1.一种直连型套管螺纹接头,其特征在于,包括螺纹配合的外螺纹接头(1)和内螺纹接头(16),所述外螺纹接头(1)的至少一部分伸入至所述内螺纹接头(16)内,沿所述直连型套管螺纹接头的轴向,所述外螺纹接头(1)与所述内螺纹接头(16)之间由外侧向内侧依次形成第一台肩结构(100)、第一凹槽(200)、第一密封结构(300)、第二凹槽(400)、螺纹结构(500)、第三凹槽(600)、第二密封结构(700)、第四凹槽(800)和第二台肩结构(900),并且当所述第一台肩结构(100)接触时,所述第二台肩结构(900)具有间隙。
2.根据权利要求1所述的直连型套管螺纹接头,其特征在于,所述第一台肩结构(100)包括:
位于所述外螺纹接头(1)最外侧的第一外斜面(2),由所述第一台肩结构(100)向所述第二台肩结构(900)的方向,所述第一外斜面(2)向靠近所述直连型套管螺纹接头的轴线的方向倾斜,所述第一外斜面(2)与所述直连型套管螺纹接头的轴线之间形成夹角α1;
所述外螺纹接头(1)上的第二外斜面(3),所述第二外斜面(3)与所述第一外斜面(2)连接,由所述第一台肩结构(100)向所述第二台肩结构(900)的方向,所述第二外斜面(3)向远离所述直连型套管螺纹接头的轴线的方向倾斜,所述第二外斜面(3)与所述直连型套管螺纹接头的横截面之间形成夹角α2;
位于所述内螺纹接头(16)最外侧的第一内斜面(17),由所述第一台肩结构(100)向所述第二台肩结构(900)的方向,所述第一内斜面(17)向远离所述直连型套管螺纹接头的轴线的方向倾斜,所述第一内斜面(17)与所述直连型套管螺纹接头的轴线之间形成夹角β1,所述第一外斜面(2)与所述第一内斜面(17)配合接触;
所述内螺纹接头(16)上的第二内斜面(18),由所述第一台肩结构(100)向所述第二台肩结构(900)的方向,所述第二内斜面(18)向远离所述直连型套管螺纹接头的轴线的方向倾斜,所述第二内斜面(18)与所述第一内斜面(17)连接,所述第二内斜面(18)与所述直连型套管螺纹接头的横截面之间形成夹角β2,所述第二外斜面(3)与所述第二内斜面(18)配合接触。
3.根据权利要求2所述的直连型套管螺纹接头,其特征在于,所述夹角α1=所述夹角β1=8°~12°,所述夹角α2=所述夹角β2=0°~15°。
4.根据权利要求1所述的直连型套管螺纹接头,其特征在于,所述第一凹槽(200)包括:
所述外螺纹接头(1)上的第一圆弧r1;
所述外螺纹接头(1)上的第一外圆柱面(4),所述第一外圆柱面(4)通过所述第一圆弧r1与所述第一台肩结构(100)连接,所述第一外圆柱面(4)与所述直连型套管螺纹接头的轴线之间平行;
所述内螺纹接头(16)上的第八圆弧r8;
所述内螺纹接头(16)上的第一内锥面(19),所述第一内锥面(19)通过所述第八圆弧r8与所述第一台肩结构(100)连接;
所述内螺纹接头(16)上的第二内锥面(20),所述第二内锥面(20)与所述第一内锥面(19)远离所述第一台肩结构(100)的一端连接,由所述第一台肩结构(100)向所述第二台肩结构(900)的方向,所述第二内锥面(20)逐渐靠近所述直连型套管螺纹接头的轴线,所述第一圆弧r1、所述第一外圆柱面(4)、所述第八圆弧r8、所述第一内锥面(19)和所述第二内锥面(20)共同形成所述第一凹槽(200)。
5.根据权利要求4所述的直连型套管螺纹接头,其特征在于,所述第一圆弧r1=0.6~1mm,所述第八圆弧r8=0.8~1.2mm,所述第一内锥面(19)的锥度为1:12~1:18,所述第二内锥面(20)的锥面角度β3=15°~25°。
