專利名稱：一種井下工具管接頭的密封結(jié)構(gòu)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型屬于石油鉆采領(lǐng)域中井下工具(設(shè)備)類產(chǎn)品，特別涉及一種用于鉆井、固井、完井類的井下工具(設(shè)備)管接頭的密封結(jié)構(gòu)。
背景技術(shù)：
目前井下工具(設(shè)備)用于連接的管接頭包括相互套接的前、后連接管件1、2，其密封多數(shù)是采用螺紋加0形密封圈3的結(jié)構(gòu)，如圖1所示，或者采用螺紋加盤根接頭結(jié)構(gòu)，也有部分采用錐螺紋氣密封接頭結(jié)構(gòu)。上述接頭的密封如果采用0形密封圈或盤根結(jié)構(gòu)，其密封是靠0形密封圈或盤根填充縫隙止漏的方法來實(shí)現(xiàn)的，雖然可以實(shí)現(xiàn)氣密封，但是由于井下的惡劣環(huán)境可能存在高溫、高壓、腐蝕介質(zhì)等原因，將導(dǎo)致橡膠或塑料填充材料長時(shí)間工作后老化失效，影響密封效果。上述接頭的密封如果采用錐螺紋氣密封接頭結(jié)構(gòu)，由于井下設(shè)備的尺寸限制又難以加工成型，并且存在緊密距很難保證每個(gè)接頭上入距離一致，可能導(dǎo)致接頭臺(tái)階處有縫隙，從而影響產(chǎn)品一致性。在受到軸向拉力載荷時(shí)，密封面由于接觸應(yīng)力降低，會(huì)使氣密封性能下降，失去氣密封效果，而井下產(chǎn)品往往需要承受巨大載荷。

實(shí)用新型內(nèi)容本實(shí)用新型的目的是要解決現(xiàn)有井下工具(設(shè)備)接頭結(jié)構(gòu)氣密封效果存在的缺陷和技術(shù)要求高的問題，提供一種井下工具管接頭的密封結(jié)構(gòu)，以提高井下工具(設(shè)備)的密封效果，提高井下工具(設(shè)備)的安全性和可靠性。本實(shí)用新型的目的通過下述技術(shù)方案來實(shí)現(xiàn)井下工具管接頭的密封結(jié)構(gòu)包括相互套接的前、后連接管件，所述前、后連接管件之間的連接部分包括螺紋連接部、位于螺紋連接部兩端的徑向的圓柱面接觸密封面、位于各圓柱面接觸密封面一端的軸向的圓環(huán)面接觸密封面。所述的螺紋連接部采用直螺紋，由前連接管件上所設(shè)的外螺紋和后連接管件上所設(shè)的內(nèi)螺紋構(gòu)成。所述圓柱面接觸密封面包括位于螺紋連接部前端的由前連接管件上所設(shè)臺(tái)肩的外圓柱面與后連接管件上的內(nèi)圓柱面構(gòu)成的第一密封面和位于螺紋連接部后端的由前連接管件上的外圓柱面與后連接管件上所設(shè)臺(tái)肩的內(nèi)圓柱面構(gòu)成的第二密封面。所述圓環(huán)面接觸密封面包括位于第一密封面端部的由前連接管件外壁所設(shè)凸臺(tái)端部的圓環(huán)面與后連接管件端部的圓環(huán)面相接觸構(gòu)成的第三密封面和位于第二密封面端部的由前連接管件端部的圓環(huán)面與后連接管件內(nèi)壁所設(shè)凸臺(tái)端部的圓環(huán)面相接觸構(gòu)成的第四密封面。所述第一、二密封面為過盈配合。所述第三、四密封面為預(yù)緊接觸。[0013]所述第三、四密封面與水平方向的夾角α為-60° 60°，使得螺紋預(yù)緊時(shí)提供較好的預(yù)緊應(yīng)力。所述螺紋的牙型為改進(jìn)后的偏梯形螺紋，牙數(shù)為5 6牙/英寸，螺紋的高度為 1 1.6mm，適用于壁厚較薄的零件，能實(shí)現(xiàn)與普通API標(biāo)準(zhǔn)的螺紋刀具的通用，適用于各種規(guī)格的接頭。