螺紋變形、使用螺紋表面鍍層金 屬及使用螺紋密封脂中的固體物質(zhì)填充縫隙或螺旋通道來(lái)獲得，所以這種密封 受上緊力矩、填充物質(zhì)量、溫度變化以及井下作業(yè)中震動(dòng)的影響而變化，故密 封效果不理想、不可靠，在對(duì)螺紋密封要求高的環(huán)境中無(wú)法正常使用。目前國(guó) 內(nèi)油田使用的普通API接頭油套管已基本國(guó)產(chǎn)化，但特殊螺紋接頭油套管不論 在產(chǎn)量上、品種上還是質(zhì)量上，都遠(yuǎn)遠(yuǎn)不能滿(mǎn)足油田的需要，基本上依賴(lài)進(jìn)口。
實(shí)用新型內(nèi)容
本實(shí)用新型要解決的技術(shù)問(wèn)題是克服現(xiàn)有技術(shù)之不足，提供一種油套管 連接頭，其具有的特殊連接螺紋結(jié)構(gòu)，可使油套管具有更高的連接強(qiáng)度和更好的密封性能，實(shí)現(xiàn)與進(jìn)口件的互換，以滿(mǎn)足油田使用需求。
本實(shí)用新型解決其技術(shù)問(wèn)題所采用的技術(shù)方案是 一種油套管連接頭，包括管體和接箍，管體具有外螺紋、外密封面和端面，接箍具有內(nèi)螺紋、內(nèi)密封面和臺(tái)肩面，外密封面位于外螺紋和端面之間，內(nèi)密封面位于內(nèi)螺紋和臺(tái)肩面之間，外螺紋與內(nèi)螺紋相互連接，端面與臺(tái)肩面軸向鄰靠，所述的外螺紋和內(nèi)螺紋的牙型采用承載面為正角度的偏梯形螺紋，所述的外密封面包括與端面通過(guò)外圓弧順滑過(guò)渡的外圓錐面，內(nèi)密封面包括與臺(tái)肩面通過(guò)內(nèi)圓弧順滑過(guò)渡連接的凸圓弧面，外圓錐面和凸圓弧面在外螺紋與內(nèi)螺紋相互旋合連接后形成過(guò)盈的主密封結(jié)構(gòu)。
進(jìn)一步說(shuō)，為提高密封效果，所述的端面與臺(tái)肩面具有相同的傾角且在外螺紋與內(nèi)螺紋相互旋合連接后軸向貼合，形成接觸的副密封結(jié)構(gòu)。
為了使主密封結(jié)構(gòu)形成良好的過(guò)盈配合以實(shí)現(xiàn)油套管具有更好的密封性能的目的，所述的外圓錐面的錐度為1: 10，其大端位于外螺紋一側(cè)，當(dāng)凸圓弧面在內(nèi)、外螺紋旋合過(guò)程中與外圓錐面接觸時(shí)，隨著螺紋擰緊，凸圓弧面與外圓錐面之間的壓緊力隨之增大，從而起到可靠的密封效果。
同時(shí)，為使外螺紋與內(nèi)螺紋相互連接時(shí)入扣容易，不易錯(cuò)扣，所述的外螺紋與內(nèi)螺紋的齒頂平行于油套管中心軸線。
本實(shí)用新型的有益效果是:本實(shí)用新型采用了接箍式連接方式，連接后的強(qiáng)度等同于管體，主、副密封結(jié)構(gòu)結(jié)合使用大大提高了密封可靠性，可提供與單獨(dú)管體相當(dāng)?shù)膬?nèi)抗壓力，端面與臺(tái)肩面的接觸配合，具有較強(qiáng)的抗逆向扭矩功能，使接頭在復(fù)合載荷作用下，依舊能保持臺(tái)肩面上的表面壓力，同時(shí)兼具密封功能，螺紋的內(nèi)平設(shè)計(jì)可有效減少氣體或液體在管道內(nèi)的紊流現(xiàn)象，防止以下結(jié)合附圖和實(shí)施例對(duì)本實(shí)用新型進(jìn)一步說(shuō)明。


圖1是本實(shí)用新型的結(jié)構(gòu)示意圖。
圖2是
圖1中管體的局部剖視放大圖。
圖3是
圖1中接箍的局部剖視放大圖。
圖4是
圖1中管體和接箍裝配后的局部剖視放大圖。
圖中1.管體11.端面12.外圓弧13.外圓錐面14.外過(guò)渡段2.接箍21.臺(tái)肩面22.內(nèi)圓弧23.凸圓弧面24.內(nèi)過(guò)渡段具體實(shí)施方式
。
現(xiàn)在結(jié)合附圖對(duì)本實(shí)用新型作進(jìn)一步的說(shuō)明。這些附圖均為簡(jiǎn)化的示意圖，僅以示意方式說(shuō)明本實(shí)用新型的基本結(jié)構(gòu)，因此其僅顯示與本實(shí)用新型有關(guān)的構(gòu)成。
