CN203531767U

CN203531767U - 8牙圆柱螺纹接头

Info

Publication number: CN203531767U
Application number: CN201320529911.4U
Authority: CN
Inventors: 杨林
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 2013-08-29
Filing date: 2013-08-29
Publication date: 2014-04-09
Anticipated expiration: 2023-08-29

Abstract

本实用新型涉及一种8牙圆柱螺纹接头，属于油井管螺纹连接技术领域。它包括内螺纹件（1）以及外螺纹件（7），内螺纹件（1）和外螺纹件（7）都直接加工在管子端部，其特征在于所述内螺纹件（1）的内壁向外端依次加工有内台肩（2）、内锥面（3）、第一内螺纹（4）、第二内螺纹（5）以及斜端面（6），所述外螺纹件（7）的外壁相应位置向外端依次加工有斜台肩（8）、第二外螺纹（9）、第一外螺纹（10）、密封锥面（11）以及端面台肩（12），所述内螺纹件（1）与外螺纹件（7）紧密配合。本实用新型8牙圆柱螺纹接头具有密封性好、无应力集中且能够快速上卸扣的优点。

Description

8牙圆柱螺纹接头

技术领域

本实用新型涉及一种螺纹接头，尤其涉及一种8牙圆柱螺纹接头，属于油井管螺纹连接技术领域。

背景技术

油、套管是开采石油和天然气所必须的石油专用管材，连接螺纹部位是整个油、套管柱最为薄弱的环节，有很多失效事故都是发生在连接部位。目前，油、套管采用的接头通常是API接头，这种接头是锥管螺纹接头，锥度一般为1:16。使用时，内、外螺纹接头发生过盈配合，起到密封和连接功能。API接头具有很多优点，如技术成熟、加工简单等，但是该接头的缺点也很明显，主要缺点之一是密封性能差，尤其是气密封性能更差，不能用于天然气井的开采；另外，这种接头应力集中非常严重，在啮合螺纹的两端，应力特别高，中间的啮合螺纹应力却很低，因此很容易发生粘扣、应力腐蚀失效。API接头不能满足某些苛刻钻井条件的需求。

经对现有技术文献的检索发现，中国专利公开号为CN 2575286Y，公开日为2003年9月24日，实用新型专利名称为“油、套管螺纹接头”，该实用新型对上述API螺纹进行了改进，螺纹仍是1:16锥度的锥管螺纹，但增加了一个扭矩台肩结构。该实用新型由外螺纹件和内螺纹件通过螺纹连接而成：其螺纹为改进的偏梯形螺纹，外螺纹件前端倒成-9°或-15°角，与内螺纹件的-9°或-15°台肩过盈配合，分担一部分扭矩，同时还起密封作用。该实用新型增加了扭矩台肩，螺纹过盈量减小，缓解了螺纹的应力集中，而且具有良好的气密封性能。但螺纹应力集中的问题没有根本解决。而且上扣速度较慢，不能满足油田现场快速上卸扣的要求。

发明内容

本实用新型的目的在于克服上述不足，提供一种密封性好、无应力集中且能够快速上卸扣的8牙圆柱螺纹接头。

本实用新型的目的是这样实现的：

一种的8牙圆柱螺纹接头，它包括内螺纹件以及外螺纹件，内螺纹件和外螺纹件都直接加工在管子端部，其特征在于所述内螺纹件的内壁向外端依次加工有内台肩、内锥面、第一内螺纹、第二内螺纹以及斜端面，所述外螺纹件的外壁相应位置向外端依次加工有斜台肩、第二外螺纹、第一外螺纹、密封锥面以及端面台肩，所述内螺纹件与外螺纹件紧密配合，其中内螺纹件的内台肩、内锥面和斜端面分别与外螺纹件的端面台肩、密封锥面和斜台肩形成过盈配合，第一内螺纹、第二内螺纹分别与第一外螺纹、第二外螺纹互相啮合。

内、外螺纹均为圆柱螺纹，螺纹每25.4mm有8牙，内、外螺纹的承载面角为β，导向面角为α，内螺纹齿高为h1，外螺纹齿高为h2，其中β=7～8°，α＝18～20°，h1=0.85～0.90mm，h2=h1-0.3mm。

