專利名稱：油管螺紋連接結(jié)構(gòu)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及油管螺紋連^^支術(shù)領(lǐng)域，具體地說，涉及一種油管螺紋連接結(jié) 構(gòu)。主要在石油天然氣工業(yè)中油氣田^f吏用，應(yīng)用于深井、超深井、高壓氣井、 超高溫井、定向井、復(fù)雜地層結(jié)構(gòu)井等要求連接強(qiáng)度和密封性能較高的油氣井。
背景技術(shù)：
油管是用于在油氣井中組成采集油氣介質(zhì)或注液作業(yè)的管柱的專用管材。 油管管柱通常由兩端帶螺紋的油管連接而成，油管管柱的連接部位是其性能的
薄弱之處。為保證接頭處的密封性和連接強(qiáng)度，對(duì)油管螺紋精度有較嚴(yán)格的要求。
隨著石油鉆采工藝技術(shù)的M,深井、超深井、高壓氣井、超高溫井、定 向井、復(fù)雜地層結(jié)構(gòu)井等井況對(duì)油套管的連接強(qiáng)度和密封性能提出了更高的要 求。
API圓螺紋具有較好的液體密封性能，API圓螺紋設(shè)計(jì)因內(nèi)、外螺紋的螺 紋頂、底部不直^^觸，決定了其螺紋部分的連接強(qiáng)度只有管體部分的60~80 %，且由于其螺紋連接后存在泄漏通道，系依靠螺纟ij旨堵塞該泄漏通道而產(chǎn)生 密封作用，因此其對(duì)氣體介質(zhì)的密封性能較差。此外，API圓螺紋設(shè)計(jì)決定了 油管外螺紋與接箍連接時(shí)，接箍內(nèi)兩端管體中間存在2個(gè)J值的距離一一也就 是API圓螺紋連接后，由于接箍內(nèi)兩端管體中間存在空間，導(dǎo)致管體內(nèi)孔與接 箍內(nèi)螺紋存在直徑突變，該突變部分易在采油或采氣過程中產(chǎn)生生渦流，若在 腐蝕性較強(qiáng)的井中使用，^L^易在該部位引M蝕而引起事故。
API偏梯形螺紋盡管其連接強(qiáng)度較高，但是螺紋的密封性能不理想。所以， 國外各大石油專用管制造廠都致力于開發(fā)連接強(qiáng)度和密封性能更優(yōu)越的特殊連 接結(jié)構(gòu)油井管產(chǎn)品。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的提供一種螺紋連接強(qiáng)度高、密封性能好、上扣容易且不易脫 扣、抗粘扣性能好、抗過扭矩能力強(qiáng)的油管螺紋連接結(jié)構(gòu)。
實(shí)現(xiàn)上述目的的技術(shù)方案是 一種油管螺纟丈連接結(jié)構(gòu)，由具有外螺紋的油 管端頭和具有內(nèi)螺紋的管接頭旋接而成，油管端頭和管接頭所采用的螺紋均為 偏梯形錐螺紋，油管端頭的頭部設(shè)置有圓弧面，管接頭上設(shè)置有與該圓弧面過 盈配合的圓錐面，油管端頭的頭部設(shè)置有外扭矩臺(tái)階，管接頭上設(shè)置有與該外扭矩臺(tái)階g己合的內(nèi)扭矩臺(tái)階，油管端頭的頭部中段設(shè)置有外圓柱面，管接頭上 設(shè)置與該外圓柱面過盈配合的內(nèi)圓柱面。
進(jìn)一步，油管端頭的圓弧面與外扭矩臺(tái)階以凸圓弧面過渡，管接頭上的
圓錐面與內(nèi)4a矩臺(tái)階由凹圓弧面過渡。
更進(jìn)一步，管接頭內(nèi)圓柱面處帶有起始圓弧面。
