CN201074482Y - 圆环对圆锥密封管道连接结构 - Google Patents

Abstract

本实用新型提供一种圆环对圆锥密封管道连接结构，该结构是接箍的内螺纹与管子公端的外螺纹旋合拧接，接箍靠近中间部位的内螺纹前方设有内密封锥面，在内密封锥面的前面设有内扭距台肩；管子公端外螺纹的小端前方设有圆环曲面形成的外密封面，在外密封面前面设有外扭距台肩；接箍的内密封面及内扭距台肩分别与管子公端的外密封面和外扭距台肩相接触旋合拧接。有益效果是接箍的内密封锥面和管子公端的外密封圆环面配合在密封面的整个有装配配合的区域内，其过盈量由松到紧再由紧到松，避免了在锥面对锥面的密封时造成配合过盈位置靠前或靠后的弊病，使密封性能更可靠。螺纹采用通用加工和检测规范和惯例的国际单位制设计，便于加工和装配。

Description

圆环对圆锥密封管道连接结构

技术领域

本实用新型涉及管道密封连接结构，特别是一种石油套管和油管的圆环对圆锥密封管道连接结构。

背景技术

随着石油工业的迅速发展与市场竞争的要求，尤其是气井的开采，对石油管材的要求也越来越高，通用的API(美国石油学会)标准系列的套管采用的连接方式，是由螺纹在承担连接功能的同时承担密封功能的。由于螺纹结构的局限，在使用于较高压力的气井时，会因为难以承受其压力而发生泄露。随着油气井开采难度的加大，其连接结构已不能满足开采油气井的要求，而需要一种能够承受更高压力而不发生泄露的石油套管和油管连接结构。

发明内容

为解决上述技术中存在的问题，本实用新型的目的是提供一种用于石油、天然气井套管和油管的具有气密封性能的圆环对圆锥密封管道连接结构。

为实现上述目的，本实用新型采用的技术方案是提供一种圆环对圆锥密封管道连接结构，该结构是接箍的内螺纹与管子公端的外螺纹旋合拧接，其中：所述接箍靠近中间部位的内螺纹前方设有内密封锥面，在内密封锥面的前面设有内扭距台肩；所述管子公端外螺纹的小端前方设有圆环曲面形成的外密封面，在外密封面前面设有外扭距台肩；接箍的内密封面及内扭距台肩分别与管子公端的外密封面和外扭距台肩相接触旋合拧接。

接箍和管子公端是由偏梯形螺纹连接，螺纹的螺距为2.5-5毫米；螺纹的导入面角度为8至11度，螺纹的承载面角度为0至5度。

管子公端的外密封面是由一段外圆柱面连接一段圆环曲面构成，圆环曲面半径为110～150毫米。

接箍的内密封面是锥度为1/10～1/5的内截圆锥形。

本实用新型具有如下特点和优异之处：

其一是接箍的内密封锥面和管子公端的外密封圆环面的配合，在密封面的整个有装配配合的区域内，其过盈量呈由松到紧再由紧到松的状况，避免了在采用锥面对锥面的密封形式时，由于内密封面和外密封面在加工过程中难以实现完全相同的锥度，而造成的配合过盈位置靠前或靠后的弊病，使得密封性能更加可靠。

其二是螺纹采用国际单位制(SI)设计，符合通用的加工和检测规范和惯例，从而便于加工和装配的实施。

其三是螺纹的0至5度承载面角度增大了管子的连接强度。

附图说明

图1为本实用新型的螺纹连结结构示意图；

图2为接箍半剖面示意图；

图3为管子公端半剖面示意图；

图4为螺纹扣形图；

图5为密封面的过盈量示意图。

图中：

1、接箍           2、管子公端       3、偏梯形螺纹扣形

4、内密封锥面     5、内扭矩台肩     6、外密封面

7、外扭矩台肩     8、接箍内的螺纹空刀槽

9、螺纹的螺距     10、螺纹的齿高

11、螺纹的导入面  12、螺纹的承载面

13、密封面配合的过盈量    14、圆环曲面半径

具体实施方式

结合附图及实施例对本实用新型的圆环对圆锥密封管道连接结构加以说明。

用于石油及天然气矿藏的勘探或开采使用的套管和油管，以及任何可能遇到的相同问题如地热、化工等行业的管子的连接均需要密封连接。本实用新型的圆环对圆锥密封管道连接结构是用接箍端锥形密封面与管子公端的圆环曲面形密封面，和扭矩台肩来实现连接的密封性，并由非API系列的偏梯形螺纹实现螺纹连接。

本实用新型的圆环对圆锥密封管道连接结构是通过下述技术方案来实现的：

本实用新型是一种金属管子的连接，该结构是接箍1的内螺纹与管子公端2的外螺纹旋合拧接，所述接箍1靠近中间部位的内螺纹前方设有内密封锥面4，在内密封锥面4的前面设有内扭距台肩5；所述管子公端2外螺纹的小端前方设有圆环曲面形成的外密封面6，在外密封面6前面设有外扭距台肩7；接箍1的内密封面4及内扭距台肩5分别与管子公端的外密封面6和外扭距台肩7相接触旋合拧接。

