CN202788653U - 一种用于sew油套管的气密封螺纹连接装置 - Google Patents

Abstract

一种用于SEW油套管的气密封螺纹连接装置，包括管端带有外螺纹（3）的管体（1）和接箍（2），所述接箍（2）上具有与外螺纹（3）配合的内螺纹（4），所述管体（1）的外螺纹（3）与接箍（2）的内螺纹（4）旋合后，管体（1）的外扭矩台肩面（8）与接箍（2）的内扭矩台肩面（12）配合，管体（1）的外锥面（7）和接箍（2）的内锥面（11）过盈配合形成一级主密封结构，管体（1）的外球面（6）和接箍（2）的内锥面（10）过盈配合形成二级主密封结构，管体（1）的外圆柱面（5）与接箍（2）的内圆柱面（9）形成间隙配合。本实用新型具有双级密封和抗扭台肩结构，具有良好的密封性和抗复合载荷性能。

Description

一种用于SEW油套管的气密封螺纹连接装置

技术领域

本实用新型属于石油套管连接技术领域，具体涉及一种用于SEW油套管的气密封螺纹连接装置。 

背景技术

SEW油套管和无缝套管相比，具有尺寸精度高、壁厚均匀、焊缝韧性好、抗挤压性能好、成本低等优势。在发达国家，SEW油套管已取代了相当一部分无缝套管，用量占套管总用量的50％以上。随着我国钢材冶炼技术以及制管技术发展，SEW油套管在国内油田中的应用比例逐渐增多，具有较好的经济效益。 

目前国内油田使用的石油套管大多为API螺纹接头，由于技术成熟、加工简单等优点在常规油井中得到了广泛的应用。在油气混合井及气井中，多采用气密封性特殊螺纹接头，其结构一般分为连接螺纹、密封面及扭矩台肩三部分构成，为单级金属密封结构。这类结构的不足之处是套管在下井作业、承受较大的轴向载荷或弯曲载荷时，单级密封面或扭矩台肩一旦受损或发生较大的变形，接头的密封能力将明显降低，甚至发生失效事故。为克服上述问题，需要开发一种既经济、气密封性能又可靠的螺纹接头。 

发明内容

本实用新型解决的技术问题：提供一种用于SEW油套管的气密封螺纹连接装置，具有双级密封和抗扭台肩结构，气密封性好、抗复合载荷作用强、可靠性高。 

本实用新型采用的技术解决方案：一种用于SEW油套管的气密封 螺纹连接装置，包括管端带有外螺纹的管体和接箍，所述接箍上具有与外螺纹配合的内螺纹，所述管体的管端外壁上自外螺纹末端处向外依次设有外圆柱面、外球面、外锥面及外扭矩台肩面；所述接箍的内壁上自内螺纹末端处向内依次对称设有内圆柱面、内锥面Ⅰ，内锥面Ⅱ、内扭矩台肩面及内圆柱面；所述面与面之间通过圆弧段过渡；所述管体管端上的外螺纹与接箍的内螺纹的旋合后，外扭矩台肩面与内扭矩台肩面配合，外锥面和内锥面过盈配合形成一级主密封结构，外球面和内锥面过盈配合形成二级主密封结构，外圆柱面与内圆柱面形成间隙配合。 

所述一级主密封结构的密封面长度为4mm~7mm，密封面锥度为1:6~1:20，径向过盈量为0.35mm~0.6mm；所述二级主密封结构外球面直径为φ30mm-φ50mm，内锥面锥度θ为15°~25°，密封面长度为3mm~6mm,径向过盈量为0.25mm~0.45mm；所述圆弧段半径R为0.4mm~1.0mm，所述外扭矩台肩面、内扭矩台肩面的垂直夹角α为15°~20°。 

所述外螺纹与内螺纹采用负角度承载面的钩型螺纹，承载面角度为-3°～-10°，导向面角度为+10°~+25°，螺纹锥度为1:16，外螺纹齿高为1.4mm~1.6mm，内螺纹齿高为1.6mm~1.8mm。 

所述内螺纹采用磷化处理，磷化层厚度为10u~20u。 

本实用新型与现有技术相比具有的优点和效果： 

1、逆向的扭矩台肩具有抗扭及辅助密封作用，一级主密封面为锥面对锥面具有较好的密封性能，二级主密封面采用较大直径的球面能够吸收过载的扭矩载荷，防止扭矩台肩过扭而影响到一级主密封面。抗扭台肩面与一级、二级主密封面形成一个接触面很长的“V型” 楔形效应的高应力区，具有良好的气密封性能，且双级密封结构的接触压力能够相互补充，密封可靠性好。 

