一种低渗透油藏用小外径特殊气密封油管接头的制作方法
一种低渗透油藏用小外径特殊气密封油管接头的制作方法
【专利摘要】本实用新型公开了一种低渗透油藏用小外径特殊气密封油管接头，包括接头本体，所述接头本体两端口内壁开设内螺纹，所述接头本体通过内螺纹旋套在管体端部开设的外螺纹上，内螺纹齿底与外螺纹齿顶形成用来存储上扣后螺纹部分多余螺纹脂的间隙。所述接头本体内螺纹根部依次连续设置锥面和柱面，所述管体外螺纹端部也依次连续设置锥面和柱面，所述内螺纹根部的锥面和外螺纹端部的锥面紧密配合形成锥面密封副，所述内螺纹根部的柱面和外螺纹端部的柱面紧密配合形成柱面密封副。本实用新型具有三级金属密封和双负角度台肩结构，密封性能好、抗粘扣能力强，可靠性高的特点。
【专利说明】一种低渗透油藏用小外径特殊气密封油管接头
【技术领域】
[0001]本实用新型涉及油管接头，具体地说是一种低渗透油藏用小外径特殊气密封油管接头。
【背景技术】
[0002]油管是石油钻采过程中要求高、用量大的深度机械加工产品。在实际的使用中，是通过螺纹联结形式将单根油管连接成为长达数千米，并且能够承受数百大气压的长管柱，相当于一个管状高压容器。其中，油管接头螺纹连接的技术性能是能否保证钻采过程安全可靠的关键。目前我国油田使用的API油管接头，这些接头大都为单级金属密封结构。这类结构的最大缺点是:连接强度低、气密封性能差，原因是在下井作业、承受较大的轴向载荷或弯曲载荷时，接头的单级密封面一旦受损或发生较大的变形，接头的密封能力将明显降低，甚至发生失效事故。随着石油天然气资源的持续勘探和开发，含硫化氢、二氧化碳等腐蚀介质的油气田的开发日益增加，油管接头的工作环境也日益恶劣和复杂。普通的AP工标准接头已不能满足现有的工程技术要求。另外，随着油田开发进入中后期，井径越来越小，小外径油管接头成为油田开发的必需品，为克服上述问题，需要开发一种既经济、气密封性能又可靠的油管接头。
【发明内容】
[0003]本实用新型的目的在于提供一种低渗透油藏用小外径特殊气密封油管接头，能克服现有油管接头连接强度低、气密封性能差的问题，具有三级金属密封和双负角度台肩结构，密封性能好、抗粘扣能力强，可靠性高的特点。
[0004]为了达成上述目的，本实用新型采用了如下技术方案，一种低渗透油藏用小外径特殊气密封油管接头，包括接头本体，所述接头本体两端口内壁开设内螺纹，所述接头本体通过内螺纹旋套在管体端部开设的外螺纹上，内螺纹齿底与外螺纹齿顶形成用来存储上扣后螺纹部分多余螺纹脂的间隙。
[0005]所述接头本体内螺纹根部依次连续设置锥面和柱面，所述管体外螺纹端部也依次连续设置锥面和柱面，所述内螺纹根部的锥面和外螺纹端部的锥面紧密配合形成锥面密封畐0，所述内螺纹根部的柱面和外螺纹端部的柱面紧密配合形成柱面密封副。
[0006]所述柱面密封副的两端分别形成一级负角度台肩、二级负角度台肩，共同形成为双负角度台肩。