采用上述技術(shù)方案后，該螺紋油管連接結(jié)構(gòu)主密封部分通過油管端頭的圓 柱面與管接頭的圓柱面iMj己合實(shí)現(xiàn)，副密封采用油管端頭的圓弧面和管接頭 的圓錐面過盈配合實(shí)現(xiàn)，在適當(dāng)?shù)膇MJ己^f乍用下，使連接部位具有優(yōu)良、可 靠的氣密封性能。油管端頭的外扭矩臺(tái)階與管接頭的內(nèi)扭矩臺(tái)附目配合，不僅 便于準(zhǔn)確控制上扣的位置，而且有助于進(jìn)一步提高密封的可靠性。
該油管螺紋連接結(jié)構(gòu)在上、卸扣過程中螺紋主M連接作用，動(dòng)檸扭矩?cái)Q 緊力矩只有少量作用在螺紋上，大量的擰緊力矩作用在油管端頭的外扭矩臺(tái)階 與管接頭上設(shè)置的內(nèi)扭矩臺(tái)階上，因此大大提高了螺故抗粘扣能力和抗過扭矩 能力。
油管端頭的圓弧面與外扭矩臺(tái)階以凸圓弧面過渡，管^J妄頭上的圓錐面與內(nèi) 扭矩臺(tái)階由凹圓弧面過渡，可以防止動(dòng)檸過扭矩?cái)Q緊過程中造成頂端頂死。
油管端頭的圓弧面及管接頭上的起始圓弧面除起相應(yīng)的密封作用外，*
上、卸扣過程中起密封部位的導(dǎo)向作用。
內(nèi)孔部^i殳計(jì)上采用外螺紋件與內(nèi)螺紋件的內(nèi)孔平直過度，可使流體在管 柱內(nèi)通過時(shí)流速穩(wěn)定、避免對(duì)連接部位產(chǎn)生渦流沖刷現(xiàn)象。
綜上所述，本發(fā)明的特點(diǎn)如下1、螺紋連接強(qiáng)度高；2、密封性能好；3、 上扣容易，不易錯(cuò)扣；4、抗粘扣性能好；5、抗過扭矩能力強(qiáng)；6、上扣后，連 接部位應(yīng)力低；7、連接部位內(nèi)孑L平直過渡，可使流體在管柱內(nèi)通過時(shí)^i4穩(wěn)定、 避免對(duì)連接部位產(chǎn)生渦流沖刷現(xiàn)象。


圖1為;^發(fā)明的剖3見結(jié)構(gòu)示意圖2為圖1的I部力欠大示意圖3為圖l的n部》文大示意圖4為本發(fā)明的密封結(jié)構(gòu)部分的分解示意圖。
具體實(shí)施例方式
下面結(jié)合附圖和實(shí)施例對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步詳細(xì)的說明。
油田使用油管的主^M^"有2-3/8〃 ( 60,32 mm )、 2-7/8〃 ( 73.02 mm )、3-1/2〃 (88.90 mm )、 4〃 (101.60 mm )、 (114.30 mm)等，以2-7/8〃頭 最 常用。下面的M說明，以常用恥格2-7/8〃 (73.02 x 5.51mm)的油管，鋼級(jí) 為P110為例，對(duì)油管特殊螺纟丈連接設(shè)計(jì)的特點(diǎn)加以說明
如圖1~4所示， 一種油管螺纟丈連接結(jié)構(gòu)，由具有外螺紋的油管端頭10和 具有內(nèi)螺紋的管接頭11旋接而成，油管端頭10和管接頭11所采用的螺紋均為 非API標(biāo)準(zhǔn)的偏梯形錐螺紋，油管端頭10的頭部設(shè)置有R=6mm的圓弧面4， 管接頭11上設(shè)置有與該圓弧面4過盈配合的1: 8的圓錐面3,油管端頭10的 頭部設(shè)置有15。外扭矩臺(tái)階8，管接頭11上設(shè)置有與該外扭矩臺(tái)階8配合的 15°內(nèi)扭矩臺(tái)階7，油管端頭10的頭部中段設(shè)置有①68. 725mm的外圓柱面2， 管接頭11上設(shè)置與該外圓柱面2 M配合的①68. 522咖的內(nèi)圓柱面1。
如圖2所示，油管端頭10的圓弧面4與外扭矩臺(tái)階以R-0.6mm的凸圓弧 面6過渡，管接頭11上的圓錐面3與內(nèi)扭矩臺(tái)階7由R0.4mm的凹圓弧面5 過渡。