2、管体端面的外圆柱段与接箍收尾的内圆柱面间隙配合，能够储存上扣过程中挤压的高压螺纹脂，减小螺纹脂堆积对密封接触压力带来的不利影响。 

3、内、外螺纹采用负角度承载面的钩型螺纹，螺纹接头易对中、入扣方便，具有较好的抗拉伸和复合载荷作用。 

附图说明

图1是本实用新型结构示意图； 

图2是管体端部结构示意图； 

图3是接箍结构示意图。 

具体实施方式

下面将结合附图1-3对本实用新型进行详细说明。 

一种用于SEW油套管的气密封螺纹连接装置，包括管端带有外螺纹3的管体1和接箍2，所述接箍2上具有与外螺纹3配合的内螺纹4。所述管体1的管端外壁上自外螺纹3末端处向外依次设有外圆柱面5、外球面6、外锥面7及外扭矩台肩面8；所述接箍2的内壁上自内螺纹4末端处向内依次对称设置内圆柱面9、内锥面Ⅰ10，内锥面Ⅱ11、内扭矩台肩面12及内圆柱面13；所述面与面之间通过圆弧段14过渡以减小应力集中；所述管体1管端上的外螺纹3与接箍2的内螺纹4的旋合后，外扭矩台肩面8与内扭矩台肩面12配合，外锥面7和内锥面11过盈配合形成一级主密封结构，外球面6和内锥面10过盈配合形成二级主密封结构，外圆柱面5与内圆柱面9形成间隙配合。 

所述一级主密封结构的密封面长度为4mm~7mm，密封面锥度为1:6~1:20，径向过盈量为0.35mm~0.6mm；所述二级主密封结构的外球面6直径为φ30mm-φ50mm，内锥面10锥度θ为15°~25°，密封面长度为3mm~6mm,径向过盈量为0.25mm~0.45mm；所述圆弧段14半径R为0.4mm~1.0mm，所述外扭矩台肩面8、内扭矩台肩面12的垂直夹角α为15°~20°。 

所述外螺纹3与内螺纹4采用负角度承载面的钩型螺纹，承载面角度为-3°～-10°，导向面角度为+10°~+25°，螺纹锥度为1:16，外螺纹齿高为1.4mm~1.6mm，内螺纹齿高为1.6mm~1.8mm。 

本实用新型抗扭台肩面为副角度逆向台肩，与一级密封面、二级密封面形成一个接触面很长的“V型”楔形效应的高应力区，形成多级密封，具有良好密封性能。本实用新型的管体和接箍采用同钢级，管体外螺纹表面采用喷砂处理，接箍内螺纹采用磷化处理，磷化层厚度为10u~20u。 

按照本实用新型设计方案，提供一种具体规格的产品如下： 

产品规格为φ139.7mm×9.17mm，钢级为N80。管体及接箍的几何尺寸参照API5CT标准要求。螺纹锥度为1：16，每25.4mm长度上5牙螺纹，螺纹的承载面角度-5°，导向面角度20°；管体的螺纹牙型高度为1.575mm，接箍的螺纹牙型高度为为1.725mm，螺纹牙顶、齿底平行于圆锥母线。扭矩台肩角度为15°，一级密封面内外锥面锥度为1:8，二级密封面内锥面锥度为25°，外球面直径为40mm。 

Claims (4)

1.一种用于SEW油套管的气密封螺纹连接装置，包括管端带有外螺纹（3）的管体（1）和接箍（2），所述接箍（2）上具有与外螺纹（3）配合的内螺纹（4），其特征是：所述管体（1）的管端外壁上自外螺纹（3）末端处向外依次设有外圆柱面（5）、外球面（6）、外锥面（7）及外扭矩台肩面（8）；所述接箍（2）的内壁上自内螺纹（4）末端处向内依次对称设有内圆柱面（9）、内锥面Ⅰ（10），内锥面Ⅱ（11）、内扭矩台肩面（12）及内圆柱面（13）；所述面与面之间通过圆弧段（14）过渡；所述管体（1）管端上的外螺纹（3）与接箍（2）的内螺纹（4）旋合后，外扭矩台肩面（8）与内扭矩台肩面（12）配合，外锥面（7）和内锥面（11）过盈配合形成一级主密封结构，外球面（6）和内锥面（10）过盈配合形成二级主密封结构，外圆柱面（5）与内圆柱面（9）形成间隙配合。

2.根据权利要求1所述的一种用于SEW油套管的气密封螺纹连接装置，其特征是：所述一级主密封结构的密封面长度为4mm~7mm，密封面锥度为1:6~1:20，径向过盈量为0.35mm~0.6mm；所述二级主密封结构外球面（6）直径为φ30mm-φ50mm，内锥面（10）锥度θ为15°~25°，密封面长度为3mm~6mm，径向过盈量为0.25mm~0.45mm；所述圆弧段（14）半径R为0.4mm～1.0mm，所述外扭矩台肩面（8）、内扭矩台肩面（12）的垂直夹角α为15°~20°。

3.根据权利要求1或2所述的一种用于SEW油套管的气密封螺纹连接装置，其特征是：所述外螺纹（3）与内螺纹（4）采用负角度承载面的钩型螺纹，承载面角度为-3°～-10°，导向面角度为+10°~+25°，螺纹锥度为1:16，外螺纹齿高为1.4mm～1.6mm，内螺纹齿高为 1.6mm~1.8mm。

4.根据权利要求3所述的一种用于SEW油套管的气密封螺纹连接装置，其特征是：所述内螺纹（4）采用磷化处理，磷化层厚度为10u~20u。 

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