CN217558276U - 一种高性能气密封特殊螺纹结构油管 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种高性能气密封特殊螺纹结构油管，包括管子和接箍，所述管子两端的结构相同，依次设置外螺纹和外密封结构；所述接箍的两端自左至右依次为接箍工厂端和接箍现场端，所述接箍工厂端内圆周一端设有内螺纹及内密封结构。逆向扭矩台肩的设计，既能保证在高复合承载能力条件下，提供高效的内压抗力及连接强度；同时又能精准控制上扣位置，便于质量控制和规模化生产。本申请可加工性较好，节约了劳动时间也降低了成本；大规模生产的质量控制有保证，能有效降低螺纹连接处的质量风险，提高整个油套管柱的综合质量安全系数，便于产品的推广和发展。

Description

一种高性能气密封特殊螺纹结构油管

技术领域

本实用新型涉及油气钻采管材螺纹连接技术领域，特别涉及一种高性能气密封特殊螺纹结构油管。

背景技术

在油气钻采管材领域，油管柱采用螺纹将单根油井管连接而成，管柱的螺纹连接部位是薄弱的关键环节。在通用的API标准中，油管采用圆螺纹外加厚或不加厚的连接形式。这些连接形式在保证管柱结构完整性和密封完整性方面都存在一定的问题。例如，不加厚圆螺纹油管，其螺纹连接强度只为管体强度的60％～80％，外加厚圆螺纹的连接强度虽接近或达到管体强度但需要对管端进行墩粗处理加工起来比较复杂。

试验证明，API圆螺纹连接使用合适的螺纹脂，经机紧后具有较好的水密封性能，但气密封性能很低。这主要是由于：API标准螺纹连接，在齿顶或齿侧存在间隙。接头拧接后，啮合的螺纹接触面由于过盈存在而有接触压力。同时，借助螺纹脂填充在螺纹间隙可实现水密封。但在较高温度下，填充在螺纹间隙的螺纹脂蒸发和收缩，使啮合螺纹间有泄漏通道，气体会通过这些通道泄漏。另外油气中含有的硫化氢酸性成分会使普通API油管发生缓慢的应力腐蚀，导致油管在长期的使用过程中变形破坏。

在石油工业的发展过程中，随着油井气钻采作业向深井、超深井、高压气井、定向井、酸性环境井的开发，对石油油管的使用性能提出了更高的要求。具有API标准螺纹连接形式的油管在许多情况下难以满足生产需求，亟待开发各种类型的特殊螺纹连接结构，以适应生产的需要。

所以，世界机国内各大石油专用管制造厂都致力于开发连接强度和密封性能更优越的特殊螺纹结构石油专用油管。

实用新型内容

针对上述现有技术中存在的技术问题，本实用新型的目的在于提供一种高性能气密封特殊螺纹结构油管。

为实现上述目的，本实用新型提供的技术方案如下：

一种高性能气密封特殊螺纹结构油管，包括管子和接箍，所述管子两端的结构相同，依次设置外螺纹和外密封结构；

所述接箍的两端自左至右依次为接箍工厂端和接箍现场端，所述接箍工厂端内圆周一端设有内螺纹及内密封结构，所述内螺纹和外螺纹的齿形均为偏梯型；所述外密封结构和内密封结构分别设置于外螺纹前端和内螺纹后端；工厂装配机紧状态时，管子外密封结构旋入接箍内密封结构内。

其中，内螺纹齿高-外螺纹齿高＝0.2mm，内螺纹螺距＝外螺纹螺距＝3.175mm 或4.233mm，内螺纹齿宽-外螺纹齿宽＝0.128mm，内螺纹锥度＝外螺纹锥度＝1:16，内承载面夹角＝外承载面夹角＝3°，内导向面夹角＝外导向面夹角＝10°。

其中，所述内密封结构依次包括内过渡带、内密封锥面、内扭矩台肩，其中内密封面夹角＝30°，内密封圆弧＝0.30mm，内台肩夹角＝-20°。

其中，所述内扭矩台肩上设置有弹性密封结构，所述弹性密封结构包括凹槽和o型密封圈，所述凹槽设置在所述内扭矩台肩上，所述o型密封圈设置在所述凹槽内，其中，凹槽半径＝0.375mm～1.875mm，凹槽高度＝0.875mm-3.875mm。

其中，所述外密封结构依次包括外过渡带、外密封锥面、外扭矩台肩，其中，外密封面夹角＝30°，外密封圆弧＝0.30mm，外台肩夹角＝-20°。

其中，产品规格外径＝60.32mm～114.3mm，产品规格壁厚＝4.0mm～14.0mm。

其中，包括设置在管子端部的对扣单元，所述对扣单元下端为喇叭口形状，所述对扣单元包括多个沿管子圆周间隔设置的多个对扣器，每个所述对扣器均包括磁铁以及与磁铁下端连接的对扣器支撑条，每个对扣器支撑条下端均为向外翻的弧形结构，所述磁铁吸附在管子外侧，所述对扣器支撑条内部设置与外螺纹匹配的内螺纹。

