CN201836559U - 外径不小于30mm的双金属管连接用的螺纹密封接头 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了外径不小于30mm的双金属管连接用的螺纹密封接头。密封螺纹接头包括由外基体层管和内耐腐蚀层管组成双金属管，外基体层管内套入内层管，其双金属管接头的端部通过焊缝焊接一与内层管同等成分的耐腐蚀金属环，金属环端面加工成有角度的台肩，在与台肩面相邻的外表面上加工接头的锥形密封面，螺纹端部设过渡距离，外基体层管表面上设梯形外螺纹，接箍内表面设梯形内螺纹和另一密封面及台肩。结构筒单，连接方便，可靠性高，不受应力腐蚀的影响，无泄漏，现场施工方便快捷的特点，解决了现场焊接带来的焊接缺陷及焊缝处易发生腐蚀损伤等问题，广泛用于石油、天然气的双金属油管和套管。

Description

外径不小于30mm的双金属管连接用的螺纹密封接头

技术领域

本实用新型涉及一种适用于管外径不小于30mm的输送高压腐蚀介质的双金属管连接用的螺纹密封接头。

背景技术

经济型耐腐蚀的介质输送管道，自六十年代起，国内外对复合管的生产工艺、使用性能、检验方法等进行了大量的研究。其中双金属复合管是由两种具有各自特性的单层钢管通过特定的工艺手段把它结合成一体从而得到整体性能优良的价廉物美的新型管材。由于复合钢管具有优良的综合性能，双金属复合管结构是可设计的，内、外层管材料与厚度可根据需要改变，一般外层管壁厚较大，主要承受外力或内压；内层管壁厚较小(4mm以下)，主要用于防止腐蚀。采用双金属复合板材制成的输送管等管材已广泛用于各种化工、核电、石油天然气等工业生产，代替高成本的耐腐蚀合金管材，取得了良好的经济效益和社会效益。

由于双金属管本身特性，目前的连接方式主要是法兰连接或焊接对接，不能适用于高压或禁用焊缝的工况，如龙岗等地区石油天然气开采需要的油管和套管，采用焊接方法时，由于复合管之间的焊接涉及到异种金属的连接，在现有现场条件下焊接质量难以保证，存在可靠性差、焊缝处应力大、介质容易向外泄漏等问题，造成复合管被腐蚀破坏，影响其在油气田开发中的使用。

现有技术主要的特征是连接用的内、外螺纹均加工在与内耐腐蚀层相同材料的金属短节上，焊缝位于管体上，与管体承受同样的应力，易受到应力腐蚀的影响，且焊缝的内表面距接头的端部较远，无法较好的清除焊缝余高，高速高压流体在此处易形成湍流，冲蚀焊缝，降低双金属管的使用寿命与安全可靠性。

发明内容

本实用新型的目的是提供一种结构筒单，连接方便，可靠性高，不受应力腐蚀的影响，无泄漏，现场施工方便快捷，安全可靠的外径不小于30mm的双金属管连接用的螺纹密封接头。

为了克服现有技术的不足，本发明的技术方案是这样解决的：一种外径不小于30mm的双金属管连接用的螺纹密封接头，该密封螺纹接头用于由外基体层管和内耐腐蚀层管组成双金属管，本实用新型的特殊之处在于外基体层管内腔套入内耐腐蚀层管，在双金属管接头的端部通过焊缝焊接一与内耐腐蚀层管同等成分的耐腐蚀金属环，所述金属环端面加工成角度为13°～17°的台肩，在与台肩面相邻的外表面上加工该接头的锥形密封面，所述金属环到螺纹端部之间设有过渡距离，所述外基体层管表面上设有起连接作用的带锥度的梯形外螺纹，接箍采用与耐腐蚀层管相同成分材料制作，接箍内表面加工梯形内螺纹和另一密封面及台肩。

所述的螺纹端部与金属环端面之间的过渡距离不小于6mm。

所述的耐腐蚀层管与外基体层管长0.5～2mm。

所述的外基体层管、金属环的端部斜面角度均为2°～5°。

本实用新型与现有技术相比，具有结构筒单，连接方便，可靠性高，不受应力腐蚀的影响，无泄漏，现场施工方便快捷的特点，在靠近双金属管端部利用摩擦对焊、感应焊等方法焊接了一个与内耐腐蚀层相同材料的金属环，在该环外表面加工密封面，而连接外螺纹在具有承载作用的双金属管基体层上加工，焊缝位于连接螺纹与密封面之间，经过尺寸优化后的焊缝承受的应力很小，大大降低对焊接技术及焊缝性能的要求。与之连接的内螺纹加工在相同的耐腐蚀材料管内。解决了目前双金属管采用的现场焊接带来的焊接缺陷及焊缝处易发生腐蚀损伤等问题，提高双金属管内部应力水平，增加双金属管承压能力，广泛用于制造石油天然气开采用的双金属油管和套管，扩展双金属管的应用范围，用双金属管来代替高成本的镍基合金、双相不锈钢等合金管。

