一種石油套管螺紋接頭的制作方法
【專利摘要】本實用新型公開了一種石油套管螺紋接頭，由管體和接箍構(gòu)成，所述接箍沿軸向從中心向端部分別設(shè)置有扭矩臺肩、圓錐密封面段、圓錐過渡段和內(nèi)螺紋；所述管體沿軸向從中心向管體端面分別設(shè)置有外螺紋、管體外圓柱段、球形密封面和扭矩臺肩。該石油套管螺紋接頭在接箍上增加了內(nèi)錐面密封面，管體上增加了球形密封面和一個圓柱段。通過管體和接箍旋合上扣后形成三重金屬過盈配合，從而顯著提高接頭的密封性能；同時，采用降低螺紋過盈量，減小螺紋接頭環(huán)形應(yīng)力，達(dá)到了降低螺紋應(yīng)力腐蝕敏感性，提高螺紋抗粘扣能力的目的；接箍扭矩臺肩處內(nèi)徑與管體端部內(nèi)徑結(jié)合處設(shè)計成平滑過渡，可消除管內(nèi)的油氣紊流，提高接頭的抗腐蝕能力。
【專利說明】一種石油套管螺紋接頭
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本實用新型涉及石油工業(yè)油井管連接【技術(shù)領(lǐng)域】，具體涉及一種石油套管螺紋接頭，尤其是一種具有良好氣密封性能的SEW套管用螺紋接頭。
【背景技術(shù)】
[0002]目前油田市場上廣泛應(yīng)用的油井管主要有無縫油套管和焊接油套管兩種，焊接油套管與無縫油套管相比具有尺寸精度高、壁厚均勻、抗擠壓性能好、成本低等優(yōu)勢。在發(fā)達(dá)國家，焊接油套管已取代了相當(dāng)一部分無縫油套管，用量占油套管總用量的50%以上。SEff (hot stretch-reducingelectricwelding熱張力減徑電阻焊)油套管屬于焊接油套管的一種。隨著我國鋼材冶煉技術(shù)以及制管技術(shù)的發(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。
[0003]在石油工業(yè)發(fā)展過程中，隨著油井氣鉆采作業(yè)向深井、超深井等工況條件的方向發(fā)展，按照API標(biāo)準(zhǔn)制造的接頭及現(xiàn)有部分特殊螺紋接頭由于在高溫、高壓及軸向載荷作用下的密封性能失效和高扭矩下的粘扣問題等原因已難以滿足油田的開發(fā)要求。
實用新型內(nèi)容
[0004]本實用新型提供了一種石油套管螺紋接頭，解決了在高溫、高壓及軸向載荷作用下密封性能失效及高扭矩作用導(dǎo)致的粘扣問題，提高螺紋接頭在作業(yè)中的安全可靠性。
[0005]為了解決上述技 術(shù)問題，本實用新型石油套管特殊螺紋接頭予以實現(xiàn)的技術(shù)方案是:
[0006]一種石油套管螺紋接頭，由管體和接箍構(gòu)成，所述接箍沿軸向從中心向端部分別設(shè)置有扭矩臺肩、圓錐密封面段、圓錐過渡段和內(nèi)螺紋；所述管體沿軸向從中心向管體端面分別設(shè)置有外螺紋、管體外圓柱段、球形密封面和扭矩臺肩。
[0007]所述管體和接箍的螺紋錐度為1:16，螺距為5.08mm，所述螺紋牙形承載面角度為_5--3°，所述螺紋牙形導(dǎo)向面角度為10—25°。
[0008]所述接箍的螺紋牙高為1.875mm ;所述管體的螺紋牙高為1.575mm ;在接箍與管體旋合上扣后，接箍內(nèi)螺紋牙底與外螺紋牙頂之間存在間隙。
[0009]所述接箍的密封面為錐面；所述管體的密封面為球面，其半徑為130mm-290mm ;錐面的密封段和球面的密封段配合形成密封面。
[0010]所述接箍和管體上各個連接段之間均設(shè)置有過渡圓弧或球面。
[0011]本實用新型石油套管特殊螺紋接頭由管體和接箍構(gòu)成，所述套管和接箍的螺紋錐度為1:16，螺距為5.08mm，所述螺紋牙形承載面角度為-5—-3°，所述螺紋牙形導(dǎo)向面角度為10 — 25° ;所述接箍螺紋牙高為1.875mm ;所述管體螺紋牙高為1.575mm ;在接箍與管體旋合上扣后，接箍內(nèi)螺紋牙底與外螺紋牙頂之間存在一定間隙，降低了螺紋的過盈量環(huán)形應(yīng)力，同時提聞螺紋抗粘扣能力。