本實(shí)用新型的上述結(jié)構(gòu)中，螺紋連接部主要承擔(dān)軸向的拉伸載荷，螺紋為直螺紋沒有錐度，可防止緊密距范圍導(dǎo)致的螺紋接頭臺(tái)階出現(xiàn)縫隙，可以滿足井下設(shè)備壁厚有限不能加工錐螺紋時(shí)的要求；位于螺紋連接部前端的第一、第三密封面構(gòu)成了前硬密封臺(tái)肩， 位于螺紋連接部后端的第二、第四密封面構(gòu)成了后硬密封臺(tái)肩，前、后硬密封臺(tái)肩的作用各有不同，前密封臺(tái)肩的作用是承受設(shè)備的外壓，而后密封臺(tái)肩的作用是承受設(shè)備的內(nèi)壓；第一、二密封面為過盈配合，可消除配合間隙實(shí)現(xiàn)硬密封；第三、四密封面在裝配力矩作用下通過機(jī)緊實(shí)現(xiàn)密封，并形成內(nèi)應(yīng)力使螺紋預(yù)緊，形成抗扭矩臺(tái)肩，防止松扣。采用上述結(jié)構(gòu)的本實(shí)用新型可以有多種規(guī)格，在保證螺紋連接可靠的情況下，可形成2組共4道密封面，具有密封可靠性高，不需要膠料密封防止老化失效，而且可以承受與缸體等量的內(nèi)外壓的優(yōu)點(diǎn)。

圖1是現(xiàn)有產(chǎn)品的接頭結(jié)構(gòu)示意圖。圖2是本實(shí)用新型的結(jié)構(gòu)示意圖。圖3是本實(shí)用新型中螺紋牙型的示意圖。
具體實(shí)施方式
下面結(jié)合具體實(shí)施例子和附圖對(duì)本實(shí)用新型作進(jìn)一步的說明。實(shí)施例1 如圖2所示，井下工具管接頭的密封結(jié)構(gòu)，包括相互套接的前、后連接管件1、2， 所述前、后連接管件1、2之間的連接部分包括螺紋連接部5，螺紋連接部5采用直螺紋，由前連接管件1上所設(shè)的外螺紋和后連接管件2上所設(shè)的內(nèi)螺紋構(gòu)成；位于螺紋連接部兩端的徑向的圓柱面接觸密封面，包括位于螺紋連接部前端的由前連接管件1上所設(shè)臺(tái)肩的外圓柱面與后連接管件2上的內(nèi)圓柱面構(gòu)成的第一密封面4和位于螺紋連接部后端的由前連接管件1上的外圓柱面與后連接管件2上所設(shè)臺(tái)肩的內(nèi)圓柱面構(gòu)成的第二密封面6;位于各圓柱面接觸密封面一端的軸向的圓環(huán)面接觸密封面，包括位于第一密封面 4端部的由前連接管件1外壁所設(shè)凸臺(tái)端部的圓環(huán)面與后連接管件2端部的圓環(huán)面相接觸構(gòu)成的第三密封面3和位于第二密封面6端部的由前連接管件1端部的圓環(huán)面與后連接管件2內(nèi)壁所設(shè)凸臺(tái)端部的圓環(huán)面相接觸構(gòu)成的第四密封面7 ；其中第一、二密封面4、6為過盈配合，第三、四密封面3、7為預(yù)緊接觸；第三、四密封面3、7與水平方向的夾角為-60° 60° ；螺紋的牙型為偏梯形螺紋，牙數(shù)為5 6牙/ 英寸，螺紋的高度為1 1. 6mm。[0027]第三、四密封面3、7它們與水平方向的夾角相同，當(dāng)作用一定扭矩后在該斜面上會(huì)產(chǎn)生接觸應(yīng)力使螺紋預(yù)緊并密封。本接頭的外螺紋和內(nèi)螺紋(含圓柱面接觸密封面)的總長度相同，可保證螺紋擰緊后前后完全接觸并密封。在內(nèi)外螺紋擰緊后，第一、二密封面4、6為過盈配合，第三、四密封面3、7為預(yù)緊接觸，形成2組共4道密封面，從而實(shí)現(xiàn)內(nèi)外氣密封接頭。第一密封面4主要提供外密封和輔助內(nèi)密封，第二密封面6主要提供內(nèi)密封和輔助外密封。如圖3所示，本接頭的螺紋為直螺紋，不具備密封能力主要承擔(dān)軸向的拉伸載荷。 螺紋的牙型類似于偏梯形螺紋，具有較好的承載能力。螺紋承載面角度A可以取-8° 15°，導(dǎo)向面角度B可以取10 30°，螺紋牙數(shù)5 6牙/英寸。螺紋的牙高度根據(jù)要求有多種組合，其牙的高度H為1 1. 6mm，6牙/英寸的牙高H為1. 06mm或1. 2mm，5牙/英寸的牙高H為1. 2mm或1. 6mm。螺紋的牙型還可根據(jù)實(shí)際設(shè)計(jì)的要求取其它適合的數(shù)值。以上所述的實(shí)施例僅為部分實(shí)例而已，其特點(diǎn)之一是位于螺紋連接部前端的第一、第三密封面構(gòu)成了前硬密封臺(tái)肩，位于螺紋連接部后端的第二、第四密封面構(gòu)成了后硬密封臺(tái)肩，前后帶硬密封臺(tái)肩的直螺紋形式還有多種配合關(guān)系的修改，凡在本實(shí)用新型的原則之內(nèi)的所做的任何修改、等同替換和改進(jìn)等，均應(yīng)包含在實(shí)用新型的保護(hù)范圍之內(nèi)。
