專利名稱：可與api圓螺紋互換的氣密封套管螺紋接頭的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及石油工業(yè)油井管螺紋連接技術(shù)領(lǐng)域，尤其涉及一種可與API圓螺紋互換的氣密封套管螺紋接頭。
背景技術(shù)：
油套管是開(kāi)采石油和天然氣所必須的石油專用管材，一般由幾百根油套管通過(guò)螺紋連接形成長(zhǎng)達(dá)數(shù)千米的管柱，承擔(dān)了開(kāi)采油氣的重要任務(wù)。目前連接螺紋主要分為API螺紋和非API特殊螺紋。API螺紋按照API標(biāo)準(zhǔn)生產(chǎn)和使用的螺紋形式，加工檢測(cè)方便，成本較低，其圓螺紋基本結(jié)構(gòu)形式如圖I所示。API圓螺紋由于結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)方面的原因，存在許多難易克服的性能缺陷，如抗拉強(qiáng)度較低、氣密封性差及抗粘扣性能差等?；贏PI圓螺紋性能的缺陷，國(guó)內(nèi)外許多油井管生產(chǎn)廠都相繼開(kāi)發(fā)了許多特殊螺紋結(jié)構(gòu)來(lái)代替API螺紋，因其密封結(jié)構(gòu)的生產(chǎn)工序相對(duì)復(fù)雜，成本較高等使其在油田推廣中受到較大的限制。在國(guó)內(nèi)的某些油田區(qū)塊油氣層含量較低，主要特征是低壓、低滲、低產(chǎn)，不適宜用費(fèi)用較高的特殊扣產(chǎn)品。油田一般采用API圓螺紋加特殊螺紋脂等方案，螺紋脂在一定程度上雖然可以堵塞存在的泄露通道而形成密封，但下井后螺紋脂在高溫和長(zhǎng)期服役過(guò)程中會(huì)逐漸干燥，由固液體混合態(tài)變成純固態(tài)，逐漸失去其密封性能，影響油田的生產(chǎn)。在專利號(hào)為“ZL201020641460.X”，名稱為“一種基于API標(biāo)準(zhǔn)圓螺紋的金屬密封套管螺紋連接結(jié)構(gòu)”的專利文件中提供的套管螺紋接頭，其結(jié)構(gòu)如下
密封套管螺紋連接結(jié)構(gòu)包括兩個(gè)管體和接箍，管體上設(shè)置有外螺紋，接箍上設(shè)置有內(nèi)螺紋，接箍上的內(nèi)螺紋由接箍中間的內(nèi)圓柱密封段分為對(duì)稱的兩段，內(nèi)螺紋根部設(shè)置有圓柱管段，內(nèi)圓柱密封段與圓柱管段之間設(shè)置有內(nèi)錐面段，圓柱段與內(nèi)錐面段通過(guò)過(guò)渡圓弧連接；所述管體上的外螺紋的端部設(shè)計(jì)了長(zhǎng)鼻端，長(zhǎng)鼻端的端部設(shè)置有外錐面段，在外錐面段內(nèi)側(cè)設(shè)置了球形密封面，球形密封面和外螺紋之間為外圓柱段，球形密封面與圓柱管段形成金屬過(guò)盈配合；兩個(gè)管體的端面在接箍中心形成過(guò)盈對(duì)接配合。此種傳動(dòng)機(jī)構(gòu)存在的問(wèn)題是每?jī)蓚€(gè)管體旋合后的端面在接箍中心的密封面形成過(guò)盈對(duì)接配合的位置無(wú)法保證與接箍中心齊平一致，因此可能會(huì)引起接箍?jī)啥说拿芊庑阅懿灰恢隆?br>