[0012]采用15°負(fù)角扭矩臺肩，保證上扣位置的準(zhǔn)確性，有效防止了過扭的發(fā)生，降低臺肩處應(yīng)力集中的作用；同時負(fù)角臺肩與負(fù)角螺紋承載面形成楔形自鎖效應(yīng)，不容易拉脫；
[0013]所述接箍密封段為錐面；所述管體密封面為半徑(130mm-290mm)的球面；錐面密封面和球形密封面配合形成錐面-球面金屬過盈密封形式；所述接箍錐面密封面與管體球形密封面長度為6-10mm，旋和上扣后形成長度較長的金屬過盈密封，使得接頭密封面處應(yīng)力分布合理，且在高溫、高壓及軸向載荷作用下仍能保持接觸，從而實現(xiàn)可靠密封；
[0014]所述所示接箍和管體上各個連接段之間均設(shè)置有過渡圓弧或球面；
[0015]上述的管體在與接箍進(jìn)行旋合上扣后，形成三重密封，分別是內(nèi)外螺紋之間、外球形密封面段與內(nèi)圓錐密封面段之間、管體扭矩臺肩和接箍扭矩臺肩之間的過盈配合形成的密封。
[0016]本實用新型提供的SEW套管用氣密封連接接頭，包括一個接箍和兩個管體，該接頭具有以下結(jié)構(gòu)特征:
[0017]所述接箍上的內(nèi)螺紋分為對稱的兩端，內(nèi)螺紋收尾處與內(nèi)圓柱密封面段之間設(shè)置有過渡段；所述管體的外螺紋前端設(shè)置有長鼻端，鼻端前部設(shè)計了球形密封面段，球形密封面段與外螺紋之間設(shè)置有一個外圓柱段；管體球形密封面段與接箍內(nèi)圓錐密封面段形成金屬過盈配合；管體扭矩臺肩與接箍扭矩臺肩形成金屬過盈配合。
[0018]與現(xiàn)有技術(shù)相比，該接頭結(jié)構(gòu)具有顯著進(jìn)步，具體表現(xiàn)在以下幾個方面:
[0019]1、15°負(fù)角扭矩臺肩的設(shè)計不僅提高了接頭的抗過扭能力和上扣定位的精準(zhǔn)性，而且增加了接頭的密封性能。
[0020]2、15°負(fù)角的扭矩臺肩和螺紋負(fù)角承載面角形成楔形自鎖結(jié)構(gòu)，不易脫扣，在拉伸載荷作用下，可有效減輕接箍與管體之間的軸向移動，從而保證密封的可靠性。
[0021]3、球面對錐面的金屬過盈密封結(jié)構(gòu)設(shè)計解決了擰接位置不易控制造成的密封面過盈量波動問題，保證了密封面過盈量在設(shè)計密封長度內(nèi)基本保持平均。配合扭矩臺肩對頂形成輔助密封，顯著提高了接頭的密封可靠性。
[0022]4、降低了螺紋的過盈量，減小了螺紋的環(huán)向應(yīng)力，降低了接頭的應(yīng)力腐蝕敏感性，提聞了螺紋抗粘扣能力。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0023]圖1是本實用新型結(jié)構(gòu)示意圖；
[0024]圖2是接箍結(jié)構(gòu)示意圖；
[0025]圖3是接箍局部放大示意圖；
[0026]圖4是管體結(jié)構(gòu)示意圖；
[0027]圖5是管體局部放大示意圖；
[0028]【專利附圖】

【附圖說明】如下:
[0029]1-接箍，2-管體，3-內(nèi)螺紋，4-圓錐過渡段，5-圓錐密封面段，6_接箍扭矩臺肩，7-外螺紋，8-管體外圓柱段，9-管體球形密封面段，10-管體扭矩臺肩，11-管體平滑過渡段。
【具體實施方式】
[0030]下面將結(jié)合附圖對本實用新型進(jìn)行詳細(xì)說明。[0031]參見圖1，現(xiàn)有技術(shù)中包括一個接箍和兩個管體，接箍上設(shè)置有內(nèi)螺紋，管體上設(shè)置有外螺紋。