6.根据权利要求1所述的直连型套管螺纹接头,其特征在于,所述第一密封结构(300)包括:
所述外螺纹接头(1)上的第一外锥面(5);
所述外螺纹接头(1)上的第二圆弧r2;
所述外螺纹接头(1)上的第三圆弧r3,由所述第一台肩结构(100)向所述第二台肩结构(900)的方向,所述第二圆弧r2、所述第一外锥面(5)、所述第三圆弧r3顺次连接;
所述内螺纹接头(16)上的第九圆弧r9;
所述内螺纹接头(16)上的第十圆弧r10;
所述内螺纹接头(16)上的第三内锥面(21),由所述第一台肩结构(100)向所述第二台肩结构(900)的方向,所述第九圆弧r9、所述第十圆弧r10和所述第三内锥面(21)顺次连接,且所述第一外锥面(5)和所述第三内锥面(21)均逐渐靠近所述直连型套管螺纹接头的轴线,所述第一外锥面(5)和所述第三内锥面(21)相互接触。
7.根据权利要求6所述的直连型套管螺纹接头,其特征在于,所述第二圆弧r2=4~6mm,所述第三圆弧r3=4~6mm,所述第九圆弧r9=2~6mm,所述第十圆弧r10=4~8mm,所述第一外锥面(5)和所述第三内锥面(21)的锥度为1:4~1:6。
8.根据权利要求1所述的直连型套管螺纹接头,其特征在于,所述第二凹槽(400)包括:
所述外螺纹接头(1)上的第三外斜面(6),由所述第一台肩结构(100)向所述第二台肩结构(900)的方向,所述第三外斜面(6)向靠近所述直连型套管螺纹接头的轴线的方向倾斜,所述第三外斜面(6)与所述直连型套管螺纹接头的轴线之间形成夹角α3;
所述外螺纹接头(1)上的第二外圆柱面(7),所述第二外圆柱面(7)与所述第三外斜面(6)远离所述第一台肩结构(100)的一端连接;
所述外螺纹接头(1)上的外过渡锥面(8),所述外过渡锥面(8)与所述第二外圆柱面(7)远离所述第三外斜面(6)的一端连接,由所述第一台肩结构(100)向所述第二台肩结构(900)的方向,所述外过渡锥面(8)向远离所述直连型套管螺纹接头的轴线的方向倾斜,所述外过渡锥面(8)与所述直连型套管螺纹接头的轴线之间形成夹角α4;
所述内螺纹接头(16)上的第十一圆弧r11;
所述内螺纹接头(16)上的第一内圆柱面(22);
所述内螺纹接头(16)上的第三内斜面(23),由所述第一台肩结构(100)向所述第二台肩结构(900)的方向,所述第十一圆弧r11、所述第一内圆柱面(22)和所述第三内斜面(23)顺次连接,且所述第三内斜面(23)向靠近所述直连型套管螺纹接头的轴线的方向倾斜,所述第三内斜面(23)与所述直连型套管螺纹接头的轴线之间形成夹角β4,所述第三外斜面(6)、所述第二外圆柱面(7)、所述第十一圆弧r11、所述第一内圆柱面(22)、所述第三内斜面(23)和所述外过渡锥面(8)共同形成所述第二凹槽(400)。
9.根据权利要求8所述的直连型套管螺纹接头,其特征在于,所述夹角α3=40°~50°,所述夹角α4=10°~30°,所述第十一圆弧r11=10~30mm,所述夹角β4=40°~50°。
10.根据权利要求1所述的直连型套管螺纹接头,其特征在于,所述螺纹结构(500)包括:
所述外螺纹接头(1)上的外螺纹段;
所述内螺纹接头(16)上的内螺纹段,所述外螺纹段与所述内螺纹段螺纹配合。
11.根据权利要求1所述的直连型套管螺纹接头,其特征在于,所述第三凹槽(600)包括:
所述外螺纹接头(1)上的第四外斜面(9),由所述第一台肩结构(100)向所述第二台肩结构(900)的方向,所述第四外斜面(9)向靠近所述直连型套管螺纹接头的轴线的方向倾斜,所述第四外斜面(9)与所述直连型套管螺纹接头的轴线之间形成夹角α5;
所述外螺纹接头(1)上的第三外圆柱面(10),所述第三外圆柱面(10)与所述第四外斜面(9)远离所述第一台肩结构(100)的一端连接;
所述内螺纹接头(16)上的内过渡锥面(24),由所述第一台肩结构(100)向所述第二台肩结构(900)的方向,所述内过渡锥面(24)向远离所述直连型套管螺纹接头的轴线的方向倾斜,所述内过渡锥面(24)与所述直连型套管螺纹接头的轴线之间形成夹角β5;
所述内螺纹接头(16)上的第二内圆柱面(25),所述第二内圆柱面(25)与所述内过渡锥面(24)远离所述第一台肩结构(100)的一端连接;
所述内螺纹接头(16)上的第四内斜面(26),所述第四内斜面(26)与所述第二内圆柱面(25)远离所述第一台肩结构(100)的一端连接,由所述第一台肩结构(100)向所述第二台肩结构(900)的方向,所述第四内斜面(26)向靠近所述直连型套管螺纹接头的轴线的方向倾斜,所述第四内斜面(26)与所述直连型套管螺纹接头的轴线之间形成夹角β6,所述第四外斜面(9)、所述第三外圆柱面(10)、所述内过渡锥面(24)、所述第二内圆柱面(25)和所述第四内斜面(26)共同形成所述第三凹槽(600)。
12.根据权利要求11所述的直连型套管螺纹接头,其特征在于,所述夹角α5=20°~40°,所述夹角β5=10°~30°,所述夹角β6=40°~50°。
13.根据权利要求1所述的直连型套管螺纹接头,其特征在于,所述第二密封结构(700)包括:
所述外螺纹接头(1)上的第二外锥面(11);
所述外螺纹接头(1)上的第四圆弧r4;
所述外螺纹接头(1)上的第五圆弧r5,由所述第一台肩结构(100)向所述第二台肩结构(900)的方向,所述第四圆弧r4、所述第二外锥面(11)、所述第五圆弧r5顺次连接;
所述内螺纹接头(16)上的第十二圆弧r12;
所述内螺纹接头(16)上的第十三圆弧r13;
所述内螺纹接头(16)上的第四内锥面(27),由所述第一台肩结构(100)向所述第二台肩结构(900)的方向,所述第十二圆弧r12、所述第十三圆弧r13和所述第四内锥面(27)顺次连接,且所述第二外锥面(11)和所述第四内锥面(27)均逐渐靠近所述直连型套管螺纹接头的轴线,所述第二外锥面(11)和所述第四内锥面(27)相互接触。
14.根据权利要求13所述的直连型套管螺纹接头,其特征在于,所述第四圆弧r4=10~30mm,所述第五圆弧r5=4~8mm,所述第十二圆弧r12=4~6mm,所述第十三圆弧r13=4~6mm,所述第二外锥面(11)和所述第四内锥面(27)的锥度为1:4~1:6。
15.根据权利要求1所述的直连型套管螺纹接头,其特征在于,所述第四凹槽(800)包括:
所述外螺纹接头(1)上的第三外锥面(12),由所述第一台肩结构(100)向所述第二台肩结构(900)的方向,所述第三外锥面(12)向靠近所述直连型套管螺纹接头的轴线的方向倾斜;
所述外螺纹接头(1)上的第四外锥面(13),由所述第一台肩结构(100)向所述第二台肩结构(900)的方向,所述第四外锥面(13)向靠近所述直连型套管螺纹接头的轴线的方向倾斜;
所述外螺纹接头(1)上的第六圆弧r6;
