CN202165022U - 一种抗弯曲的油管螺纹连接结构 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及一种抗弯曲的油管螺纹连接结构，其包括管体及接箍；管体一端的外表面上依次设有外螺纹、过渡圆柱面、外密封锥面及密封端面；接箍的内表面上依次设有内螺纹、内密封锥面及扭转台肩，内螺纹与外螺纹相匹配，外螺纹与内螺纹均采用倒钩式螺纹结构；过渡圆柱面与外密封锥面的总长度M为6.5~7mm，内密封锥面的长度L为M-0.5；管体对应于设置外螺纹的一端伸入接箍内，管体通过外螺纹与接箍的内螺纹紧固连接；外密封锥面与内密封锥面过盈配合，密封端面与扭转台肩过盈配合。本实用新型结构简单紧凑，安装使用方便，连接强度高，密封性能好，抗弯曲性能好，适用范围广，安全可靠。

Description

一种抗弯曲的油管螺纹连接结构

技术领域

本实用新型涉及一种螺纹连接结构，尤其是一种抗弯曲的油管螺纹连接结构，属于油管螺纹连接的技术领域。 

背景技术

开采石油或者天然气时，油管是石油、天然气从地下提取到地上的通道，油管需要承受很大的拉伸、弯曲、内压等载荷， 受力非常苛刻，油管接头一般采用锥管螺纹连接，连接部位是整个管柱中的薄弱环节，油田每年都有大量油管在接头部位发生失效，经济损失巨大。 

目前使用的油管连接结构一般是按照API标准生产的，分为8牙/英寸（用于加厚油管）和10牙/英寸（用于不加厚油管）两种，都属于圆螺纹。螺纹的承载面角和导向面角都是30°，这种螺纹技术成熟，加工简单，合格率高，其缺点是由于承载面角比较平缓，在拉伸载荷作用下，螺纹牙上的径向分力大，使接头容易滑脱失效，因而连接强度低，不适合在深井中使用，而且在弯曲条件下性能显著下降。 

为此，中国专利ZL02257690.8，授权公告日为2003年9月24日，实用新型名称为“油套管螺纹接头”，该专利公开了一种具有良好密封性能的油套管螺纹接头。该螺纹接头为锥形螺纹接头，其锥度与API螺纹接头一样，它由外螺纹件P和内螺纹件B通过螺纹1连接而成。其特点是接头的螺纹为偏梯形螺纹，承载面角3°，导向面角10°。承载面角从中30°调整为3°，接头在拉伸和弯曲载荷左右下的径向分力明显减少，连接效率提高。同时，外螺纹件前端设置了一个圆柱密封面，内螺纹件的对应位置设置了一个凸起的球面主密封面，二者过盈配合，起密封作用。与普通API油管接头相比，该专利公开的接头改进了螺纹形状，连接效率提高，同时，增加了金属/金属密封结构，密封性能显著提高。但是，这种螺纹形状仍然不能满足水平井、大位移井等弯曲度很高的井况。 

发明内容

本实用新型的目的是克服现有技术中存在的不足，提供一种抗弯曲的油管螺纹连接结构，其结构简单紧凑，安装使用方便，连接强度高，密封性能好，抗弯曲性能好，适用范围广，安全可靠。 

按照本实用新型提供的技术方案，所述抗弯曲的油管螺纹连接结构，包括管体及通过螺纹紧固连接于管体上的接箍；所述管体一端的外表面上依次设有外螺纹、过渡圆柱面、外密封锥面及密封端面，所述密封端面位于管体对应于设置外螺纹的一端端部，过渡圆柱面的一端与外螺纹相连，另一端通过外密封锥面与密封锥面相连；接箍的内表面上依次设有内螺纹、内密封锥面及扭转台肩，所述内螺纹与外螺纹相匹配，外螺纹与内螺纹均采用倒钩式螺纹结构；过渡圆柱面与外密封锥面的总长度M为6.5~7mm，内密封锥面的长度L为M-0.5mm；管体对应于设置外螺纹的一端伸入接箍内，管体通过外螺纹与接箍的内螺纹紧固连接；外密封锥面与内密封锥面过盈配合，密封端面与扭转台肩过盈配合。 

