CN201874485U - 一种基于api标准圆螺纹的金属密封套管螺纹连接结构 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及一种基于API标准圆螺纹的金属密封套管螺纹连接结构。目前油田一般采用API长圆螺纹加密封螺纹脂来替代特殊螺纹接头气密封套管，这种结构的螺纹牙顶和牙底之间存在螺旋形泄露通道，螺纹接头在载荷作用下将发生滑动或变形，螺纹脂会逐渐挥发或变质，从而导致螺纹的密封性降低，甚至失效。本实用新型将内圆柱密封段分为对称的两段，内螺纹根部设置有圆柱管段，内圆柱密封段与圆柱管段之间设置有内锥面段，圆柱段与内锥面段通过过渡圆弧连接本实用新型能显著提高了其气密封性能；加工难度小，加工效率高，成本低，维修方便；操作简单；减小了螺纹接头的环向应力，降低了螺纹接头的应力腐蚀敏感性，提高了螺纹接头的抗粘扣能力。

Description

一种基于API标准圆螺纹的金属密封套管螺纹连接结构

技术领域

本实用新型涉及一种基于API标准圆螺纹的金属密封套管螺纹连接结构，主要应用于石油工业油井管螺纹连接技术领域。

背景技术

近几年，国内天然气的开发力度不断加大，在以长庆油田某大型气田为典型代表的区块发现了大量的低渗透油气田，其主要特征是低压、低渗、低产，气井一般要求稳产3年。因此，油田在满足安全生产要求的前提下，要求尽可能降低管材成本，而目前市场上供应的典型特殊螺纹接头气密封油、套管，包括VAM系列、NK3SB、FOX及TPCQ等产品的价格较高及互换性等问题制约了特殊螺纹接头套管的推广使用。目前油田一般采用API长圆螺纹加密封螺纹脂等方案来替代特殊螺纹接头气密封套管，该方案的主要缺点是，由于API长圆螺纹结构设计的原因，啮合的螺纹牙顶和牙底之间存在螺旋形泄露通道，螺纹脂在一定程度上虽然可以堵塞存在的泄露通道而形成密封，但螺纹接头在复合载荷作用下螺纹将发生滑动或变形，使螺纹间隙和接触压力发生改变，另外螺纹脂在高温和长期服役过程中也会逐渐挥发或变质，这些因素都将对螺纹的密封性能产生不良影响，甚至失去密封作用。

发明内容

本实用新型要提供一种基于API标准圆螺纹的金属密封套管螺纹连接结构，以解决现有技术存在的密封性能不理想的问题。

为达到上述目的，本实用新型采用如下技术方案：

本实用新型提供的一种基于API标准圆螺纹的金属密封套管螺纹连接结构，包括两个管体和接箍，管体上设置有外螺纹，接箍上设置有内螺纹，其特征是：所述接箍上的内螺纹由接箍中间的内圆柱密封段分为对称的两段，内螺纹根部设置有圆柱管段，内圆柱密封段与圆柱管段之间设置有内锥面段，圆柱段与内锥面段通过过渡圆弧连接；所述管体上的外螺纹的端部设计了长鼻端，长鼻端的端部设置有外锥面段,在外锥面段内侧设置了球形密封面，球形密封面和外螺纹之间为外圆柱段，球形密封面与圆柱管段形成金属过盈配合；两个管体的端面在接箍中心形成过盈对接配合。

本实用新型在管体的端部方向设计了长鼻端，旋合后管子端面与接箍中心平面齐平，在靠近管体端面的位置设计了外锥面段，以利于入扣。管体和接箍上扣旋合后，外螺纹与内螺纹、球形密封面与内圆柱密封段、两个管体的端面分别形成三重金属过盈配合，即三重密封。

与现有技术相比，该结构具有显著进步，具体表现在以下几个方面：

1）该螺纹连接结构保留了API标准圆螺纹技术成熟、加工测量简单、互换性强、易操作及价格便宜等优点，同时，显著提高了其气密封性能，是一种具有较高的性价比的经济型气密封套管螺纹连接；