所述外螺纹接头(1)上的第七圆弧r7,由所述第一台肩结构(100)向所述第二台肩结构(900)的方向,所述第三外锥面(12)、所述第六圆弧r6、所述第四外锥面(13)、所述第七圆弧r7顺次连接;
所述内螺纹接头(16)上的第三内圆柱面(28);
所述内螺纹接头(16)上的第十四圆弧r14,所述第三内圆柱面(28)通过所述第十四圆弧r14与所述第二台肩结构(900)连接,所述第三外锥面(12)、所述第四外锥面(13)、所述第六圆弧r6、所述第七圆弧r7、所述第三内圆柱面(28)和所述第十四圆弧r14共同形成所述第四凹槽(800)。
16.根据权利要求15所述的直连型套管螺纹接头,其特征在于,所述第六圆弧r6=2~6mm,所述第七圆弧r7=0.8~1.2mm,所述第三外锥面(12)的锥面角度α6=15°~25°,所述第四外锥面(13)的锥度为1:12~1:18,所述第十四圆弧r14=0.6~1mm。
17.根据权利要求1所述的直连型套管螺纹接头,其特征在于,所述第二台肩结构(900)包括:
所述外螺纹接头(1)上的外台肩面(14),所述外台肩面(14)与所述直连型套管螺纹接头的轴线垂直;
所述内螺纹接头(16)上的内台肩面(29),所述内台肩面(29)与所述直连型套管螺纹接头的轴线垂直,所述外台肩面(14)与所述内台肩面(29)之间间隙或接触。
18.根据权利要求17所述的直连型套管螺纹接头,其特征在于,
所述外螺纹接头(1)还具有第五外斜面(15),所述第五外斜面(15)位于所述外螺纹接头(1)的内侧,并与所述外台肩面(14)远离所述第一台肩结构(100)的一端连接,由所述第一台肩结构(100)向所述第二台肩结构(900)的方向,所述第五外斜面(15)向远离所述直连型套管螺纹接头的轴线的方向倾斜,所述第五外斜面(15)与所述直连型套管螺纹接头的轴线之间形成夹角α7;
所述内螺纹接头(16)还包括第五内斜面(30),所述第五内斜面(30)位于所述内螺纹接头(16)的内侧,并与所述内台肩面(29)远离所述第一台肩结构(100)的一端连接,由所述第一台肩结构(100)向所述第二台肩结构(900)的方向,所述第五内斜面(30)向靠近所述直连型套管螺纹接头的轴线的方向倾斜,所述第五内斜面(30)与所述直连型套管螺纹接头的轴线之间形成夹角β7。
19.根据权利要求18所述的直连型套管螺纹接头,其特征在于,所述夹角α7=3°~8°,所述夹角β7=8°~12°。
20.根据权利要求1所述的直连型套管螺纹接头,其特征在于,沿所述直连型套管螺纹接头的轴向,所述外螺纹接头(1)对应的所述第二密封结构(700)至所述第二台肩结构(900)的距离l2与所述外螺纹接头(1)对应的所述第三凹槽(600)至所述第二台肩结构(900)的距离l1之间的比值为60%~80%,所述外螺纹接头(1)在所述第二密封结构(700)处沿径向的厚度t1与所述外螺纹接头(1)对应的所述第三凹槽(600)至所述第二台肩结构(900)的距离l1之间的比值为36%~56%。
21.根据权利要求1所述的直连型套管螺纹接头,其特征在于,沿所述直连型套管螺纹接头的轴向,所述内螺纹接头(16)对应的所述第一台肩结构(100)至所述第一密封结构(300)的距离l4与所述内螺纹接头(16)对应的所述第一台肩结构(100)至所述第二凹槽(400)的距离l3之间的比值为60%~80%,所述内螺纹接头(16)在所述第一密封结构(300)处沿径向的厚度t2与所述内螺纹接头(16)对应的所述第一台肩结构(100)至所述第二凹槽(400)的距离l3之间的比值为36%~56%。