CN202165026U - 一种井下工具管接头的密封结构 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种井下工具管接头的密封结构，包括相互套接的前、后连接管件，所述前、后连接管件之间的连接部分包括：螺纹连接部、位于螺纹连接部两端的径向的圆柱面接触密封面、位于各圆柱面接触密封面一端的轴向的圆环面接触密封面。采用上述结构的本实用新型可以有多种规格，在保证螺纹连接可靠的情况下，可形成2组共4道密封面，具有密封可靠性高，不需要胶料密封防止老化失效，而且可以承受与缸体等量的内外压的优点。

Description

一种井下工具管接头的密封结构

技术领域

本实用新型属于石油钻采领域中井下工具（设备）类产品，特别涉及一种用于钻井、固井、完井类的井下工具（设备）管接头的密封结构。

背景技术

目前井下工具（设备）用于连接的管接头包括相互套接的前、后连接管件1、2，其密封多数是采用螺纹加O形密封圈3的结构，如图1所示，或者采用螺纹加盘根接头结构，也有部分采用锥螺纹气密封接头结构。

上述接头的密封如果采用O形密封圈或盘根结构，其密封是靠O形密封圈或盘根填充缝隙止漏的方法来实现的，虽然可以实现气密封，但是由于井下的恶劣环境可能存在高温、高压、腐蚀介质等原因，将导致橡胶或塑料填充材料长时间工作后老化失效，影响密封效果。

上述接头的密封如果采用锥螺纹气密封接头结构，由于井下设备的尺寸限制又难以加工成型，并且存在紧密距很难保证每个接头上入距离一致，可能导致接头台阶处有缝隙，从而影响产品一致性。在受到轴向拉力载荷时，密封面由于接触应力降低，会使气密封性能下降，失去气密封效果，而井下产品往往需要承受巨大载荷。

实用新型内容

本实用新型的目的是要解决现有井下工具（设备）接头结构气密封效果存在的缺陷和技术要求高的问题，提供一种井下工具管接头的密封结构，以提高井下工具（设备）的密封效果，提高井下工具(设备)的安全性和可靠性。

本实用新型的目的通过下述技术方案来实现：

井下工具管接头的密封结构包括相互套接的前、后连接管件，所述前、后连接管件之间的连接部分包括：螺纹连接部、位于螺纹连接部两端的径向的圆柱面接触密封面、位于各圆柱面接触密封面一端的轴向的圆环面接触密封面。

所述的螺纹连接部采用直螺纹，由前连接管件上所设的外螺纹和后连接管件上所设的内螺纹构成。

所述圆柱面接触密封面包括位于螺纹连接部前端的由前连接管件上所设台肩的外圆柱面与后连接管件上的内圆柱面构成的第一密封面和位于螺纹连接部后端的由前连接管件上的外圆柱面与后连接管件上所设台肩的内圆柱面构成的第二密封面。

所述圆环面接触密封面包括位于第一密封面端部的由前连接管件外壁所设凸台端部的圆环面与后连接管件端部的圆环面相接触构成的第三密封面和位于第二密封面端部的由前连接管件端部的圆环面与后连接管件内壁所设凸台端部的圆环面相接触构成的第四密封面。

所述第一、二密封面为过盈配合。

所述第三、四密封面为预紧接触。

所述第三、四密封面与水平方向的夹角α为-60°～60°，使得螺纹预紧时提供较好的预紧应力。

所述螺纹的牙型为改进后的偏梯形螺纹，牙数为5～6牙/英寸，螺纹的高度为1～1.6mm,适用于壁厚较薄的零件，能实现与普通API标准的螺纹刀具的通用，适用于各种规格的接头。

本实用新型的上述结构中，螺纹连接部主要承担轴向的拉伸载荷，螺纹为直螺纹没有锥度，可防止紧密距范围导致的螺纹接头台阶出现缝隙，可以满足井下设备壁厚有限不能加工锥螺纹时的要求；位于螺纹连接部前端的第一、第三密封面构成了前硬密封台肩，位于螺纹连接部后端的第二、第四密封面构成了后硬密封台肩，前、后硬密封台肩的作用各有不同，前密封台肩的作用是承受设备的外压，而后密封台肩的作用是承受设备的内压；第一、二密封面为过盈配合，可消除配合间隙实现硬密封；第三、四密封面在装配力矩作用下通过机紧实现密封，并形成内应力使螺纹预紧，形成抗扭矩台肩，防止松扣。

采用上述结构的本实用新型可以有多种规格，在保证螺纹连接可靠的情况下，可形成2组共4道密封面，具有密封可靠性高，不需要胶料密封防止老化失效，而且可以承受与缸体等量的内外压的优点。

