本實用新型涉及一種采油用鋼質油管,尤其涉及一種無需接箍的直連旋接型鋼質油管。
背景技術:
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油管是石油、天然氣開采的必備設施之一,油井管在石油工業(yè)中占有很重要的地位,油井管用量大、花錢多,節(jié)約開支、降低成本的潛力巨大,油井管的性能和環(huán)境行為對石油工業(yè)采用先進工藝和增產增效有著重要的影響;油井管失效損失巨大,其安全可靠性和使用壽命對石油工業(yè)關系重大。油井管柱是由成百上千根石油專用管材通過接頭連接在一起,長期多年在地下開產,套管管柱長期受拉伸、壓縮、內壓、外壓、彎曲等載荷的作用,以及地層結構變動產生的剪切、擠毀、彎曲等應力作用,使得套管接頭因彎曲、變形等原因失效,造成油管損壞泄漏等。資料表明,國外油井管柱失效事故中64%都發(fā)生在接頭連接處,而國內則更高,比例約為86%。由此可見,接頭連接部位是油井管柱最薄弱的環(huán)節(jié),決定了油井的壽命。因此,提高油井管接頭的連接質量是防止油井管柱失效的關鍵。標準普通螺紋接頭加工簡單,通用性強,但因設計和加工誤差原因存在一定的不足,例如抗泄露能力或抗拉伸強度不足等,因此僅適合一般簡單工況條件下的油井使用。隨著石油勘探技術的飛速發(fā)展,各種復雜地層結構油氣井逐漸增多,惡劣的井下工況對接頭提出了更高的要求,普通標準螺紋接頭已經很難滿足此類油田開采需要。石油、天然氣鉆探用油、套管特殊連接結構,一般設計有抗拉、壓強度的螺紋連接部位和扭矩臺肩密封部位,完整的結構設計可以使連接接頭的抗泄露能力達到等同管體強度,但是由于起連接作用的螺紋之間配合存在縫隙,單一的扭矩臺肩密封結構只能阻擋接頭內部的氣體或液體,接頭外部的氣體或液體會順著螺紋嚙合之間螺旋通道縫隙充塞在螺紋表面,若液體存在腐蝕介質或有害化學成分,會對螺紋表面產生腐蝕或開裂等嚴重損傷,造成接頭螺紋連接部位抗拉強度下降或斷裂,接頭的結構不再完整引起失效。一旦出現(xiàn)上述缺陷,防腐管體的防腐性能就會大幅度下降,直至失效,使用一段時間后就會產生管體內的氣、液體的泄漏,致使油管管柱無法正常工作,直接影響石油開采開發(fā)或站場集輸及濕氣輸送系統(tǒng)的運行,嚴重時造成壓井困難或產生測井阻礙,縮短了油管的使用年限,增加了生產成本。而且螺紋連接段及管體密封端面在拆卸重復旋接使用過程中,連接密封性能和可靠性難保證,若棄之不用又損失太大。如何更經濟、實用地解決普通標準螺紋接頭的螺紋端面失效問題,是本領域技術人員迫切希望解決的技術難題。
技術實現(xiàn)要素:
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本實用新型的目的是提供一種內、外壓管體密封連接結構,它采用內、外壓管體連接接頭的兩端分別設計有外壓密封結構和內壓密封結構,使得實用新型的連接接頭具備內外氣密封的功能,保護中間的連接螺紋不受任何介質的影響保持結構完整,使接頭的服役安全性和壽命大大提升。
本實用新型采取的技術方案如下:
內、外壓管體密封連接結構,其特征是:包括外螺紋接頭和內螺紋接頭,外螺紋接頭從端部依次為外螺紋內壓臺肩密封結構、連接外螺紋和外螺紋外壓臺肩密封結構,內螺紋接頭從端部依次為內螺紋外壓臺肩密封結構、連接內螺紋和內螺紋內壓臺肩密封結構,外螺紋接頭的外螺紋內壓臺肩密封結構與內螺紋接頭的內螺紋內壓臺肩密封結構彈性過盈密封連接,連接外螺紋和連接內螺紋旋接嚙合,外螺紋外壓臺肩密封結構與內螺紋外壓臺肩密封結構彈性過盈密封連接。
進一步,所述外螺紋內壓臺肩密封結構包括外螺紋內壓密封段、內壓密封凸球面和外螺紋內壓扭矩臺肩面,內螺紋內壓臺肩密封結構包括內螺紋內壓密封段、內壓密封凹球面和內螺紋內壓扭矩臺肩面,外螺紋內壓密封段與內螺紋內壓密封段過盈密封,內壓密封凸球面和內壓密封凹球面緊密密封,外螺紋內壓扭矩臺肩面與內螺紋內壓扭矩臺肩面過盈密封。
