CN219932091U - 一种内外多级金属密封结构高性能油套管 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种内外多级金属密封结构高性能油套管，包括外螺纹接头端和内螺纹接头端；所述外螺纹接头端的端部设置外螺纹接头，包括自左至右依次设置的外首级密封抗扭台肩、首级外螺纹、次级外螺纹和外次级密封抗扭台肩；内侧圆周表面设置有内加强接头；所述内螺纹接头端的端部设置内螺纹接头，包括自左至右依次设置的内首级密封抗扭台肩、首级内螺纹、密封环、次级内螺纹和内次级密封抗扭台肩；内侧圆周表面设置有外加强接头，所述外加强接头与内加强接头相配合使用，两者之间设置有防倒扣结构；本申请的防倒扣结构，有效避免了复杂井况下螺纹连接结构倒扣脱落失效风险的发生，在保证安全性同时，也提高了连接强度。

Description

一种内外多级金属密封结构高性能油套管

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，特别涉及一种内外多级金属密封结构高性能油套管。

背景技术

随着世界对化石能源需求的急剧攀升和石油可开采量的逐年减小，当前石油开采领域正向深井、超深井、高压油气井、稠油热采井、定向井等开采方向逐步发展，由此对油管和管间的密封提出了越来越苛刻的技术要求。以往大量使用的API标准不加厚油管螺纹和偏外加厚油管螺纹在气密封性、连接强度和抗扭性方面都不能够满足开采环境条件恶劣的油气井的使用需求，特别是在超深井复合载荷作用下，标准API螺纹已无法满足高压、高扭、大弯度的需求，因此，迫使人们去研究开发性能更加可靠的高性能特殊螺纹。

目前国内外业内部分厂家通过加长螺纹长度，设置扭矩台肩的方法来解决上述问题，这些方法都有个共性，即是都采单级设计，想通过在一级螺纹上加长承载载荷螺纹的长度来抵抗高复合载荷，使用效果始终不理想。其一个主要原因是一条螺纹的有效螺纹数量是有限的，其它螺纹承载能力有限，特别是在高弯、高扭工况的作用下，几乎不起作用，很容易失效，从而导致质量事故的发生。另外，业内现在也有部分厂家探究双级设计，但经过实践发现，在超深井、特别复杂的高气密压井况中，连接强度和密封性仍然存在失效风险。

鉴于此，本申请提供一种内外多级金属密封结构高性能油套管，以满足油气井日益发展的需求。

实用新型内容

本申请的目的在于提供一种内外多级金属密封结构高性能油套管，以满足油气井日益发展的需求。

为实现本申请的目的，本申请提供的技术方案如下：

一种内外多级金属密封结构高性能油套管，油套管管体的两端分别为相配合使用的外螺纹接头端和内螺纹接头端；

所述外螺纹接头端的外侧端部设置有外螺纹接头，所述外螺纹接头包括自左至右依次设置的外首级密封抗扭台肩、首级外螺纹、次级外螺纹和外次级密封抗扭台肩；所述外螺纹接头端的内侧圆周表面设置有内加强接头；

所述内螺纹接头端的内侧端部设置有内螺纹接头，所述内螺纹接头包括自左至右依次设置的内首级密封抗扭台肩、首级内螺纹、密封环、次级内螺纹和内次级密封抗扭台肩；所述内螺纹接头端的内侧圆周表面设置有外加强接头，所述外加强接头与内加强接头相配合使用，两者之间设置有防倒扣结构；

螺纹旋转啮合使用时，外螺纹接头的首级外螺纹、次级外螺纹分别旋入内螺纹接头的首级内螺纹和次级内螺纹，逐渐旋紧依次使外首级密封抗扭台肩、外次级密封抗扭台肩分别与内首级密封抗扭台肩和内次级密封抗扭台肩逐渐接触直至产生过盈配合。

其中，所述密封环的材质为聚四氟乙烯。

其中，所述首级外螺纹和次级外螺纹结构相同为圆锥螺纹且螺纹螺距为6.35mm或3.175mm；所述首级内螺纹和次级内螺纹结构相同为圆锥螺纹且螺纹螺距为6.35mm或3.175mm。

其中，油套管规格外径在19.05mm～114.3mm范围时，首级外螺纹和次级外螺纹、首级内螺纹、次级内螺纹的螺纹螺距为3.175mm；油套管规格外径在127.0mm～177.8mm范围时，首级外螺纹和次级外螺纹、首级内螺纹、次级内螺纹的螺纹螺距为6.35mm。

