一種抗拉壓防折彎管體密封連接結(jié)構(gòu)的制作方法
【專利摘要】一種抗拉壓防折彎管體密封連接結(jié)構(gòu)，在管體與接箍的連接螺紋段的前端設(shè)有圓柱徑向密封段、變形槽和端面低應(yīng)力密封結(jié)構(gòu)，所述端面低應(yīng)力密封結(jié)構(gòu)由外錐面密封段、圓弧面密封段和內(nèi)錐面密封段組成的三重過盈密封結(jié)構(gòu)，外錐面密封段的錐角為5°～30°，配合過盈量為0.1～0.7毫米；圓弧面密封段的配合過盈量為0.2～0.4毫米；內(nèi)錐面密封段的錐面角為5°～15°，配合過盈量為0.03～0.1毫米。這樣就使得管體與接箍之間在徑向形成二道密封，在軸向端面形成三重低應(yīng)力密封，變形槽的設(shè)置對接箍與管體接合件在受到拉力、壓力或折彎力作用時都能起緩沖帶作用，它既抗拉壓，又抗折彎，還能減輕井下腐蝕性介質(zhì)的腐蝕。
【專利說明】一種抗拉壓防折彎管體密封連接結(jié)構(gòu)

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本實用新型涉及一種密封管體螺紋連接結(jié)構(gòu)，涉及石油、天然氣鉆探用套管螺紋連接結(jié)構(gòu)【技術(shù)領(lǐng)域】，主要在石油天然氣工業(yè)中油氣田使用。