接箍1和管子公端2是由偏梯形螺纹扣形3连接，螺纹的螺距为2.5-5毫米；螺纹的导入面角度为8至11度，螺纹的承载面角度为至度。

管子公端2的外密封面6是由一段外圆柱面连接一段圆环曲面构成，该圆环曲面半径14为110～150毫米。接箍1的内密封面是锥度为1/10～1/5的内截圆锥形。

如图1所示，圆环对圆锥密封管道连接结构由一个两端带有偏梯形牙形内螺纹和靠近中部有圆锥形密封面以及扭距台肩的接箍1，和在两端带有偏梯形牙形外螺纹和圆环形曲面密封面以及扭矩台肩的管子公端2组成的。

这种旋合拧接结构区别于已有方式的任何一种螺纹连接的各组成部分的设计特点，接箍1设计为：1.接箍1两端带有锥形螺纹，螺纹的牙形采用非API系列的偏梯形；2.接箍1靠近中间一段为没有螺纹的内圆柱面；3.紧靠内圆柱面的两侧，是内密封锥面4，锥度为1/10～1/5的圆锥形内密封锥面4与内扭距台肩5之间由圆弧连接。5.螺纹与内密封锥面之间有一内圆柱面的退刀槽，如图2所示。

管子公端2的设计为：1.采用非API系列偏梯形螺纹的牙形，螺纹的螺距为5毫米、4毫米或2.5毫米；2.在螺纹的前面是由一段外圆柱面连接一段圆环曲面组成的外密封面6，圆环基面半径为110～150毫米；3.在最前端是一呈内圆锥面的，与管子端面的角度为0度至18度的外扭距台肩7，如图3所示。

本实用新型的螺纹设计为：螺纹的螺距通常为5毫米、4毫米或2.5毫米，齿高为1.58毫米、1.46毫米和1.2毫米，螺纹呈偏梯形，其承载面为2度，其导入面为10度，如图4所示。

接箍1的内密封锥面4和管子公端2的外密封圆环面6的配合，是由设计确定的加工公差所控制的过盈配合，可以保证内密封锥面4和外密封锥面6之间的过盈量能够满足气体密封的要求。密封面在偏梯形螺纹机紧的状态下，产生的被控制在弹性变形范围以内的径向和轴向变形，形成对管路所输送介质的密封效果。在密封面的整个有装配配合的区域内，其过盈量呈由松到紧再由紧到松的状况(如图5所示)。从而避免了在采用锥面对锥面的密封形式时，由于内密封锥面4和外密封面6在加工过程中难以实现完全相同的锥度，而造成的配合过盈位置靠前或靠后的弊病，而过盈位置的偏移是造成密封面因粘连而失效的主要原因。内扭距台肩5和外扭距台肩7提供了螺纹连接和密封配合的精确定位，同时增强了密封性能。

本实用新型的螺纹部分，使用的是偏梯扣型，当管体的壁厚在一定的范围时，该气密封螺纹连接的连接强度高于管体的屈服强度。本实用新型有三种规格的螺纹，分别采用如下参数：

第一种：承载侧面的角度为0至5°、导入侧面的角度为8至11°、螺纹的螺距为5mm、螺纹在螺纹中径线上的厚度为2.5mm、螺纹的高度为1.58mm、螺纹的锥度为0.0625。

第二种：承载侧面的角度为0至5°、导入侧面的角度为8至11°、螺纹的螺距为4mm、螺纹在螺纹中径线上的厚度为2mm、螺纹的高度为1.46mm、螺纹的锥度为0.0625。

第三种：承载侧面的角度为0至5°、导入侧面的角度为8至11°、螺纹的螺距为2.5mm、螺纹在螺纹中径线上的厚度为1.25mm、螺纹的高度为1.2mm、螺纹的锥度为0.0625。

Claims (4)

1.一种圆环对圆锥密封管道连接结构，该结构是接箍(1)的内螺纹与管子公端(2)的外螺纹旋合拧接，其特征是：所述接箍(1)靠近中间部位的内螺纹前方设有内密封锥面(4)，在内密封锥面(4)的前面设有内扭距台肩(5)；所述管子公端(2)外螺纹的小端前方设有圆环曲面形成的外密封面(6)，在外密封面(6)前面设有外扭距台肩(7)；接箍(1)的内密封面(4)及内扭距台肩(5)分别与管子公端的外密封面(6)和外扭距台肩(7)相接触旋合拧接。

2.根据权利要求1所述的圆环对圆锥密封管道连接结构，其特征是：接箍(1)和管子公端(2)是由偏梯形螺纹连接，螺纹的螺距为2.5-5毫米；螺纹的导入面角度为8至11度，螺纹的承载面角度为0至5度。

3.根据权利要求1所述的圆环对圆锥密封管道连接结构，其特征是：管子公端(2)的外密封面(6)是由一段外圆柱面连接一段圆环曲面构成，该圆环曲面半径(14)为110～150毫米。

4.根据权利要求1所述的圆环对圆锥密封管道连接结构，其特征是：接箍(1)的内密封面是锥度为1/10～1/5的内截圆锥形。

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