CN201568662U - 具有三个扭矩台肩的螺纹接头 - Google Patents
具有三个扭矩台肩的螺纹接头 Download PDFInfo
- Publication number
- CN201568662U CN201568662U CN2009202362961U CN200920236296U CN201568662U CN 201568662 U CN201568662 U CN 201568662U CN 2009202362961 U CN2009202362961 U CN 2009202362961U CN 200920236296 U CN200920236296 U CN 200920236296U CN 201568662 U CN201568662 U CN 201568662U
- Authority
- CN
- China
- Prior art keywords
- shoulder
- thread
- right angle
- thread section
- internal
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Expired - Fee Related
Links
Images
Landscapes
- Earth Drilling (AREA)
- Non-Disconnectible Joints And Screw-Threaded Joints (AREA)
Abstract
一种具有三个扭矩台肩的螺纹接头,属于油井管螺纹连接技术领域。按照本实用新型提供的技术方案,在内螺纹件的内壁加工有前段内螺纹和后段内螺纹,在前段内螺纹和后段内螺纹之间设置中部直角台肩,在后段内螺纹和内部直角台肩之间设置一个内锥面密封结构;在内螺纹件的最前端设置一个斜端面;在外螺纹件的外壁相应地加工有后段外螺纹和前段外螺纹,在前段外螺纹和后段外螺纹之间设置中间直角台肩,在前段外螺纹和端面直角台肩之间加工有外锥面密封结构;同时,在外螺纹件的最后端相应地设置一个斜台肩;该接头拧紧后,由于螺纹由中间台肩分成了两段,上扣速度提高了一倍,同时,抗扭性能显著提高。
Description
技术领域
本实用新型涉及的是一种螺纹接头,特别是一种油、套管螺纹接头,属于油井管螺纹连接技术领域。
背景技术
油、套管是开采石油和天然气所必须的石油专用管材,上百根油、套管通过螺纹连接起来,组成一个长达数千米的管柱,管柱需要承受很大的拉伸载荷和内部流体压力,接头部位是最为薄弱的环节,有很多失效事故都是发生在接头连接部位。因此,提高接头部位的连接性能是各个油、套管生产厂家特别关注的技术难题。目前,油、套管采用的接头通常是API接头,其基本结构见附图1。该接头是一种标准接头,按照API(美国石油学会)标准加工制造。该接头具有很多优点,如技术成熟、加工简单等,但是该接头的缺点也很明显,主要缺点之一是抗扭性能差,扭矩完全由锥管螺纹承担,扭矩越大,外螺纹旋进内螺纹的长度就越长,直至发生“造扣”,损坏螺纹;另外,应力集中非常严重,在啮合螺纹的两端,应力特别高,中间的啮合螺纹应力却很低,属于典型的马鞍形分布,因此极容易发生粘扣、应力腐蚀。API接头不能满足某些苛刻钻井条件的需求。经对现有技术文献的检索发现,中国专利公开号为CN2575286Y,公开日为2003年9月24日,实用新型专利名称为“油、套管螺纹接头”,该专利对上述API螺纹进行了改进,增加了一个扭矩台肩。该实用新型由外螺纹件和内螺纹件通过螺纹连接而成:其螺纹为改进的偏梯形螺纹,外螺纹件前端倒成-9°或-15°角,与内螺纹件的-9°或-15°台肩过盈配合,分担一部分扭矩,同时还起辅助密封作用。该实用新型的扭矩有螺纹和扭矩台肩共同分担,抗扭性能比API接头有显著提高,但应力集中的问题没有根本解决。
中国专利公开号为CN 200992958Y,公开日为2007年12月19日,实用新型专利名称为“一种双台肩抗扭接头”,该专利对现有技术进一步改进,提供了一种具有更高抗扭性能的油、套管螺纹接头。该接头通过将一个台肩一分为二的办法,解决了一个台肩难以增加厚度的难题。由于结构改进,这种接头的抗扭能力进一步提高,密封性能尤其是气密封性能也有所增强,但是同样没有解决接头的应力集中难题。
发明内容
本实用新型针对现有技术的不足,提供了一种具有三个扭矩台肩的螺纹接头,以解决现有接头抗扭性能差及应力集中程度高的难题。
按照本实用新型提供的技术方案,所述具有三个扭矩台肩的螺纹接头,包括内螺纹件和外螺纹件,其特征是:在内螺纹件的内壁加工有前段内螺纹和后段内螺纹,在前段内螺纹和后段内螺纹之间设置中部直角台肩,在后段内螺纹和内部直角台肩之间设置一个内锥面密封结构;同时,在内螺纹件的最前端设置一个斜端面;在外螺纹件的外壁相应地加工有后段外螺纹和前段外螺纹,在前段外螺纹和后段外螺纹之间设置中间直角台肩,在前段外螺纹和端面直角台肩之间加工有外锥面密封结构;同时,在外螺纹件的最后端相应地设置一个斜台肩;接头使用时,斜端面与斜台肩、中部直角台肩与中间直角台肩、内部直角台肩与端面直角台肩分别形成过盈配合。
