专利名称：油套管螺纹连接接头的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及油套管技术领域，尤其是一种油套管螺纹连接接头。
背景技术：
随着我国油气田勘探开发的不断发展，深井、超深井、高压油气井、热采井、定向 井、含C02或H2S等腐蚀介质井已大量出现，这些油气井对连接接头的气密封性、连接强度 和耐腐蚀性等均提出了更高的要求， 一般的连接接头通常采用传统的API螺纹结构，其已 经不能满足这些油气井开采技术、安全等方面的要求。 传统的API油套管连接螺纹主要有圆螺纹和梯形螺纹两种结构形式，其连接后的 密封是由内外螺纹啮合的紧密程度决定的，由于螺纹牙型结构的设计及加工误差原因，啮 合的螺纹间总存在一定的间隙，圆螺纹主要是在内外螺纹牙顶和牙底之间存在月牙型螺旋 通道，梯形螺纹主要是在导向面之间存在缝型间隙螺旋通道。由于泄漏通道的存在，从本质 上讲，这种螺纹结构是不具备密封能力的，其密封性能主要依靠上扣造成的螺纹变形、使用 螺纹表面镀层金属及使用螺纹密封脂中的固体物质填充缝隙或螺旋通道来获得，所以这种 密封受上紧力矩、填充物质量、温度变化以及井下作业中震动的影响而变化，故密封效果不 理想、不可靠，在对螺纹密封要求高的环境中无法正常使用。
实用新型内容本实用新型要解决的技术问题是克服现有技术之不足，提供一种具有更高连接 强度、更好密封性能的油套管螺纹连接接头。 本实用新型解决其技术问题所采用的技术方案是一种油套管螺纹连接接头，包 括管体和接箍，管体具有外螺纹、外密封面和端面，接箍具有内螺纹、内密封面和台肩面，外 密封面位于外螺纹和端面之间，内密封面位于内螺纹和台肩面之间，外螺纹与内螺纹相互 连接，端面与台肩面轴向邻靠，所述的外螺纹和内螺纹的牙型采用承载面为负角度的偏梯 形螺纹，所述的外密封面包括与端面通过外圆弧顺滑过渡的外圆锥面，内密封面包括与台 肩面通过内圆弧顺滑过渡的内圆锥面，外圆锥面和内圆锥面在外螺纹与内螺纹相互旋合连 接后形成过盈的主密封结构。 进一步说，为提高密封效果，所述的端面与台肩面具有相同的倾角且在外螺纹与 内螺纹相互旋合连接后轴向贴合，形成接触的副密封结构。 为了使主密封结构形成良好的过盈配合以实现油套管具有更好的密封性能的目
的，所述的外圆锥面的锥度为i : io，内圆锥面的锥度为i : 8。 同时，为使外螺纹与内螺纹相互连接时入扣容易，不易错扣，所述的外螺纹与内螺
纹的齿顶平行于油套管中心轴线。 本实用新型的有益效果是本实用新型由于采用了承载面为负角度的偏梯形螺纹 连接，连接后的强度等同于单独管体，多重密封结构使密封可靠性提高，可提供与单独管体 相当的内抗压力，端面与台肩面的接触配合，既具有密封效果，又具有抗逆向扭矩功能，使接头在复合载荷作用下，依旧能保持台肩面上的表面压力，螺纹的内平设计可有效减少气 体或液体在管道内的紊流现象，防止能量损失。
以下结合附图和实施例对本实用新型进一步说明。
图1是本实用新型的结构示意图。 图2是
图1中管体的局部剖视放大图。 图3是
图1中接箍的局部剖视放大图。 图4是
图1中管体和接箍装配后的局部剖视放大图。 图中 1.管体 11.端面 12.外圆弧 13.外圆锥面 14.外过渡段2.接箍 21.台肩面22.内圆弧23.内圆锥面24.内过渡段
具体实施方式
。 现在结合附图对本实用新型作进一步的说明。这些附图均为简化的示意图，仅以
示意方式说明本实用新型的基本结构，因此其仅显示与本实用新型有关的构成。 如
图1 图4所示的一种油套管螺纹连接接头，其包括管体1和接箍2，管体1具
有外螺纹、外密封面和端面ll，接箍2具有内螺纹、内密封面和台肩面21，外密封面位于外
螺纹和端面11之间，内密封面位于内螺纹和台肩面21之间，外螺纹与内螺纹相互连接，端