所述第一内螺纹与第二内螺纹之间有一个高0.8～1.0mm的台肩过渡，所述第一外螺纹、第二外螺纹之间有一个高0.9～1.1mm的台肩过渡。

所述内锥面和密封锥面的锥度相同，锥度为1:2。

与现有技术相比，本实用新型的有益效果是：

本实用新型首先由于内、外螺纹采用圆柱螺纹形式，拧紧后也不过盈，径向应力最大限度地减小，消除了螺纹的应力集中；其次，内、外螺纹由一段变成两段，使螺纹应力分布的形状发生了改变，缓和了应力集中，同时，螺纹的上扣速度提高了一倍；再次，密封性能除了由主密封承担外，还设置了两个辅助密封结构，密封性能也明显增强。因此本实用新型8牙圆柱螺纹接头具有密封性好、无应力集中且能够快速上卸扣的优点。

附图说明

图1为本实用新型8牙圆柱螺纹接头的结构示意图。

图2为本实用新型8牙圆柱螺纹接头的内螺纹结构示意图。

图3为本实用新型8牙圆柱螺纹接头的外螺纹结构示意图。

其中：

内螺纹件1、内台肩2、内锥面3、第一内螺纹4、第二内螺纹5、斜端面6、外螺纹件7、斜台肩8、第二外螺纹9、第一外螺纹10、密封锥面11、端面台肩12

导向面角α、承载面角β、内螺纹齿高h1、外螺纹齿高h2。

具体实施方式

参见图1~图3，本实用新型涉及的一种8牙圆柱螺纹接头，它包括内螺纹件1以及外螺纹件7，内螺纹件1和外螺纹件7都直接加工在管子端部（加工前需要对管子端部墩粗处理），所述内螺纹件1的内壁向外端依次加工有内台肩2、内锥面3、第一内螺纹4、第二内螺纹5以及斜端面6，所述外螺纹件7的外壁相应位置向外端依次加工有斜台肩8、第二外螺纹9、第一外螺纹10、密封锥面11以及端面台肩12，接头使用时，内螺纹件1与外螺纹件7紧密配合，其中内螺纹件1的内台肩2、内锥面3和斜端面6分别与外螺纹件7的端面台肩12、密封锥面11和斜台肩8形成过盈配合，起密封作用。第一内螺纹4、第二内螺纹5分别与第一外螺纹10、第二外螺纹9互相啮合，起连接功能。其中第一内螺纹4以及第二内螺纹5统称为内螺纹，第一外螺纹10以及第二外螺纹9统称为外螺纹。

对于普通的螺纹来说，内、外螺纹都是只有一段，螺纹啮合后应力分布呈中间低两端高的马鞍形，在螺纹两端形成两个应力集中区域。而对于本实用新型接头来说，螺纹分成了两段，马鞍形中部的低应力区也产生了较高的应力，应力分布更加均匀。解决了普通接头应力集中程度高的技术难题。

为了进一步减少螺纹部位的应力集中，本新型接头不再采用普通的锥管螺纹形式，而是采用了圆柱螺纹形式，内、外螺纹啮合后没有过盈量，属于间隙配合，不再产生恶性的径向应力，从而最大限度地减少了螺纹的应力集中。螺纹每25.4mm有8牙（螺距是3.175mm）。内、外螺纹的承载面角为β，导向面角为α，内螺纹齿高为h1，外螺纹齿高为h2，其中β=7～8°，α＝18～20°，h1=0.85～0.90mm，h2=h1-0.3mm。较陡的承载面有利于提高螺纹的连接效率，而较平缓的导向面有利于对扣和上扣，内、外螺纹保持一定的间隙，则可以存储多余的螺纹脂，保护密封面。

内螺纹从中间分为两段，两段螺纹之间用一个高0.8～1.0mm的台肩过渡，外螺纹也从中间分为两段，两段螺纹之间用一个高0.9～1.1mm的台肩过渡，由于内、外螺纹都从中间分成了两段，使接头的上扣速度提高了一倍，这样可以提高下井速度，便于用户节省操作时间，提高生产效率。