[0032]參見圖2-圖5，一種石油套管螺紋接頭，包括接箍和管體。所述接箍沿軸向從中心向端面分別設(shè)置有接箍扭矩臺肩6、內(nèi)圓錐密封面段5、過渡圓錐面4和內(nèi)螺紋3，管體沿軸向從中心向管端依次設(shè)置有外螺紋7、管體外圓柱段8、管體外球形密封面段9、管體扭矩臺肩10和管體過渡平滑段11。所述接箍上的過渡圓錐面4與接箍軸線夾角為40-60°。所述管體過渡平滑段11與管體軸線夾角為3-8°。接箍和管體上各個連接處均設(shè)置有過渡圓弧或球面。
[0033]本實用新型專利中，接箍與管體旋合上扣后，內(nèi)螺紋3與外螺紋7、內(nèi)圓錐密封面段5與管體外球形密封面段9、接箍扭矩臺肩6與管體扭矩臺肩10形成三重金屬過盈配合，即三重密封。
[0034]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:
[0035]產(chǎn)品規(guī)格為0139.7mrnx9.17mm，鋼級為N80。管體及接箍外徑、壁厚尺寸參照API5CT標(biāo)準(zhǔn)要求。螺紋錐度為1:16，每25.4mm長度上5牙螺紋，螺紋過盈量選擇
0.1-0.25mm，主密封過盈量選擇0.15-0.38mm。
[0036]以上所述，僅是本發(fā)明的較佳實施例而已，并非對本發(fā)明作任何形式上的限制，雖然本發(fā)明已以較佳實施例揭露如上，然而并非用以限定本發(fā)明，任何熟悉本專業(yè)的技術(shù)人員，在不脫離本發(fā)明技術(shù)方案范圍內(nèi)，當(dāng)可利用上述揭示的方法及技術(shù)內(nèi)容作出些許的更動或修飾為等同變化的等效實施例，但凡是未脫離本發(fā)明技術(shù)方案的內(nèi)容，依據(jù)本發(fā)明的技術(shù)實質(zhì)對以上實施例所作的任何簡單修改、等同變化與修飾，仍屬于本發(fā)明技術(shù)方案的范圍內(nèi)。
【權(quán)利要求】
1.一種石油套管螺紋接頭，由管體和接箍構(gòu)成，其特征在于:所述接箍沿軸向從中心向端部分別設(shè)置有扭矩臺肩、圓錐密封面段、圓錐過渡段和內(nèi)螺紋；所述管體沿軸向從中心向管體端面分別設(shè)置有外螺紋、管體外圓柱段、球形密封面和扭矩臺肩。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述石油套管螺紋接頭，其特征在于:所述管體和接箍的螺紋錐度為1:16，螺距為5.08mm，所述螺紋牙形承載面角度為-5—-3°，所述螺紋牙形導(dǎo)向面角度為 10—25°。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述石油套管螺紋接頭，其特征在于:所述接箍的螺紋牙高為1.875mm ;所述管體的螺紋牙高為1.575mm ;在接箍與管體旋合上扣后，接箍內(nèi)螺紋牙底與外螺紋牙頂之間存在間隙。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述石油套管螺紋接頭，其特征在于:所述接箍的密封面為錐面；所述管體的密封面為球面，其半徑為130mm-290mm ;錐面的密封段和球面的密封段配合形成密封面。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述石油套管螺紋接頭，其特征在于:所述接箍和管體上各個連接段之間均設(shè)置有過渡圓弧或球面。
【文檔編號】E21B17/08GK203463035SQ201320402218
【公開日】2014年3月5日 申請日期:2013年7月5日 優(yōu)先權(quán)日:2013年7月5日
【發(fā)明者】畢宗岳, 唐俊, 白鶴, 黨濤, 張錦剛, 張峰, 何石磊, 李周波, 韋奉, 王軍, 王亮, 王濤, 李遠(yuǎn)征, 趙勇 申請人:寶雞石油鋼管有限責(zé)任公司