發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明要提供一種可與API圓螺紋互換的氣密封套管螺紋接頭，以解決現(xiàn)有技術(shù)存在的旋合后兩個(gè)管體的端面與接箍中心平面不齊平，由此導(dǎo)致接頭兩端的螺紋、密封面過(guò)盈量不均勻而引起的密封性能不一致的問(wèn)題，提高了氣密封套管螺紋接頭密封性能的可靠性。為達(dá)到上述目的，本發(fā)明采用如下技術(shù)方案一種可與API圓螺紋互換的氣密封套管螺紋接頭，包括兩個(gè)管體和一個(gè)接箍，管體上設(shè)置有外螺紋，接箍上設(shè)置有內(nèi)螺紋，所述管體上的外螺紋的端部設(shè)計(jì)了長(zhǎng)鼻端，長(zhǎng)鼻端的端部?jī)?nèi)側(cè)設(shè)有外錐面密封面，所述接箍上的內(nèi)螺紋由接箍中間的內(nèi)螺紋錐面密封面分為對(duì)稱的兩段，內(nèi)螺紋根部設(shè)置有螺紋退刀槽，其特征在于所述外錐面密封面和外螺紋之間設(shè)有第一圓柱面和第二圓柱面，所述第一
3圓柱面和第二圓柱面之間通過(guò)外主抗扭臺(tái)肩面連接，外主抗扭臺(tái)肩面與圓柱面之間通過(guò)光滑小圓弧面過(guò)渡，所述內(nèi)螺紋錐面密封面為沿接箍中心對(duì)稱分布的兩個(gè)錐面結(jié)構(gòu)，其與螺紋退刀槽之間通過(guò)內(nèi)主抗扭臺(tái)肩面連接,所述內(nèi)主抗扭臺(tái)肩面與密封面之間圓通過(guò)弧面過(guò)渡，外錐面密封面和內(nèi)螺紋錐面密封面形成金屬過(guò)盈配合，外主抗扭臺(tái)肩面與內(nèi)主抗扭臺(tái)肩面形成金屬過(guò)盈配合，兩個(gè)管體的端面在接箍中心形成過(guò)盈對(duì)接配合。上述管體和接箍的螺紋為API每英寸8牙圓螺紋，螺紋錐度為1:16。上述外主抗扭臺(tái)肩面與內(nèi)主抗扭臺(tái)肩面的角度為90°，管體端面55的角度為 90°，錐面密封面和內(nèi)螺紋密封面的直徑錐度為1:6 1:12，過(guò)盈量為O. 3、. 6mm。與現(xiàn)有技術(shù)相比，該結(jié)構(gòu)具有幾個(gè)方面優(yōu)點(diǎn)
(O該螺紋連接結(jié)構(gòu)采用了 API標(biāo)準(zhǔn)圓螺紋，具有加工測(cè)量簡(jiǎn)單、互換性強(qiáng)、現(xiàn)場(chǎng)易操作及價(jià)格便宜等優(yōu)點(diǎn)，同時(shí)提高了其氣密封性能，具有較高的性價(jià)比。(2)雙扭矩臺(tái)肩面設(shè)計(jì)解決了單一靠上扣扭矩控制上扣位置的缺點(diǎn)，提高接頭的抗扭性，又解決由于上扣位置波動(dòng)引起的螺紋、密封面過(guò)盈量波動(dòng)問(wèn)題，提高了接頭密封性倉(cāng)泛。(3)接頭采用錐面對(duì)錐面密封結(jié)構(gòu)具有較好密封性能，管端對(duì)頂后形成的端面密封及螺紋配合之間形成了多重密封，顯著提高了接頭的氣密封性能和密封可靠性。(4)本發(fā)明接頭結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，內(nèi)螺紋收尾處設(shè)計(jì)退刀槽，便于多齒梳刀加工，提高了加工效率，降低了加工成本。(5)現(xiàn)場(chǎng)端可與API標(biāo)準(zhǔn)圓螺紋互換，與油田現(xiàn)有的作業(yè)工具、附件可直接配合使用，操作簡(jiǎn)單，方便油田推廣使用。(6)設(shè)有主抗扭臺(tái)肩面，保證了旋合后管體端面與接箍中心平面齊平，保證設(shè)定的