面11与台肩面21轴向邻靠。 管体1的外螺纹和接箍2的内螺纹相互适配并连接，其中外螺纹不作表面处理，而 内螺纹表面进行磷化或镀铜处理以防止连接时产生粘扣现象，螺纹的牙型采用承载面为负 角度的偏梯形螺纹，本实施方式中，该偏梯形螺纹的导向面角为10° ，承载面角为3。，制 作时适当减少了外螺纹和内螺纹连接配合时的过盈量，有利于提高接头的连接强度和抗应 力腐蚀的能力，螺纹的齿顶和齿底平行于轴线，连接时入扣容易，不易错扣，确保连接准确 无误。 所述的管体1的外密封面包括与端面11通过外圆弧12顺滑过渡的外圆锥面13， 接箍2的内密封面包括与台肩面21通过内圆弧22顺滑过渡的内圆锥面23，在管体1与接 箍2连接装配后，所述的外圆锥面13和内圆锥面23形成过盈的主密封结构，其过盈量的确 定主要考虑密封面的应力状态要小于所用材料的屈服极限以及密封面的接触强度大于管 子内壁的屈服压力，经计算和实验，本实施方式中所选择的过盈量为0. lmm，同时外圆锥面 13的锥度选定为1 : 10，内圆锥面23的锥度为1 : 8，在连接时，接触长度短，减少了粘结 的可能性，有利于确保外圆锥面13和内圆锥面23形成较佳过盈配合，提高密封效果。 管体1的外圆锥面13与外螺纹之间设有外过渡段14，该外过渡段14 一侧与外圆 锥面13顺滑相连，另一侧接于外螺纹起始端；接箍2的内圆锥面23与内螺纹之间设有内过 渡段24，该内过渡段24 —侧与内圆锥面23顺滑相连，另一侧接于内螺纹的末端。 为进一步提高密封效果，所述的端面11与台肩面21在外螺纹与内螺纹相互旋合 连接后轴向贴合，形成接触的副密封结构。管体1的端面11与接箍2的台肩面21形成的 台肩结构的主要作用就是抗扭矩，提高接头的复合承载能力，只有在精密加工的条件下这 两个平面才能贴合，形成接触的副密封结构，相对于垂直于轴线的平面，管体1的端面11与
4接箍2的台肩面21具有相同的倾角-15° ，通常情况下，管体1的端面11与接箍2的台肩 面21轴向贴合处，管体1的内孔与接箍2的内孔直径大小基本相同，从而形成近似内平的 结构，可有效减少气体或液体在管道内的紊流现象，使能量损失最少。 本实用新型所述的油套管螺纹连接接头采用接箍式连接，连接强度可等同于管 体；连接螺纹采用改进的偏梯形螺纹，强度高，加工相对简单；密封采用锥面/锥面径向主 密封结构和端面11与台肩面21轴向接触贴合的副密封结构，有利于提高密封效果；扭矩台 肩采用-15°的逆向扭矩台肩，提高了接头的复合承载能力。该油套管连接接头广泛适用于 深井、超深井、高压油气井、热采井、定向井、含C02或H2S等腐蚀介质井的场所使用，也可作 为法国WAM公司产品的替代品应用于石油开采行业。
权利要求一种油套管螺纹连接接头，包括管体(1)和接箍(2)，管体(1)具有外螺纹、外密封面和端面(11)，接箍(2)具有内螺纹、内密封面和台肩面(21)，外密封面位于外螺纹和端面(11)之间，内密封面位于内螺纹和台肩面(21)之间，外螺纹与内螺纹相互连接，端面(11)与台肩面(21)轴向邻靠，其特征是所述的外螺纹和内螺纹的牙型采用承载面为负角度的偏梯形螺纹，所述的外密封面包括与端面(11)通过外圆弧(12)顺滑过渡的外圆锥面(13)，内密封面包括与台肩面(21)通过内圆弧(22)顺滑过渡的内圆锥面(23)，外圆锥面(13)和内圆锥面(23)在外螺纹与内螺纹相互旋合连接后形成过盈的主密封结构。
2. 根据权利要求l所述的油套管螺纹连接接头，其特征是所述的端面(11)与台肩面(21)在外螺纹与内螺纹相互旋合连接后轴向贴合，形成接触的副密封结构。
3. 根据权利要求l所述的油套管螺纹连接接头，其特征是所述的端面(11)与台肩面(21)具有相同的倾角。
4. 根据权利要求l所述的油套管螺纹连接接头，其特征是所述的外圆锥面(13)的锥度为1 : IO，内圆锥面(23)的锥度为1 : 8。
5. 根据权利要求1所述的油套管螺纹连接接头，其特征是所述的外螺纹与内螺纹的齿顶平行于油套管中心轴线。
专利摘要本实用新型公开了一种油套管螺纹连接接头，包括管体和接箍，管体具有外螺纹、外密封面和端面，接箍具有内螺纹、内密封面和台肩面，外密封面位于外螺纹和端面之间，内密封面位于内螺纹和台肩面之间，外螺纹与内螺纹相互连接，端面与台肩面轴向邻靠，外螺纹和内螺纹的牙型采用承载面为负角度的偏梯形螺纹，外密封面包括与端面通过外圆弧顺滑过渡的外圆锥面，内密封面包括与台肩面通过内圆弧顺滑过渡的内圆锥面，外圆锥面和内圆锥面在外螺纹与内螺纹相互旋合连接后形成过盈的主密封结构。本实用新型连接强度等同于单独管体，多重密封结构使密封可靠性提高，具有较高的复合承载能力，可作为进口产品的替代品应用于石油开采行业。
文档编号F16L15/06GK201507731SQ20092004266
公开日2010年6月16日 申请日期2009年6月5日 优先权日2009年6月5日
发明者卢卫平, 姜迪飞, 武修明, 陶林 申请人:江苏胜大石油设备制造有限公司