如
圖1 圖4所示的一種油套連接頭，其包括管體1和接箍2，管體l具有外螺紋、外密封面和端面ll，接箍2具有內(nèi)螺紋、內(nèi)密封面和臺(tái)肩面21，外密封面位于外螺紋和端面11之間，內(nèi)密封面位于內(nèi)螺紋和臺(tái)肩面21之間，外螺紋與內(nèi)螺紋相互連接，端面11與臺(tái)肩面21軸向鄰靠。
管體1的外螺紋和接箍2的內(nèi)螺紋相互適配并連接，其中外螺紋不作表面處理，而內(nèi)螺紋表面進(jìn)行磷化或鍍銅處理以防止連接時(shí)產(chǎn)生粘扣現(xiàn)象，螺紋的牙型采用承載面為正角度的偏梯形螺紋，本實(shí)施方式中，該偏梯形螺紋的導(dǎo)向面角為IO。，承載面角為3。，制作時(shí)適當(dāng)減少了外螺紋和內(nèi)螺紋連接配合時(shí)的過(guò)盈量，有利于提高接頭的連接強(qiáng)度和抗應(yīng)力腐蝕的能力，螺紋的齒頂和齒底平行于軸線，連接時(shí)入扣容易，不易錯(cuò)扣，確保連接準(zhǔn)確無(wú)誤。
所述的管體1的外密封面包括與端面11通過(guò)外圓弧12順滑過(guò)渡的外圓錐面13，接箍2的內(nèi)密封面包括與臺(tái)肩面21通過(guò)內(nèi)圓弧22順滑過(guò)渡連接的凸圓弧面，在管體1與接箍2連接裝配后，所述的外圓錐面13和凸圓弧面23緊密接觸形成過(guò)盈的主密封結(jié)構(gòu)，其過(guò)盈量的確定主要考慮密封面的應(yīng)力狀態(tài)要小于所用材料的屈服極限以及密封面的接觸強(qiáng)度大于管子內(nèi)壁的屈服壓力，經(jīng)計(jì)算和實(shí)驗(yàn)，本實(shí)施方式中所選擇的過(guò)盈量為0. lmm，同時(shí)外圓錐面13的錐度選定為l: 10，其大端位于外螺紋一側(cè)，在連接時(shí)，隨著螺紋擰緊，凸圓弧面23與外圓錐面13之間的壓緊力隨之增大，同時(shí)兩者的接觸長(zhǎng)度短，減少了粘結(jié)的可能性，有利于確保外圓錐面13和凸圓弧面23形成較佳過(guò)盈配合，提高密封效果。
管體1的外圓錐面13與外螺紋之間設(shè)有外過(guò)渡段14,該外過(guò)渡段14 一側(cè)與外圓錐面13順滑相連，另一側(cè)接于外螺紋起始端；接箍2的凸圓弧面23與內(nèi)螺紋之間設(shè)有內(nèi)過(guò)渡段24，該內(nèi)過(guò)渡段24 —側(cè)與凸圓弧面23順滑相連，另一側(cè)接于內(nèi)螺紋的末端。
為進(jìn)一步提高密封效果，所述的端面11與臺(tái)肩面21在外螺紋與內(nèi)螺紋相互旋合連接后軸向貼合，形成接觸的副密封結(jié)構(gòu)。管體1的端面11與接箍2的臺(tái)肩面21形成的臺(tái)肩結(jié)構(gòu)的主要作用就是抗扭矩，提高接頭的復(fù)合承載能力，只有在精密加工的條件下這兩個(gè)平面才能貼合，形成接觸的副密封結(jié)構(gòu)，相對(duì)于垂直于軸線的平面，管體1的端面11與接箍2的臺(tái)肩面21具有相同的傾角-15° ，通常情況下，管體1的端面11與接箍2的臺(tái)肩面21軸向貼合處，管體1的內(nèi)孔與接箍2的內(nèi)孔直徑大小基本相同，從而形成近似內(nèi)平的結(jié)構(gòu)，可有效減少氣體或液體在管道內(nèi)的紊流現(xiàn)象，使能量損失最少。
本實(shí)用新型所述的油套管連接頭采用接箍式連接，連接強(qiáng)度可等同于管體；連接螺紋采用改進(jìn)的偏梯形螺紋，強(qiáng)度高，加工相對(duì)簡(jiǎn)單；密封采用錐面與球面徑向主密封結(jié)構(gòu)和端面11與臺(tái)肩面21軸向接觸貼合的副密封結(jié)構(gòu)，有
利于提高密封效果；扭矩臺(tái)肩采用-15°的逆向扭矩臺(tái)肩，提高了接頭的復(fù)合承載能力。該油套管連接頭廣泛適用于深井、超深井、高壓油氣井、熱采井、定向井、含C02或H2S等腐蝕介質(zhì)井的場(chǎng)所使用，也可作為法國(guó)WAM公司產(chǎn)品的替代品應(yīng)用于石油開(kāi)采行業(yè)。