其中，所述内加强接头前端自左至右依次设置有内抗载台肩、防倒扣定位环、内密封台肩；所述外加强接头前端自左至右依次设置有外抗载台肩、防倒扣定位凹槽、外密封台肩；

螺纹旋转啮合使用时，随着负载的增加，防倒扣定位环逐渐与防倒扣定位凹槽接触直至全部进入防倒扣定位凹槽内，内抗载台肩、内密封台肩分别与外抗载台肩、外密封台肩逐渐接触直至产生过盈配合。

其中，所述防倒扣定位环的端面为弧面。

其中，弧面的半径其中，D为油套管规格外径，t为凹槽深度。

与现有技术相比，本实用新型的有益效果是：

1.本申请创新性地设置有相配合使用的外加强接头与内加强接头，两者之间设置有防倒扣结构，有效避免了复杂井况下螺纹连接结构倒扣脱落失效风险的发生，在保证安全性同时，也提高了连接强度；

2.本申请采用金属对金属内外多级密封结构的设计，连接强度和气密封效果得到大大提高，从而有效确保超深井、复杂高气压井等复杂井况下的气密封效果；

3.本申请采用内外多级螺纹结构、多级抗扭台肩的组合设计，大大提高了螺纹接头的抗扭、抗弯强度，从而确保在高深大斜度、超深大狗腿度、复杂水平井等工况下的抗过载能力。

附图说明

图1所示为本实用新型的实施例结构示意图；

图2所示为本实用新型的接头装配截面结构示意图；

图3所示为本实用新型的接头装配截面结构放大示意图；

图4所示为本实用新型的实施例中外螺纹接头的结构放大示意图；

图5所示为本实用新型的实施例中内螺纹接头的结构放大示意图；

图6所示为本实用新型的实施例中内加强接头结构示意图；

图7所示为本实用新型的实施例中外加强接头结构示意图；

图8所示为本实用新型的实施例中防倒扣机构放大示意图；

图中：1-外螺纹接头端，11-外螺纹接头，111-外首级密封抗扭台肩，112-首级外螺纹，113-次级外螺纹，114-外次级密封抗扭台肩，12-内加强接头，121-内抗载台肩，122-防倒扣定位环，123-内密封台肩，2-内螺纹接头端，21-内螺纹接头，211-内首级密封抗扭台肩，212-首级内螺纹，213-密封环，214-次级内螺纹，215-内次级密封抗扭台肩，22-外加强接头，221-外抗载台肩，222-防倒扣定位凹槽，223-外密封台肩，R-弧面的半径，t-凹槽深度，D-油套管规格外径。

具体实施方式

下面结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，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，都属于本发明保护的范围。

如图1-图8所示，为本申请提供的实施例结构。

本实施例提供的一种内外多级金属密封结构高性能油套管，油套管管体的两端分别为相配合使用的外螺纹接头端1和内螺纹接头端2；

所述外螺纹接头端1的外侧端部设置有外螺纹接头11，所述外螺纹接头11包括自左至右依次设置的外首级密封抗扭台肩111、首级外螺纹112、次级外螺纹113和外次级密封抗扭台肩114；所述外螺纹接头端1的内侧圆周表面固定设置有内加强接头12，可以焊接连接或镶嵌连接等；

所述内螺纹接头端2的内侧端部设置有内螺纹接头21，所述内螺纹接头21包括自左至右依次设置的内首级密封抗扭台肩211、首级内螺纹212、密封环213、次级内螺纹214和内次级密封抗扭台肩215；所述内螺纹接头端2的内侧圆周表面固定设置有外加强接头22，可以焊接连接或镶嵌连接等，所述外加强接头22与内加强接头12相配合使用，两者之间设置有防倒扣结构；

螺纹旋转啮合使用时，外螺纹接头11的首级外螺纹112、次级外螺纹113分别旋入内螺纹接头21的首级内螺纹212和次级内螺纹214，逐渐旋紧依次使外首级密封抗扭台肩111、外次级密封抗扭台肩114分别与内首级密封抗扭台肩211和内次级密封抗扭台肩215逐渐接触直至产生过盈配合。

在优选的实施例中，所述密封环213的材质为聚四氟乙烯。设置密封环213能够提高密封的效果。

在优选的实施例中，所述首级外螺纹112和次级外螺纹113结构相同为圆锥螺纹且螺纹螺距为6.35mm或3.175mm；所述首级内螺纹212和次级内螺纹214结构相同为圆锥螺纹且螺纹螺距为6.35mm或3.175mm。其中，油套管规格外径D在19.05mm～114.3mm范围时，首级外螺纹112和次级外螺纹113、首级内螺纹212、次级内螺纹214的螺纹螺距为3.175mm；油套管规格外径D在127.0mm～177.8mm范围时，首级外螺纹112和次级外螺纹113、首级内螺纹212、次级内螺纹214的螺纹螺距为6.35mm。

