本發(fā)明涉及油管壓力連接，具體是一種油氣井油管用螺紋連接接頭及密封方法。

背景技術(shù)：

1、目前，油氣井油管常規(guī)使用的api連接螺紋有不加厚油管螺紋(代號(hào)nu)和外加厚油管螺紋(代號(hào)eu)。加工nu時(shí)，鋼管管端不需要鐓粗加厚，但nu的連接強(qiáng)度只有鋼管管體的60％，造成了nu的性能不足和管體性能富余的情況，為了使nu螺紋的連接強(qiáng)度達(dá)到與鋼管管體相等，現(xiàn)有標(biāo)準(zhǔn)在不改變螺紋形狀的前提下，對(duì)鋼管管端進(jìn)行額外的鐓粗加厚，螺紋的尺寸也放大，使其連接強(qiáng)度與鋼管管體等強(qiáng)度，這就是標(biāo)準(zhǔn)中的外加厚油管螺紋eu接頭，具有這種螺紋eu接頭的油管簡稱eu油管。eu油管解決了等強(qiáng)度的問題，但油管是可以重復(fù)使用的，在重復(fù)的使用時(shí)，難免有螺紋損傷的情況出現(xiàn)，螺紋損傷后需要切頭重新加工時(shí)，管端的加厚部位被切掉無法進(jìn)行eu螺紋的加工，對(duì)切過頭的油管再進(jìn)行鐓粗加工需要進(jìn)行很多的工序，成本遠(yuǎn)大于購置新的油管，這是eu油管無法修復(fù)再利用的原因所在。

2、本發(fā)明專利設(shè)計(jì)了一種特殊螺紋接頭，加工時(shí)不需要進(jìn)行鋼管管端的鐓粗加厚，螺紋接頭的連接強(qiáng)度可以達(dá)到等管體，密封性能與eu油管相當(dāng)。本發(fā)明專利解決了eu油管螺紋不可修復(fù)的問題，其連接強(qiáng)度、密封性能、抗粘扣性能、方便對(duì)扣的操作性又與eu油管接頭相當(dāng)或強(qiáng)于eu油管接頭，可替代api?eu螺紋接頭在油氣井油管上使用。

3、專利文獻(xiàn)(中國專利公開號(hào)：cn212454292u)公布了一種油管接頭。該發(fā)明涉及一種鋼管類管接頭端面密封裝置及密封方法，所述裝置由密封和抗過扭矩臺(tái)肩、鋸齒形螺紋牙型等組成，該發(fā)明可替代eu油管接頭。但該發(fā)明有端面臺(tái)肩，起密封作用，內(nèi)外螺紋牙頂和牙側(cè)之間有較大的間隙，螺紋與螺紋之間無密封性。

4、專利文獻(xiàn)(中國專利公開號(hào)：cn201574697u)公布了一種偏梯扣油套管氣密封螺紋連接結(jié)構(gòu)。本實(shí)用新型提供一種偏梯扣油套管氣密封螺紋連接結(jié)構(gòu)，該結(jié)構(gòu)包括一個(gè)端部帶有外螺紋的管體和帶有內(nèi)螺紋的接箍旋合擰接，所述管體的外螺紋和接箍的內(nèi)螺紋均為偏梯型錐螺紋，接箍內(nèi)螺紋的長度為使帶有外螺紋的兩端擰入管體的端面達(dá)到對(duì)頂。本實(shí)用新型的效果是使用偏梯型螺紋端面對(duì)頂?shù)脑O(shè)計(jì)封堵了油氣泄漏的通道，但螺紋與螺紋連接的牙頂和牙側(cè)有泄漏通道，不涉及單一的螺紋與螺紋密封問題。

5、專利文獻(xiàn)(中國專利公開號(hào)：cn202039789u)公布了一種可與api接頭互換的油套管接頭，該專利涉及一種油管接頭連接結(jié)構(gòu)，接頭外徑、現(xiàn)場(chǎng)端螺紋尺寸等與api牙圓螺紋完全一致，但將外螺紋鼻端延長j值的長度(一般為12.7mm)，使接頭擰緊后，兩個(gè)管子的端面頂死，產(chǎn)生接觸壓力起密封作用。但該專利是管子的端面多頂密封，不涉及單一的螺紋與螺紋密封問題和螺紋連接的等管體強(qiáng)度問題。

