CN201310305Y - 一种油井用油管或气井用套管的螺纹连接结构 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及石油管材螺纹连接技术领域，具体涉及一种油井用油管或气井用套管的螺纹连接结构。本实用新型为克服现有技术存在的密封效果不理想的不足的问题，现采用如下技术方案：一种油井用油管或气井用套管的螺纹连接结构，由管体和接箍组成，其中管体连接段上依次设置有外螺纹和外密封面，接箍连接段上依次设置有内螺纹和内密封面，所述外密封面包括外密封柱面和外台肩，其特殊之处在于：内密封面包括内密封柱面、内密封锥面和内台肩；外密封柱面和内密封柱面、内密封锥面位置对应设置，外台肩和内台肩过盈配合。与现有技术相比，本实用新型的优点如下：1.结构简单；2.密封性好。

Description

一种油井用油管或气井用套管的螺纹连接结构

技术领域

本实用新型涉及石油管材螺纹连接技术领域，具体涉及一种油井用油管或气井用套管的螺纹连接结构。

背景技术

目前开采石油、天然气专用的油、套管接头，大多采用API螺纹连接接头，这种接头按照API标准加工和生产，技术成熟，成本比较低。其缺点是这种油、套管只有连接螺纹，没有专门的密封结构，螺纹既要承担连接功能，又要承担密封功能。为了保证螺纹的密封性，需要使用含有较多固体颗粒的螺纹脂，而且内、外螺纹之间必须产生足够的过盈量，这样内、外螺纹将会产生很大的径向有害应力，使得接头部位的应力集中比较严重。这种连接方式，在特殊状况下的油、气井及热采井容易发生断裂、滑脱、泄漏等形式的失效，给油田带来巨大的损失，成为制约特殊状况下油、气开采的重大技术难题。

为了克服上述API螺纹连接的缺点，中国专利公开号为CN 2700542Y，公开日为2005年5月18日，实用新型名称为“一种热采井专用套管接头”，该专利对API连接螺纹进行了改进。它总体上是锥形螺纹接头，锥度为1∶16。它由带外螺纹的管体和带内螺纹的接箍拧接在一起组成，其中管体连接段上依次设置有API偏梯形外螺纹、外密封柱面和外台肩，接箍连接段上依次设置有API偏梯形内螺纹、内密封柱面、内密封球面和内台肩。该套管接头拧紧后，API偏梯形外螺纹和内螺纹互相啮合，可提供与管体相当的连接强度；外密封柱面与内密封球面、内台肩与外台肩分别形成过盈配合，保证接头的密封性能。与API接头相比，该实用新型密封能力显著增强。其缺点是，该结构依靠内螺纹球面/外螺纹柱面密封结构，可以密封住管柱内部的流体，而对于外部流体，则无法实现密封，密封效果显著下降，所以这种密封形式的密封效果不理想。

发明内容

本实用新型要提供一种油井用油管或气井用套管的螺纹连接结构，以克服现有技术存在的密封效果不理想的不足。

为了解决现有技术存在的问题，本实用新型采用如下技术方案：一种油井用油管或气井用套管的螺纹连接结构，由管体和接箍组成，其中管体连接段上依次设置有外螺纹和外密封面，接箍连接段上依次设置有内螺纹和内密封面，所述外密封面包括外密封柱面和外台肩，其特殊之处在于：内密封面包括内密封柱面、内密封锥面和内台肩；外密封柱面和内密封柱面、内密封锥面位置对应设置，外台肩和内台肩过盈配合。

上述接箍的内螺纹上设置有环形密封槽，在密封槽中设置有密封圈。

上述内台肩与垂线之间的夹角为β，外台肩与垂线之间的夹角也为β，β＝15～20°；内密封锥面与垂线之间的夹角为α，α＝60～70°；外台肩的球面半径为R，R＝56.5～76.5mm。

与现有技术相比，本实用新型的优点如下：

1、结构简单：将主密封结构设计为内密封锥面、外密封球面密封，外密封球面光滑过渡，密封结构更容易实现配合，主密封面上的接触压力分布均匀，因此可有效密封套管内部流体；还设置了密封槽，添加密封圈后与外螺纹啮合，增加弹性密封结构，可有效密封套管的外部流体。

2、密封性好：不仅能够密封内部流体，也可以密封来自套管外部的流体，密封可靠性大大增加，气密封抗力可以达到管体内壁屈服压力，同时因接头应力水平明显低于普通API接头，因此应用范围广泛，可在耐H₂S和CO₂腐蚀的油、气田，以及强度和气密性要求高的油、气田应用，特别适合在热采井条件下使用。

