CN113914787A - 一种耐高温双向螺纹密封结构 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种耐高温双向螺纹密封结构，母扣第一密封段、母扣第二密封段、母扣螺纹和母扣第三密封段依次由内至外设置在母扣本体的内壁上，公扣第一密封面、公扣第二密封面、公扣螺纹和公扣第三密封面依次由外至内设置在连接公扣的外壁上，母扣本体和公扣本体通过母扣螺纹和公扣螺纹咬合，母扣第一密封段和公扣第一密封面紧密接触形成第一道密封，母扣第二密封段和公扣第二密封面紧密接触形成第二道密封，母扣第三密封段和公扣第三密封面紧密接触形成第三道密封。该螺纹密封油管通过改进螺纹结构，增加螺纹密封性，提高螺纹密封油管的使用寿命。

Description

一种耐高温双向螺纹密封结构

技术领域

本发明涉及高温油气井密封装置技术领域，更具体地说涉及一种耐高温双向螺纹密封结构。

背景技术

近年来，随着稠油油田的开发工作，急需耐高温井下石油工具的开发使用，要求具有优异的抗拉性能、密封性能、抗粘扣、抗高温等，而目前市面上油管及工具螺纹主要按照API标准制造，难以满足现场需求。

发明内容

本发明克服了现有技术中的不足，现有的螺纹密封油管主要是按照API标准制造，难以满足现场需求，提供了一种耐高温双向螺纹密封结构，该螺纹密封油管通过改进螺纹结构，增加螺纹密封性，提高螺纹密封油管的使用寿命。

本发明的目的通过下述技术方案予以实现。

一种耐高温双向螺纹密封结构，包括连接母扣和连接公扣，

所述连接母扣包括母扣本体、母扣第一密封段、母扣第二密封段、母扣螺纹和母扣第三密封段，所述母扣第一密封段、所述母扣第二密封段、所述母扣螺纹和所述母扣第三密封段依次由内至外设置在所述母扣本体的内壁上，

所述连接公扣包括公扣本体、公扣第一密封面、公扣第二密封面、公扣螺纹和公扣第三密封面，所述公扣第一密封面、所述公扣第二密封面、所述公扣螺纹和所述公扣第三密封面依次由外至内设置在所述连接公扣的外壁上，

所述母扣本体和所述公扣本体通过所述母扣螺纹和所述公扣螺纹咬合，所述母扣第一密封段和所述公扣第一密封面紧密接触形成第一道密封，所述母扣第二密封段和所述公扣第二密封面紧密接触形成第二道密封，所述母扣第三密封段和所述公扣第三密封面紧密接触形成第三道密封，第一道密封、第二道密封和第三道密封增加螺纹密封性。

所述母扣螺纹采用T型结构，能够防止高低温交变或者较大轴向力情况下螺纹松动的问题，所述母扣螺纹包括母扣一号圆弧面、母扣二号圆弧面、母扣承载面和母扣导向面，所述母扣本体的内壁通过所述母扣导向面与所述母扣一号圆弧面相连，在所述母扣一号圆弧面和所述母扣二号圆弧面之间设置一母扣螺纹平面，所述母扣二号圆弧面通过所述母扣承载面与所述母扣本体的内壁相连。

所述母扣一号圆弧面的圆角半径为0.57-0.6mm，所述母扣二号圆弧面的圆角半径为0.6-0.62mm，所述母扣一号圆弧面与所述母扣导向面之间和所述母扣二号圆弧面与所述母扣承载面之间均采用圆弧过渡结构，所述圆弧过渡结构的半径为0.15-0.2mm，所述母扣导向面与径向所夹夹角的角度为18-20°，所述母扣承载面与径向所夹夹角的角度为-7.5--7°。

所述公扣螺纹包括公扣一号圆弧面、公扣二号圆弧面、公扣承载面和公扣导向面，所述公扣本体的外壁通过所述公扣一号圆弧面与所述公扣导向面相连，所述公扣导向面和所述公扣承载面之间设置一公扣螺纹平面，所述公扣承载面通过所述公扣二号圆弧面与所述公扣本体的外壁相连。