所述管体与接箍紧固连接时，管体与接箍的轴线相同；外密封锥面与管体轴线的夹角、以及内密封锥面与接箍轴线的夹角均为α，α为14°~16°。 

所述管体与接箍紧固连接时，密封端面与管体轴线的垂线的夹角、以及扭转台肩与接箍轴线的垂线的夹角均为α，α为14°~16°。 

所述外螺纹与内螺纹的承载面角γ＝－3.5°，导向面角θ＝10°。 

所述外螺纹与内螺纹的螺距相同，管体的规格为2 3/8~2 7/8″时，螺距为8牙/英寸（3.175mm），内螺纹的槽宽为1.7175mm，内螺的牙宽为1.4575mm；外螺纹的槽宽、牙宽均为1.5875mm；内螺纹的齿高1.219mm，外螺纹的齿高1.016mm。 

所述外螺纹与内螺纹的螺距相同，管体的规格为3 1/2~4 1/2″时，螺距为6牙/英寸（4.233mm），内螺纹的槽宽2.2465mm，内螺纹的牙宽1.9865mm；外螺纹的槽宽、牙宽均为2.1165mm，内螺纹的齿高为1.219mm，外螺纹的齿高1.016mm。 

所述内密封锥面与过渡圆柱面间形成存储部。所述存储部内设有螺纹脂。 

本实用新型的优点：管体一端的外表面上依次设有外螺纹、过渡圆柱面、外密封锥面及密封端面，接箍的内表面上依次设有内螺纹、内密封锥面及扭转台肩，内螺纹与外螺纹相匹配，内螺纹与外螺纹均采用倒钩式螺纹结构，使管体与接箍紧固连接后在拉伸和弯曲载荷作用下，不会产生恶性的径向应力，连接强度、抗弯曲性能显著提高；内密封锥面与外密封锥面过盈配合，密封端面与扭转台肩过盈配合，保证了管体与接箍紧固连接后的密封性能，内密封锥面与过渡圆柱面间形成存储螺纹脂的存储部，能保护密封面上的接触压力，结构简单紧凑，安装使用方便，连接强度高，密封性能好，抗弯曲性能好，适用范围广，安全可靠。 

附图说明

图1为本实用新型的结构示意图。 

图2为实施例1内螺纹的结构示意图。 

图3为实施例1外螺纹的结构示意图。 

图4为实施例2内螺纹的结构示意图。 

图5为实施例2外螺纹的结构示意图。 

具体实施方式

下面结合具体附图和实施例对本实用新型作进一步说明。 

如图1所示：本实用新型包括管体1、外螺纹2、过渡圆柱面3、外密封锥面4、密封端面5、接箍6、内螺纹7、内密封锥面8、扭转台肩9及存储部10。 

如图1所示：所述管体1上设有接箍6，所述接箍6与管体1通过螺纹紧固连接。管体1的一端外表面上依次设有外螺纹2、过渡圆柱面3、外密封锥面4及密封端面5，所述密封端面5位于管体1对应于设置外螺纹2的一端端部；过渡圆柱面3的一端与外螺纹2的端部相连，过渡圆柱面3的另一端通过外密封锥面4与密封端面5相连。接箍6的内表面上依次设有内螺纹7、内密封锥面8及扭转台肩9，所述内螺纹7与外螺纹2相匹配；接箍6通过内螺纹7与管体1的外螺纹2相对应配合，从而接箍6与管体1紧固连接。内螺纹7与外螺纹2采用倒钩式螺纹结构，同时，所述外螺纹2与内螺纹7的承载面角γ＝-3.5°，导向面角θ＝10°；当管体1与接箍6紧固连接后，在拉伸和弯曲载荷作用下，不会产生恶性的径向应力，连接强度、抗弯曲性能均显著提高。过渡圆柱面3与外密封锥面4的总长度M为6.5~7mm，为了使内密封锥面8与外密封锥面4过盈配合，内密封锥面8的长度L为M-0.5mm；当过渡圆柱面3与外密封锥面4的长度确定后，内密封锥面8的长度能够相应确定。连接时，管体1对应于设置外螺纹2的一端伸入接箍6内，管体1的外螺纹2与接箍6的内螺纹7相对应配合，将管体1与接箍6紧固连接。管体1与接箍6紧固连接后，外密封锥面4与内密封锥面8过盈配合，密封端面5与扭转台肩9紧密接触后形成过盈配合；内密封锥面8与过渡圆柱面3间的间隙形成存储部10，所述存储部10的空间内可以存储螺纹脂，保护密封面上的接触压力。管体1与接箍6紧固连接后，管体1与接箍6的轴线相同，即管体1与接箍6的轴线位于同一直线上。 

