一種金屬?gòu)椥噪p重氣密封特殊扣接箍的制作方法

本實(shí)用新型屬于石油開(kāi)采鉆井設(shè)備技術(shù)領(lǐng)域，涉及鉆井設(shè)備的油管螺紋連接技術(shù)，特別涉及一種金屬?gòu)椥噪p重氣密封特殊扣接箍。

背景技術(shù)：

隨著社會(huì)經(jīng)濟(jì)的發(fā)展和科學(xué)技術(shù)的進(jìn)步，人們對(duì)石油能源的依賴性越來(lái)越強(qiáng)。這促使了地下深層油氣資源的開(kāi)發(fā)利用，油套管是油氣鉆采過(guò)程中不可或缺的專用管材，其質(zhì)量好壞直接影響到鉆采作業(yè)的成敗和油氣井的壽命。而螺紋接頭同油套管柱一起在油氣井中長(zhǎng)期承受拉伸、壓縮、彎曲、內(nèi)壓、外壓及溫度等產(chǎn)生的復(fù)合應(yīng)力的考驗(yàn)，油套管中最薄弱的部分就是螺紋連接處特別是接箍螺紋部分，其質(zhì)量的好壞直接影響油氣井的壽命。經(jīng)調(diào)查，國(guó)外油套管接箍失效事故約90％發(fā)生在螺紋連接處，國(guó)內(nèi)則高達(dá)95％。

API標(biāo)準(zhǔn)的油套管螺紋接頭是我國(guó)最常用的油套管接頭，也是我國(guó)各油套管生產(chǎn)廠的主導(dǎo)產(chǎn)品，這種產(chǎn)品技術(shù)成熟，易于加工?？墒?，該油套管接頭的接箍螺紋在結(jié)構(gòu)上仍存在一些固有的缺陷，如密封不可靠、抗扭性低以及螺紋易粘扣等，限制了API油套管的使用。

在石油工業(yè)的發(fā)展過(guò)程中，隨著油井氣鉆采作業(yè)向更大井深、更高壓力和溫度、更苛刻工況條件的方向發(fā)展以及石油鉆采工藝技術(shù)自身的進(jìn)步，石油專用管常用的API標(biāo)準(zhǔn)螺紋接頭已難以滿足油田的開(kāi)發(fā)要求。雖然API圓螺紋有比較優(yōu)良的密封性能，但其螺紋部分的連接強(qiáng)度卻只相當(dāng)于管體部分的60％～80％，而API偏梯形螺紋盡管螺紋部分連接強(qiáng)度較高，但密封性能不理想。所以，世界各大石油專用管制造廠都致力于開(kāi)發(fā)連接強(qiáng)度和密封性能更優(yōu)越的特殊螺紋油井管，尤其是油套管接箍端螺紋方面的設(shè)計(jì)研發(fā)。

隨著世界對(duì)化石能源需求的急劇攀升和石油可開(kāi)采量的逐年減小，當(dāng)前石油開(kāi)采領(lǐng)域正向深井、超深井、高壓油氣井、稠油熱采井、定向井等的開(kāi)采方向逐步發(fā)展，由此對(duì)石油管接箍和管間的密封提出了越來(lái)越苛刻的技術(shù)要求。以往大量使用的API(美國(guó)石油學(xué)會(huì))標(biāo)準(zhǔn)圓螺紋和偏梯形螺紋接頭在氣密封性、連接強(qiáng)度和抗扭性方面都不能夠滿足開(kāi)采環(huán)境條件惡劣的油氣井的需求。迫使人們?nèi)パ芯块_(kāi)發(fā)性能更加可靠的特殊螺紋油管接箍。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本實(shí)用新型的目的是提供一種金屬?gòu)椥噪p重氣密封特殊扣接箍，改進(jìn)螺紋和連接處的結(jié)構(gòu)，提高密封性和抗扭性能，使其更加適應(yīng)環(huán)境條件惡劣的油氣井況。

為實(shí)現(xiàn)本實(shí)用新型的目的，本實(shí)用新型提供了一種金屬?gòu)椥噪p重氣密封特殊扣接箍，其特征在于，所述接箍一端設(shè)置有內(nèi)螺紋，另一端設(shè)置有焊接坡口，所述接箍上內(nèi)螺紋的內(nèi)側(cè)設(shè)置有接箍球型密封面9，所述管體球型密封面和接箍球型密封面相配合使用，所述接箍球型密封面與接箍端扭矩臺(tái)肩的尖點(diǎn)距離L2＝28.90mm-29.00mm,所述管體球型密封面與管體端扭矩臺(tái)肩的尖點(diǎn)距離L1＝29.00mm-29.10mm,且L1-L2≤0.05mm。

其中，所述接箍球型密封面圓弧R＝12.00mm-12.50mm,所述管體球型密封面的圓弧r＝11.50mm-12.00mm,且R-r≥0.20mm。

其中，管體球型密封面與接箍球型密封面配合為彈性圓弧式金屬過(guò)盈配合，且過(guò)盈量＝0.02-0.20mm。

與現(xiàn)有技術(shù)相比，本實(shí)用新型的有益效果為，與現(xiàn)有技術(shù)單純錐面密封相比球面密封可以更大角度范圍內(nèi)實(shí)現(xiàn)彈性密封，球面密封結(jié)構(gòu)可以在軸向、徑向多方向上抵消外來(lái)扭矩，能很好地起到抗過(guò)載扭矩作用，同時(shí)簡(jiǎn)易的結(jié)構(gòu)又便于在產(chǎn)業(yè)上推廣和應(yīng)用。

