CN108756770A - 一种多重密封钩式螺纹的油管螺纹接头 - Google Patents
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Abstract
本发明提供一种多重密封钩式螺纹的油管螺纹接头，包括母扣和公扣，所述母扣上从左到右依次设置有第一母扣球形密封面、内螺纹、第二母扣球形密封面、母扣锥面密封面、母扣扭矩台肩面，所述公扣上从左到右依次设置有第一公扣锥面密封面、外螺纹，公扣柱形密封面、第二公扣锥面密封面、公扣扭矩台肩面。所述公扣密封端内表面设置有圆柱面和圆锥面，所述圆柱面紧邻所述公扣扭矩台肩面，所述公扣柱形密封面和公扣锥面密封面之间采用圆弧过渡。通过本发明，以解决现有技术存在的传统油管螺纹接头在高压循环载荷以及管内外高压载荷作用下容易密封失效的问题。
Description
技术领域
本发明涉及一种油管螺纹接头，具体涉及一种多重密封钩式螺纹的油管螺纹接头。
背景技术
近年来，随着老油气井的枯竭以及新油气井所在区域的地质情况更加复杂，各种涉及深井、定向井、水平井、大弯曲井段的油气田的开采难度、深度也越来越复杂，井的压力也越来越大。这样对管柱的安全性和密封性，尤其是密封性的使用性能要求也越来越高。
目前在油气井开采过程中，大多目前油田使用的油管在高压循环载荷作用下管柱螺纹接头常常会发生失效，这样给施工单位以及甲方公司造成很大的经济损失。
多重密封螺纹负角度的油管是对多重密封螺纹正角度油管的升级，螺纹负角度，也称钩式螺纹，适用于深井、定向井、各种水平井、大弯曲井段的油气井钻井需要，主要解决短半径水平井、超短半径水平井，以及大弯曲井段的油管承受弯曲+拉伸+内压力的复合加载、过载操作的气密封技术难题。
发明内容
本发明提供一种多重密封钩式螺纹的油管螺纹接头，以解决现有技术存在的传统油管螺纹接头在高压循环载荷以及管内外高压载荷作用下容易密封失效的问题。
为解决上述技术问题，本发明提供一种多重密封钩式螺纹的油管螺纹接头，包括母扣和公扣，所述母扣上从左到右依次设置有第一母扣球形密封面、内螺纹、第二母扣球形密封面、母扣锥面密封面、母扣扭矩台肩面，所述公扣上从左到右依次设置有第一公扣锥面密封面、外螺纹，公扣柱形密封面、第二公扣锥面密封面、公扣扭矩台肩面。所述母扣和所述公扣通过所述内螺纹和所述外螺纹啮合在一起，所述第一母扣球形密封面和所述第一公扣锥面密封面紧密接触，所述第二母扣球形密封面和所述公扣柱形密封面紧密接触，所述母扣锥面密封面和所述第二公扣锥面密封面紧密接触，所述母扣扭矩台肩面和所述公扣扭矩台肩面紧密接触。所述公扣密封端内表面设置有圆柱面和圆锥面，所述圆柱面紧邻所述公扣扭矩台肩面，所述公扣柱形密封面和公扣锥面密封面之间采用圆弧过渡。
所述内螺纹的承载面角度β2为0°～-10°,导向面角度β1为5°～15°，所述外螺纹的承载面角度β3为0°～-10°,导向面角度β4为5°～15°。
所述母扣球形密封面和公扣柱形密封面过盈配合，所述母扣锥面密封面和公扣锥面密封面也是过盈配合，过盈量均处于0.15～0.60mm之间。
所述母扣球形密封面和母扣锥面密封面之间采用圆弧圆滑过渡。
所述圆弧的半径为0.3mm～1.0mm。
所述母扣球形密封面的球形半径为2.0mm～10mm。
所述母扣锥面密封面的角度在10°～20°之间，所述公扣锥面密封面的角度在10°～20°之间。
所述母扣扭矩台肩面端部设置有-10°～-20°的反向倒角α1，所述公扣扭矩台肩面端部设置有-10°～-20°的反向倒角α2。
所述圆锥的锥度为0°～10°，所述圆锥面的锥度为0°～6°。
所述密封鼻子长度为5mm～10mm。
本发明带来的有益效果：本发明提供的油管螺纹接头，公、母扣通过螺纹齿合连接起来，直到公扣的台肩面接触母扣的台肩面，此时第一母扣球形密封面与第一公扣锥面密封面形成过盈配合，第二母扣球形密封面与公扣柱形密封面形成过盈配合，母扣锥面密封面和第二公扣锥面密封面过盈配合，形成多个密封面配合，提高了油管的密封性能，确保套管螺纹接头具有更加可靠的密封性能。本发明提供的多重密封面钩式螺纹的油管螺纹接头气密封能力达到管体内壁屈服压力。采用钩式螺纹抗拉+抗弯曲+抗内压性能良好。允许多次上、卸扣且大扭矩操作不易粘扣。