以上述依據(jù)本實(shí)用新型的實(shí)施方式為啟示，通過(guò)上述的說(shuō)明內(nèi)容，相關(guān)工作人員完全可以在不偏離本實(shí)用新型技術(shù)思想的范圍內(nèi)，進(jìn)行多樣的變更以及修改。本實(shí)用新型的技術(shù)性范圍并不局限于說(shuō)明書(shū)上的內(nèi)容，必須要根據(jù)權(quán)利要求范圍來(lái)確定其技術(shù)性范圍。
權(quán)利要求1.一種油套管連接頭，包括管體(1)和接箍(2)，管體(1)具有外螺紋、外密封面和端面(11)，接箍(2)具有內(nèi)螺紋、內(nèi)密封面和臺(tái)肩面(21)，外密封面位于外螺紋和端面(11)之間，內(nèi)密封面位于內(nèi)螺紋和臺(tái)肩面(21)之間，外螺紋與內(nèi)螺紋相互連接，端面(11)與臺(tái)肩面(21)軸向鄰靠，其特征是外螺紋和內(nèi)螺紋的牙型采用承載面為正角度的偏梯形螺紋，所述的外密封面包括與端面(11)通過(guò)外圓弧(12)順滑過(guò)渡的外圓錐面(13)，內(nèi)密封面包括與臺(tái)肩面(21)通過(guò)內(nèi)圓弧(22)順滑過(guò)渡連接的凸圓弧面(23)，外圓錐面(13)和凸圓弧面(23)在外螺紋與內(nèi)螺紋旋合連接后緊貼形成過(guò)盈的主密封結(jié)構(gòu)。
2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種油套管連接頭，其特征是所述的端面(11) 與臺(tái)肩面(21)在外螺紋與內(nèi)螺紋相互旋合連接后軸向貼合，形成接觸的副密 封結(jié)構(gòu)。
3. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的油套管螺紋連接接頭，其特征是所述的端面(ll) 與臺(tái)肩面(21)具有相同的傾角。
4. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的油套管螺紋連接接頭，其特征是所述的外圓錐面(13)的錐度為l: 10，其大端位于外螺紋一側(cè)。
5. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的油套管螺紋連接接頭，其特征是所述的外螺紋與內(nèi)螺紋的齒頂平行于油套管中心軸線。
專(zhuān)利摘要本實(shí)用新型公開(kāi)了一種油套管連接頭，包括管體和接箍，管體具有外螺紋、外密封面和端面，接箍具有內(nèi)螺紋、內(nèi)密封面和臺(tái)肩面，外密封面位于外螺紋和端面之間，內(nèi)密封面位于內(nèi)螺紋和臺(tái)肩面之間，外螺紋與內(nèi)螺紋相互連接，端面與臺(tái)肩面軸向鄰靠，外螺紋和內(nèi)螺紋的牙型采用承載面為正角度的偏梯形螺紋，外密封面包括與端面通過(guò)外圓弧順滑過(guò)渡的外圓錐面，內(nèi)密封面包括與臺(tái)肩面通過(guò)內(nèi)圓弧順滑過(guò)渡連接的凸圓弧面，外圓錐面和凸圓弧面在外螺紋與內(nèi)螺紋相互旋合連接后形成過(guò)盈的主密封結(jié)構(gòu)。本實(shí)用新型連接后的強(qiáng)度等同于管體，主、副密封結(jié)構(gòu)結(jié)合使用大大提高了密封可靠性，具有較強(qiáng)的抗逆向扭矩功能，可作為國(guó)外進(jìn)口產(chǎn)品的替代品應(yīng)用于石油開(kāi)采行業(yè)。
文檔編號(hào)E21B17/042GK201412076SQ20092004639
公開(kāi)日2010年2月24日 申請(qǐng)日期2009年6月9日 優(yōu)先權(quán)日2009年6月9日
發(fā)明者盧衛(wèi)平, 姜迪飛, 李洪春, 林 陶 申請(qǐng)人:江蘇勝大石油設(shè)備制造有限公司