对于密封性能，本实用新型设计了专门的密封结构，内锥面3和密封锥面11的锥度相同，锥度为1:2。接头拧紧后，内锥面3和密封锥面11发生过盈配合，作为主要密封结构，斜端面6与斜台肩8形成过盈配合，起辅助密封作用，当过扭操作时，内台肩2与端面台肩12也发生过盈配合，起辅助密封作用。这样，该接头具有多重密封结构，密封能力显著增强。该8牙圆柱螺纹接头可以取名为DL-TH8。

实施例1

本实用新型的第一个实施例是用于Ф60.3×4.83 mm的油管，钢级为P110。其内螺纹件及外螺纹件的几何尺寸包括外径、壁厚等均采用标准值，加厚部位的加厚尺寸值也采用API标准的规定。油管材料满足API标准对P110钢级油管材料的要求，其内螺纹和外螺纹均采用圆柱螺纹，螺纹每25.4mm有8牙（螺距是3.175mm）。内、外螺纹的承载面角为β=7.5°，导向面角为α=20°，内螺纹齿高为h1=0.855mm，外螺纹齿高为h2=0.825mm。同样规格、钢级的API油管，最多允许上、卸6次，接头就要报废，本实用新型至少允许上、卸50次。同时，接头连接强度大于管体，气密封能力达到106Mpa以上。

实施例2

本实用新型的第二个实施例是用于Ф73.0×7.01 mm的油管，钢级为C90。其内螺纹件及外螺纹件的几何尺寸包括外径、壁厚等均采用标准值，加厚部位的加厚尺寸值也采用API标准的规定。油管材料满足API标准对C90钢级油管材料的要求，其内螺纹和外螺纹均采用圆柱螺纹，螺纹每25.4mm有8牙（螺距是3.175mm）。内、外螺纹的承载面角为β=7.5°，导向面角为α=20°，内螺纹齿高为h1=0.855mm，外螺纹齿高为h2=0.825mm。同样规格、钢级的API油管，最多允许上、卸6次，接头就要报废，本实用新型至少允许上、卸50次。同时，接头连接强度大于管体，气密封能力达到104Mpa以上。

Claims

1.一种8牙圆柱螺纹接头，它包括内螺纹件（1）以及外螺纹件（7），内螺纹件（1）和外螺纹件（7）都直接加工在管子端部，其特征在于所述内螺纹件（1）的内壁向外端依次加工有内台肩（2）、内锥面（3）、第一内螺纹（4）、第二内螺纹（5）以及斜端面（6），所述外螺纹件（7）的外壁相应位置向外端依次加工有斜台肩（8）、第二外螺纹（9）、第一外螺纹（10）、密封锥面（11）以及端面台肩（12），所述内螺纹件（1）与外螺纹件（7）紧密配合，其中内螺纹件（1）的内台肩（2）、内锥面（3）和斜端面（6）分别与外螺纹件（7）的端面台肩（12）、密封锥面（11）和斜台肩（8）形成过盈配合，第一内螺纹（4）、第二内螺纹（5）分别与第一外螺纹（10）、第二外螺纹（9）互相啮合。

2.根据权利要求1所述的一种8牙圆柱螺纹接头，其特征在于内、外螺纹均为圆柱螺纹，螺纹每25.4mm有8牙，内、外螺纹的承载面角为β，导向面角为α，内螺纹齿高为h1，外螺纹齿高为h2，其中β=7～8°，α＝18～20°，h1=0.85～0.90mm，h2=h1-0.3mm。

3.根据权利要求1所述的一种8牙圆柱螺纹接头，其特征在于所述第一内螺纹（4）与第二内螺纹（5）之间有一个高0.8～1.0mm的台肩过渡，所述第一外螺纹（10）、第二外螺纹（9）之间有一个高0.9～1.1mm的台肩过渡。

4.根据权利要求1所述的一种8牙圆柱螺纹接头，其特征在于所述内锥面（3）和密封锥面（11）的锥度相同，锥度为1:2。