權(quán)利要求1.一種井下工具管接頭的密封結(jié)構(gòu)，包括相互套接的前、后連接管件，其特征在于所述前、后連接管件之間的連接部分包括螺紋連接部、位于螺紋連接部兩端的徑向的圓柱面接觸密封面、位于各圓柱面接觸密封面一端的軸向的圓環(huán)面接觸密封面。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的井下工具管接頭的密封結(jié)構(gòu)，其特征在于所述的螺紋連接部采用直螺紋，由前連接管件上所設(shè)的外螺紋和后連接管件上所設(shè)的內(nèi)螺紋構(gòu)成。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的井下工具管接頭的密封結(jié)構(gòu)，其特征在于所述圓柱面接觸密封面包括位于螺紋連接部前端的由前連接管件上所設(shè)臺(tái)肩的外圓柱面與后連接管件上的內(nèi)圓柱面構(gòu)成的第一密封面和位于螺紋連接部后端的由前連接管件上的外圓柱面與后連接管件上所設(shè)臺(tái)肩的內(nèi)圓柱面構(gòu)成的第二密封面。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的井下工具管接頭的密封結(jié)構(gòu)，其特征在于所述圓環(huán)面接觸密封面包括位于第一密封面端部的由前連接管件外壁所設(shè)凸臺(tái)端部的圓環(huán)面與后連接管件端部的圓環(huán)面相接觸構(gòu)成的第三密封面和位于第二密封面端部的由前連接管件端部的圓環(huán)面與后連接管件內(nèi)壁所設(shè)凸臺(tái)端部的圓環(huán)面相接觸構(gòu)成的第四密封面。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的井下工具管接頭的密封結(jié)構(gòu)，其特征在于所述第一、二密封面為過盈配合。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的井下工具管接頭的密封結(jié)構(gòu)，其特征在于所述第三、四密封面為預(yù)緊接觸。
7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的井下工具管接頭的密封結(jié)構(gòu)，其特征在于所述第三、四密封面與水平方向的夾角為-60° 60°。
8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的井下工具管接頭的密封結(jié)構(gòu)，其特征在于所述螺紋的牙型為偏梯形螺紋，牙數(shù)為5 6牙/英寸，螺紋的高度為1 1. 6mm。
專利摘要本實(shí)用新型公開了一種井下工具管接頭的密封結(jié)構(gòu)，包括相互套接的前、后連接管件，所述前、后連接管件之間的連接部分包括螺紋連接部、位于螺紋連接部兩端的徑向的圓柱面接觸密封面、位于各圓柱面接觸密封面一端的軸向的圓環(huán)面接觸密封面。采用上述結(jié)構(gòu)的本實(shí)用新型可以有多種規(guī)格，在保證螺紋連接可靠的情況下，可形成2組共4道密封面，具有密封可靠性高，不需要膠料密封防止老化失效，而且可以承受與缸體等量的內(nèi)外壓的優(yōu)點(diǎn)。
文檔編號(hào)E21B17/042GK202165026SQ20112023336
公開日2012年3月14日 申請(qǐng)日期2011年7月5日 優(yōu)先權(quán)日2011年7月5日
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