所述公扣一号圆弧面的圆角半径为0.6-0.62mm，所述公扣二号圆弧面的圆角半径为0.57-0.6mm，所述公扣一号圆弧面与所述公扣导向面之间和所述公扣二号圆弧面与所述公扣承载面之间均采用圆弧过渡结构，所述圆弧过渡结构的半径为0.15-R0.2mm，所述公扣导向面与径向所夹夹角的角度为18-20°，所述公扣承载面与径向所夹夹角的角度为-6-7.5°。

母扣二号圆弧面的圆弧度大于公扣二号圆弧面，当工具正常工作时，由于受较大轴向拉力，母扣二号圆弧面与公扣二号圆弧面接触形成第四道密封，可防止密封失效，增大密封效果。

所述母扣第一密封段采用柱面密封结构，所述公扣第一密封面采用球面密封结构。

所述母扣第一密封段与径向所夹夹角的角度为54.5°-55°，所述公扣第一密封面的圆角半径为2.4-2.5mm，所述母扣第一密封段与所述公扣第一密封面紧密接触后过盈配合的间距为0.13-0.19mm。

所述母扣第二密封段与径向所夹夹角的角度为84.8°-85°，所述公扣第二密封面与径向所夹夹角的角度为85°-85.1°。

所述母扣第三密封段与径向所夹夹角的角度为69.5°-70°，所述公扣第三密封面的圆角半径为0.9-1mm，所述母扣第三密封段与所述公扣第三密封面紧密接触后过盈配合的间距为0.1-0.15mm。

本发明的有益效果为：本发明耐高温双向密封油管螺纹可满足400℃、60MPa及含有高腐蚀性条件下长期使用；本发明有效解决高低温交变过程密封失效问题；本发明通过母扣T型结构设计，可满足轴向高抗拉强度并且螺纹在温度变化下无松退问题。

附图说明

图1为本发明的装配结构示意图；

图2为图1A的局部放大图；

图3为图1B的局部放大图；

图4为本发明中连接母扣的结构示意图；

图5为本发明中连接公扣的结构示意图；

图6为图4C的母扣螺纹局部放大图；

图7为图5D的公扣螺纹局部放大图；

图中：1为母扣本体；2为公扣本体；3为母扣第一密封段；4为母扣第二密封段；5为母扣第三密封段；6为公扣第一密封面；7为公扣第二密封面；8为公扣第三密封面；9为母扣螺纹；10为公扣螺纹；11为母扣一号圆弧面；12为母扣二号圆弧面；13为母扣承载面；14为母扣导向面；15为公扣一号圆弧面；16为公扣二号圆弧面；17为公扣承载面；18为公扣导向面。

对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，可以根据以上附图获得其他的相关附图。

具体实施方式

下面通过具体的实施例对本发明的技术方案作进一步的说明。

实施例一

一种耐高温双向螺纹密封结构，包括连接母扣和连接公扣，

连接母扣包括母扣本体1、母扣第一密封段3、母扣第二密封段4、母扣螺纹9和母扣第三密封段5，母扣第一密封段3、母扣第二密封段4、母扣螺纹9和母扣第三密封段5依次由内至外设置在母扣本体1的内壁上，

连接公扣包括公扣本体2、公扣第一密封面6、公扣第二密封面7、公扣螺纹10和公扣第三密封面8，公扣第一密封面6、公扣第二密封面7、公扣螺纹10和公扣第三密封面8依次由外至内设置在连接公扣2的外壁上，

母扣本体1和公扣本体2通过母扣螺纹9和公扣螺纹10咬合，母扣第一密封段3和公扣第一密封面6紧密接触形成第一道密封，母扣第二密封段4和公扣第二密封面7紧密接触形成第二道密封，母扣第三密封段5和公扣第三密封面8紧密接触形成第三道密封，第一道密封、第二道密封和第三道密封增加螺纹密封性。