附图说明

图1 是现有产品的接头结构示意图。

图2 是本实用新型的结构示意图。

图3 是本实用新型中螺纹牙型的示意图。

具体实施方式

下面结合具体实施例子和附图对本实用新型作进一步的说明。

实施例1：

 如图2所示， 井下工具管接头的密封结构，包括相互套接的前、后连接管件1、2，所述前、后连接管件1、2之间的连接部分包括：

螺纹连接部5，螺纹连接部5采用直螺纹，由前连接管件1上所设的外螺纹和后连接管件2上所设的内螺纹构成；

位于螺纹连接部两端的径向的圆柱面接触密封面，包括位于螺纹连接部前端的由前连接管件1上所设台肩的外圆柱面与后连接管件2上的内圆柱面构成的第一密封面4和位于螺纹连接部后端的由前连接管件1上的外圆柱面与后连接管件2上所设台肩的内圆柱面构成的第二密封面6；

位于各圆柱面接触密封面一端的轴向的圆环面接触密封面，包括位于第一密封面4端部的由前连接管件1外壁所设凸台端部的圆环面与后连接管件2端部的圆环面相接触构成的第三密封面3和位于第二密封面6端部的由前连接管件1端部的圆环面与后连接管件2内壁所设凸台端部的圆环面相接触构成的第四密封面7；

其中第一、二密封面4、6为过盈配合，第三、四密封面3、7为预紧接触；第三、四密封面3、7与水平方向的夹角为-60°～60°；螺纹的牙型为偏梯形螺纹，牙数为5～6牙/英寸，螺纹的高度为1～1.6mm。

第三、四密封面3、7它们与水平方向的夹角相同，当作用一定扭矩后在该斜面上会产生接触应力使螺纹预紧并密封。

本接头的外螺纹和内螺纹（含圆柱面接触密封面）的总长度相同，可保证螺纹拧紧后前后完全接触并密封。

在内外螺纹拧紧后，第一、二密封面4、6为过盈配合，第三、四密封面3、7为预紧接触，形成2组共4道密封面，从而实现内外气密封接头。

第一密封面4主要提供外密封和辅助内密封，第二密封面6主要提供内密封和辅助外密封。

如图3所示，本接头的螺纹为直螺纹，不具备密封能力主要承担轴向的拉伸载荷。螺纹的牙型类似于偏梯形螺纹，具有较好的承载能力。螺纹承载面角度 A  可以取 -8°～15°，导向面角度B可以取10～30°，螺纹牙数5～6牙/英寸。螺纹的牙高度根据要求有多种组合，其牙的高度H为1～1.6mm，6牙/英寸的牙高H为1.06mm或1.2mm, 5牙/英寸的牙高H为1.2mm或1.6mm。螺纹的牙型还可根据实际设计的要求取其它适合的数值。

以上所述的实施例仅为部分实例而已，其特点之一是位于螺纹连接部前端的第一、第三密封面构成了前硬密封台肩，位于螺纹连接部后端的第二、第四密封面构成了后硬密封台肩，前后带硬密封台肩的直螺纹形式还有多种配合关系的修改，凡在本实用新型的原则之内的所做的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在实用新型的保护范围之内。

Claims (8)

1.一种井下工具管接头的密封结构，包括相互套接的前、后连接管件，其特征在于所述前、后连接管件之间的连接部分包括：螺纹连接部、位于螺纹连接部两端的径向的圆柱面接触密封面、位于各圆柱面接触密封面一端的轴向的圆环面接触密封面。

2.根据权利要求1所述的井下工具管接头的密封结构，其特征在于所述的螺纹连接部采用直螺纹，由前连接管件上所设的外螺纹和后连接管件上所设的内螺纹构成。

3.根据权利要求2所述的井下工具管接头的密封结构，其特征在于所述圆柱面接触密封面包括位于螺纹连接部前端的由前连接管件上所设台肩的外圆柱面与后连接管件上的内圆柱面构成的第一密封面和位于螺纹连接部后端的由前连接管件上的外圆柱面与后连接管件上所设台肩的内圆柱面构成的第二密封面。

4.根据权利要求3所述的井下工具管接头的密封结构，其特征在于所述圆环面接触密封面包括位于第一密封面端部的由前连接管件外壁所设凸台端部的圆环面与后连接管件端部的圆环面相接触构成的第三密封面和位于第二密封面端部的由前连接管件端部的圆环面与后连接管件内壁所设凸台端部的圆环面相接触构成的第四密封面。

5.根据权利要求4所述的井下工具管接头的密封结构，其特征在于所述第一、二密封面为过盈配合。

6.根据权利要求5所述的井下工具管接头的密封结构，其特征在于所述第三、四密封面为预紧接触。

7.根据权利要求6所述的井下工具管接头的密封结构，其特征在于所述第三、四密封面与水平方向的夹角为-60°～60°。

8.根据权利要求7所述的井下工具管接头的密封结构，其特征在于所述螺纹的牙型为偏梯形螺纹，牙数为5～6牙/英寸，螺纹的高度为1～1.6mm。

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