为了最大限度地提高接头在弯曲情况下的密封性能，外密封锥面4与管体1轴线的夹角、以及内密封锥面8与接箍6轴线的夹角均设置为α，α为14°~16°。同时，密封端面5与管体1轴线的垂线夹角、以及扭转台肩9与接箍6轴线的垂线夹角也设置为α，α为14°~16°。内螺纹2、外螺纹7的螺距相同，当管体1的规格为2 3/8~2 7/8″时，螺距为8牙/英寸（3.175mm），内螺纹7的槽宽为1.7175mm，内螺纹7的牙宽为1.4575mm；外螺纹2的槽宽、牙宽均为1.5875mm。当管体1的规格为3 1/2~4 1/2″时，螺距为6牙/英寸（4.233mm）。内螺纹7的槽宽为2.2465mm，内螺纹7的牙宽1.9865mm，外螺纹2的槽宽、牙宽均为2.1165mm。内、外螺纹的齿高不同，内螺纹齿高1.219mm，外螺纹齿高1.016mm。 

实施例1 

本实施例是用于Ф70.03×5.51mm的管体1，钢级为P110。管体1的外径是70.03mm，接箍6的外径是88.9 mm，外螺纹2的齿高h2为1.016mm，内螺纹7 的齿高h1为1.219mm，内螺纹7、外螺纹2的锥度为1：16, 内螺纹7的螺距w1为3.175mm、外螺纹2的螺距w4为13.175mm（8牙/英寸）。螺纹7、外螺纹2的承载面角γ＝－3.5°，导向面角θ＝10°。内螺纹7的槽宽w3为1.7175mm，内螺纹7的牙宽w2为1.4575mm，外螺纹2的槽宽w5、牙宽w6均为1.5875mm。该管体1与接箍6连接结构的连接强度可以达到887kN，气密封压力达到100.2MPa以上，抗弯曲能力达到55°/100米。

实施例2 

本实施例是用于Ф88.9×6.45mm的管体1，钢级为P110。管体1的外径是88.9mm，接箍6的外径是107.95 mm，外螺纹2的齿高h4为1.016mm，内螺纹7的齿高h3为1.219mm，螺纹7、外螺纹2的锥度1：16。螺纹7、外螺纹2的螺距w7、w10均为4.233mm（6牙/英寸），螺纹7、外螺纹2的承载面角γ＝－3.5°，导向面角θ＝10°。内螺纹7的槽宽w9为2.2465mm，内螺纹7的牙宽w8为1.9865mm；外螺纹2的槽宽w11、牙宽w12均为2.1165mm。该管体1与接箍6连接结构的连接强度可以达到1268kN，气密封压力达到96.3MPa以上，抗弯曲能力达到55°/100米。

