專利名稱：一種用于sew油套管的氣密封螺紋連接裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實用新型屬于石油套管連接技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種用于SEW油套管的氣密封螺紋連接裝置。
背景技術(shù)：
SEff油套管和無縫套管相比，具有尺寸精度高、壁厚均勻、焊縫韌性好、抗擠壓性能好、成本低等優(yōu)勢。在發(fā)達(dá)國家，SEW油套管已取代了相當(dāng)一部分無縫套管，用量占套管總用量的50%以上。隨著我國鋼材冶煉技術(shù)以及制管技術(shù)發(fā)展，SEW油套管在國內(nèi)油田中的應(yīng)用比例逐漸增多，具有較好的經(jīng)濟(jì)效益。目前國內(nèi)油田使用的石油套管大多為API螺紋接頭，由于技術(shù)成熟、加工簡單等優(yōu)點在常規(guī)油井中得到了廣泛的應(yīng)用。在油氣混合井及氣井中，多采用氣密封性特殊螺紋接頭，其結(jié)構(gòu)一般分為連接螺紋、密封面及扭矩臺肩三部分構(gòu)成，為單級金屬密封結(jié)構(gòu)。這類結(jié)構(gòu)的不足之處是套管在下井作業(yè)、承受較大的軸向載荷或彎曲載荷時，單級密封面或扭矩臺肩一旦受損或發(fā)生較大的變形，接頭的密封能力將明顯降低，甚至發(fā)生失效事故。為克服上述問題，需要開發(fā)一種既經(jīng)濟(jì)、氣密封性能又可靠的螺紋接頭。
發(fā)明內(nèi)容本實用新型解決的技術(shù)問題提供一種用于SEW油套管的氣密封螺紋連接裝置，具有雙級密封和抗扭臺肩結(jié)構(gòu)，氣密封性好、抗復(fù)合載荷作用強、可靠性高。本實用新型采用的技術(shù)解決方案一種用于SEW油套管的氣密封螺紋連接裝置，包括管端帶有外螺紋的管體和接箍，所述接箍上具有與外螺紋配合的內(nèi)螺紋，所述管體的管端外壁上自外螺紋末端處向外依次設(shè)有外圓柱面、外球面、外錐面及外扭矩臺肩面；所述接箍的內(nèi)壁上自內(nèi)螺紋末端處向內(nèi)依次對稱設(shè)有內(nèi)圓柱面、內(nèi)錐面I，內(nèi)錐面II、內(nèi)扭矩臺肩面及內(nèi)圓柱面；所述面與面之間通過圓弧段過渡；所述管體管端上的外螺紋與接箍的內(nèi)螺紋的旋合后，外扭矩臺肩面與內(nèi)扭矩臺肩面配合，外錐面和內(nèi)錐面過盈配合形成一級主密封結(jié)構(gòu)，外球面和內(nèi)錐面過盈配合形成二級主密封結(jié)構(gòu)，外圓柱面與內(nèi)圓柱面形成間隙配合。所述一級主密封結(jié)構(gòu)的密封面長度為4mnT7mm，密封面錐度為1:6 1:20，徑向過盈量為0. 35mnT0. 6mm ;所述二級主密封結(jié)構(gòu)外球面直徑為小30mm_小50mm，內(nèi)錐面錐度0為15° 25° ,密封面長度為3mnT6mm，徑向過盈量為0. 25mnT0. 45mm ;所述圓弧段半徑R為
0.4mnTl. 0mm，所述外扭矩臺肩面、內(nèi)扭矩臺肩面的垂直夾角a為15° 20°。所述外螺紋與內(nèi)螺紋采用負(fù)角度承載面的鉤型螺紋，承載面角度為-3° -10°，導(dǎo)向面角度為+10° +25°，螺紋錐度為1:16，外螺紋齒高為I. 4mnTl. 6mm，內(nèi)螺紋齒高為