实施例二

在实施例一的基础上，母扣螺纹9采用T型结构，能够防止高低温交变或者较大轴向力情况下螺纹松动的问题，母扣螺纹9包括母扣一号圆弧面11、母扣二号圆弧面12、母扣承载面13和母扣导向面14，母扣本体1的内壁通过母扣导向面14与母扣一号圆弧面11相连，在母扣一号圆弧面11和母扣二号圆弧面12之间设置一母扣螺纹平面，母扣二号圆弧面12通过母扣承载面13与母扣本体1的内壁相连。

母扣一号圆弧面11的圆角半径为0.57-0.6mm，母扣二号圆弧面12的圆角半径为0.6-0.62mm，母扣一号圆弧面11与母扣导向面14之间和母扣二号圆弧面12与母扣承载面13之间均采用圆弧过渡结构，圆弧过渡结构的半径为0.15-0.2mm，母扣导向面14与径向所夹夹角的角度为18-20°，母扣承载面13与径向所夹夹角的角度为-7.5--7°。

公扣螺纹10包括公扣一号圆弧面15、公扣二号圆弧面16、公扣承载面17和公扣导向面18，公扣本体2的外壁通过公扣一号圆弧面15与公扣导向面18相连，公扣导向面18和公扣承载面17之间设置一公扣螺纹平面，公扣承载面17通过公扣二号圆弧面16与公扣本体1的外壁相连。

公扣一号圆弧面15的圆角半径为0.6-0.62mm，公扣二号圆弧面16的圆角半径为0.57-0.6mm，公扣一号圆弧面15与公扣导向面18之间和公扣二号圆弧面16与公扣承载面17之间均采用圆弧过渡结构，圆弧过渡结构的半径为0.15-0.2mm，公扣导向面18与径向所夹夹角的角度为18-20°，公扣承载面17与径向所夹夹角的角度为-6-7.5°。

实施例三

在实施例二的基础上，母扣二号圆弧面12的圆弧度大于公扣二号圆弧面16，当工具正常工作时，由于受较大轴向拉力，母扣二号圆弧面12与公扣二号圆弧面16接触形成第四道密封，可防止密封失效，增大密封效果。

母扣第一密封段3采用柱面密封结构，公扣第一密封面6采用球面密封结构。

母扣第一密封段3与径向所夹夹角的角度为54.5°-55°，公扣第一密封面6的圆角半径为2.4-2.5mm，母扣第一密封段3与公扣第一密封面6紧密接触后过盈配合的间距为0.13-0.19mm。

母扣第二密封段4与径向所夹夹角的角度为84.8°-85°，公扣第二密封面7与径向所夹夹角的角度为85°-85.1°。

母扣第三密封段5与径向所夹夹角的角度为69.5°-70°，公扣第三密封面8的圆角半径为0.9-1mm，母扣第三密封段5与公扣第三密封面8紧密接触后过盈配合的间距为0.1-0.15mm。

为了易于说明，实施例中使用了诸如“上”、“下”、“左”、“右”等空间相对术语，用于说明图中示出的一个元件或特征相对于另一个元件或特征的关系。应该理解的是，除了图中示出的方位之外，空间术语意在于包括装置在使用或操作中的不同方位。例如，如果图中的装置被倒置，被叙述为位于其他元件或特征“下”的元件将定位在其他元件或特征“上”。因此，示例性术语“下”可以包含上和下方位两者。装置可以以其他方式定位(旋转90度或位于其他方位)，这里所用的空间相对说明可相应地解释。

而且，诸如“第一”和“第二”等之类的关系术语仅仅用来将一个与另一个具有相同名称的部件区分开来，而不一定要求或者暗示这些部件之间存在任何这种实际的关系或者顺序。

以上对本发明进行了详细说明，但所述内容仅为本发明的较佳实施例，不能被认为用于限定本发明的实施范围。凡依本发明申请范围所作的均等变化与改进等，均应仍归属于本发明的专利涵盖范围之内。

Claims (9)

1.一种耐高温双向螺纹密封结构，其特征在于：包括连接母扣和连接公扣，

所述连接母扣包括母扣本体、母扣第一密封段、母扣第二密封段、母扣螺纹和母扣第三密封段，所述母扣第一密封段、所述母扣第二密封段、所述母扣螺纹和所述母扣第三密封段依次由内至外设置在所述母扣本体的内壁上，