附图说明

图1为本实用新型轴向剖面结构示意图；

图2为接箍的结构示意图；

图3为图1、图2接头连接后的结构示意图；

图4为图1对焊部件结构示意图；

图5为图1对焊后的管端结构示意图。

具体实施方式

附图为本实用新型的实施例。

下面结合附图对发明内容作进一步说明：

参照图1、图2、图3所示，一种外径不小于30mm的双金属管连接用的螺纹密封接头，该密封螺纹接头包括由外基体层管1和内耐腐蚀层管2组成双金属管，外基体层管1内腔套入内耐腐蚀层管2，其双金属管接头的端部通过焊缝4焊接一与内耐腐蚀层管2同等成分的耐腐蚀金属环3，所述金属环3端面加工成角度为13°～17°的台肩，在与台肩面相邻的外表面上加工该接头的锥形密封面8，所述金属环3到螺纹端部6之间设有过渡距离7，所述外基体层管1表面上设有起连接作用的带锥度的梯形外螺纹5，接箍9采用与耐腐蚀层管2相同成分材料制作，接箍9内表面加工梯形内螺纹10和另一密封面及台肩11。

所述的螺纹端部6与金属环3端面之间的过渡距离7不小于10mm。

所述的耐腐蚀层管2与外基体层管1长0.5～2mm。

所述的外基体层管1、耐腐蚀金属环3的端部斜面角度均为2°～5°。

图4、图5所示，采用摩擦、感应等加热方式把碳钢+钛合金双金属管与钛合金环进行对焊，冷却后用数控车床加工连接外螺纹5、密封面8、台肩及内表面。

本实用新型的双金属管接头可按下述步骤实施：

用6mm厚普通碳钢板卷生产的ERW外基体层管1与1.34mm钛合金无缝薄壁内耐腐蚀层管2组成的外径88.9mm、N80钢级双金属管，在外基体层管1端加工一角度为2.5°的斜角，耐腐蚀层管2的管端伸出0.7mm长，另加工一长5mm、外径85mm、厚5.4mm的相同钛合金环，一端加工成角度为2.5°的斜角。采用感应加热方式把双金属管与钛合金环进行对焊，冷却后用数控车床加工连接梯形外螺纹5、锥形密封面8、台肩及内表面(含焊缝内表面)。另对长200mm、外径113mm、厚19mm的相同钛合金短节两端分别加工连接梯形内螺纹10和另一密封面及台肩11组成接箍9。在工厂把双金属管接头与接箍9的一端进行上扣连接，直至二者的台肩接触。然后运至使用现场用同样的方法连接双金属管与接箍9的另一端即可应用。

本接头适用于各种腐蚀性介质流体用双金属管，尤其适用于对焊接要求较高、高压高密封要求的工况，如高压、超高压、腐蚀性天然气气井用双金属油管及套管。随着石油天然气开采向更苛刻工况发展，腐蚀性的酸化液、地层天然气等对高耐腐蚀的油管、套管与地面集输管线的需求逐渐增多，由于本接头克服了用镍基合金、双相不锈钢等高耐腐蚀合金管导致成本过高的不足，在上述领域内将得到广泛的应用。

Claims (5)

1.一种外径不小于30mm的双金属管连接用的螺纹密封接头，该密封螺纹接头包括由外基体层管(1)和内耐腐蚀层管(2)组成双金属管，其特征在于外基体层管(1)内腔套入内耐腐蚀层管(2)，其双金属管接头的端部通过焊缝(4)焊接一与内耐腐蚀层管(2)同等成分的耐腐蚀金属环(3)，所述金属环(3)端面加工成角度为13°～17°的台肩，在与台肩面相邻的外表面上加工该接头的锥形密封面(8)，所述金属环(3)到螺纹端部(6)之间设有过渡距离(7)，所述外基体层管(1)表面上设有起连接作用的带锥度的梯形外螺纹(5)，接箍(9)与耐腐蚀层管(2)相同成分的材料制作，接箍(9)内表面加工梯形内螺纹(10)和另一密封面及台肩(11)。

2.根据权利要求1所述的外径不小于30mm的双金属管连接用的螺纹密封接头，其特征在于所述的螺纹端部(6)与金属环(3)端面之间的过渡距离(7)不小于6mm。

3.根据权利要求1所述的外径不小于30mm的双金属管连接用的螺纹密封接头，其特征在于所述的耐腐蚀层管(2)比外基体层管(1)长0.5～2mm。

4.根据权利要求1所述的外径不小于30mm的双金属管连接用的螺纹密封接头，其特征在于所述的外基体层管(1)、耐腐蚀金属环(3)的端部斜面角度均为2°～5°。

5.根据权利要求1所述的外径不小于30mm的双金属管连接用的螺纹密封接头，其特征在于所述的耐腐蚀金属环(3)与双金属管的焊接位置在连接螺纹的外部，采用无外加金属的摩擦对焊、感应焊等方法焊接。

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