中部直角台肩的厚度为A,中间直角台肩的厚度为B,B=A-0.25mm;A值根据接头外径的不同,取2~5mm之间的数值。后段内螺纹和前段外螺纹的锥度相同,均为1:α,其中α≥32;前段内螺纹和后段外螺纹的锥度相同,为1:β,其中β≥32。
与现有技术相比,本实用新型有显著进步,具体表现在:1)内、外螺纹有一段变成两段,使螺纹应力分布的形状发生了改变,缓和了应力集中,同时,螺纹的上扣速度提高了一倍;2)内、外螺纹锥度更加平缓,螺纹的过盈量小,分担的扭矩小,应力相应减小;3)接头的扭矩由螺纹和三个扭矩台肩同时承担,抗扭能力显著提高;4)密封性能除了由主密封承担外,还有三个辅助密封结构,密封可看性也明显增强。
附图说明
图1是普通API螺纹接头
图2是本实用新型连接示意图
图中:1、内螺纹件,2、内部直角台肩,3、内锥面密封结构,4、后段内螺纹,5、中部直角台肩,6、前段内螺纹,7、斜端面,8、外螺纹件,9、斜台肩,10、后段外螺纹,11、中间直角台肩,12、前段外螺纹,13、外锥面密封结构,14、端面直角台肩。
具体实施方式
本实用新型包括内螺纹件1和外螺纹件8,在内螺纹件1的内壁加工有前段内螺纹6和后段内螺纹4,在前段内螺纹6和后段内螺纹4之间设置中部直角台肩5,在后段内螺纹4和内部直角台肩2之间设置一个内锥面密封结构3;同时,在内螺纹件1的最前端设置一个斜端面7;在外螺纹件8的外壁相应地加工有后段外螺纹10和前段外螺纹12,在前段外螺纹12和后段外螺纹10之间设置中间直角台肩11,在前段外螺纹12和端面直角台肩14之间加工有外锥面密封结构13;同时,在外螺纹件1的最后端相应地设置一个斜台肩9;接头使用时,斜端面7与斜台肩9、中部直角台肩5与中间直角台肩11、内部直角台肩2与端面直角台肩14分别形成过盈配合。
中部直角台肩5的厚度为A,中间直角台肩11的厚度为B,B=A-0.25mm;A值根据接头外径的不同,取2~5mm之间的数值。通过控制A的数值,就可以控制中间直角台肩11所分担的扭矩值。
为了进一步减少螺纹部位的应力集中,本新型接头对螺纹的锥度也进行了优化,后段内螺纹4和前段外螺纹12的锥度相同,为1:α,其中α=32~∞;前段内螺纹6和后段外螺纹10的锥度相同,为1:β,其中β=32~∞。这样,两段螺纹的锥度都比普通接头的小(锥度都是1:16),螺纹的过盈量也相应减小,螺纹的应力同时减小。
制造时,内螺纹件1和外螺纹件8都直接加工在管子上,没有接箍。接头使用时,内螺纹件1与外螺纹件8紧密配合,内螺纹件1的斜端面7、前段内螺纹6、中部直角台肩5、后段内螺纹4、内锥面密封结构3、内部直角台肩2分别与外螺纹件8的斜台肩9、后段外螺纹10、中间直角台肩11、前段外螺纹12、外锥面密封结构13、端面直角台肩14形成过盈配合。
对于普通的螺纹来说,内、外螺纹都是一段,而不是两段,内、外螺纹啮合后应力分布呈中间低两端高的马鞍形,在螺纹两端形成两个应力集中区域。而对于本实用新型接头来说,螺纹由中间台肩分成了两段,马鞍形中部的低应力区也产生了较高的应力,应力分布更加均匀。解决了普通接头应力集中程度高的技术难题,同时,使接头的上扣速度提高了一倍,便于用户操作。对于现有技术中的普通接头来说,扭矩完全由螺纹承担,或者由螺纹何扭矩台肩承担,但台肩不超过两个,本实用新型接头的扭矩由三个扭矩台肩承担,抗扭性能显著提高,也解决了接头的抗扭问题。
对于密封性能,本实用新型设计了专门的密封结构,内锥面密封结构3与外锥面密封结构13发生过盈配合,作为主要密封结构,斜端面7与斜台肩9、中部直角台肩5和中间直角台肩11、内部直角台肩2与端面直角台肩14都产生过盈配合,起辅助密封作用。
因此,本实用新型接头不但解决的现有技术中,接头抗扭能力差、应力集中程度高的技术难题,而且密封可靠性也显著增强。
本实用新型的第一个实施例是用于Φ73.0×5.51mm的油管,钢级为L80。其内螺纹件及外螺纹件的几何尺寸包括外径、壁厚等均采用标准值,加厚部位的加厚尺寸值也采用API标准的规定。油管材料满足API标准对L80钢级油管材料的要求,其内螺纹和外螺纹均采用圆柱螺纹,中部直角台肩5的厚度3.5mm,中间直角台肩11的厚度为3.25mm。对于同样规格、钢级的API油管,其最大允许上扣扭矩是2425N-m,本实用新型的最大允许上扣扭矩可达8340N-m。同样规格、钢级的API油管,最多允许装卸6次,接头就要报废,本实用新型至少允许装卸50次。同时,接头连接强度大于管体,气密封能力达到73Mpa以上。