如圖2所示，管接頭11內(nèi)圓柱面1處帶有起始R=5mm的圓孤面9。 該螺紋油管連接結(jié)構(gòu)是根據(jù)API 5B標(biāo)準(zhǔn)偏梯形螺統(tǒng)連接強(qiáng)度高的特點(diǎn)， 依據(jù)API標(biāo)準(zhǔn)偏梯形螺紋的設(shè)計(jì)原理，采用螺距P為3.175mm (8牙/in)、錐 度為1: 16 (0.0625in/in)、螺紋高度h為1m、導(dǎo)向面角度ot為10° 、承載面 P為3。的有別于API標(biāo)準(zhǔn)的偏梯形螺紋尺寸參數(shù)設(shè)計(jì)，使螺紋部分的連接強(qiáng) 度達(dá)到或超過管體本身的強(qiáng)度。
該螺紋油管連接結(jié)構(gòu)采用管端定徑后鏜孔加工工藝，使管體原有內(nèi)孔d = 62mm、定徑部分管體鏜孔內(nèi)孔dlilmm及接箍通孔dl' =61mm,三者內(nèi)孔 平滑過渡。
權(quán)利要求
1、一種油管螺紋連接結(jié)構(gòu)，由具有外螺紋的油管端頭(10)和具有內(nèi)螺紋的管接頭(11)旋接而成，其特征在于油管端頭(10)和管接頭(11)所采用的螺紋均為偏梯形錐螺紋，油管端頭(10)的頭部設(shè)置有圓弧面(4)，管接頭(11)上設(shè)置有與該圓弧面(4)過盈配合的圓錐面(3)，油管端頭(10)的頭部設(shè)置有外扭矩臺(tái)階(8)，管接頭(11)上設(shè)置有與該外扭矩臺(tái)階(8)配合的內(nèi)扭矩臺(tái)階(7)，油管端頭(10)的頭部中段設(shè)置有外圓柱面(2)，管接頭(11)上設(shè)置與該外圓柱面(2)過盈配合的內(nèi)圓柱面(1)。
2、 根據(jù)權(quán)利要求1所述的油管螺纟丈連接結(jié)構(gòu)，其特4^于油管端頭(10 ) 的圓弧面(4)與外外扭矩臺(tái)階以凸圓弧面(6)過渡，管接頭(11)上的圓錐 面(3)與內(nèi)扭矩臺(tái)階(7)由凹圓弧面(5)過渡。
3、 根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的油管螺紋連接結(jié)構(gòu)，其特征在于管接頭 (11)內(nèi)圓柱面(1)處帶有起始圓弧面(9)。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種油管螺紋連接結(jié)構(gòu)，由具有外螺紋的油管端頭(10)和具有內(nèi)螺紋的管接頭(11)旋接而成，油管端頭(10)和管接頭(11)所采用的螺紋均為偏梯形錐螺紋，油管端頭(10)的頭部設(shè)置有圓弧面(4)，管接頭(11)上設(shè)置有與該圓弧面過盈配合的圓錐面(3)，油管端頭(10)的頭部設(shè)置有外扭矩臺(tái)階(8)，管接頭(11)上設(shè)置有與該外扭矩臺(tái)階(8)配合的內(nèi)扭矩臺(tái)階(7)，油管端頭(10)的頭部中段設(shè)置有外圓柱面(2)，管接頭(11)上設(shè)置與該外圓柱面(2)過盈配合的內(nèi)圓柱面(1)。本發(fā)明具有螺紋連接強(qiáng)度高、密封性能好、上扣容易且不易脫扣、抗粘扣性能好、抗過扭矩能力強(qiáng)等優(yōu)點(diǎn)。
文檔編號(hào)F16L15/00GK101307845SQ20081012327
公開日2008年11月19日 申請(qǐng)日期2008年7月11日 優(yōu)先權(quán)日2008年7月11日
發(fā)明者馮玉明, 周家華, 吉 邱, 高建昌 申請(qǐng)人:江蘇常寶鋼管股份有限公司