其中，所述对扣器支撑条(20)的材质为硬质橡胶。

与现有技术相比，本实用新型的有益效果是：

1.可加工性较好，节约了劳动时间也降低了成本；大规模生产的质量控制有保证，能有效降低螺纹连接处的质量风险，提高整个油套管柱的综合质量安全系数，便于产品的推广和发展；

2.偏梯型螺纹齿型较宽承载轴向载荷能力强，连接强度高；

3.密封锥面和带密封圈弹性密封的结构设计有效提高螺纹接头的密封性能，确保深井、超深井、高气压井等复杂井况下的气密封效果；

4.扭矩台肩采用-20°逆向台肩的设计，既能保证在高复合承载能力条件下，提供高效的内压抗力及连接强度；同时又能精准控制上扣位置，便于质量控制和规模化生产。

附图说明

图1所示为本实用新型的结构示意图；

图2所示为本实用新型的接箍结构示意图；

图3所示为本实用新型的内密封结构示意图；

图4所示为本实用新型的管子结构示意图；

图5所示为本实用新型的外密封结构示意图；

图6所示为本实用新型的带弹性密封结构接箍结构示意图；

图7所示为本实用新型的弹性密封结构示意图；

图8所示为本实用新型的内螺纹齿形示意图；

图9所示为本实用新型的外螺纹齿形示意图；

图10所示为本实用新型的现场装配对扣示意图；

图中：1-管子，2-接箍，3-接箍工厂端，4-接箍现场端，5-内螺纹，6-内过渡带，7-内密封锥面，8-内扭矩台肩，9-内密封结构，10-外螺纹，11-外密封结构，12-外过渡带，13-外密封锥面，14-外扭矩台肩，15-弹性密封结构，16-O 型密封圈，17-凹槽，18-对扣器，19-磁铁，20-对扣支撑条，H-内螺纹齿高，h- 外螺纹齿高，P-内螺纹螺距，p-外螺纹螺距，P1-内螺纹齿宽，p2-外螺纹齿宽， G-内承载面夹角，g-外承载面夹角，X-内导向面夹角，x-外导向面夹角，A-内密封面夹角，a-外密封面夹角，R-内密封圆弧，r-外密封圆弧，B-内台肩夹角，b-外台肩夹角，R2-凹槽半径，L-凹槽高度，D-产品规格外径，t-产品规格壁厚。

具体实施方式

下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。

在本实用新型的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“纵向”、“横向”、“长度”、“宽度”、“厚度”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”、“顺时针”、“逆时针”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本实用新型和简化描述，而不是指示或暗示所指的设备或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本实用新型的限制。

在本专利的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”、“设置”应做广义理解，例如，可以是固定相连、设置，也可以是可拆卸连接、设置，或一体地连接、设置。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本专利中的具体含义。

此外，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多个该特征。在本实用新型的描述中，“多个”的含义是两个或两个以上，除非另有明确具体的限定。

请参阅图1-图10所示，为本实用新型提供的一种实施例结构。

本实施例提供的一种高性能气密封特殊螺纹结构油管，包括管子1和接箍2，所述管子1两端的结构相同，依次设置外螺纹10和外密封结构11；

所述接箍2的两端自左至右依次为接箍工厂端3和接箍现场端4，所述接箍工厂端3内圆周一端设有内螺纹5及内密封结构9，所述内螺纹5和外螺纹10 的齿形均为偏梯型；所述外密封结构11和内密封结构9分别设置于外螺纹10 前端和内螺纹5后端；工厂装配机紧状态时，管子1外密封结构11旋入接箍2 内密封结构9内。

在优选的实施例中，内螺纹齿高H-外螺纹齿高h＝0.2mm，内螺纹螺距P＝外螺纹螺距p＝3.175mm或4.233mm，内螺纹齿宽P1-外螺纹齿宽p2＝0.128mm，内螺纹锥度＝外螺纹锥度＝1:16，内承载面夹角G＝外承载面夹角g＝3°，内导向面夹角X＝外导向面夹角x＝10°。

在优选的实施例中，所述内密封结构9依次包括内过渡带6、内密封锥面7、内扭矩台肩8，其中内密封面夹角A＝30°，内密封圆弧R＝0.30mm，内台肩夹角B＝-20°。

在优选的实施例中，所述内扭矩台肩8上设置有弹性密封结构15，所述弹性密封结构15包括凹槽17和o型密封圈16，所述凹槽17设置在所述内扭矩台肩8上，所述o型密封圈16设置在所述凹槽17内，其中，凹槽半径 R2＝0.375mm～1.875mm，凹槽高度L＝0.875mm-3.875mm。