在优选的实施例中，所述内加强接头12前端自左至右依次设置有内抗载台肩121、防倒扣定位环122、内密封台肩123；所述外加强接头22前端自左至右依次设置有外抗载台肩221、防倒扣定位凹槽222、外密封台肩223；

螺纹旋转啮合使用时，随着负载的增加，防倒扣定位环122逐渐与防倒扣定位凹槽222接触直至全部进入防倒扣定位凹槽222内，内抗载台肩121、内密封台肩123分别与外抗载台肩221、外密封台肩223逐渐接触直至产生过盈配合。

本申请创新性地设置有相配合使用的外加强接头与内加强接头，两者之间设置有防倒扣结构，有效避免了复杂井况下螺纹连接结构倒扣脱落失效风险的发生，在保证安全性同时，也提高了连接强度；

在优选的实施例中，所述防倒扣定位环122的端面为弧面。

优选地，弧面的半径其中，D为油套管规格外径，t为凹槽深度。

最后应当说明的是：上述实施例只是用于对本发明的举例和说明，而非意在将本发明限制于所描述的实施例范围内。此外本领域技术人员可以理解的是，本发明不局限于上述实施例，根据本发明教导还可以做出更多种的变型和修改，这些变型和修改均落在本发明所要求保护的范围内。

Claims (7)

1.一种内外多级金属密封结构高性能油套管，其特征在于，油套管管体的两端分别为相配合使用的外螺纹接头端(1)和内螺纹接头端(2)；

所述外螺纹接头端(1)的外侧端部设置有外螺纹接头(11)，所述外螺纹接头(11)包括自左至右依次设置的外首级密封抗扭台肩(111)、首级外螺纹(112)、次级外螺纹(113)和外次级密封抗扭台肩(114)；所述外螺纹接头端(1)的内侧圆周表面设置有内加强接头(12)；

所述内螺纹接头端(2)的内侧端部设置有内螺纹接头(21)，所述内螺纹接头(21)包括自左至右依次设置的内首级密封抗扭台肩(211)、首级内螺纹(212)、密封环(213)、次级内螺纹(214)和内次级密封抗扭台肩(215)；所述内螺纹接头端(2)的内侧圆周表面设置有外加强接头(22)，所述外加强接头(22)与内加强接头(12)相配合使用，两者之间设置有防倒扣结构；

螺纹旋转啮合使用时，外螺纹接头(11)的首级外螺纹(112)、次级外螺纹(113)分别旋入内螺纹接头(21)的首级内螺纹(212)和次级内螺纹(214)，逐渐旋紧依次使外首级密封抗扭台肩(111)、外次级密封抗扭台肩(114)分别与内首级密封抗扭台肩(211)和内次级密封抗扭台肩(215)逐渐接触直至产生过盈配合。

2.根据权利要求1所述的一种内外多级金属密封结构高性能油套管，其特征在于，所述密封环(213)的材质为聚四氟乙烯。

3.根据权利要求1所述的一种内外多级金属密封结构高性能油套管，其特征在于，所述首级外螺纹(112)和次级外螺纹(113)结构相同为圆锥螺纹且螺纹螺距为6.35mm或3.175mm；所述首级内螺纹(212)和次级内螺纹(214)结构相同为圆锥螺纹且螺纹螺距为6.35mm或3.175mm。

4.根据权利要求3所述的一种内外多级金属密封结构高性能油套管，其特征在于，油套管规格外径(D)在19.05mm～114.3mm范围时，首级外螺纹(112)和次级外螺纹(113)、首级内螺纹(212)、次级内螺纹(214)的螺纹螺距为3.175mm；油套管规格外径(D)在127.0mm～177.8mm范围时，首级外螺纹(112)和次级外螺纹(113)、首级内螺纹(212)、次级内螺纹(214)的螺纹螺距为6.35mm。

5.根据权利要求1所述的一种内外多级金属密封结构高性能油套管，其特征在于，所述内加强接头(12)前端自左至右依次设置有内抗载台肩(121)、防倒扣定位环(122)、内密封台肩(123)；所述外加强接头(22)前端自左至右依次设置有外抗载台肩(221)、防倒扣定位凹槽(222)、外密封台肩(223)；螺纹旋转啮合使用时，随着负载的增加，防倒扣定位环(122)逐渐与防倒扣定位凹槽(222)接触直至全部进入防倒扣定位凹槽(222)内，内抗载台肩(121)、内密封台肩(123)分别与外抗载台肩(221)、外密封台肩(223)逐渐接触直至产生过盈配合。

6.根据权利要求5所述的一种内外多级金属密封结构高性能油套管，其特征在于，所述防倒扣定位环(122)的端面为弧面。

7.根据权利要求6所述的一种内外多级金属密封结构高性能油套管，其特征在于，弧面的半径其中，D为油套管规格外径，t为凹槽深度。