附图说明
图1是多重密封钩式螺纹的油管螺纹接头的整体结构示意图。
图2是母扣和公扣配合的装配示意图。
图3是图2中I的局部结构放大示意图。
图4是图2中母扣的局部结构放大示意图。
图5是图4中M的局部结构放大示意图。
图6是图2中公扣的局部结构放大示意图。
图7是图6中N的局部结构放大示意图。
其中，A-母扣，B-公扣，1-内螺纹，2-外螺纹，3-第二母扣球形密封面，4-公扣柱形密封面，5-圆弧，6-母扣锥面密封面，7-第二公扣锥面密封面，10-母扣扭矩台肩面，11-公扣扭矩台肩面，12-密封鼻子长度，13-圆柱面，14-圆锥面，15-第一公扣锥面密封面，16-第一母扣球形密封面。
具体实施方式
为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚，以下结合附图及具体实施例，对本发明作进一步地详细说明。
图1是多重密封钩式螺纹的油管螺纹接头的整体结构示意图。
图2是母扣和公扣配合的装配示意图。
图3是图2中I的局部结构放大示意图。
图4是图2中母扣的局部结构放大示意图。
图5是图4中M的局部结构放大示意图。
图6是图2中公扣的局部结构放大示意图。
图7是图6中N的局部结构放大示意图。
如图1-7所示，本发明提供的多重密封钩式螺纹的油管螺纹接头，包括母扣A和公扣B，所述母扣A上从左到右依次设置有第一母扣球形密封面16、内螺纹1、第二母扣球形密封面3、母扣锥面密封面6、母扣扭矩台肩面10，所述公扣B上从左到右依次设置有第一公扣锥面密封面15、外螺纹2，公扣柱形密封面4、第二公扣锥面密封面7、公扣扭矩台肩面11。所述母扣A和所述公扣B通过所述内螺纹1和所述外螺纹2啮合在一起，所述第一母扣球形密封面16和所述第一公扣锥面密封面15紧密接触，所述第二母扣球形密封面3和所述公扣柱形密封面4紧密接触，所述母扣锥面密封面6和所述第二公扣锥面密封面7紧密接触，所述母扣扭矩台肩面10和所述公扣扭矩台肩面11紧密接触。所述公扣B密封端内表面设置有圆柱面13和圆锥面14，所述圆柱面13紧邻所述公扣扭矩台肩面11，所述公扣柱形密封面4和公扣锥面密封面7之间采用圆弧过渡。
在本实施例中，所述内螺纹1的承载面角度β2为0°～-10°，导向面角度β1为5°～15°，所述外螺纹2的承载面角度β3为0°～-10°，导向面角度β4为5°～15°。所述母扣球形密封面3和公扣柱形密封面4过盈配合，所述母扣锥面密封面6和公扣锥面密封面7也是过盈配合，过盈量均处于0.15～0.60mm之间。所述母扣球形密封面3和母扣锥面密封面6之间采用圆弧5圆滑过渡。所述圆弧5的半径为0.3mm～1.0mm。所述母扣球形密封面3的球形半径为2.0mm～10mm。
进一步来说，所述母扣锥面密封面(6)的角度在10°～20°之间，所述公扣锥面密封面(7)的角度在10°～20°之间。所述母扣扭矩台肩面(10)端部设置有-10°～-20°的反向倒角α1，所述公扣扭矩台肩面(11)端部设置有-10°～-20°的反向倒角α2。所述圆锥(16)的锥度为0°～10°，所述圆锥面(14)的锥度为0°～6°。所述密封鼻子长度(12)为5mm～10mm。
进一步来说，按照本发明的技术方案，所述油管用螺纹接头是当公母扣按照预期的扭矩连接在一起时，母扣的扭矩台肩面与公扣的扭矩台肩面紧密接触在一起，控制公母扣的上扣位置。同时母扣锥面密封面和第二公扣锥面密封面在材料的弹性范围内保持过盈配合，起到密封作用。第二母扣球形密封面与公扣柱形密封面然后进入过盈密封，从而形成二次过盈密封。此后，第一母扣球形密封面与第一公扣锥面密封面也进入过盈密封，形成密封面。