在优选的实施例中，所述外密封结构11依次包括外过渡带12、外密封锥面 13、外扭矩台肩14，其中，外密封面夹角a＝30°，外密封圆弧r＝0.30mm，外台肩夹角b＝20°。

在优选的实施例中，产品规格外径D＝60.32mm～114.3mm，产品规格壁厚 t＝4.0mm～14.0mm。

在优选的实施例中，包括设置在管子端部的对扣单元，所述对扣单元下端为喇叭口形状，所述对扣单元包括多个沿管子圆周间隔设置的多个对扣器18，优选地，多个对扣器间隔均匀设置，每个所述对扣器18均包括磁铁19以及与磁铁19下端连接的对扣器支撑条20，每个对扣器支撑条20下端均为向外翻的弧形结构，所述磁铁19吸附在管子外侧，所述对扣器支撑条20内部设置与外螺纹10匹配的内螺纹。

在优选的实施例中，所述对扣器支撑条20的材质为硬质橡胶。

以上显示和描述了本实用新型的基本原理、主要特征和本实用新型的优点。本行业的技术人员应该了解，本实用新型不受上述实施例的限制，上述实施例和说明书中描述的仅为本实用新型的优选例，并不用来限制本实用新型，在不脱离本实用新型精神和范围的前提下，本实用新型还会有各种变化和改进，这些变化和改进都落入要求保护的本实用新型范围内。本实用新型要求保护范围由所附的权利要求书及其等效物界定。

Claims (6)

1.一种高性能气密封特殊螺纹结构油管，其特征在于，包括管子(1)和接箍(2)，所述管子(1)两端的结构相同，依次设置外螺纹(10)和外密封结构(11)；

所述接箍(2)的两端自左至右依次为接箍工厂端(3)和接箍现场端(4)，所述接箍工厂端(3)内圆周一端设有内螺纹(5)及内密封结构(9)，所述内螺纹(5)和外螺纹(10)的齿形均为偏梯型；所述外密封结构(11)和内密封结构(9)分别设置于外螺纹(10)前端和内螺纹(5)后端；工厂装配机紧状态时，管子(1)外密封结构(11)旋入接箍(2)内密封结构(9)内；

所述内密封结构(9)依次包括内过渡带(6)、内密封锥面(7)、内扭矩台肩(8)，其中内密封面夹角(A)＝30°，内密封圆弧(R)＝0.30mm，内台肩夹角(B)＝-20°；

所述内扭矩台肩(8)上设置有弹性密封结构(15)，所述弹性密封结构(15)包括凹槽(17)和o型密封圈(16)，所述凹槽(17)设置在所述内扭矩台肩(8)上，所述o型密封圈(16)设置在所述凹槽(17)内，其中，凹槽半径(R2)＝0.375mm～1.875mm，凹槽高度(L)＝0.875mm-3.875mm。

2.根据权利要求1所述的一种高性能气密封特殊螺纹结构油管，其特征在于，内螺纹齿高(H)-外螺纹齿高(h)＝0.2mm，内螺纹螺距(P)＝外螺纹螺距(p)＝3.175mm或4.233mm，内螺纹齿宽(P1)-外螺纹齿宽(p2)＝0.128mm，内螺纹锥度＝外螺纹锥度＝1:16，内承载面夹角(G)＝外承载面夹角(g)＝3°，内导向面夹角(X)＝外导向面夹角(x)＝10°。

3.根据权利要求1所述的一种高性能气密封特殊螺纹结构油管，其特征在于，所述外密封结构(11)依次包括外过渡带(12)、外密封锥面(13)、外扭矩台肩(14)，其中，外密封面夹角(a)＝30°，外密封圆弧(r)＝0.30mm，外台肩夹角(b)＝-20°。

4.根据权利要求1所述的一种高性能气密封特殊螺纹结构油管，其特征在于，产品规格外径(D)＝60.32mm～114.3mm，产品规格壁厚(t)＝4.0mm～14.0mm。

5.根据权利要求1所述的一种高性能气密封特殊螺纹结构油管，其特征在于，包括设置在管子端部的对扣单元，所述对扣单元下端为喇叭口形状，所述对扣单元包括多个沿管子圆周间隔设置的多个对扣器(18)，每个所述对扣器(18)均包括磁铁(19)以及与磁铁(19)下端连接的对扣器支撑条(20)，每个对扣器支撑条(20)下端均为向外翻的弧形结构，所述磁铁(19)吸附在管子外侧，所述对扣器支撑条(20)内部设置与外螺纹(10)匹配的内螺纹。

6.根据权利要求5所述的一种高性能气密封特殊螺纹结构油管，其特征在于，所述对扣器支撑条(20)的材质为硬质橡胶。

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