過(guò)盈量。


圖I是標(biāo)準(zhǔn)API圓螺紋連接結(jié)構(gòu)示意圖2是本發(fā)明整體結(jié)構(gòu)示意圖3是管體局部放大示意圖4是接植局部放大意圖。
具體實(shí)施例方式
下面將結(jié)合附圖對(duì)本發(fā)明進(jìn)行詳細(xì)地說(shuō)明。參見(jiàn)圖1，圖I是標(biāo)準(zhǔn)API圓螺紋連接結(jié)構(gòu)。參見(jiàn)圖2 4，一種可與API圓螺紋互換的氣密封套管螺紋接頭，包括兩個(gè)管體I和一個(gè)接箍2，管體I上設(shè)置有外螺紋，接箍2上設(shè)置有內(nèi)螺紋，所述管體I上的外螺紋的端部設(shè)計(jì)了長(zhǎng)鼻端，長(zhǎng)鼻端的端部55內(nèi)側(cè)設(shè)有外錐面密封面54，所述接箍2上的內(nèi)螺紋由接箍 2中間的內(nèi)螺紋密封面64分為對(duì)稱的兩段，內(nèi)螺紋根部設(shè)置有螺紋退刀槽61，其特征在于 所述外錐面密封面54和外螺紋之間設(shè)有第一圓柱面51和第二圓柱面53，所述第一圓柱面 51和第二圓柱面53之間通過(guò)外主抗扭臺(tái)肩面52連接,外主抗扭臺(tái)肩面52與圓柱面之間通過(guò)光滑小圓弧面過(guò)渡，所述內(nèi)螺紋密封面64為沿接箍中心對(duì)稱分布的兩個(gè)錐面結(jié)構(gòu)，其與螺紋退刀槽61之間通過(guò)內(nèi)主抗扭臺(tái)肩面62連接，所述內(nèi)主抗扭臺(tái)肩面62與內(nèi)螺紋密封面 64之間圓通過(guò)弧面63過(guò)渡，外錐面密封面54和內(nèi)螺紋密封面64形成金屬過(guò)盈配合，兩個(gè)管體I的端面55在接箍2中心形成過(guò)盈對(duì)接配合。本發(fā)明使用過(guò)程中，旋合后管體I端面與接箍2中心平面齊平，與另一管體I對(duì)頂擰接形成過(guò)盈配合，外主抗扭臺(tái)肩面52與內(nèi)主抗扭臺(tái)肩面62配合；外錐面密封面54和內(nèi)螺紋密封面64形成錐面-錐面密封面，提高了密封性能。管體I和接箍2上扣旋合后，外螺紋與內(nèi)螺紋之間的配合、錐面對(duì)錐面密封面、兩個(gè)管體的端面分別形成三重金屬過(guò)盈配合， 提高接頭密封的可靠性。本發(fā)明結(jié)構(gòu)的主抗扭臺(tái)肩與扭矩臺(tái)肩構(gòu)成了雙抗扭臺(tái)肩，具有上扣易控制，現(xiàn)場(chǎng)易操作等優(yōu)點(diǎn)，避免了由于過(guò)扭造成螺紋過(guò)盈量大引起粘接現(xiàn)象。主抗扭臺(tái)肩的圓柱面有利保護(hù)外密封面不易損傷，提高使用的安全性能。本實(shí)施例中，管體I和接箍2的螺紋為API 8牙圓螺紋(每英寸)，螺紋錐度為 1:16。外主抗扭臺(tái)肩面52與內(nèi)主抗扭臺(tái)肩面62的角度為90°，外錐面密封面54和內(nèi)螺紋錐面密封面64的直徑錐度為1: 8，過(guò)盈量為O. 3^0. 6mm。
權(quán)利要求