[0007]所述锥面密副封为过盈配合，过盈量0.15?0.25mm，柱面密封副为间隙配合，0.05?0.15mm ;接头I每一端的螺纹均为偏梯形螺纹，螺距为每25.4mm6牙,锥度1:14,内螺纹高度为1.55mm，外螺纹的齿高为1.50mm，螺纹导向面牙型角13°，螺纹承载面牙型角4°，双负角度台肩采用负角度承载面，承载面角度为-9°?-17°，导向面角度为+3°?+15°。
[0008]所述用来存储上扣后螺纹部分多余螺纹脂的间隙的间隙量为0.03?0.10mm。
[0009]所述接头本体内壁中间设置内凸台，该内凸台的内侧面与管体内壁平齐，形成平齐内孔。
[0010]相较于现有技术，本实用新型具有以下有益效果:
[0011]接头的金属面密封部分为三级密封结构，三级密封结构的接触压力能够相互补充，密封可靠性高。接头采用经过参数设计优化后的特殊偏梯形螺纹，应力分布均匀，最大限度的消除了应力集中现象，提高了连接强度。内外螺纹的齿高设计一间隙，可储存上扣后螺纹部分多余螺纹脂，减小螺纹部分的螺纹脂压力，多余的螺纹脂可以形成密封副的同时，可以提高上卸扣的速度降，低粘扣现象发生的机率。因此，本实用新型具有连接强度高、密封性能好、抗粘扣能力强、上卸扣速度快的优点。
【专利附图】
【附图说明】
[0012]图1为本实用新型的一种低渗透油藏用小外径特殊气密封油管接头的结构示意图；
[0013]图2为图1中A部分放大图；
[0014]图3为图1中B部分放大图。
[0015]图中:1为接头本体；2为管体；3为螺纹连接部分；4为金属密封部分；5为双负角度台肩；6为平齐内孔；7为外螺纹；8为内螺纹；9为锥面密封副；10为柱面密封副；11为一级负角度台肩；12为二级负角度台肩。
【具体实施方式】
[0016]有关本实用新型的详细说明及技术内容，配合【专利附图】
【附图说明】如下，然而附图仅提供参考与说明之用，并非用来对本实用新型加以限制。
[0017]参照附图1-3，一种低渗透油藏用小外径特殊气密封油管接头，包括接头本体1，所述接头本体两端口内壁开设内螺纹8，所述接头本体通过内螺纹旋套在管体2端部开设的外螺纹7上，内螺纹齿底与外螺纹齿顶形成用来存储上扣后螺纹部分多余螺纹脂的间隙。所述接头本体内螺纹根部依次连续设置锥面和柱面，所述管体外螺纹端部也依次连续设置锥面和柱面，所述内螺纹根部的锥面和外螺纹端部的锥面紧密配合形成锥面密封副9，所述内螺纹根部的柱面和外螺纹端部的柱面紧密配合形成柱面密封副10。所述柱面密封副的两端分别形成一级负角度台肩11、二级负角度台肩12，共同形成为双负角度台肩5。所述接头本体内壁中间设置内凸台，该内凸台的内侧面与管体内壁平齐，形成平齐内孔6。
[0018]如图1所示，接头I两端为对称结构，两端分别与管体2相连接；接头I由螺纹连接部分3、金属面密封部分4、双负角度台肩5、、平齐内孔6等组成。如图2所示，当接头I与管体2配合后，由于内外螺纹齿高间存在差异，使得内螺纹齿底8与外螺纹齿7顶存在一定的间隙，可储存上扣后螺纹部分多余螺纹脂，减小螺纹部分的螺纹脂压力。间隙量为0.03?