1.6mm^l. 8mm。所述內(nèi)螺紋采用磷化處理，磷化層厚度為10iT20u。本實用新型與現(xiàn)有技術(shù)相比具有的優(yōu)點和效果[0010]I、逆向的扭矩臺肩具有抗扭及輔助密封作用，一級主密封面為錐面對錐面具有較好的密封性能，二級主密封面采用較大直徑的球面能夠吸收過載的扭矩載荷，防止扭矩臺肩過扭而影響到一級主密封面。抗扭臺肩面與一級、二級主密封面形成一個接觸面很長的“V型”楔形效應(yīng)的高應(yīng)力區(qū)，具有良好的氣密封性能，且雙級密封結(jié)構(gòu)的接觸壓力能夠相互補充，密封可靠性好。2、管體端面的外圓柱段與接箍收尾的內(nèi)圓柱面間隙配合，能夠儲存上扣過程中擠壓的高壓螺紋脂，減小螺紋脂堆積對密封接觸壓力帶來的不利影響。3、內(nèi)、外螺紋采用負(fù)角度承載面的鉤型螺紋，螺紋接頭易對中、入扣方便，具有較好的抗拉伸和復(fù)合載荷作用。

圖I是本實用新型結(jié)構(gòu)示意圖； 圖2是管體端部結(jié)構(gòu)示意圖；圖3是接箍結(jié)構(gòu)示意圖。
具體實施方式
下面將結(jié)合附圖1-3對本實用新型進(jìn)行詳細(xì)說明。一種用于SEW油套管的氣密封螺紋連接裝置，包括管端帶有外螺紋3的管體I和接箍2，所述接箍2上具有與外螺紋3配合的內(nèi)螺紋4。所述管體I的管端外壁上自外螺紋3末端處向外依次設(shè)有外圓柱面5、外球面6、外錐面7及外扭矩臺肩面8 ;所述接箍2的內(nèi)壁上自內(nèi)螺紋4末端處向內(nèi)依次對稱設(shè)置內(nèi)圓柱面9、內(nèi)錐面I 10，內(nèi)錐面II 11、內(nèi)扭矩臺肩面12及內(nèi)圓柱面13;所述面與面之間通過圓弧段14過渡以減小應(yīng)力集中；所述管體I管端上的外螺紋3與接箍2的內(nèi)螺紋4的旋合后，外扭矩臺肩面8與內(nèi)扭矩臺肩面12配合，外錐面7和內(nèi)錐面11過盈配合形成一級主密封結(jié)構(gòu)，外球面6和內(nèi)錐面10過盈配合形成二級主密封結(jié)構(gòu)，外圓柱面5與內(nèi)圓柱面9形成間隙配合。所述一級主密封結(jié)構(gòu)的密封面長度為4mnT7mm，密封面錐度為1:6 1:20，徑向過盈量為0. 35mnT0. 6mm ;所述二級主密封結(jié)構(gòu)的外球面6直徑為30mm_ 50mm,內(nèi)錐面10錐度0為15° 25°，密封面長度為3mnT6mm，徑向過盈量為0. 25mnT0. 45mm ;所述圓弧段14半徑R為0. 4mnTl. 0mm,所述外扭矩臺肩面8、內(nèi)扭矩臺肩面12的垂直夾角a為15。 20。。所述外螺紋3與內(nèi)螺紋4采用負(fù)角度承載面的鉤型螺紋，承載面角度為-3 ° -10 °，導(dǎo)向面角度為+10 ° '25 °，螺紋錐度為1:16，外螺紋齒高為
I.4mm 1. 6mm,內(nèi)螺紋齒高為I. 6mm l. 8mm。本實用新型抗扭臺肩面為副角度逆向臺肩，與一級密封面、二級密封面形成一個接觸面很長的“V型”楔形效應(yīng)的高應(yīng)力區(qū)，形成多級密封，具有良好密封性能。本實用新型的管體和接箍采用同鋼級，管體外螺紋表面采用噴砂處理，接箍內(nèi)螺紋采用磷化處理，磷化層厚度為10iT20u。按照本實用新型設(shè)計方案，提供一種具體規(guī)格的產(chǎn)品如下產(chǎn)品規(guī)格為小139. 7mmX9. 17mm，鋼級為N80。管體及接箍的幾何尺寸參照API5CT標(biāo)準(zhǔn)要求。螺紋錐度為I :16，每25. 4mm長度上5牙螺紋，螺紋的承載面角度-5°，導(dǎo)向面角度20° ;管體的螺紋牙型高度為I. 575mm，接箍的螺紋牙型高度為為I. 725mm，螺紋牙頂、齒底平行于圓錐母線。扭矩 臺肩角度為15°，一級密封面內(nèi)外錐面錐度為1:8，二級密封面內(nèi)錐面錐度為25°，外球面直徑為40mm。