1.一種可與API圓螺紋互換的氣密封套管螺紋接頭，包括兩個(gè)管體(I)和一個(gè)接箍(2)，管體(I)上設(shè)置有外螺紋，接箍(2)上設(shè)置有內(nèi)螺紋，所述管體(I)上的外螺紋的端部設(shè)計(jì)了長(zhǎng)鼻端，長(zhǎng)鼻端的端部(55)內(nèi)側(cè)設(shè)有外錐面密封面(54)，所述接箍(2)上的內(nèi)螺紋由接箍(2)中間的內(nèi)螺紋錐面密封面(64)分為對(duì)稱的兩段，內(nèi)螺紋根部設(shè)置有螺紋退刀槽 (61)，其特征在于所述外錐面密封面(54)和外螺紋之間設(shè)有第一圓柱面(51)和第二圓柱面(53)，所述第一圓柱面(51)和第二圓柱面(53)之間通過(guò)外主抗扭臺(tái)肩面(52)連接,外主抗扭臺(tái)肩面 (52)與圓柱面之間通過(guò)光滑小圓弧面過(guò)渡，所述內(nèi)螺紋錐面密封面(64)為沿接箍中心對(duì)稱分布的兩個(gè)錐面結(jié)構(gòu)，其與螺紋退刀槽(61)之間通過(guò)內(nèi)主抗扭臺(tái)肩面(62)連接，所述內(nèi)主抗扭臺(tái)肩面(62)與密封面(64)之間圓通過(guò)弧面(63)過(guò)渡，外錐面密封面(54)和內(nèi)螺紋錐面密封面(64)形成金屬過(guò)盈配合,夕卜主抗扭臺(tái)肩面(52)與內(nèi)主抗扭臺(tái)肩面(62)形成金屬過(guò)盈配合，兩個(gè)管體(I)的端面(55)在接箍(2)中心形成過(guò)盈對(duì)接配合。
2.根據(jù)權(quán)利要求I所述的可與API圓螺紋互換的氣密封套管螺紋接頭，其特征在于所述管體(I)和接箍(2)的螺紋為API每英寸8牙圓螺紋，螺紋錐度為1:16。
3.根據(jù)權(quán)利要求I或2所述的可與API圓螺紋互換的氣密封套管螺紋接頭，其特征在于所述外主抗扭臺(tái)肩面(52)與內(nèi)主抗扭臺(tái)肩面(62)的角度為90°，管體I端面(55) 的角度為90°，錐面密封面(54)和內(nèi)螺紋密封面(64)的直徑錐度為1:6 1:12，過(guò)盈量為O.3^0. 6mm。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種可與API圓螺紋互換的氣密封套管螺紋接頭。現(xiàn)有氣密封套管螺紋接頭每?jī)蓚€(gè)管體旋合后的端面在接箍中心的密封面形成過(guò)盈對(duì)接配合的位置無(wú)法保證與接箍中心齊平一致。本發(fā)明在外錐面密封面和外螺紋之間設(shè)有第一圓柱面和第二圓柱面，所述第一圓柱面和第二圓柱面之間通過(guò)外主抗扭臺(tái)肩面連接，外主抗扭臺(tái)肩面與圓柱面之間通過(guò)光滑小圓弧面過(guò)渡，所述內(nèi)螺紋錐面密封面為沿接箍中心對(duì)稱分布的兩個(gè)錐面結(jié)構(gòu)，其與螺紋退刀槽之間通過(guò)內(nèi)主抗扭臺(tái)肩面連接。本發(fā)明采用了API標(biāo)準(zhǔn)圓螺紋，具有加工測(cè)量簡(jiǎn)單、互換性強(qiáng)、現(xiàn)場(chǎng)易操作及價(jià)格便宜等優(yōu)點(diǎn)。
文檔編號(hào)E21B17/08GK102587845SQ201210070000
公開(kāi)日2012年7月18日 申請(qǐng)日期2012年3月16日 優(yōu)先權(quán)日2012年3月16日
發(fā)明者姬丙寅, 張新平, 張瑩, 張鵬, 王雙來(lái) 申請(qǐng)人:西安摩爾石油工程實(shí)驗(yàn)室有限公司