0.10mm。多余的螺纹脂可以形成密封副的同时，可以提高上卸扣的速度降，低粘扣现象发生的机率。金属面密封部分4为三级密封结构，如图3所示，由锥面密封副9、柱面密封副10、和双负角度台肩密封副11、12组成。接头I与管体2旋合连接后，锥面密副封9为过盈配合，过盈量0.15?0.25mm,柱面密封副10为间隙配合,0.05?0.15mm。接头I每一端的螺纹均为特殊偏梯形螺纹，螺距为每25.4mm6牙，锥度1:14，内螺纹高度为1.55mm，外螺纹的齿高为1.50mm，螺纹导向面牙型角13° ,螺纹承载面牙型角4°，台肩11、12采用负角度承载面，利于接头上扣的快速定位和吸收过多的上扣扭矩，承载面角度为-9°?-17°，导向面角度为+3°?+15°。
[0019]1、金属面密封部分为三级密封结构，由柱面密封副、锥面密封副和负角度台肩密封副组成。一级密封面为柱面密封副，采用间隙配合，利于接头的快速和多次上卸扣时不粘扣；二级密封采用锥面密封结构，克服了球面密封难加工，施工要求高的问题的；三级密封为双负角度台肩密封副，双负角度台肩能够吸收过载的扭矩载荷，提高接头的抗复合载荷能力的同时，还起到辅助密封的作用，三级密封组合形成一个较长的楔形效应的高应力区，三级密封结构的接触压力能够相互补充，密封可靠性高。
[0020]2、接头内外螺纹采用经过参数设计优化后的特殊偏梯形螺纹，应力分布均匀，最大限度的消除了应力集中现象，提高了密封性能和连接强度以及抗粘扣能力。螺距为每25.4mm6牙，锥度1:14，内螺纹高度为1.55mm，外螺纹的齿高为1.50mm，螺纹导向面牙型角13° ,螺纹承载面牙型角4° ;所述台肩采用负角度承载面,承载面角度为-9°?-17°，导向面角度为+3°?+15°。
[0021]3、内螺纹齿高稍低于外螺纹齿高，可储存上扣后螺纹部分多余螺纹脂，减小螺纹部分的螺纹脂压力。API螺纹通常建议采用螺纹脂，多余的螺纹脂推挤影响了螺纹上扣的过盈量，为此，设计内外齿高间存在一 0.03?0.1Omm间隙，多余的螺纹脂可以形成密封副的同时，可以提高上卸扣的速度降，低粘扣现象发生的机率。
[0022]以上所述仅为本实用新型的较佳实施例，非用以限定本实用新型的专利范围，其他运用本实用新型的专利精神的等效变化，均应俱属本实用新型的专利范围。
【权利要求】
1.一种低渗透油藏用小外径特殊气密封油管接头，包括接头本体，其特征在于，所述接头本体两端口内壁开设内螺纹，所述接头本体通过内螺纹旋套在管体端部开设的外螺纹上，内螺纹齿底与外螺纹齿顶形成用来存储上扣后螺纹部分多余螺纹脂的间隙。
2.根据权利要求1所述的一种低渗透油藏用小外径特殊气密封油管接头，其特征在于，所述接头本体内螺纹根部依次连续设置锥面和柱面，所述管体外螺纹端部也依次连续设置锥面和柱面，所述内螺纹根部的锥面和外螺纹端部的锥面紧密配合形成锥面密封副，所述内螺纹根部的柱面和外螺纹端部的柱面紧密配合形成柱面密封副。
3.根据权利要求2所述的一种低渗透油藏用小外径特殊气密封油管接头，其特征在于，所述柱面密封副的两端分别形成一级负角度台肩、二级负角度台肩，共同形成为双负角度台肩。
4.根据权利要求3所述的一种低渗透油藏用小外径特殊气密封油管接头，其特征在于，所述锥面密副封为过盈配合，过盈量0.15?0.25mm，柱面密封副为间隙配合，0.05?0.15mm ;接头I每一端的螺纹均为偏梯形螺纹，螺距为每25.4mm6牙，锥度1:14，内螺纹高度为1.55mm，外螺纹的齿高为1.50mm，螺纹导向面牙型角13°，螺纹承载面牙型角4°，双负角度台肩采用负角度承载面，承载面角度为-9°?-17°，导向面角度为+3°?+15°。