【背景技術(shù)】
[0002]在石油、天然氣鉆采過程中必須使用鋼質(zhì)套管和油管，目前，采油通道是套管柱和油管柱組成，油管柱設(shè)置在套管柱內(nèi)，套管柱由若干根套管通過接箍兩兩密封連接而成，油管柱由若干根油管通過接箍兩兩密封連接而成，套管柱放入已鉆成的井眼中，用于防止地層流體流動及地層擠毀。油管柱伸入套管柱內(nèi)構(gòu)成原油或天然氣通向地面的采集通道。
[0003]近年來我國新增石油探明儲量39.47億噸、天然氣2.3萬億立方米，在鄂爾多斯、塔里木河和渤海盆地發(fā)現(xiàn)億噸級油田8個，在鄂爾多斯、四川和塔里木盆地發(fā)現(xiàn)千億立方米的氣田6個。除石油、天然氣外，煤層氣在沁水盆地和鄂爾多斯盆地東緣新增探明量2877億立方米，頁巖氣率先在重慶取得突破，探明首個千億立方米整裝頁巖氣田，形成15億立方米產(chǎn)能。上述地區(qū)開采石油和采氣的油氣井最深達(dá)8100mm，井內(nèi)彎曲狗腿度最大達(dá)10° /30m，地層壓力高至150Mpa，工況環(huán)境惡劣。未來開發(fā)的深度和壓力將會更高。因此對鋼管連接的密封性和可靠性提出了更高要求。
[0004]現(xiàn)有的管體與接箍之間的密封連接結(jié)構(gòu)大多采用復(fù)合多重密封結(jié)構(gòu)，既有徑向密封又有軸向密封，徑向密封由螺紋負(fù)責(zé)，既起連接作用又實現(xiàn)徑向密封，軸向密封依靠管體的連接螺紋端面與接箍之間的過盈配合來實現(xiàn)。此類連接結(jié)構(gòu)在實際使用過程存在如下缺占.V.
[0005]在管體與接箍的連接件下井過程中，螺紋連接處承載重力拉伸載荷，發(fā)生彈性變形，其端面密封從初始的上緊狀態(tài)受拉力載荷作用開始發(fā)生脫離，接觸壓力急劇下降，使得端面密封失效。當(dāng)管體組合件在地下承受地層流動時會迫使管體產(chǎn)生彎曲，這樣會使螺紋連接處徑向密封和端蓋面密封都可能失效。
實用新型內(nèi)容
[0006]本實用新型的目的是一種抗拉壓防折彎管體密封連接結(jié)構(gòu)，它通過圓柱面和螺紋連接實現(xiàn)徑向雙重密封，端面通過三重密封段組合密封，它能提高管體組合件在螺紋連接處的抗壓防彎能力，在受到軸向壓力或徑向壓力狀態(tài)下都能保證螺紋連接處的徑向密封和軸向端面密封性能。
[0007]本實用新型采取的技術(shù)方案如下:
[0008]一種抗拉壓防折彎管體密封連接結(jié)構(gòu)，包括管體和接箍，在管體的連接端設(shè)有連接外螺紋，在接箍的兩端上設(shè)有連接內(nèi)螺紋，管體與接箍之間通過外螺紋與內(nèi)螺紋的旋配連接成一體，其特征是:在管體與接箍的連接螺紋段的前端設(shè)有圓柱徑向密封段、變形槽和端面低應(yīng)力密封結(jié)構(gòu)，所述端面低應(yīng)力密封結(jié)構(gòu)由外錐面密封段、圓弧面密封段和內(nèi)錐面密封段組成的三重過盈密封結(jié)構(gòu)，外錐面密封段的錐角為5°?30°，配合過盈量為0.1?0.7毫米；圓弧面密封段的配合過盈量為0.2?0.4毫米；內(nèi)錐面密封段的錐面角為5°?15°，配合過盈量為0.03?0.1毫米。
[0009]進(jìn)一步，圓柱徑向密封段的軸向長度為5?15毫米。
[0010]進(jìn)一步，變形槽的截面形狀為圓弧形，槽底的最小壁厚為管體最小壁厚的1/2?4/5。
[0011]進(jìn)一步，外錐面密封段的錐角為10°?15°，配合過盈量為0.3?0.4毫米；圓弧面密封段的配合過盈量為0.2?0.3毫米；內(nèi)錐面密封段的錐面角為8°?10°，配合過盈量為0.05?0.08暈米。
[0012]更進(jìn)一步，外錐面密封段的錐角為15°，配合過盈量為0.35毫米；圓弧面密封段的配合過盈量為0.25毫米；內(nèi)錐面密封段的錐面角為9°，配合過盈量為0.06毫米。
[0013]進(jìn)一步，外錐面密封段的軸向過盈配合密封長度為5?25毫米；內(nèi)錐面密封段的接觸寬度為3?5毫米；圓弧面密封段的包角為60°?90°。
[0014]由于在管體和接箍之間的螺紋連接的前端增設(shè)置了圓柱面過盈密封段、變形槽和端面低應(yīng)力密封結(jié)構(gòu)，這樣就使得管體與接箍之間在徑向形成二道密封，在軸向端面形成三重低應(yīng)力密封，變形槽的設(shè)置保證接箍與管體連接處在受到軸向壓力時能起緩沖帶作用，防止管體和接箍的組合件在受交變軸向力時，管體與接箍螺紋連接處的徑向密封與端面密封之間的相互牽連，保證管體在受拉、受壓時，都能保持預(yù)先設(shè)定的過盈密封結(jié)構(gòu)。當(dāng)管體和接箍的組合件受到地層變動引起的徑向作用力時，圓柱密封段與端面密封段之間由變形槽實現(xiàn)緩沖，減少或消除管體彎曲引起徑向密封和端面密封的失效。端面密封由現(xiàn)有技術(shù)中應(yīng)力單面分布改為三面分?jǐn)?，使得每一處密封段的接?yīng)力降低，這樣既保證了管體和接箍之間端面連接密封的可靠性，又降低了密封連接處的應(yīng)力，從而能在保證連接密封性能的前提下，降低了 H2S等腐蝕性介質(zhì)對管體和接箍之間密封連接處的腐蝕，克服現(xiàn)技術(shù)中存在的技術(shù)缺陷。因此這種螺紋連接結(jié)構(gòu)，不僅能抗拉壓，而且能抗彎曲，還能抗H2S等井下腐蝕性介質(zhì)的腐蝕。

【專利附圖】

【附圖說明】
:
[0015]圖1為管體和接箍之間的螺紋連接結(jié)構(gòu)的示意圖；
[0016]圖2為管體和接箍連接螺紋端面密封連接結(jié)構(gòu)的示意圖(旋接前)；
[0017]圖3為管體和接箍連接螺紋端面密封連接結(jié)構(gòu)的示意圖(旋接后)；
[0018]圖中:1-管體；2-接箍；3_圓柱徑向密封段；4變形槽；5_外錐面密封段；6_圓弧面密封段；7_內(nèi)錐面密封段；31_管體圓柱面；32_接箍圓柱面；51_管體外錐面密封段；52-接箍外錐面密封段；61_管體圓弧面密封段；62_接箍圓弧面密封段；71_管體內(nèi)錐面密封段；72-接箍內(nèi)錐面密封段；α為外錐面密封段的錐面角度；β為內(nèi)錐面密封段的錐面角度。