權(quán)利要求1.一種用于SEW油套管的氣密封螺紋連接裝置，包括管端帶有外螺紋(3)的管體(I)和接箍(2)，所述接箍(2)上具有與外螺紋(3)配合的內(nèi)螺紋(4)，其特征是所述管體(I)的管端外壁上自外螺紋(3)末端處向外依次設(shè)有外圓柱面(5)、外球面(6)、外錐面(7)及外扭矩臺肩面(8);所述接箍(2)的內(nèi)壁上自內(nèi)螺紋(4)末端處向內(nèi)依次對稱設(shè)有內(nèi)圓柱面(9)、內(nèi)錐面I (10)，內(nèi)錐面II (11)、內(nèi)扭矩臺肩面(12)及內(nèi)圓柱面(13);所述面與面之間通過圓弧段(14)過渡；所述管體(I)管端上的外螺紋(3)與接箍(2)的內(nèi)螺紋(4)旋合后，外扭矩臺肩面(8)與內(nèi)扭矩臺肩面(12)配合，外錐面(7)和內(nèi)錐面(11)過盈配合形成一級主密封結(jié)構(gòu)，外球面(6 )和內(nèi)錐面(10 )過盈配合形成二級主密封結(jié)構(gòu)，外圓柱面(5 )與內(nèi)圓柱面(9)形成間隙配合。
2.根據(jù)權(quán)利要求I所述的一種用于SEW油套管的氣密封螺紋連接裝置，其特征是所述一級主密封結(jié)構(gòu)的密封面長度為4mnT7mm，密封面錐度為1:6 1:20，徑向過盈量為0.35mnT0. 6mm ;所述二級主密封結(jié)構(gòu)外球面(6)直徑為30mm_ 50mm,內(nèi)錐面(10)錐度0為15。 25° ,密封面長度為3mnT6mm,徑向過盈量為0. 25mnT0. 45mm ;所述圓弧段(14)半徑R為0. 4mm I. Omm,所述外扭矩臺肩面(8)、內(nèi)扭矩臺肩面(12)的垂直夾角a為15。 20。。
3.根據(jù)權(quán)利要求I或2所述的一種用于SEW油套管的氣密封螺紋連接裝置，其特征是所述外螺紋(3)與內(nèi)螺紋(4)采用負(fù)角度承載面的鉤型螺紋，承載面角度為-3° -10°，導(dǎo)向面角度為+10° +25°，螺紋錐度為1:16，外螺紋齒高為I. 4mm 1.6mm，內(nèi)螺紋齒高為 I.8mmn
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的一種用于SEW油套管的氣密封螺紋連接裝置，其特征是所述內(nèi)螺紋(4)采用磷化處理，磷化層厚度為10iT20u。
專利摘要一種用于SEW油套管的氣密封螺紋連接裝置，包括管端帶有外螺紋(3)的管體(1)和接箍(2)，所述接箍(2)上具有與外螺紋(3)配合的內(nèi)螺紋(4)，所述管體(1)的外螺紋(3)與接箍(2)的內(nèi)螺紋(4)旋合后，管體(1)的外扭矩臺肩面(8)與接箍(2)的內(nèi)扭矩臺肩面(12)配合，管體(1)的外錐面(7)和接箍(2)的內(nèi)錐面(11)過盈配合形成一級主密封結(jié)構(gòu)，管體(1)的外球面(6)和接箍(2)的內(nèi)錐面(10)過盈配合形成二級主密封結(jié)構(gòu)，管體(1)的外圓柱面(5)與接箍(2)的內(nèi)圓柱面(9)形成間隙配合。本實用新型具有雙級密封和抗扭臺肩結(jié)構(gòu)，具有良好的密封性和抗復(fù)合載荷性能。
文檔編號E21B17/08GK202788653SQ20122032407
公開日2013年3月13日 申請日期2012年7月5日 優(yōu)先權(quán)日2012年7月5日
發(fā)明者楊忠文, 畢宗岳, 張錦剛, 張峰, 白鶴, 黨濤, 王雙來, 姬丙寅, 張鵬 申請人:寶雞石油鋼管有限責(zé)任公司