5.根据权利要求1所述的一种低渗透油藏用小外径特殊气密封油管接头，其特征在于，所述用来存储上扣后螺纹部分多余螺纹脂的间隙的间隙量为0.03?0.10mm。
6.根据权利要求1所述的一种低渗透油藏用小外径特殊气密封油管接头，其特征在于，所述接头本体内壁中间设置内凸台，该内凸台的内侧面与管体内壁平齐，形成平齐内孔。
【文档编号】E21B17/042GK203978315SQ201420403188
【公开日】2014年12月3日 申请日期:2014年7月21日 优先权日:2014年7月21日
【发明者】吕广忠, 杨勇, 张建乔, 郭迎春, 杜玉山, 任允鹏 申请人:中国石油化工股份有限公司, 中国石油化工股份有限公司胜利油田分公司地质科学研究院
【专利摘要】本实用新型公开了一种低渗透油藏用小外径特殊气密封油管接头，包括接头本体，所述接头本体两端口内壁开设内螺纹，所述接头本体通过内螺纹旋套在管体端部开设的外螺纹上，内螺纹齿底与外螺纹齿顶形成用来存储上扣后螺纹部分多余螺纹脂的间隙。所述接头本体内螺纹根部依次连续设置锥面和柱面，所述管体外螺纹端部也依次连续设置锥面和柱面，所述内螺纹根部的锥面和外螺纹端部的锥面紧密配合形成锥面密封副，所述内螺纹根部的柱面和外螺纹端部的柱面紧密配合形成柱面密封副。本实用新型具有三级金属密封和双负角度台肩结构，密封性能好、抗粘扣能力强，可靠性高的特点。
【专利说明】一种低渗透油藏用小外径特殊气密封油管接头
【技术领域】
[0001]本实用新型涉及油管接头，具体地说是一种低渗透油藏用小外径特殊气密封油管接头。
【背景技术】
[0002]油管是石油钻采过程中要求高、用量大的深度机械加工产品。在实际的使用中，是通过螺纹联结形式将单根油管连接成为长达数千米，并且能够承受数百大气压的长管柱，相当于一个管状高压容器。其中，油管接头螺纹连接的技术性能是能否保证钻采过程安全可靠的关键。目前我国油田使用的API油管接头，这些接头大都为单级金属密封结构。这类结构的最大缺点是:连接强度低、气密封性能差，原因是在下井作业、承受较大的轴向载荷或弯曲载荷时，接头的单级密封面一旦受损或发生较大的变形，接头的密封能力将明显降低，甚至发生失效事故。随着石油天然气资源的持续勘探和开发，含硫化氢、二氧化碳等腐蚀介质的油气田的开发日益增加，油管接头的工作环境也日益恶劣和复杂。普通的AP工标准接头已不能满足现有的工程技术要求。另外，随着油田开发进入中后期，井径越来越小，小外径油管接头成为油田开发的必需品，为克服上述问题，需要开发一种既经济、气密封性能又可靠的油管接头。
【发明内容】
[0003]本实用新型的目的在于提供一种低渗透油藏用小外径特殊气密封油管接头，能克服现有油管接头连接强度低、气密封性能差的问题，具有三级金属密封和双负角度台肩结构，密封性能好、抗粘扣能力强，可靠性高的特点。
[0004]为了达成上述目的，本实用新型采用了如下技术方案，一种低渗透油藏用小外径特殊气密封油管接头，包括接头本体，所述接头本体两端口内壁开设内螺纹，所述接头本体通过内螺纹旋套在管体端部开设的外螺纹上，内螺纹齿底与外螺纹齿顶形成用来存储上扣后螺纹部分多余螺纹脂的间隙。