6、專利文獻(xiàn)(中國專利公開號(hào)：cn202611614u)公布了一種低壓氣田用氣密封螺紋接頭的螺紋結(jié)構(gòu)，該專利涉及一種螺紋與螺紋的密封結(jié)構(gòu)。但該采用的螺紋與api圓螺紋牙型近似的結(jié)構(gòu)，不涉及螺紋連接的等管體強(qiáng)度問題。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)思路

1、本發(fā)明的目的在于提供一種油氣井油管用螺紋連接接頭，連接強(qiáng)度等同或優(yōu)于eu螺紋接頭，可代替eu螺紋接頭在油氣井油管上使用，解決了eu螺紋接頭修復(fù)再利用成本高的問題。

2、本發(fā)明的目的可以通過以下技術(shù)方案實(shí)現(xiàn)：

3、一種油氣井油管用螺紋連接接頭，包括接箍和管體，所述接箍設(shè)置有內(nèi)螺紋，所述管體端部設(shè)有外螺紋，所述接箍和管體通過所述內(nèi)螺紋和外螺紋螺接，所述內(nèi)螺紋和外螺紋的螺紋形狀一致，所述螺紋的牙型角α的角度范圍為45°-50°，所述牙型角α的角度值等于螺紋的承載面牙側(cè)角α1和導(dǎo)向面牙側(cè)角α2，所述牙側(cè)角α1的角度范圍為0-5°，所述螺紋的導(dǎo)向面和承載面通過牙頂或牙底的橢圓面連接。

4、進(jìn)一步的方案中，所述接箍和管體在通過所述螺紋連接時(shí)，至少在牙頂和牙底的所述橢圓面處采用過盈配合。

5、進(jìn)一步的方案中，所述螺紋的螺距p為3.175mm，錐度t為1/16。

6、進(jìn)一步的方案中，所述管體包括左端鋼管和右端鋼管。

7、進(jìn)一步的方案中，所述螺紋為右旋螺紋。

8、進(jìn)一步的方案中，所述管體上設(shè)置有機(jī)緊標(biāo)記和手緊標(biāo)記。

9、進(jìn)一步的方案中，所述螺紋的牙型高度等于ap?i?10牙圓螺紋。

10、進(jìn)一步的方案中，采用上述任一所述油氣井油管用螺紋連接接頭；

11、所述螺紋旋合后過盈配合，外螺紋牙頂cs與內(nèi)螺紋牙底rn、外螺紋牙底rs與內(nèi)螺紋牙頂cn以及內(nèi)外螺紋牙側(cè)的間隙能夠通過彈性變形和塑性變形的金屬流動(dòng)進(jìn)行彌合。

12、進(jìn)一步的方案中，所述螺紋在旋合過程中通過螺紋脂潤滑。

13、進(jìn)一步的方案中，所述螺紋在旋合過程中通過手緊到達(dá)管體上設(shè)置的手緊標(biāo)記處后，再通過機(jī)緊實(shí)現(xiàn)預(yù)緊扭力的加載，使接箍端面到達(dá)管體設(shè)置上的機(jī)緊標(biāo)記位置處。

14、本發(fā)明的有益效果：

15、本發(fā)明螺紋牙頂為橢圓結(jié)構(gòu)，連接時(shí)螺紋產(chǎn)生過盈配合形成金屬塑性流動(dòng)填充螺紋牙頂和牙側(cè)間隙，形成穩(wěn)定密封，達(dá)到ap?i外加厚油管(參見gb/t9711-2022，代號(hào)eu)的密封性能。本發(fā)明的螺紋又采用了較小的承載牙側(cè)角和較大的導(dǎo)向牙側(cè)角，螺紋的連接強(qiáng)度與管體的強(qiáng)度相當(dāng)，達(dá)到等管體強(qiáng)度的效果，在不進(jìn)行管端加厚的情況下，加工的特殊螺紋完全滿足同規(guī)格的ap?i外加厚油管的使用性能，可以替代ap?i外加厚油管螺紋，且加工和施工操作方便，不增加額外成本。