本实用新型的第二个实施例是用于Φ101.6×6.65mm的油管,钢级为C90。其内螺纹件及外螺纹件的几何尺寸包括外径、壁厚等均采用标准值,加厚部位的加厚尺寸值也采用API标准的规定。油管材料满足API标准对C90钢级油管材料的要求,其内螺纹和外螺纹均采用圆柱螺纹,中部直角台肩5的厚度4.5mm,中间直角台肩11的厚度为4.25mm。对于同样规格、钢级的API油管,其最大允许上扣扭矩是6560N-m,本实用新型的最大允许上扣扭矩可达21800N-m。同样规格、钢级的API油管,最多允许装卸6次,接头就要报废,本实用新型至少允许装卸50次。同时,接头连接强度大于管体,气密封能力达到72Mpa以上。
一般的锥管螺纹以一定的扭矩拧紧后,内、外螺纹过盈配合,产生很高的应力,应力分布很不均匀,呈两头高、中间低的马鞍形分布。本实用新型将同样长度的内、外螺纹分成两段,这样应力集中点有两个分解成三个,大大缓解了应力集中程度。同时,在两段螺纹的分界处设置一个扭矩台肩,共有三个扭矩台肩分担扭矩。这样,既可以解决现有接头抗扭性能差的技术难题,也可以解决应力集中程度高的难题。该接头适合于在作业条件非常苛刻的情况下使用。
Claims (3)
1.一种具有三个扭矩台肩的螺纹接头,包括内螺纹件(1)和外螺纹件(8),其特征是:在内螺纹件(1)的内壁加工有前段内螺纹(6)和后段内螺纹(4),在前段内螺纹(6)和后段内螺纹(4)之间设置中部直角台肩(5),在后段内螺纹(4)和内部直角台肩(2)之间设置一个内锥面密封结构(3);同时,在内螺纹件(1)的最前端设置一个斜端面(7);在外螺纹件(8)的外壁相应地加工有后段外螺纹(10)和前段外螺纹(12),在前段外螺纹(12)和后段外螺纹(10)之间设置中间直角台肩(11),在前段外螺纹(12)和端面直角台肩(14)之间加工有外锥面密封结构(13);同时,在外螺纹件(8)的最后端相应地设置一个斜台肩(9);接头使用时,斜端面(7)与斜台肩(9)、中部直角台肩(5)与中间直角台肩(11)、内部直角台肩(2)与端面直角台肩(14)分别形成过盈配合。
2.如权利要求1所述具有三个扭矩台肩的螺纹接头,其特征在于:中部直角台肩(5)的厚度为A,中间直角台肩(11)的厚度为B,B=A-0.25mm;A=2~5mm。
3.如权利要求1所述具有三个扭矩台肩的螺纹接头,其特征在于:后段内螺纹(4)和前段外螺纹(12)的锥度相同,均为1∶α,其中α≥32;前段内螺纹(6)和后段外螺纹(10)的锥度相同,为1∶β,其中β≥32。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
CN2009202362961U CN201568662U (zh) | 2009-09-27 | 2009-09-27 | 具有三个扭矩台肩的螺纹接头 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
CN2009202362961U CN201568662U (zh) | 2009-09-27 | 2009-09-27 | 具有三个扭矩台肩的螺纹接头 |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
CN201568662U true CN201568662U (zh) | 2010-09-01 |
Family
ID=42660949
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
CN2009202362961U Expired - Fee Related CN201568662U (zh) | 2009-09-27 | 2009-09-27 | 具有三个扭矩台肩的螺纹接头 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
CN (1) | CN201568662U (zh) |
Cited By (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN102322227A (zh) * | 2011-10-24 | 2012-01-18 | 大庆福斯特科技开发有限公司 | 一种8tpi螺纹齿形结构 |
CN106401496A (zh) * | 2016-11-29 | 2017-02-15 | 无锡金顶石油管材配件制造有限公司 | 一种可释放应力的石油专用管接箍 |
CN108953785A (zh) * | 2018-07-31 | 2018-12-07 | 太仓市宇格明叶环保设备有限公司 | 一种应用于废气处理风管系统的高气密性管件 |
EP3613939A1 (en) * | 2014-12-30 | 2020-02-26 | Halliburton Energy Services Inc. | Torque connector systems, apparatus, and methods |
-
2009
- 2009-09-27 CN CN2009202362961U patent/CN201568662U/zh not_active Expired - Fee Related