[0005]所述接头本体内螺纹根部依次连续设置锥面和柱面，所述管体外螺纹端部也依次连续设置锥面和柱面，所述内螺纹根部的锥面和外螺纹端部的锥面紧密配合形成锥面密封畐0，所述内螺纹根部的柱面和外螺纹端部的柱面紧密配合形成柱面密封副。
[0006]所述柱面密封副的两端分别形成一级负角度台肩、二级负角度台肩，共同形成为双负角度台肩。
[0007]所述锥面密副封为过盈配合，过盈量0.15?0.25mm，柱面密封副为间隙配合，0.05?0.15mm ;接头I每一端的螺纹均为偏梯形螺纹，螺距为每25.4mm6牙,锥度1:14,内螺纹高度为1.55mm，外螺纹的齿高为1.50mm，螺纹导向面牙型角13°，螺纹承载面牙型角4°，双负角度台肩采用负角度承载面，承载面角度为-9°?-17°，导向面角度为+3°?+15°。
[0008]所述用来存储上扣后螺纹部分多余螺纹脂的间隙的间隙量为0.03?0.10mm。
[0009]所述接头本体内壁中间设置内凸台，该内凸台的内侧面与管体内壁平齐，形成平齐内孔。
[0010]相较于现有技术，本实用新型具有以下有益效果:
[0011]接头的金属面密封部分为三级密封结构，三级密封结构的接触压力能够相互补充，密封可靠性高。接头采用经过参数设计优化后的特殊偏梯形螺纹，应力分布均匀，最大限度的消除了应力集中现象，提高了连接强度。内外螺纹的齿高设计一间隙，可储存上扣后螺纹部分多余螺纹脂，减小螺纹部分的螺纹脂压力，多余的螺纹脂可以形成密封副的同时，可以提高上卸扣的速度降，低粘扣现象发生的机率。因此，本实用新型具有连接强度高、密封性能好、抗粘扣能力强、上卸扣速度快的优点。
【专利附图】
【附图说明】
[0012]图1为本实用新型的一种低渗透油藏用小外径特殊气密封油管接头的结构示意图；
[0013]图2为图1中A部分放大图；
[0014]图3为图1中B部分放大图。
[0015]图中:1为接头本体；2为管体；3为螺纹连接部分；4为金属密封部分；5为双负角度台肩；6为平齐内孔；7为外螺纹；8为内螺纹；9为锥面密封副；10为柱面密封副；11为一级负角度台肩；12为二级负角度台肩。
【具体实施方式】
[0016]有关本实用新型的详细说明及技术内容，配合【专利附图】
【附图说明】如下，然而附图仅提供参考与说明之用，并非用来对本实用新型加以限制。
[0017]参照附图1-3，一种低渗透油藏用小外径特殊气密封油管接头，包括接头本体1，所述接头本体两端口内壁开设内螺纹8，所述接头本体通过内螺纹旋套在管体2端部开设的外螺纹7上，内螺纹齿底与外螺纹齿顶形成用来存储上扣后螺纹部分多余螺纹脂的间隙。所述接头本体内螺纹根部依次连续设置锥面和柱面，所述管体外螺纹端部也依次连续设置锥面和柱面，所述内螺纹根部的锥面和外螺纹端部的锥面紧密配合形成锥面密封副9，所述内螺纹根部的柱面和外螺纹端部的柱面紧密配合形成柱面密封副10。所述柱面密封副的两端分别形成一级负角度台肩11、二级负角度台肩12，共同形成为双负角度台肩5。所述接头本体内壁中间设置内凸台，该内凸台的内侧面与管体内壁平齐，形成平齐内孔6。
[0018]如图1所示，接头I两端为对称结构，两端分别与管体2相连接；接头I由螺纹连接部分3、金属面密封部分4、双负角度台肩5、、平齐内孔6等组成。如图2所示，当接头I与管体2配合后，由于内外螺纹齿高间存在差异，使得内螺纹齿底8与外螺纹齿7顶存在一定的间隙，可储存上扣后螺纹部分多余螺纹脂，减小螺纹部分的螺纹脂压力。间隙量为0.03?