技術(shù)特征：

1.一種油氣井油管用螺紋連接接頭，包括接箍(1)和管體，所述接箍(1)設(shè)置有內(nèi)螺紋，所述管體端部設(shè)有外螺紋，所述接箍(1)和管體通過所述內(nèi)螺紋和外螺紋螺接，所述內(nèi)螺紋和外螺紋的螺紋(4)形狀一致，其特征在于，所述螺紋(4)的牙型角(α)的角度范圍為45°-50°，所述牙型角(α)的角度值等于螺紋的承載面牙側(cè)角(α1)和導(dǎo)向面牙側(cè)角(α2)，所述牙側(cè)角(α1)的角度范圍為0-5°，所述螺紋的導(dǎo)向面和承載面通過牙頂或牙底的橢圓面連接。

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種油氣井油管用螺紋連接接頭，其特征在于，所述接箍(1)和管體在通過所述螺紋(4)連接時(shí)，至少在牙頂和牙底的兩處所述橢圓面處采用過盈配合。

3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種油氣井油管用螺紋連接接頭，其特征在于，所述螺紋(4)的螺距(p)的3.175mm，錐度t為1/16。

4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種油氣井油管用螺紋連接接頭，其特征在于，所述管體包括左端鋼管(2)和右端鋼管(3)。

5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種油氣井油管用螺紋連接接頭，其特征在于，所述螺紋(4)為右旋螺紋。

6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種油氣井油管用螺紋連接接頭，其特征在于，所述管體上設(shè)置有機(jī)緊標(biāo)記和手緊標(biāo)記。

7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種油氣井油管用螺紋連接接頭，其特征在于，所述螺紋(4)的牙型高度等于api10牙圓螺紋。

8.一種油氣井油管用螺紋連接接頭的密封方法，其特征在于，

9.根據(jù)權(quán)利要求8所述的一種油氣井油管用螺紋連接接頭的密封方法，其特征在于，所述螺紋(4)在旋合過程中通過螺紋脂潤滑。

10.根據(jù)權(quán)利要求8或9所述的一種油氣井油管用螺紋連接接頭的密封方法，其特征在于，所述螺紋(4)在旋合過程中通過手緊到達(dá)管體上設(shè)置的手緊標(biāo)記處后，再通過機(jī)緊實(shí)現(xiàn)預(yù)緊扭力的加載，使接箍(1)端面到達(dá)管體設(shè)置上的機(jī)緊標(biāo)記位置處。

技術(shù)總結(jié)
本發(fā)明涉及油管壓力連接技術(shù)領(lǐng)域，具體公開了一種油氣井油管用螺紋連接接頭，包括接箍和管體，所述接箍設(shè)置有內(nèi)螺紋，所述管體端部設(shè)有外螺紋，所述接箍和管體通過所述內(nèi)螺紋和外螺紋螺接，所述內(nèi)螺紋和外螺紋的螺紋形狀一致，所述螺紋的牙型角α的角度范圍為45°?50°，所述牙型角α的角度值等于螺紋的承載面牙側(cè)角α1和導(dǎo)向面牙側(cè)角α2，所述牙側(cè)角α1的角度范圍為0?5°，所述螺紋的導(dǎo)向面和承載面通過牙頂或牙底的橢圓面連接。該螺紋連接接頭連接強(qiáng)度等同或優(yōu)于EU螺紋接頭，可代替EU螺紋接頭在油氣井油管上使用，解決了EU螺紋接頭修復(fù)再利用成本高的問題。

技術(shù)研發(fā)人員：楊力能,呂能,劉文紅,張益銘,李京川,楊肅,羅華權(quán)
受保護(hù)的技術(shù)使用者：中國石油天然氣集團(tuán)有限公司
技術(shù)研發(fā)日：
技術(shù)公布日：2024/12/30