進一步,所述外螺紋外壓臺肩密封結構包括外螺紋外壓密封段、外壓密封凹球面和外螺紋外壓扭矩臺肩面,內螺紋外壓臺肩密封結構包括內螺紋外壓密封段、外壓密封凸球面和內螺紋外壓扭矩臺肩面,外螺紋外壓密封段與內螺紋外壓密封段過盈密封,外壓密封凹球面和外壓密封凸球面緊密密封,外螺紋外壓扭矩臺肩面與內螺紋外壓扭矩臺肩面過盈密封。
進一步,所述連接外螺紋與連接內螺紋均為鉤狀梯形,兩者通過梯形椎管螺紋緊固連接成一體,椎管螺紋的錐度為1:10。
由于在本實用新型中,直接由兩個套管相互旋接密封連接,省略了接箍,節(jié)約了成本,而且將原有的對接結構改為外螺紋接頭的外螺紋內壓臺肩密封結構與內螺紋接頭的內螺紋內壓臺肩密封結構彈性過盈密封連接,連接外螺紋和連接內螺紋旋接嚙合,外螺紋外壓臺肩密封結構與內螺紋外壓臺肩密封結構彈性過盈密封連接。這種密封連接結構使得外螺紋接頭與內螺紋接頭的螺紋之間配合過盈密封,外螺紋內壓臺肩密封結構與內螺紋內壓臺肩密封結構過盈密封結構能阻擋管體接頭內部的氣體或液體,外螺紋外壓臺肩密封結構與內螺紋外壓臺肩密封結構過盈密封結構能阻擋管體接頭外部的氣體或液體,這樣接頭內部和外部的氣體或液體均不會順著螺紋嚙合之間螺旋通道縫隙充塞在螺紋表面,杜絕腐蝕介質或有害化學成分氣體或液體對螺紋表面產生腐蝕或開裂等嚴重損傷,保證連接接頭的結構完整,保證接頭螺紋連接部位的抗拉強度和防腐管體的防腐性能,無論使用多久都不會產生管體內的氣、液體的泄漏,確保油管管柱的正常工作,保證石油開采開發(fā)或站場集輸及濕氣輸送系統(tǒng)的正常運行,增加了油管的使用年限,減少了生產成本。
附圖說明:
圖1為本實用新型的一種結構示意圖;
圖2為連接外螺紋與連接內螺紋連接結構示意圖;
圖3為外螺紋內壓臺肩密封結構與內螺紋內壓臺肩密封結構連接示意圖;
圖4為外螺紋外壓臺肩密封結構與內螺紋外壓臺肩密封結構連接示意圖;
圖中:1-外螺紋接頭;2-內螺紋接頭;11-外螺紋內壓臺肩密封結構;12-連接外螺紋;13-外螺紋外壓臺肩密封結構;21-內螺紋外壓臺肩密封結構;22-連接內螺紋;23-內螺紋內壓臺肩密封結構;111-外螺紋內壓密封段;112-內壓密封凸球面;113-外螺紋內壓扭矩臺肩面;131-外螺紋外壓密封段;132-外壓密封凹球面;133-外螺紋外壓扭矩臺肩面;211-內螺紋外壓密封段;212-外壓密封凸球面;213-內螺紋外壓扭矩臺肩面;231-內螺紋內壓密封段;232-內壓密封凹球面;233-內螺紋內壓扭矩臺肩面。
具體實施方式:
下面結合附圖說明本實用新型的具體實施方式:
內、外壓管體密封連接結構,如圖1~圖4所示,包括外螺紋接頭1和內螺紋接頭2,外螺紋接頭1從端部依次為外螺紋內壓臺肩密封結構11、連接外螺紋12和外螺紋外壓臺肩密封結構13,內螺紋接頭2從端部依次為內螺紋外壓臺肩密封結構21、連接內螺紋22和內螺紋內壓臺肩密封結構23,所述外螺紋內壓臺肩密封結構11包括外螺紋內壓密封段111、內壓密封凸球面112和外螺紋內壓扭矩臺肩面113,內螺紋內壓臺肩密封結構23包括內螺紋內壓密封段231、內壓密封凹球面232和內螺紋內壓扭矩臺肩面233,外螺紋內壓密封段111與內螺紋內壓密封段231過盈密封,過盈量為0.3~0.55毫米,密封的軸向長度為5毫米,內壓密封凸球面112和內壓密封凹球面232緊密密封,外螺紋內壓扭矩臺肩面113與內螺紋內壓扭矩臺肩面233過盈密封,所述連接外螺紋12與連接內螺紋22均為鉤狀梯形,兩者通過梯形椎管螺紋緊固連接成一體,椎管螺紋的錐度為1:10,所述外螺紋外壓臺肩密封結構13包括外螺紋外壓密封段131、外壓密封凹球面132和外螺紋外壓扭矩臺肩面133,內螺紋外壓臺肩密封結構21包括內螺紋外壓密封段211、外壓密封凸球面212和內螺紋外壓扭矩臺肩面213,外螺紋外壓密封段131與內螺紋外壓密封段211過盈密封,過盈量為0.25~0.5毫米,密封的軸向長度為1.8毫米,外壓密封凹球面132和外壓密封凸球面212緊密密封,外螺紋外壓扭矩臺肩面133與內螺紋外壓扭矩臺肩面213過盈密封。
本實用新型的實施方式很多,在此不逐一羅列,只要采用與本實用新型等功能代換的一切方案均在本實用新型的保護范圍之內。