附图说明

图1是本实用新型结构示意图；

图2是密封部位结构示意图。

附图标记说明如下：

1-管体，2-外螺纹，3-外密封柱面，4-外台肩，5-接箍，6-密封圈，7-内螺纹，8-内密封柱面，9-内密封锥面，10-内台肩。

具体实施方式

下面结合附图对本实用新型做详细描述。

实施例1，参见图2和图3，一种油井用油管或气并用套管的螺纹连接结构，由管体1和接箍5组成，其中管体1连接段上依次设置有外螺纹2、外密封柱面3和外台肩4，外密封柱面3和外台肩4构成外密封面；所说接箍5连接段上依次设置有内螺纹7、内密封柱面8、内密封锥面9和内台肩10，内密封柱面8、内密封锥面9和内台肩10构成内密封面。外密封柱面3和内密封柱面8、内密封锥面9位置对应设置，外台肩4和内台肩10过盈配合。所接箍5的内螺纹7上设置有环形密封槽，在密封槽中设置有特氟隆密封圈6。

本实用新型应用于Ф177.8×8.05mm的套管，钢级为P110。套管管体的几何尺寸包括外径、壁厚等均采用API标准规定值，套管材料满足API标准对P110钢级套管材料的要求，内台肩10、外台肩4与垂线之间的夹角分别为β＝15°，内密封锥面9与垂线间的夹角α＝60°；外台肩4的球面半径为R＝66.5mm。密封槽距离接箍端面的距离L＝25mm，密封槽深1.5mm，宽度M＝8mm。

使用时，在接箍5的密封槽中安装特氟隆密封圈6，拧紧后，管体1上的外螺纹2、外密封面3和外台肩4，分别与接箍上的内螺纹、特氟隆密封圈6、内密封柱面8、内密封锥面9和内台肩10形成过盈配合。内、外螺纹互相啮合后，两部分连接在一起，保证接头部位的连接强度；外台肩4与接箍的内台肩10紧密接触，包装两部件定位，防止内、外螺纹干涉量过大；管体上的外密封面与接箍上的内密封面发生过盈配合，可以密封住管体的内部压力，防止套管内部的流体泄漏，与此同时，外螺纹牙紧紧嵌入密封槽中的特氟隆密封圈6，泄漏通道被堵塞，可以密封住管体的外部压力，防止套管外部的流体进入套管柱内。

该接头至少可以密封住60MPa的内部气体(热蒸气)，同时可以密封住52MPa以上的外部流体(包括天然气、热蒸气、泥浆等)。

实施例2，与实施一的结构相同。本实用新型应用于Ф177.8×10.36mm的套管，钢级为N80。套管管体的几何尺寸包括外径、壁厚等均采用API标准规定值，套管材料满足API标准对N80钢级套管材料的要求，内台肩10、外台肩4与垂线之间的夹角分别为β＝20°，内密封锥面9与垂线间的夹角α＝60°；外台肩4的球面半径为R＝75.5mm。密封槽距离接箍端面的距离L＝25mm，密封槽11深2mm，宽度M＝10mm。

该接头至少可以密封住56.2MPa的内部气体(热蒸气)，同时可以密封住50.5MPa以上的外部流体(包括天然气、热蒸气、泥浆等)。

Claims (3)

1、一种油井用油管或气井用套管的螺纹连接结构，由管体(1)和接箍(5)组成，其中管体(1)连接段上依次设置有外螺纹(2)和外密封面，接箍(5)连接段上依次设置有内螺纹(7)和内密封面，所述外密封面包括外密封柱面(3)和外台肩(4)，其特征在于：内密封面包括内密封柱面(8)、内密封锥面(9)和内台肩(10)；外密封柱面(3)和内密封柱面(8)、内密封锥面(9)位置对应设置，外台肩(4)和内台肩(10)过盈配合。

2、如权利要求1所述的一种油井用油管或气井用套管的螺纹连接结构，其特征在于：所述接箍(5)的内螺纹(7)上设置有环形密封槽，在密封槽中设置有密封圈(6)。

3、如权利要求1或2所述的一种油井用油管或气井用套管的螺纹连接结构，其特征在于：所述内台肩(10)与垂线之间的夹角为β，外台肩(4)与垂线之间的夹角也为β，β＝15～20°；内密封锥面(9)与垂线之间的夹角为α，α＝60～70°；外台肩(4)的球面半径为R，R＝56.5～76.5mm。

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