CN202090850U - 带有限位台肩的螺纹与圆锥密封面管道连接件 - Google Patents

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张志强
宫锐
曲振海
李松盟
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Abstract

本实用新型涉及管道密封连接结构，具体公开了一种带有限位台肩的螺纹与圆锥密封面管道连接件。它包括内壁带有内螺纹的接箍，接箍的内侧两端为外壁带有外螺纹的管子，接箍内壁有带内密封锥面的凸起，其顶部为内扭矩台肩；管子一端设有外密封锥面和外扭矩台肩；外扭矩台肩和内扭矩台肩接触，内密封锥面与外密封锥面过盈配合。由于接箍的内密封锥面和管子的外密封锥面的配合，是受到扭矩台肩控制的，使得密封性能更加可靠；锥形螺纹，牙形为偏梯形，螺纹较小的承载面的角度可以实现管子在拉伸载荷下的滑动自锁，从而增强了连接的抗滑脱性能。

Description

带有限位台肩的螺纹与圆锥密封面管道连接件
技术领域
本实用新型属于管道密封连接结构，具体涉及一种管道连接件。 
背景技术
用于石油和天然气井的油井管，通常采用螺纹将单根管子连接而成，管柱的螺纹连接部位是其薄弱的环节。油套井管的失效事故多发生在螺纹连接处。在当前通常被采用的API(美国石油学会American Petroleum Institute)标准中，公称直径等于或小于114.3毫米的油井管，采用齿顶和齿根用圆弧过渡的60度齿形角的螺纹连接，在API标准(API Spec 5CT套管和油管规范2005年第8版，API Spec 5B套管、油管和管线管螺纹的加工、测量和检验规范2008年第15版)中，这种螺纹被称作圆螺纹。公称直径大于或等于114.3毫米的油井管，除了采用圆螺纹连接外，还采用螺距为5.08毫米的偏梯螺纹连接。圆螺纹的连接形式在保证管柱结构完整性和密封完整性方面存在以下的问题。圆螺纹连接，其螺纹连接强度只为管体强度的60％～80％，偏梯形螺纹的连接强度虽接近或达到管体强度但密封性较低，不能用于管体内部较高压力的工作环境。随着石油天然气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标准系列的油井管采用的连接方式，是由螺纹在承担连接功能的同时承担密封功能的，使螺纹在承担密封功能时具有局限性，在使用于较高压力的油气井时，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
本实用新型的目的在于提供一种密封性能好、抗滑脱性能好的带有限位台肩的螺纹与圆锥密封面管道连接件。 
本实用新型的技术方案如下： 
一种带有限位台肩的螺纹与圆锥密封面管道连接件，它包括内壁带有内螺纹的接箍，接箍的内侧两端分别设有外壁带有外螺纹的管子，所述的接箍内壁设有凸起，凸起根部设有内密封锥面，凸起的顶部两侧设有内扭矩台肩；所述的管子伸入接箍内的一端设有外密封锥面和外扭矩台肩；且外扭矩台肩和内扭矩台肩相接触，内密封锥面与外密封锥面过盈配合；所述的外密封锥面和外扭矩台肩之间、以及内密封锥面和内扭矩台肩之间分别设有过渡圆角。 
在上述带有限位台肩的螺纹与圆锥密封面管道连接件中：所述的接箍内壁的内螺纹和管子外壁的外螺纹均为锥形螺纹，其牙形为偏梯形。 
在上述带有限位台肩的螺纹与圆锥密封面管道连接件中：所述的内螺纹的螺距为3.2～5毫米，齿高为1.1～1.5毫米，所述的外螺纹的承载面与管道横截面的角度为2～4度，其导入面与管道横截面的角度为8～10度。 
在上述带有限位台肩的螺纹与圆锥密封面管道连接件中：内密封锥面和外密封锥面的锥角为100～120度，内扭矩台肩和外扭矩台肩的锥角为120～150度。 
本实用新型的有益效果在于：接箍的内密封锥面和管子的外密封锥面的配合，是受到扭矩台肩控制的，使得密封性能更加可靠；锥形螺纹，牙形为偏梯形，螺纹较小的承载面的角度可以实现管子在拉伸载荷下的滑动自锁，从而增强了连接的抗滑脱性能。 
附图说明
图1为接箍结构示意图； 
图2为管子结构示意图； 
图3a为接箍内螺纹示意图； 
图3b为管子外壁外螺纹示意图； 
图4为本实用新型提供的管道连接件示意图； 
图中：1.接箍；2.管子；3.过渡圆角；4.内密封锥面；5.内扭矩台肩；6.外密封锥面；7.外扭矩台肩；8.内圆柱面；9.螺距；10.齿高；11.导入面；12.承载面；。 
具体实施方式
下面结合附图及具体实施例对本实用新型作进一步详细说明。 
如图1所示的接箍1结构示意图，在它的中间为向内的一圈凸起，内壁上加工有内螺纹，在凸起的根部两侧为内密封锥面4，其锥角为100度、110度、120度。凸起的顶部两侧为内扭矩台肩5，其锥角为120度、140度、150度。凸起的表面为没有螺纹的内圆柱面8。在内密封锥面4和内扭矩台肩5的连接部分加工成过渡圆角3。 
如图2所示的管子2示意图，它的外表面加工有外螺纹，管子2的端部加工有外密封锥面6(其锥角为100度、110度、120度)和外扭矩台肩7(其锥角为120度、140度、150度)，两者之间加工成过渡圆角3。 
上述过渡圆角3的圆弧半径为3毫米、4毫米、5毫米。 
如图3a所示，接箍1的内螺纹为锥形螺纹，螺纹的牙形为偏梯形，螺纹的螺距9为5毫米、4毫米或3.2毫米，齿高10为1.5毫米或1.1毫米。 
图3b所示，管子2外壁的外螺纹为锥形螺纹，螺纹的牙形为偏梯形，其承载面12与管道横截面的角度为2度、3度或4度，其导入面11与管道横截面的角度为8度、9度或10度， 
如图4所示，将两个管子2分别通过螺纹从接箍1的两侧安装，使得管子2 端部的外密封锥面6和接箍1凸起两侧的内密封锥面4接触，外扭矩台肩7和内扭矩台肩5相接触。 
接箍1上的内螺纹与管子2的外螺纹旋合，在螺纹旋合的过程中，接箍1的内密封锥面4与管子2的外密封锥面6相接触，此时外扭矩台肩7和内扭矩台肩5之间有一间隙，当螺纹继续旋合，外扭矩台肩7和内扭矩台肩5相接触时，密封面4、6之间即产生的过盈配合。通过设计内密封锥面4与外密封锥面6接触时，密封面4、6之间的间隙，可以确定最后外扭矩台肩7和内扭矩台肩5相接触时，密封面4、6之间过盈配合值。 
本实用新型有三种规格的螺纹，分别采用如下参数： 
第一种：承载面12的角度为2°、导入面11的角度为8°、螺纹的螺距9为5mm、螺纹在螺纹中径线上的厚度为2.5mm、螺纹的齿高10为1.5mm、螺纹的锥度为0.0625。 
第二种：承载面12的角度为3°、导入面11的角度为9°、螺纹的螺距9为4mm、螺纹在螺纹中径线上的厚度为2mm、螺纹的齿高10为1.5mm、螺纹的锥度为0.0625。 
第三种：承载面12的角度为3°、导入面11的角度为10°、螺纹的螺距9为3.2mm、螺纹在螺纹中径线上的厚度为1.6mm、螺纹的齿高10为1.1mm、螺纹的锥度为0.0625。 

