一種低滲透油藏用小外徑特殊氣密封油管接頭的制作方法

一種低滲透油藏用小外徑特殊氣密封油管接頭的制作方法
【專利摘要】本實用新型公開了一種低滲透油藏用小外徑特殊氣密封油管接頭，包括接頭本體，所述接頭本體兩端口內壁開設內螺紋，所述接頭本體通過內螺紋旋套在管體端部開設的外螺紋上，內螺紋齒底與外螺紋齒頂形成用來存儲上扣后螺紋部分多余螺紋脂的間隙。所述接頭本體內螺紋根部依次連續設置錐面和柱面，所述管體外螺紋端部也依次連續設置錐面和柱面，所述內螺紋根部的錐面和外螺紋端部的錐面緊密配合形成錐面密封副，所述內螺紋根部的柱面和外螺紋端部的柱面緊密配合形成柱面密封副。本實用新型具有三級金屬密封和雙負角度臺肩結構，密封性能好、抗粘扣能力強，可靠性高的特點。
【專利說明】一種低滲透油藏用小外徑特殊氣密封油管接頭

【技術領域】
[0001]本實用新型涉及油管接頭，具體地說是一種低滲透油藏用小外徑特殊氣密封油管接頭。

【背景技術】
[0002]油管是石油鉆采過程中要求高、用量大的深度機械加工產品。在實際的使用中，是通過螺紋聯結形式將單根油管連接成為長達數千米，并且能夠承受數百大氣壓的長管柱，相當于一個管狀高壓容器。其中，油管接頭螺紋連接的技術性能是能否保證鉆采過程安全可靠的關鍵。目前我國油田使用的API油管接頭，這些接頭大都為單級金屬密封結構。這類結構的最大缺點是:連接強度低、氣密封性能差，原因是在下井作業、承受較大的軸向載荷或彎曲載荷時，接頭的單級密封面一旦受損或發生較大的變形，接頭的密封能力將明顯降低，甚至發生失效事故。隨著石油天然氣資源的持續勘探和開發，含硫化氫、二氧化碳等腐蝕介質的油氣田的開發日益增加，油管接頭的工作環境也日益惡劣和復雜。普通的AP工標準接頭已不能滿足現有的工程技術要求。另外，隨著油田開發進入中后期，井徑越來越小，小外徑油管接頭成為油田開發的必需品，為克服上述問題，需要開發一種既經濟、氣密封性能又可靠的油管接頭。


【發明內容】

[0003]本實用新型的目的在于提供一種低滲透油藏用小外徑特殊氣密封油管接頭，能克服現有油管接頭連接強度低、氣密封性能差的問題，具有三級金屬密封和雙負角度臺肩結構，密封性能好、抗粘扣能力強，可靠性高的特點。
[0004]為了達成上述目的，本實用新型采用了如下技術方案，一種低滲透油藏用小外徑特殊氣密封油管接頭，包括接頭本體，所述接頭本體兩端口內壁開設內螺紋，所述接頭本體通過內螺紋旋套在管體端部開設的外螺紋上，內螺紋齒底與外螺紋齒頂形成用來存儲上扣后螺紋部分多余螺紋脂的間隙。
[0005]所述接頭本體內螺紋根部依次連續設置錐面和柱面，所述管體外螺紋端部也依次連續設置錐面和柱面，所述內螺紋根部的錐面和外螺紋端部的錐面緊密配合形成錐面密封畐0，所述內螺紋根部的柱面和外螺紋端部的柱面緊密配合形成柱面密封副。
[0006]所述柱面密封副的兩端分別形成一級負角度臺肩、二級負角度臺肩，共同形成為雙負角度臺肩。
[0007]所述錐面密副封為過盈配合，過盈量0.15?0.25mm，柱面密封副為間隙配合，0.05?0.15mm ;接頭I每一端的螺紋均為偏梯形螺紋，螺距為每25.4mm6牙,錐度1:14,內螺紋高度為1.55mm，外螺紋的齒高為1.50mm，螺紋導向面牙型角13°，螺紋承載面牙型角4°，雙負角度臺肩采用負角度承載面，承載面角度為-9°?-17°，導向面角度為+3°?+15°。
[0008]所述用來存儲上扣后螺紋部分多余螺紋脂的間隙的間隙量為0.03?0.10mm。
[0009]所述接頭本體內壁中間設置內凸臺，該內凸臺的內側面與管體內壁平齊，形成平齊內孔。
[0010]相較于現有技術，本實用新型具有以下有益效果:
[0011]接頭的金屬面密封部分為三級密封結構，三級密封結構的接觸壓力能夠相互補充，密封可靠性高。接頭采用經過參數設計優化后的特殊偏梯形螺紋，應力分布均勻，最大限度的消除了應力集中現象，提高了連接強度。內外螺紋的齒高設計一間隙，可儲存上扣后螺紋部分多余螺紋脂，減小螺紋部分的螺紋脂壓力，多余的螺紋脂可以形成密封副的同時，可以提高上卸扣的速度降，低粘扣現象發生的機率。因此，本實用新型具有連接強度高、密封性能好、抗粘扣能力強、上卸扣速度快的優點。

