CN116006795A - 一种油管用做地面集输管线的螺纹连接装置 - Google Patents

Abstract

本发明适用于输油管线技术领域，提供了一种油管用做地面集输管线的螺纹连接装置，包括接箍和复合密封件。所述接箍螺纹连接在两个油管之间，所述复合密封圈设置在所述接箍内部，且位于两个所述油管的管口之间。其中，所述复合密封件由基体以及套设在所述基体上的形变体组成。本发明采用具有符合国家标准的直螺纹的接箍连接两个油管，密封性好，采用金属与非金属组合的复合密封件，复合密封件既有金属密封圈的密封能力又有橡胶的变形能力；上扣时，非金属作为形变体，上扣扭矩小，在轴向压缩的同时径向扩张；在受到扰动载荷时，有足够的形变储备，保证了密封的可靠性。

Description

一种油管用做地面集输管线的螺纹连接装置

技术领域

本发明属于输油管线技术领域，尤其涉及一种油管用做地面集输管线的螺纹连接装置。

背景技术

集输管道包括从单个气井到油气处理厂或处理装置的出气管道，以及从处理厂到油气库或长输管道首站的集油气管道，在我国油气集输管道的管材多采用钢管。在油气开发的修井作业过程中，起出的13Cr、超级13Cr油管不能再用于井下完井管柱，属于废旧油管，经过检验检测没有明显减薄、刺漏，可用于地面集输临时管线，具有承压强度高、耐腐蚀、耐冲蚀的特点。起出的13Cr、超级13Cr油管能够加快新井投产进度，或快速敷设于排水井、注水井进行输水，实现抢产上产、水质回灌，提质增效作用显著。

其中，13Cr是一种不锈钢，含13％Cr的马氏体不锈钢。但是，目前起出的13Cr、超级13Cr油管在应用于地面集输临时管线时，存在连接的难题。一是上扣难度大。高压气井完井管柱采用的是特殊的气密封扣，比如宝钢的BGT扣，这种气密封扣型上扣时需要对正，且上扣后期上扣扭矩逐渐增大，用于地面集输管线时都是水平连接，水平上扣的对正装置虽然也有，但对施工要求高，一旦出现上扣问题，存在泄露的风险。二是螺纹加工成本高。特殊的气密封扣需要到专门的螺纹加工企业去完成，废旧油管用于地面连接时需要加工接箍，甚至是特殊接箍，螺纹加工成本高。三是焊接难度大。13Cr、超级13Cr材质为马氏体不锈钢，强度硬度高，焊接需要特殊的焊接工艺，目前室内焊接采用的是自动无氧保护焊接工艺，焊材为WEL2RM2或2205-PW，且需要固溶处理，现场焊接容易出现焊接缺陷(室内焊接成功率只有60％)。

综上，针对废旧13Cr、超级13Cr油管用于地面集输管线，应选用易于施工连接方式。

发明内容

本发明提供一种油管用做地面集输管线的螺纹连接装置，旨在解决废旧13Cr、超级13Cr油管用于地面集输管线时的连接问题。

本发明的技术方案如下：

一种油管用做地面集输管线的螺纹连接装置，包括接箍和复合密封件。所述接箍螺纹连接在两个油管之间，所述复合密封圈设置在所述接箍内部，且位于两个所述油管的管口之间。其中，所述复合密封件包括基体和套设在所述基体上的形变体，所述基体为金属材料制成，所述形变体为非金属材料制成。

作为本发明的进一步方案，所述油管与所述接箍螺纹连接的一端设有短节，短节为带角度的台肩，所述短节外侧壁上设有符合国家标准的直螺纹。

进一步的，所述油管的短节端面设有接口台肩角，所述接口台肩角相对于所述油管管口平面的夹角为α，夹角α为15°。

作为本发明的进一步方案，所述接箍中部设有用于所述复合密封件安装的嵌入槽，两个所述油管与所述接箍螺纹连接后，所述复合密封件位于两个所述油管之间的嵌入槽位置。

进一步的，所述接箍内侧壁上设有直螺纹，所述嵌入槽两侧的直螺纹的旋向相同，且分别与对应的油管上的符合国家标准的直螺纹相连接。

进一步的，所述基体为金属密封圈，所述基体外侧面环向设置有嵌入槽，所述形变体嵌入在所述嵌入槽内。

作为本发明的进一步方案，所述形变体为橡胶密封圈，所述橡胶密封圈径向扩张时位于所述接箍中部的密封槽中。

本发明还提供了一种油管用做地面集输管线的螺纹连接装置，包括接箍，所述接箍螺纹连接在两个油管之间，所述接箍中部一体设置有密封筋，所述密封筋位于两个所述油管的管口之间，且所述密封筋侧壁与两个所述油管的管口相吻合抵接，所述密封筋两侧的接箍内侧壁上设有与油管上螺纹相连接的直螺纹。在本实施例中，通过一体式设置的密封筋设置在两个所述油管的管口之间，在接箍与两个油管螺纹连接后，具有很好的密封性。