Cited By (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN102322227A (zh) * | 2011-10-24 | 2012-01-18 | 大庆福斯特科技开发有限公司 | 一种8tpi螺纹齿形结构 |
EP3613939A1 (en) * | 2014-12-30 | 2020-02-26 | Halliburton Energy Services Inc. | Torque connector systems, apparatus, and methods |
CN106401496A (zh) * | 2016-11-29 | 2017-02-15 | 无锡金顶石油管材配件制造有限公司 | 一种可释放应力的石油专用管接箍 |
CN108953785A (zh) * | 2018-07-31 | 2018-12-07 | 太仓市宇格明叶环保设备有限公司 | 一种应用于废气处理风管系统的高气密性管件 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
CN202946041U (zh) | 气密封锯齿形油井管螺纹接头结构 | |
CN201318513Y (zh) | 石油油管高压气密封联接结构 | |
CN201507731U (zh) | 油套管螺纹连接接头 | |
CN101307845A (zh) | 油管螺纹连接结构 | |
CN201568662U (zh) | 具有三个扭矩台肩的螺纹接头 | |
CN203175422U (zh) | 快速气密套管螺纹接头 | |
CN201496003U (zh) | 特殊型油套管螺纹连接头 | |
CN201377293Y (zh) | 气密封油管螺纹接头装置 | |
CN201322148Y (zh) | 高性能油管气密封螺纹连接结构 | |
CN201322147Y (zh) | 小间隙接箍套管螺纹的连接结构 | |
CN201496000U (zh) | 一种油管或套管的气密封接头结构 | |
CN204139992U (zh) | 一种高温高压气井用气密封石油套管螺纹连接结构 | |
CN201013259Y (zh) | 高抗扭油管 | |
CN202125258U (zh) | 高密封性、防粘扣油套管接头 | |
CN202039786U (zh) | 高压完井油管的连接结构 | |
CN203403832U (zh) | 气密封螺纹接头 | |
CN101899953A (zh) | 高性能油套管螺纹的接头结构 | |
CN102287143B (zh) | 一种气密封结构的油/套管螺纹连接接头 | |
CN203531767U (zh) | 8牙圆柱螺纹接头 | |
CN203531775U (zh) | 具有三个扭矩台肩的圆柱螺纹接头 | |
CN102352727A (zh) | 一种8tpi油、套管螺纹连接接头 | |
CN203188922U (zh) | 气密封扣型 | |
CN203403831U (zh) | 直连型油套管螺纹接头 | |
CN203008801U (zh) | 带气密封结构的整体式油管接头 | |
CN208280918U (zh) | 直连型油套管螺纹接头结构 |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
C14 | Grant of patent or utility model | ||
GR01 | Patent grant | ||
PP01 | Preservation of patent right |
Effective date of registration: 20140922 Granted publication date: 20100901 |
|
RINS | Preservation of patent right or utility model and its discharge | ||
PD01 | Discharge of preservation of patent |
Date of cancellation: 20150322 Granted publication date: 20100901 |
|
RINS | Preservation of patent right or utility model and its discharge | ||
CF01 | Termination of patent right due to non-payment of annual fee |
Granted publication date: 20100901 Termination date: 20140927 |
|
EXPY | Termination of patent right or utility model |