CN104832112A - Atpm-i型油管和套管密封连接装置及管体和接箍 - Google Patents

Atpm-i型油管和套管密封连接装置及管体和接箍 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种ATPM-I型油管和套管密封连接装置及管体和接箍，涉及密封技术领域，其结构包括管体和接箍，管体的两端对称的设置有公扣，接箍的两端对称的设置有母扣；公扣环形伸出部分的端部的端面形成倾斜的台阶面，公扣环形伸出部分的端部的外侧面从端部向内依次设有密封面和外螺纹，公扣环形伸出部分的内侧壁上设有锥形过渡面；公扣环形伸出部分旋紧于母扣内环腔中。本发明密封性好、抗拉强度高，适用于恶劣地质条件下对管体接头处的密封防泄漏。

Description

ATPM-I型油管和套管密封连接装置及管体和接箍
技术领域
本发明涉及到密封技术领域，具体地说是一种ATPM-I(安泰石油机械-1)型油管和套管密封连接装置及管体和接箍，适用于油管和套管在恶劣地质条件下对管体接头处的密封防泄漏。
背景技术
现在对于较深油、气井对管道连接处的密封性要求不断提高，目前一般采用管箍直接加工螺纹连接，其密封特性仅局限于螺纹配合的紧密程度起到密封效果，存在较大的泄露风险。
传统API螺纹存在密封性和抗拉强度等问题，传统API螺纹气密封性能很差，对于含有硫化氢、二氧化碳和氯离子等井位的井不适应，目前需要一种能够应用于传统API螺纹不适应的井位的密封装置。
发明内容
针对上述问题，本发明的目的在于提供一种ATPM-I型油管和套管密封连接装置及管体和接箍，该装置能够克服上述缺点，密封性好、抗拉强度高，适用于恶劣地质条件下对管体接头处的密封防泄漏。
本发明解决其技术问题所采取的技术方案是：ATPM-I型油管和套管密封连接装置，包括管体和接箍，
所述管体的两端对称的设置有公扣环形伸出部分，所述接箍的两端对称的设置有母扣内环腔；
公扣环形伸出部分的端部的端面形成倾斜的台阶面，公扣环形伸出部分的端部的外侧面从端部向内依次设有密封面和外螺纹，所述的密封面为锥形面，台阶面和密封面之间形成圆角过渡；公扣环形伸出部分的端部内径变大并在内径变化处设有锥形过渡面；
母扣内环腔从端部向内依次设置有与外螺纹相啮合的母扣内螺纹、与密封面密封配合的母扣密封面、与台阶面密封配合的母扣台阶面；
公扣环形伸出部分旋紧于母扣内环腔中，两个母扣内环腔通过圆柱孔相连通，圆柱孔与公扣环形伸出部分的端部具有相同的内径。
根据使用效果，优选的技术方案为：所述台阶面和密封面之间的夹角为79°，密封面与水平面之间的夹角为177°，台阶面与密封面之间圆角过渡的圆角半径为2.1mm，所述锥形过渡面与水平面之间的夹角为170°。
进一步的技术方案为：所述圆角半径的公差值为-0.3mm～+0.5mm。
一种可选择的技术方案为：全部夹角的公差值均为-1°～+1.5°。
为保证使用效果，优先选择的技术方案为：全部夹角的公差值均为-0°～+0.03°。
进一步的技术方案为，所述的外螺纹和母扣内螺纹均采用偏梯形螺纹，以提高公扣和母扣结合部的强度以及获得更好的保压防泄漏效果。
本发明的技术方案还包括：一种管体，所述管体的两端对称的设置有公扣环形伸出部分，公扣环形伸出部分的端部的端面形成倾斜的台阶面，公扣环形伸出部分的端部的外侧面从端部向内依次设有密封面和外螺纹，所述的密封面为锥形面，台阶面和密封面之间形成圆角过渡；公扣环形伸出部分的端部内径变大并在内径变化处设有锥形过渡面。
所述管体进一步的技术方案为：所述外螺纹为偏梯形螺纹，所述台阶面和密封面之间的夹角为度，密封面与水平面之间的夹角为度，台阶面与密封面之间圆角过渡的圆角半径为所述锥形过渡面与水平面之间的夹角为度。
本发明的技术方案还包括：一种接箍，所述接箍的两端对称的设置有母扣内环腔，母扣内环腔从端部向内依次设置有母扣内螺纹、母扣密封面和母扣台阶面；所述的母扣台阶面为倾斜面，母扣密封面为锥形面，母扣台阶面和母扣密封面之间形成圆角过渡。