为了增加两个油管与接箍的密封筋之间的密封性，所述两个油管的管口与接箍的密封筋之间还设有密封垫，保证了密封的可靠。

与现有技术相比，本发明的有益效果是：

本发明的一种油管用做地面集输管线的螺纹连接装置，采用具有符合国家标准的直螺纹的接箍连接两个油管，并在油管之间的接箍安装复合密封件保证密封性，使油管上带角度的台肩与所述复合密封件侧面吻合。采用金属与非金属组合的复合密封件，复合密封件既有金属密封圈的密封能力又有橡胶的变形能力；上扣时，非金属作为形变体，上扣扭矩小，在轴向压缩的同时径向扩张；在受到扰动载荷时，有足够的形变储备，保证了密封的可靠性。

附图说明

图1为本发明的油管用做地面集输管线的螺纹连接装置的截面结构示意图。

图2为本发明的油管用做地面集输管线的螺纹连接装置中油管短节的结构示意图。

图3为本发明的油管用做地面集输管线的螺纹连接装置中接箍的结构示意图。

图4为本发明的油管用做地面集输管线的螺纹连接装置中复合密封圈的截面示意图。

图5为本发明的油管用做地面集输管线的螺纹连接装置中接箍的截面示意图。

图6为本发明的油管用做地面集输管线的螺纹连接装置试压测试安装的示意图。

图7为本发明的油管用做地面集输管线的螺纹连接装置在施压等待时的示意图。

图8为本发明的油管用做地面集输管线的螺纹连接装置水压加压35MPa，试压4小时后的压力值示意图。

图9为本发明的油管用做地面集输管线的螺纹连接装置气压加压35MPa，试压4小时后的压力值示意图。

图中：1-油管一、11-短节、12-接口台肩角、2-接箍、21-密封槽、22-直螺纹、23-密封筋、3-复合密封件、31-基体、32-形变体、4-油管二。

具体实施方式

为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。

请参阅图1所示，本发明提供一种油管用做地面集输管线的螺纹连接装置，包括接箍2和负复合密封件3。所述接箍2螺纹连接在两个油管之间，两个油管分别为油管一1和油管二4，所述油管一1和油管二4的结构相同且与所述接箍2螺纹连接的一端均设有短节11。参见图2所示，所述短节11为带角度的台肩，所述短节11外侧壁上设有符合国家标准的直螺纹。其中，所述油管的短节11端面设有接口台肩角12，所述接口台肩角12相对于所述油管管口平面的夹角为α，夹角α为15°。

所述油管为油气开发修井作业过程中起出的13Cr或超级13Cr油管，所述油管上的符合国家标准的直螺纹为符合国家标准的直螺纹，分布于油管与接箍2连接的短节11上，在本实施例中，所述接箍2的外部直径为114.3mm，所述油管的外部直径为88.9mm，所述短节11的内部半径为42.5mm，所述短节11总长度为81mm，所述短节11上设置有符合国家标准的直螺纹的长度为76mm，所述油管和所述短节11的内部直径均为76mm，所述短节11上的符合国家标准的直螺纹参照GB/T5796.1～5796.4标准。

参见图1和图3所示，所述复合密封圈设置在所述接箍2内部，且位于两个所述油管的管口之间。其中，所述复合密封件3由基体31以及套设在所述基体31上的形变体32组成。所述接箍2中部设有用于所述复合密封件3安装的嵌入槽，两个所述油管与所述接箍2螺纹连接后，所述复合密封件3位于两个所述油管之间的嵌入槽位置。

所述接箍2内侧壁上设有直螺纹22，所述嵌入槽两侧的直螺纹22的旋向相同，且分别与对应的油管上的符合国家标准的直螺纹相连接。在本实施例中，所述直螺纹22为M88×2的直螺纹，即：所述直螺纹22的直径为88mm，螺距为2mm。在将两个所述油管的短节11与所述接箍2螺纹连接时，短节11上的符合国家标准的直螺纹与所述接箍2的直螺纹22相连接，且短节11端口位置的接口台肩角12以及短节11端口的端面与所述复合密封件3的侧面相吻合抵接，密封效果好。