Claims (4)

1.一种带有限位台肩的螺纹与圆锥密封面管道连接件，它包括内壁带有内螺纹的接箍(1)，接箍(1)的内侧两端分别设有外壁带有外螺纹的管子(2)，其特征在于：所述的接箍(1)内壁设有凸起，凸起根部设有内密封锥面(4)，凸起的顶部两侧设有内扭矩台肩(5)；所述的管子(2)伸入接箍(1)内的一端设有外密封锥面(6)和外扭矩台肩(7)；且外扭矩台肩(7)和内扭矩台肩(5)相接触，内密封锥面(4)与外密封锥面(6)过盈配合；所述的外密封锥面(6)和外扭矩台肩(7)之间、以及内密封锥面(4)和内扭矩台肩(5)之间分别设有过渡圆角(3)。
2.如权利要求1所述的带有限位台肩的螺纹与圆锥密封面管道连接件，其特征在于：所述的接箍(1)内壁的内螺纹和管子(2)外壁的外螺纹均为锥形螺纹，其牙形为偏梯形。
3.如权利要求2所述的带有限位台肩的螺纹与圆锥密封面管道连接件，其特征在于：所述的内螺纹的螺距(9)为3.2～5毫米，齿高(10)为1.1～1.5毫米，所述的外螺纹的承载面(12)与管道横截面的角度为2～4度，其导入面(11)与管道横截面的角度为8～10度。
4.如权利要求2所述的带有限位台肩的螺纹与圆锥密封面管道连接件，其特征在于：内密封锥面(4)和外密封锥面(6)的锥角为100～120度，内扭矩台肩(5)和外扭矩台肩(7)的锥角为120～150度。
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