【專利附圖】

【附圖說明】
[0012]圖1為本實用新型的一種低滲透油藏用小外徑特殊氣密封油管接頭的結構示意圖；
[0013]圖2為圖1中A部分放大圖；
[0014]圖3為圖1中B部分放大圖。
[0015]圖中:1為接頭本體；2為管體；3為螺紋連接部分；4為金屬密封部分；5為雙負角度臺肩；6為平齊內孔；7為外螺紋；8為內螺紋；9為錐面密封副；10為柱面密封副；11為一級負角度臺肩；12為二級負角度臺肩。

【具體實施方式】
[0016]有關本實用新型的詳細說明及技術內容，配合【專利附圖】

【附圖說明】如下，然而附圖僅提供參考與說明之用，并非用來對本實用新型加以限制。
[0017]參照附圖1-3，一種低滲透油藏用小外徑特殊氣密封油管接頭，包括接頭本體1，所述接頭本體兩端口內壁開設內螺紋8，所述接頭本體通過內螺紋旋套在管體2端部開設的外螺紋7上，內螺紋齒底與外螺紋齒頂形成用來存儲上扣后螺紋部分多余螺紋脂的間隙。所述接頭本體內螺紋根部依次連續設置錐面和柱面，所述管體外螺紋端部也依次連續設置錐面和柱面，所述內螺紋根部的錐面和外螺紋端部的錐面緊密配合形成錐面密封副9，所述內螺紋根部的柱面和外螺紋端部的柱面緊密配合形成柱面密封副10。所述柱面密封副的兩端分別形成一級負角度臺肩11、二級負角度臺肩12，共同形成為雙負角度臺肩5。所述接頭本體內壁中間設置內凸臺，該內凸臺的內側面與管體內壁平齊，形成平齊內孔6。
[0018]如圖1所示，接頭I兩端為對稱結構，兩端分別與管體2相連接；接頭I由螺紋連接部分3、金屬面密封部分4、雙負角度臺肩5、、平齊內孔6等組成。如圖2所示，當接頭I與管體2配合后，由于內外螺紋齒高間存在差異，使得內螺紋齒底8與外螺紋齒7頂存在一定的間隙，可儲存上扣后螺紋部分多余螺紋脂，減小螺紋部分的螺紋脂壓力。間隙量為0.03?
0.10mm。多余的螺紋脂可以形成密封副的同時，可以提高上卸扣的速度降，低粘扣現象發生的機率。金屬面密封部分4為三級密封結構，如圖3所示，由錐面密封副9、柱面密封副10、和雙負角度臺肩密封副11、12組成。接頭I與管體2旋合連接后，錐面密副封9為過盈配合，過盈量0.15?0.25mm,柱面密封副10為間隙配合,0.05?0.15mm。接頭I每一端的螺紋均為特殊偏梯形螺紋，螺距為每25.4mm6牙，錐度1:14，內螺紋高度為1.55mm，外螺紋的齒高為1.50mm，螺紋導向面牙型角13° ,螺紋承載面牙型角4°，臺肩11、12采用負角度承載面，利于接頭上扣的快速定位和吸收過多的上扣扭矩，承載面角度為-9°?-17°，導向面角度為+3°?+15°。
[0019]1、金屬面密封部分為三級密封結構，由柱面密封副、錐面密封副和負角度臺肩密封副組成。一級密封面為柱面密封副，采用間隙配合，利于接頭的快速和多次上卸扣時不粘扣；二級密封采用錐面密封結構，克服了球面密封難加工，施工要求高的問題的；三級密封為雙負角度臺肩密封副，雙負角度臺肩能夠吸收過載的扭矩載荷，提高接頭的抗復合載荷能力的同時，還起到輔助密封的作用，三級密封組合形成一個較長的楔形效應的高應力區，三級密封結構的接觸壓力能夠相互補充，密封可靠性高。