本发明的油管套管设计出能承受管内外压力的球形密封和锥形密封，通过球面与锥面，球面和圆柱面、锥面与锥面密封相结合，形成多个密封面，提高了油管的密封性能，使得该油管接头具有在高压循环载荷以及管内外高压载荷作用下密封不失效。
本发明提供的多重密封面钩式螺纹的油管螺纹接头气密封能力达到管体内壁屈服压力。采用钩式螺纹抗拉+抗弯曲+抗内压性能良好。允许多次上、卸扣且大扭矩操作不易粘扣。
综上所述，本发明提供的油管螺纹接头，公、母扣通过螺纹齿合连接起来，直到公扣的台肩面接触母扣的台肩面，此时第一母扣球形密封面与第一公扣锥面密封面形成过盈配合，第二母扣球形密封面与公扣柱形密封面形成过盈配合，母扣锥面密封面和第二公扣锥面密封面过盈配合，形成多个密封面配合，提高了油管的密封性能，确保套管螺纹接头具有更加可靠的密封性能。
以上所述仅为本发明的实施例而已，并不用于限制本发明，对于本领域的技术人员来说，本发明可以有各种更改和变化。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权利要求范围之内。
Claims (10)
1.一种多重密封钩式螺纹的油管螺纹接头，包括母扣(A)和公扣(B)，其特征在于，所述母扣(A)上从左到右依次设置有第一母扣球形密封面(16)、内螺纹(1)、第二母扣球形密封面(3)、母扣锥面密封面(6)、母扣扭矩台肩面(10)，所述公扣(B)上从左到右依次设置有第一公扣锥面密封面(15)、外螺纹(2)，公扣柱形密封面(4)、第二公扣锥面密封面(7)、公扣扭矩台肩面(11)，所述母扣(A)和所述公扣(B)通过所述内螺纹(1)和所述外螺纹(2)啮合在一起，所述第一母扣球形密封面(16)和所述第一公扣锥面密封面(15)紧密接触，所述第二母扣球形密封面(3)和所述公扣柱形密封面(4)紧密接触，所述母扣锥面密封面(6)和所述第二公扣锥面密封面(7)紧密接触，所述母扣扭矩台肩面(10)和所述公扣扭矩台肩面(11)紧密接触，所述公扣(B)密封端内表面设置有圆柱面(13)和圆锥面(14)，所述圆柱面(13)紧邻所述公扣扭矩台肩面(11)，所述公扣柱形密封面(4)和公扣锥面密封面(7)之间采用圆弧过渡。
2.如权利要求1所述的多重密封钩式螺纹的油管螺纹接头，其特征在于，所述内螺纹(1)的承载面角度β2为0°～-10°,导向面角度β1为5°～15°，所述外螺纹(2)的承载面角度β3为0°～-10°,导向面角度β4为5°～15°。
3.如权利要求1所述的多重密封钩式螺纹的油管螺纹接头，其特征在于，所述母扣球形密封面(3)和公扣柱形密封面(4)过盈配合，所述母扣锥面密封面(6)和公扣锥面密封面(7)也是过盈配合，过盈量均处于0.15～0.60mm之间。
4.如权利要求1所述的多重密封钩式螺纹的油管螺纹接头，其特征在于，所述母扣球形密封面(3)和母扣锥面密封面(6)之间采用圆弧(5)圆滑过渡。
5.如权利要求1所述的多重密封钩式螺纹的油管螺纹接头，其特征在于，所述圆弧(5)的半径为0.3mm～1.0mm。
6.如权利要求1所述的多重密封钩式螺纹的油管螺纹接头，其特征在于，所述母扣球形密封面(3)的球形半径为2.0mm～10mm。
7.如权利要求1所述的多重密封钩式螺纹的油管螺纹接头，其特征在于，所述母扣锥面密封面(6)的角度在10°～20°之间，所述公扣锥面密封面(7)的角度在10°～20°之间。
8.如权利要求1所述的多重密封钩式螺纹的油管螺纹接头，其特征在于，所述母扣扭矩台肩面(10)端部设置有-10°～-20°的反向倒角α1，所述公扣扭矩台肩面(11)端部设置有-10°～-20°的反向倒角α2。
9.如权利要求1所述的多重密封钩式螺纹的油管螺纹接头，其特征在于，所述圆锥(16)的锥度为0°～10°，所述圆锥面(14)的锥度为0°～6°。
10.如权利要求1所述的多重密封钩式螺纹的油管螺纹接头，其特征在于，所述密封鼻子长度(12)为5mm～10mm。
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