所述接箍进一步的技术方案为：所述母扣内螺纹为偏梯形螺纹，所述母扣台阶面和母扣密封面之间的夹角为度，母扣密封面与水平面之间的夹角为度，母扣台阶面与母扣密封面之间圆角过渡的圆角半径为2.1
与现有技术相比，本发明具有以下有益效果：
1、采用螺纹和密封面两种方式同时密封，大大提高了密封效果，保压防泄漏效果更好；
2、本发明结构简单、操作方便，可以方便实现管体的连接；
3、满足密封性的同时可以改善管体接口处工况，接口处总壁厚增加，避免出现接口断裂；
4、结构简单，制作成本低，应用性广；
5、设置台阶面起到端部定位的作用，本发明的台阶面为倾斜面，若台阶面为竖直面，在向前顶紧过程中，管体的端面垂直受力，容易发生变形，会出现管体端部向管内壁缩小的问题，这样一来不仅影响了密封性，还会对管道内流体形成阻碍点，影响管道内流体的流动性，本发明台阶面设置为倾斜面且选择一个小于90°的角，改变了管体端面的受力情况，就解决了上述问题，密封性和管道内流体流动性更好；
6、密封面为锥形面，密封面与水平面之间设置177°的夹角，起到一个紧密配合防止泄露的作用，如果上述角度过小会使锥面壁厚减小易造成断面变形，如果太大就接近平角密封效果会降低，177°角可达到密封效果及力学性能最好；
7、台阶面和密封面之间设置圆角过渡，避免了尖角密封不严的问题，受力时接触面积大，密封面积大，提高密封的可靠性；
8、管体公扣伸出部分的内壁设有锥形过渡面，管体的两端经过机加工，保证管体的端部规则，保证了密封的可靠性。
附图说明
图1为本发明实施例的剖视结构示意图；
图2为图1中A部分的局部放大图；
图中：1接箍，2管体，3偏梯形螺纹，4密封面，5台阶面，6锥形过渡面。
具体实施方式
下面结合说明书附图和具体实施例对本发明作进一步的描述：
如图1、图2所示，ATPM-I型油管和套管密封连接装置，包括管体2和接箍1，所述管体2的两端对称的设置有公扣环形伸出部分，所述接箍1的两端对称的设置有母扣内环腔。
公扣环形伸出部分的端部的端面形成倾斜的台阶面5，公扣环形伸出部分的端部的外侧面从端部向内依次设有密封面4和外螺纹，所述的密封面4为锥形面，台阶面5和密封面4之间形成圆角过渡；公扣环形伸出部分的端部内径变大并在内径变化处设有锥形过渡面6。
母扣内环腔从端部向内依次设置有与外螺纹相啮合的母扣内螺纹、与密封面4密封配合的母扣密封面、与台阶面5密封配合的母扣台阶面。
公扣环形伸出部分旋紧于母扣内环腔中，两个母扣内环腔通过圆柱孔相连通，圆柱孔与公扣环形伸出部分的端部具有相同的内径。
所述台阶面和密封面之间的夹角为79°，密封面与水平面之间的夹角为177°，台阶面与密封面之间圆角过渡的圆角半径为2.1mm，所述锥形过渡面与水平面之间的夹角为170°。
为保证密封效果，所述圆角半径的公差值为-0.3mm～+0.5mm。
为保证使用效果，全部夹角的公差值均为-0°～+0.03°。若无法达到上述公差值，也可将全部夹角的公差值扩大到-1°～+1.5°。
为了提高公扣和母扣结合部的强度以及获得更好的保压防泄漏效果，所述的外螺纹和母扣内螺纹均采用偏梯形螺纹3。
设置台阶面5起到端部定位的作用，本发明的台阶面5为倾斜面，若台阶面5为竖直面，在向前顶紧过程中会出现端部向管内壁缩小的问题，台阶面5设置为倾斜面且选择一个小于90°的角就解决了这个问题，经反复试验，当台阶面和密封面之间的夹角为79°时，定位及密封效果最好。
密封面4为锥形面，密封面4与水平面之间设置177°的夹角，起到一个紧密配合防止泄露的作用，如果上述角度过小会使锥面壁厚减小易造成断面变形，如果太大就接近平角密封效果会降低，177°角可达到密封效果及力学性能最好。
台阶面5和密封面4之间设置圆角过渡，提高密封的可靠性。
管体2公扣伸出部分的内壁设有锥形过渡面6，管体2的两端经过机加工，保证管体2的端部规则，保证了密封的可靠性。
基于ATPM-I型油管和套管密封连接装置的一种管体2，所述管体2的两端对称的设置有公扣环形伸出部分，公扣环形伸出部分的端部的端面形成倾斜的台阶面5，公扣环形伸出部分的端部的外侧面从端部向内依次设有密封面4和外螺纹，所述的密封面4为锥形面，台阶面5和密封面4之间形成圆角过渡；公扣环形伸出部分的端部内径变大并在内径变化处设有锥形过渡面。