本实用新型管体1一端的外表面上依次设有外螺纹2、过渡圆柱面3、外密封锥面4及密封端面5，接箍6的内表面上依次设有内螺纹7、内密封锥面8及扭转台肩9，内螺纹7与外螺纹2相匹配，内螺纹7与外螺纹2均采用倒钩式螺纹结构，使管体1与接箍6紧固连接后在拉伸和弯曲载荷作用下，不会产生恶性的径向应力，连接强度、抗弯曲性能显著提高；内密封锥面4与外密封锥面8过盈配合，密封端面5与扭转台肩9过盈配合，保证了管体与接箍紧固连接后的密封性能，内密封锥面8与过渡圆柱面3间形成存储螺纹脂的存储部10，能保护密封面上的接触压力，结构简单紧凑，安装使用方便，连接强度高，密封性能好，抗弯曲性能好，适用范围广，安全可靠。 

Claims (8)

1.一种抗弯曲的油管螺纹连接结构，包括管体（1）及通过螺纹紧固连接于管体（1）上的接箍（6）；其特征是：所述管体（1）一端的外表面上依次设有外螺纹（2）、过渡圆柱面（3）、外密封锥面（4）及密封端面（5），所述密封端面（5）位于管体（1）对应于设置外螺纹（2）的一端端部，过渡圆柱面（3）的一端与外螺纹（2）相连，另一端通过外密封锥面（4）与密封锥面（5）相连；接箍（6）的内表面上依次设有内螺纹（7）、内密封锥面（8）及扭转台肩（9），所述内螺纹（7）与外螺纹（2）相匹配，外螺纹（2）与内螺纹（7）均采用倒钩式螺纹结构；过渡圆柱面（3）与外密封锥面（4）的总长度M为6.5~7mm，内密封锥面（8）的长度L为M-0.5mm；管体（1）对应于设置外螺纹（2）的一端伸入接箍（6）内，管体（1）通过外螺纹（2）与接箍（6）的内螺纹（7）紧固连接；外密封锥面（4）与内密封锥面（8）过盈配合，密封端面（5）与扭转台肩（9）过盈配合。

2.根据权利要求1所述的抗弯曲的油管螺纹连接结构，其特征是：所述管体（1）与接箍（6）紧固连接时，管体（1）与接箍（6）的轴线相同；外密封锥面（4）与管体（1）轴线的夹角、以及内密封锥面（8）与接箍（6）轴线的夹角均为α，α为14°~16°。

3.根据权利要求1或2所述的抗弯曲的油管螺纹连接结构，其特征是：所述管体（1）与接箍（6）紧固连接时，密封端面（5）与管体（1）轴线的垂线的夹角、以及扭转台肩（9）与接箍（6）轴线的垂线的夹角均为α，α为14°~16°。

4.根据权利要求1所述的抗弯曲的油管螺纹连接结构，其特征是：所述外螺纹（2）与内螺纹（7）的承载面角γ＝－3.5°，导向面角θ＝10°。

5.根据权利要求1所述的抗弯曲的油管螺纹连接结构，其特征是：所述外螺纹（2）与内螺纹（7）的螺距相同，管体（1）的规格为2 3/8~2 7/8″时，螺距为8牙/英寸，内螺纹（7）的槽宽为1.7175mm，内螺纹（7）的牙宽为1.4575mm；外螺纹（2）的槽宽、牙宽均为1.5875mm；内螺纹（7）的齿高1.219mm，外螺纹（2）的齿高1.016mm。

6.根据权利要求1所述的抗弯曲的油管螺纹连接结构，其特征是：所述外螺纹（2）与内螺纹（7）的螺距相同，管体（1）的规格为3 1/2~4 1/2″时，螺距为6牙/英寸，内螺纹（7）的槽宽2.2465mm，内螺纹（7）的牙宽1.9865mm；外螺纹（2）的槽宽、牙宽均为2.1165mm，内螺纹（7）的齿高为1.219mm，外螺纹（2）的齿高1.016mm。

7.根据权利要求1所述的抗弯曲的油管螺纹连接结构，其特征是：所述内密封锥面（8）与过渡圆柱面（3）间形成存储部（10）。

8.根据权利要求7所述的抗弯曲的油管螺纹连接结构，其特征是：所述存储部（10）内设有螺纹脂。

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