参见图4所示，所述复合密封件3包括基体31和套设在所述基体31上的形变体32，所述基体31为金属材料制成，所述形变体32为非金属材料制成。所述基体31为金属密封圈，所述基体31外侧面环向设置有嵌入槽，所述形变体32嵌入在所述嵌入槽内。所述形变体32为橡胶密封圈，所述橡胶密封圈径向扩张时位于所述接箍2中部的密封槽21中。

在本实施例中，所述基体31为316L的不锈钢材质，其中，316L是一种不锈钢材质。316L是不锈钢材料的一个牌号，作为一种不锈钢材料，它由于在制作中添加了Mo元素，使得有着优秀的耐腐蚀性，断面之后进行焊接，然后再进行退火处理，能够获得最佳的耐腐蚀性能。所述形变体32为嵌入在基体31外侧面的嵌入槽中的氢化丁晴橡胶。所述复合密封件3既有金属密封圈的密封能力又有橡胶的变形能力；上扣时，非金属作为形变体32，上扣扭矩小，在轴向压缩的同时径向扩张；在受到扰动载荷时，有足够的形变储备，保证了密封的可靠性。

本发明的油管用做地面集输管线的螺纹连接装置，参见图6和图7所示，在将油管连接后进行室内测试，通过对连接后的13Cr油管试样进行两端加压，用水和气分别试压35MPa。参见图8和图9所示，经施压四小时后，没有发现明显压降。

通过以上测试，可以证明本实施例的直螺纹连接的方案，可以用于地面13Cr管线的连接。

在本发明的一个实施例中，参见图5所示，还提供了一种油管用做地面集输管线的螺纹连接装置，包括接箍2，所述接箍2螺纹连接在两个油管之间。与上述实施例不同的是，在本实施例中，所述接箍2中部一体设置有密封筋23，所述密封筋23位于两个所述油管的管口之间，且所述密封筋23侧壁与两个所述油管的管口相吻合抵接，所述密封筋23两侧的接箍2内侧壁上设有与油管上螺纹相连接的直螺纹22。

本实施例中，将密封筋23替代复合密封件3对两个油管对接时密封，为了增加两个油管与接箍的密封筋之间的密封性，所述两个油管的管口与接箍的密封筋之间还设有密封垫，保证了密封的可靠。

综上所述，本发明的一种油管用做地面集输管线的螺纹连接装置，采用具有符合国家标准的直螺纹22的接箍2连接两个油管，并在油管之间的接箍2安装复合密封件3保证密封性，使油管上带角度的台肩与所述复合密封件3侧面吻合。采用金属与非金属组合的复合密封件3，复合密封件3既有金属密封圈的密封能力又有橡胶的变形能力；上扣时，非金属作为形变体32，上扣扭矩小，在轴向压缩的同时径向扩张；在受到扰动载荷时，有足够的形变储备，保证了密封的可靠性。

以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (7)

1.一种油管用做地面集输管线的螺纹连接装置，其特征在于，包括：

接箍(2)，所述接箍(2)螺纹连接在两个油管之间；以及

复合密封件(3)，所述复合密封圈设置在所述接箍(2)内部，且位于两个所述油管的管口之间；

其中，所述复合密封件(3)包括基体(31)和套设在所述基体(31)上的形变体(32)，所述基体(31)为金属材料制成，所述形变体(32)为非金属材料制成。

2.如权利要求1所述的一种油管用做地面集输管线的螺纹连接装置，其特征在于：所述油管与所述接箍(2)螺纹连接的一端设有短节(11)，短节(11)为带角度的台肩，所述短节(11)外侧壁上设有直螺纹。

3.如权利要求2所述的一种油管用做地面集输管线的螺纹连接装置，其特征在于：所述油管的短节(11)端面设有接口台肩角(12)。

4.如权利要求2所述的一种油管用做地面集输管线的螺纹连接装置，其特征在于：所述接箍(2)中部设有用于所述复合密封件(3)安装的嵌入槽，两个所述油管与所述接箍(2)螺纹连接后，所述复合密封件(3)位于两个所述油管之间的嵌入槽位置。

5.如权利要求4所述的一种油管用做地面集输管线的螺纹连接装置，其特征在于：所述接箍(2)内侧壁上设有直螺纹(22)，所述嵌入槽两侧的直螺纹(22)的旋向相同，且分别与对应的油管上的符合国家标准的直螺纹相连接。

6.如权利要求1所述的一种油管用做地面集输管线的螺纹连接装置，其特征在于：所述基体(31)为金属密封圈，所述基体(31)外侧面环向设置有嵌入槽，所述形变体(32)嵌入在所述嵌入槽内。

7.如权利要求6所述的一种油管用做地面集输管线的螺纹连接装置，其特征在于：所述形变体(32)为橡胶密封圈，所述橡胶密封圈径向扩张时位于所述接箍(2)中部的密封槽(21)中。

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