[0020]2、接頭內外螺紋采用經過參數設計優化后的特殊偏梯形螺紋，應力分布均勻，最大限度的消除了應力集中現象，提高了密封性能和連接強度以及抗粘扣能力。螺距為每25.4mm6牙，錐度1:14，內螺紋高度為1.55mm，外螺紋的齒高為1.50mm，螺紋導向面牙型角13° ,螺紋承載面牙型角4° ;所述臺肩采用負角度承載面,承載面角度為-9°?-17°，導向面角度為+3°?+15°。
[0021]3、內螺紋齒高稍低于外螺紋齒高，可儲存上扣后螺紋部分多余螺紋脂，減小螺紋部分的螺紋脂壓力。API螺紋通常建議采用螺紋脂，多余的螺紋脂推擠影響了螺紋上扣的過盈量，為此，設計內外齒高間存在一 0.03?0.1Omm間隙，多余的螺紋脂可以形成密封副的同時，可以提高上卸扣的速度降，低粘扣現象發生的機率。
[0022]以上所述僅為本實用新型的較佳實施例，非用以限定本實用新型的專利范圍，其他運用本實用新型的專利精神的等效變化，均應俱屬本實用新型的專利范圍。
【權利要求】
1.一種低滲透油藏用小外徑特殊氣密封油管接頭，包括接頭本體，其特征在于，所述接頭本體兩端口內壁開設內螺紋，所述接頭本體通過內螺紋旋套在管體端部開設的外螺紋上，內螺紋齒底與外螺紋齒頂形成用來存儲上扣后螺紋部分多余螺紋脂的間隙。
2.根據權利要求1所述的一種低滲透油藏用小外徑特殊氣密封油管接頭，其特征在于，所述接頭本體內螺紋根部依次連續設置錐面和柱面，所述管體外螺紋端部也依次連續設置錐面和柱面，所述內螺紋根部的錐面和外螺紋端部的錐面緊密配合形成錐面密封副，所述內螺紋根部的柱面和外螺紋端部的柱面緊密配合形成柱面密封副。
3.根據權利要求2所述的一種低滲透油藏用小外徑特殊氣密封油管接頭，其特征在于，所述柱面密封副的兩端分別形成一級負角度臺肩、二級負角度臺肩，共同形成為雙負角度臺肩。
4.根據權利要求3所述的一種低滲透油藏用小外徑特殊氣密封油管接頭，其特征在于，所述錐面密副封為過盈配合，過盈量0.15?0.25mm，柱面密封副為間隙配合，0.05?0.15mm ;接頭I每一端的螺紋均為偏梯形螺紋，螺距為每25.4mm6牙，錐度1:14，內螺紋高度為1.55mm，外螺紋的齒高為1.50mm，螺紋導向面牙型角13°，螺紋承載面牙型角4°，雙負角度臺肩采用負角度承載面，承載面角度為-9°?-17°，導向面角度為+3°?+15°。
5.根據權利要求1所述的一種低滲透油藏用小外徑特殊氣密封油管接頭，其特征在于，所述用來存儲上扣后螺紋部分多余螺紋脂的間隙的間隙量為0.03?0.10mm。
6.根據權利要求1所述的一種低滲透油藏用小外徑特殊氣密封油管接頭，其特征在于，所述接頭本體內壁中間設置內凸臺，該內凸臺的內側面與管體內壁平齊，形成平齊內孔。
【文檔編號】E21B17/042GK203978315SQ201420403188
【公開日】2014年12月3日 申請日期:2014年7月21日 優先權日:2014年7月21日
【發明者】呂廣忠, 楊勇, 張建喬, 郭迎春, 杜玉山, 任允鵬 申請人:中國石油化工股份有限公司, 中國石油化工股份有限公司勝利油田分公司地質科學研究院