0.10mm。多余的螺纹脂可以形成密封副的同时，可以提高上卸扣的速度降，低粘扣现象发生的机率。金属面密封部分4为三级密封结构，如图3所示，由锥面密封副9、柱面密封副10、和双负角度台肩密封副11、12组成。接头I与管体2旋合连接后，锥面密副封9为过盈配合，过盈量0.15?0.25mm,柱面密封副10为间隙配合,0.05?0.15mm。接头I每一端的螺纹均为特殊偏梯形螺纹，螺距为每25.4mm6牙，锥度1:14，内螺纹高度为1.55mm，外螺纹的齿高为1.50mm，螺纹导向面牙型角13° ,螺纹承载面牙型角4°，台肩11、12采用负角度承载面，利于接头上扣的快速定位和吸收过多的上扣扭矩，承载面角度为-9°?-17°，导向面角度为+3°?+15°。
[0019]1、金属面密封部分为三级密封结构，由柱面密封副、锥面密封副和负角度台肩密封副组成。一级密封面为柱面密封副，采用间隙配合，利于接头的快速和多次上卸扣时不粘扣；二级密封采用锥面密封结构，克服了球面密封难加工，施工要求高的问题的；三级密封为双负角度台肩密封副，双负角度台肩能够吸收过载的扭矩载荷，提高接头的抗复合载荷能力的同时，还起到辅助密封的作用，三级密封组合形成一个较长的楔形效应的高应力区，三级密封结构的接触压力能够相互补充，密封可靠性高。
[0020]2、接头内外螺纹采用经过参数设计优化后的特殊偏梯形螺纹，应力分布均匀，最大限度的消除了应力集中现象，提高了密封性能和连接强度以及抗粘扣能力。螺距为每25.4mm6牙，锥度1:14，内螺纹高度为1.55mm，外螺纹的齿高为1.50mm，螺纹导向面牙型角13° ,螺纹承载面牙型角4° ;所述台肩采用负角度承载面,承载面角度为-9°?-17°，导向面角度为+3°?+15°。
[0021]3、内螺纹齿高稍低于外螺纹齿高，可储存上扣后螺纹部分多余螺纹脂，减小螺纹部分的螺纹脂压力。API螺纹通常建议采用螺纹脂，多余的螺纹脂推挤影响了螺纹上扣的过盈量，为此，设计内外齿高间存在一 0.03?0.1Omm间隙，多余的螺纹脂可以形成密封副的同时，可以提高上卸扣的速度降，低粘扣现象发生的机率。
[0022]以上所述仅为本实用新型的较佳实施例，非用以限定本实用新型的专利范围，其他运用本实用新型的专利精神的等效变化，均应俱属本实用新型的专利范围。
【权利要求】
1.一种低渗透油藏用小外径特殊气密封油管接头，包括接头本体，其特征在于，所述接头本体两端口内壁开设内螺纹，所述接头本体通过内螺纹旋套在管体端部开设的外螺纹上，内螺纹齿底与外螺纹齿顶形成用来存储上扣后螺纹部分多余螺纹脂的间隙。
2.根据权利要求1所述的一种低渗透油藏用小外径特殊气密封油管接头，其特征在于，所述接头本体内螺纹根部依次连续设置锥面和柱面，所述管体外螺纹端部也依次连续设置锥面和柱面，所述内螺纹根部的锥面和外螺纹端部的锥面紧密配合形成锥面密封副，所述内螺纹根部的柱面和外螺纹端部的柱面紧密配合形成柱面密封副。
3.根据权利要求2所述的一种低渗透油藏用小外径特殊气密封油管接头，其特征在于，所述柱面密封副的两端分别形成一级负角度台肩、二级负角度台肩，共同形成为双负角度台肩。
4.根据权利要求3所述的一种低渗透油藏用小外径特殊气密封油管接头，其特征在于，所述锥面密副封为过盈配合，过盈量0.15?0.25mm，柱面密封副为间隙配合，0.05?0.15mm ;接头I每一端的螺纹均为偏梯形螺纹，螺距为每25.4mm6牙，锥度1:14，内螺纹高度为1.55mm，外螺纹的齿高为1.50mm，螺纹导向面牙型角13°，螺纹承载面牙型角4°，双负角度台肩采用负角度承载面，承载面角度为-9°?-17°，导向面角度为+3°?+15°。
5.根据权利要求1所述的一种低渗透油藏用小外径特殊气密封油管接头，其特征在于，所述用来存储上扣后螺纹部分多余螺纹脂的间隙的间隙量为0.03?0.10mm。
6.根据权利要求1所述的一种低渗透油藏用小外径特殊气密封油管接头，其特征在于，所述接头本体内壁中间设置内凸台，该内凸台的内侧面与管体内壁平齐，形成平齐内孔。
【文档编号】E21B17/042GK203978315SQ201420403188
【公开日】2014年12月3日 申请日期:2014年7月21日 优先权日:2014年7月21日
【发明者】吕广忠, 杨勇, 张建乔, 郭迎春, 杜玉山, 任允鹏 申请人:中国石油化工股份有限公司, 中国石油化工股份有限公司胜利油田分公司地质科学研究院
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