2）球面/柱面金属密封设计解决了拧接位置不易控制引起的密封面过盈量波动问题，保证了密封面过盈量在设计密封长度内基本保持均匀，再辅以管端对顶后形成的端面密封，显著提高了螺纹连接的气密封性能和密封可靠性；

3）本实用新型结构结构简单，采用了无扭矩台肩设计，加工难度小，提高了加工效率，降低了加工成本，维修方便；

3）现场端螺纹可与API标准圆螺纹互换，与油田现有的作业工具、附件可直接配合使用，操作简单，方便油田使用；

4）减小了螺纹过盈量，减小了螺纹接头的环向应力，降低了螺纹接头的应力腐蚀敏感性，提高了螺纹接头的抗粘扣能力。

附图说明：

图1是标准API圆螺纹连接结构示意图

图2是接箍结构示意图；

图3是接箍局部放大示意图；

图4是管体结构示意图；

图5是管体局部放大示意图；

图6是本实用新型整体结构示意图。

附图说明如下：

1-接箍，2-管体，3-圆柱管段，4-内锥面段，5-圆柱段，6-管体端面，7-外圆柱段，8-外锥面段，9-球形密封面，10-过渡圆弧。

具体实施方式 :

下面将结合附图对本实用新型进行详细地说明。

参见图1，现有技术中包括两个管体2和接箍1，管体2上设置有外螺纹，接箍1上设置有内螺纹。

参见图2～图6，一种基于API标准圆螺纹的金属密封套管螺纹连接结构，包括两个管体2和接箍1，管体2上设置有外螺纹，接箍1上设置有内螺纹，其特征是：所述接箍1上的内螺纹由接箍1中间的内圆柱密封段5分为对称的两段，内螺纹根部设置有圆柱管段3，内圆柱密封段5与圆柱管段3之间设置有内锥面段4，圆柱段5与内锥面段4通过过渡圆弧10连接；所述管体2上的外螺纹的端部设计了长鼻端，长鼻端的端部设置有外锥面段8,在外锥面段8内侧设置了球形密封面9，球形密封面9和外螺纹之间为外圆柱段7，球形密封面9与圆柱管段5形成金属过盈配合；两个管体2的端面6在接箍1中心形成过盈对接配合。

本实用新型在使用中，当管体1和接箍2上扣旋合后，外螺纹与内螺纹、球形密封面9与内圆柱密封段5、两个管体1的端面6分别形成三重金属过盈配合，即三重密封。

下面提供了一种规格的产品的具体结构：

产品规格为ø139.7mm×9.17mm，钢级为J55。管体2及接箍1的几何尺寸及材料性能按照API 5CT标准要求。每25.4 mm长度上8牙螺纹，螺纹锥度为1：16，螺纹牙型角平分线垂直于螺纹轴线，螺纹牙型角为60°，螺纹牙型高度为1.81mm，螺纹过盈量选择0.12mm ～0.15 mm。管体2端面为90°，其长鼻端的端部设置的外锥面段的锥度为1/10，管体2外螺纹球面直径为200 mm。

Claims (1)

1.一种基于API标准圆螺纹的金属密封套管螺纹连接结构，包括两个管体(2)和接箍(1)，管体（2）上设置有外螺纹，接箍（1）上设置有内螺纹，其特征是：所述接箍(1)上的内螺纹由接箍(1)中间的内圆柱密封段（5）分为对称的两段，内螺纹根部设置有圆柱管段（3），内圆柱密封段(5)与圆柱管段（3）之间设置有内锥面段（4），圆柱段（5）与内锥面段（4）通过过渡圆弧（10）连接；所述管体（2）上的外螺纹的端部设计了长鼻端，长鼻端的端部设置有外锥面段（8）,在外锥面段（8）内侧设置了球形密封面（9），球形密封面（9）和外螺纹之间为外圆柱段（7），球形密封面（9）与圆柱管段（5）形成金属过盈配合；两个管体(2)的端面（6）在接箍(1)中心形成过盈对接配合。

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