所述连接公扣包括公扣本体、公扣第一密封面、公扣第二密封面、公扣螺纹和公扣第三密封面，所述公扣第一密封面、所述公扣第二密封面、所述公扣螺纹和所述公扣第三密封面依次由外至内设置在所述连接公扣的外壁上，

所述母扣本体和所述公扣本体通过所述母扣螺纹和所述公扣螺纹咬合，所述母扣第一密封段和所述公扣第一密封面紧密接触形成第一道密封，所述母扣第二密封段和所述公扣第二密封面紧密接触形成第二道密封，所述母扣第三密封段和所述公扣第三密封面紧密接触形成第三道密封。

2.根据权利要求1所述的一种耐高温双向螺纹密封结构，其特征在于：所述母扣螺纹采用T型结构，所述母扣螺纹包括母扣一号圆弧面、母扣二号圆弧面、母扣承载面和母扣导向面，所述母扣本体的内壁通过所述母扣导向面与所述母扣一号圆弧面相连，在所述母扣一号圆弧面和所述母扣二号圆弧面之间设置一母扣螺纹平面，所述母扣二号圆弧面通过所述母扣承载面与所述母扣本体的内壁相连。

3.根据权利要求2所述的一种耐高温双向螺纹密封结构，其特征在于：所述母扣一号圆弧面的圆角半径为0.57-0.6mm，所述母扣二号圆弧面的圆角半径为0.6-0.62mm，所述母扣一号圆弧面与所述母扣导向面之间和所述母扣二号圆弧面与所述母扣承载面之间均采用圆弧过渡结构，所述圆弧过渡结构的半径为0.15-0.2mm，所述母扣导向面与径向所夹夹角的角度为18-20°，所述母扣承载面与径向所夹夹角的角度为-7.5--7°。

4.根据权利要求3所述的一种耐高温双向螺纹密封结构，其特征在于：所述公扣螺纹包括公扣一号圆弧面、公扣二号圆弧面、公扣承载面和公扣导向面，所述公扣本体的外壁通过所述公扣一号圆弧面与所述公扣导向面相连，所述公扣导向面和所述公扣承载面之间设置一公扣螺纹平面，所述公扣承载面通过所述公扣二号圆弧面与所述公扣本体的外壁相连。

5.根据权利要求4所述的一种耐高温双向螺纹密封结构，其特征在于：所述公扣一号圆弧面的圆角半径为0.6-0.62mm，所述公扣二号圆弧面的圆角半径为0.57-0.6mm，所述公扣一号圆弧面与所述公扣导向面之间和所述公扣二号圆弧面与所述公扣承载面之间均采用圆弧过渡结构，所述圆弧过渡结构的半径为0.15-0.2mm，所述公扣导向面与径向所夹夹角的角度为18-20°，所述公扣承载面与径向所夹夹角的角度为-6-7.5°。

6.根据权利要求1所述的一种耐高温双向螺纹密封结构，其特征在于：所述母扣第一密封段采用柱面密封结构，所述公扣第一密封面采用球面密封结构。

7.根据权利要求1所述的一种耐高温双向螺纹密封结构，其特征在于：所述母扣第一密封段与径向所夹夹角的角度为54.5°-55°，所述公扣第一密封面的圆角半径为2.4-2.5mm，所述母扣第一密封段与所述公扣第一密封面紧密接触后过盈配合的间距为0.13-0.19mm。

8.根据权利要求1所述的一种耐高温双向螺纹密封结构，其特征在于：所述母扣第二密封段与径向所夹夹角的角度为84.8°-85°，所述公扣第二密封面与径向所夹夹角的角度为85°-85.1°。

9.根据权利要求1所述的一种耐高温双向螺纹密封结构，其特征在于：所述母扣第三密封段与径向所夹夹角的角度为69.5°-70°，所述公扣第三密封面的圆角半径为0.9-1mm，所述母扣第三密封段与所述公扣第三密封面紧密接触后过盈配合的间距为0.1-0.15mm。

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