【具體實施方式】
[0019]下面結(jié)合附圖舉例說明本實用新型的【具體實施方式】:
[0020]實施例1:
[0021]一種抗拉壓防折彎管體密封連接結(jié)構(gòu)，包括管體I和接箍2，在管體I的連接端設(shè)有連接外螺紋，在接箍2的兩端上設(shè)有連接內(nèi)螺紋，在管體I與接箍2的連接螺紋段的前端設(shè)有圓柱徑向密封段3、變形槽4和端面低應(yīng)力密封結(jié)構(gòu)，圓柱徑向密封段3由管體圓柱面31和接箍圓柱面32的過盈配合形成，配合過盈量為0.05毫米，圓柱徑向密封段3的配合長度為10毫米；所述端面低應(yīng)力密封結(jié)構(gòu)由外錐面密封段5、圓弧面密封段6和內(nèi)錐面密封段7組成，外錐面密封段5由管體外錐面密封段51和接箍外錐面密封段52的過盈配合形成，外錐面密封段5的配合錐角α為15°，配合過盈量為0.35毫米；圓弧面密封段6由管體圓弧面密封段61和接箍圓弧面密封段62過盈配合形成，配合過盈量為0.25毫米，圓弧面密封段6的包角為60°?90° ;內(nèi)錐面密封段7的配合錐面角β為9。，由管體內(nèi)錐面密封段71和接箍內(nèi)錐面密封段72過盈配合而成，配合過盈量為0.06毫米；變形槽4設(shè)置在接箍2上，位于接箍圓柱面32和接箍外錐面52之間，其截面形狀為圓弧形，槽底的最小壁厚為管體I最小壁厚的4/5。
[0022]本實用新型的實施方式很多，只要應(yīng)用本實用新型的精神的一切等功能能技術(shù)方案均在本實用新型的保護(hù)范圍之內(nèi)。
【權(quán)利要求】
1.一種抗拉壓防折彎管體密封連接結(jié)構(gòu)，包括管體⑴和接箍(2)，在管體⑴的連接端設(shè)有連接外螺紋，在接箍(2)的兩端上設(shè)有連接內(nèi)螺紋，管體(I)與接箍(2)之間通過外螺紋與內(nèi)螺紋的旋配連接成一體，其特征是:在管體與接箍的連接螺紋段的前端設(shè)有圓柱徑向密封段(3)、變形槽(4)和端面低應(yīng)力密封結(jié)構(gòu)，所述端面低應(yīng)力密封結(jié)構(gòu)由外錐面密封段(5)、圓弧面密封段(6)和內(nèi)錐面密封段(7)組成的三重過盈密封結(jié)構(gòu)，外錐面密封段(5)的錐角為5°?30°，配合過盈量為0.1?0.7毫米；圓弧面密封段￠)的配合過盈量為0.2?0.4毫米；內(nèi)錐面密封段(7)的錐面角為5°?15°，配合過盈量為0.03?0.1毫米。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述抗拉壓防折彎管體密封連接結(jié)構(gòu)，其特征是:圓柱徑向密封段(3)的軸向長度為5?15毫米。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述抗拉壓防折彎管體密封連接結(jié)構(gòu)，其特征是:變形槽(4)的截面形狀為圓弧形，槽底的最小壁厚為管體(I)最小壁厚的1/2?4/5。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述抗拉壓防折彎管體密封連接結(jié)構(gòu)，其特征是:外錐面密封段(5)的錐角為10°?15°，配合過盈量為0.3?0.4毫米；圓弧面密封段￠)的配合過盈量為0.2?0.3毫米；內(nèi)錐面密封段(7)的錐面角為8°?10°，配合過盈量為0.05?0.08毫米。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述抗拉壓防折彎管體密封連接結(jié)構(gòu)，其特征是:外錐面密封段(5)的錐角為15°，配合過盈量為0.35毫米；圓弧面密封段(6)的配合過盈量為0.25毫米；內(nèi)錐面密封段(7)的錐面角為9°，配合過盈量為0.06毫米。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述抗拉壓防折彎管體密封連接結(jié)構(gòu)，其特征是:外錐面密封段(5)的軸向過盈配合密封長度為5?25毫米；內(nèi)錐面密封段(7)的接觸寬度為3?5毫米；圓弧面密封段(6)的包角為60°?90°。
【文檔編號】E21B17/02GK204252853SQ201420708881
【公開日】2015年4月8日 申請日期:2014年11月21日 優(yōu)先權(quán)日:2014年11月21日
【發(fā)明者】樊鑫業(yè), 紀(jì)愛敏, 李塹, 王國富, 許才斌 申請人:江蘇常寶普萊森鋼管有限公司