管体2的外螺纹为偏梯形螺纹3，所述台阶面5和密封面4之间的夹角为度，密封面4与水平面之间的夹角为度，台阶面5与密封面4之间圆角过渡的圆角半径为所述锥形过渡面6与水平面之间的夹角为度。
基于ATPM-I型油管和套管密封连接装置的一种接箍1，所述接箍1的两端对称的设置有母扣内环腔，母扣内环腔从端部向内依次设置有母扣内螺纹、母扣密封面和母扣台阶面；所述的母扣台阶面为倾斜面，母扣密封面为锥形面，母扣台阶面和母扣密封面之间形成圆角过渡。
所述母扣内螺纹为偏梯形螺纹3，所述母扣台阶面和母扣密封面之间的夹角为度，母扣密封面与水平面之间的夹角为度，母扣台阶面与母扣密封面之间圆角过渡的圆角半径为
使用时，管体2上的公扣环形伸出部分与接箍1上的母扣内环腔通过液压拧扣机使其紧密配合，达到密封防漏的目的。
以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不是本发明的全部实施例，不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (10)

1.ATPM-I型油管和套管密封连接装置，包括管体和接箍，其特征是，
所述管体的两端对称的设置有公扣环形伸出部分，所述接箍的两端对称的设置有母扣内环腔；
公扣环形伸出部分的端部的端面形成倾斜的台阶面，公扣环形伸出部分的端部的外侧面从端部向内依次设有密封面和外螺纹，所述的密封面为锥形面，台阶面和密封面之间形成圆角过渡；公扣环形伸出部分的端部内径变大并在内径变化处设有锥形过渡面；
母扣内环腔从端部向内依次设置有与外螺纹相啮合的母扣内螺纹、与密封面密封配合的母扣密封面、与台阶面密封配合的母扣台阶面；
公扣环形伸出部分旋紧于母扣内环腔中，两个母扣内环腔通过圆柱孔相连通，圆柱孔与公扣环形伸出部分的端部具有相同的内径。
2.根据权利要求1所述的ATPM-I型油管和套管密封连接装置，其特征是，所述台阶面和密封面之间的夹角为79°，密封面与水平面之间的夹角为177°，台阶面与密封面之间圆角过渡的圆角半径为2.1mm，所述锥形过渡面与水平面之间的夹角为170°。
3.根据权利要求2所述的ATPM-I型油管和套管密封连接装置，其特征是，所述圆角半径的公差值为-0.3mm～+0.5mm。
4.根据权利要求3所述的ATPM-I型油管和套管密封连接装置，其特征是，全部夹角的公差值均为-1°～+1.5°。
5.根据权利要求3所述的ATPM-I型油管和套管密封连接装置，其特征是，全部夹角的公差值均为-0°～+0.03°。
6.根据权利要求1～5中的任意一项所述的ATPM-I型油管和套管密封连接装置，其特征是，所述的外螺纹和母扣内螺纹均采用偏梯形螺纹。
7.基于权利要求1所述的ATPM-I型油管和套管密封连接装置的一种管体，其特征是，所述管体的两端对称的设置有公扣环形伸出部分，公扣环形伸出部分的端部的端面形成倾斜的台阶面，公扣环形伸出部分的端部的外侧面从端部向内依次设有密封面和外螺纹，所述的密封面为锥形面，台阶面和密封面之间形成圆角过渡；公扣环形伸出部分的端部内径变大并在内径变化处设有锥形过渡面。
8.根据权利要求7所述的一种管体，其特征是，所述外螺纹为偏梯形螺纹，所述台阶面和密封面之间的夹角为度，密封面与水平面之间的夹角为度，台阶面与密封面之间圆角过渡的圆角半径为所述锥形过渡面与水平面之间的夹角为度。
9.基于权利要求1所述的ATPM-I型油管和套管密封连接装置的一种接箍，其特征是，所述接箍的两端对称的设置有母扣内环腔，母扣内环腔从端部向内依次设置有母扣内螺纹、母扣密封面和母扣台阶面；所述的母扣台阶面为倾斜面，母扣密封面为锥形面，母扣台阶面和母扣密封面之间形成圆角过渡。
10.根据权利要求9所述的一种接箍，其特征是，所述母扣内螺纹为偏梯形螺纹，所述母扣台阶面和母扣密封面之间的夹角为度，母扣密封面与水平面之间的夹角为度，母扣台阶面与母扣密封面之间圆角过渡的圆角半径为
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