附圖說(shuō)明

圖1是本實(shí)用新型的結(jié)構(gòu)示意圖。

圖2是本實(shí)用新型管體外螺紋端的結(jié)構(gòu)示意圖。

圖3是本實(shí)用新型內(nèi)螺紋端的結(jié)構(gòu)示意圖。

圖4是本實(shí)用新型螺紋結(jié)構(gòu)的放大示意圖。

圖中，1-油管管體，2-外螺紋，3-管體球型密封面，4-管體錐面密封面，5-管體端扭矩臺(tái)肩，6-接箍，7-內(nèi)螺紋，8-接箍應(yīng)力釋放槽，9-接箍球型密封面，10-接箍錐面密封面，11-接箍端扭矩臺(tái)肩，Q-承載面角，D-導(dǎo)向面角,C-內(nèi)鏜孔錐角，P-螺距,G-螺紋牙高，管體球型密封面圓弧r，接箍球型密封面圓弧R。

具體實(shí)施方式

以下結(jié)合附圖和具體實(shí)施例對(duì)本實(shí)用新型作進(jìn)一步詳細(xì)說(shuō)明。應(yīng)當(dāng)理解，此處所描述的具體實(shí)施例僅僅用以解釋本實(shí)用新型，并不用于限定本實(shí)用新型。

應(yīng)當(dāng)說(shuō)明的是，本申請(qǐng)中所述的“連接”和用于表達(dá)“連接”的詞語(yǔ)，如“相連接”、“相連”等，既包括某一部件與另一部件直接連接，也包括某一部件通過(guò)其他部件與另一部件相連接。

需要注意的是，這里所使用的術(shù)語(yǔ)僅是為了描述具體實(shí)施方式，而非意圖限制根據(jù)本申請(qǐng)的示例性實(shí)施方式。如在這里所使用的，除非上下文另外明確指出，否則單數(shù)形式也意圖包括復(fù)數(shù)形式，此外，還應(yīng)當(dāng)理解的是，當(dāng)在本說(shuō)明書中使用屬于“包含”和/或“包括”時(shí)，其指明存在特征、步驟、操作、部件或者模塊、組件和/或它們的組合。

需要說(shuō)明的是，在不沖突的情況下，本申請(qǐng)中的實(shí)施例及實(shí)施例中的特征可以相互組合。

如圖1-圖4所示，本申請(qǐng)?zhí)峁┝艘环N金屬?gòu)椥噪p重氣密封特殊扣接箍，所述接箍6一端設(shè)置有內(nèi)螺紋7，另一端設(shè)置有焊接坡口，所述接箍6上內(nèi)螺紋7的內(nèi)側(cè)設(shè)置有接箍球型密封面9，所述管體球型密封面3和接箍球型密封面9相配合使用，所述接箍球型密封面9與接箍端扭矩臺(tái)肩10的尖點(diǎn)距離L2＝28.90mm-29.00mm,所述管體球型密封面3與管體端扭矩臺(tái)肩5的尖點(diǎn)距離L1＝29.00mm-29.10mm,且L1-L2≤0.05mm。

其中，所述管體球型密封面3的圓弧r＝11.50mm-12.00mm,所述接箍球型密封面9圓弧R＝12.00mm-12.50mm,且R-r≥0.20mm。

其中，管體球型密封面3與接箍球型密封面9配合為彈性圓弧式金屬過(guò)盈配合，且過(guò)盈量＝0.02-0.20mm。

另外上述的結(jié)構(gòu)，可以與下述結(jié)構(gòu)相結(jié)合應(yīng)用，可以起到事半功倍的效果。

所述油管管體1上管體球型密封面3外側(cè)設(shè)有管體端扭矩臺(tái)肩5；接箍6上設(shè)有的接箍?jī)?nèi)螺紋7內(nèi)側(cè)依次設(shè)有接箍應(yīng)力釋放槽8、接箍球型密封面9、接箍錐面密封面10、接箍端扭矩臺(tái)肩11。

內(nèi)螺紋和外螺紋嚙合，管體錐面密封面3與接箍錐面密封面7配合，同時(shí)設(shè)置了管體球型密封面3與接箍球型密封面9圓弧式金屬過(guò)盈配合雙重金屬密封大大增強(qiáng)油管的密封性，提高了密封效果；油管管體1端上的扭矩臺(tái)肩3與接箍5端上的扭矩臺(tái)肩8配合，當(dāng)外力施加扭矩時(shí)能很好的起到抗扭矩作用，同時(shí)管體球型密封面3與接箍球型密封面9圓弧式金屬過(guò)盈配合，使得當(dāng)外力施加過(guò)大扭矩時(shí)也能在軸向和徑向也能起到抗過(guò)載功能，在提高了油管連接處的抗壓縮、反扭矩作用，增強(qiáng)了連接能力。

所述外螺紋2和內(nèi)螺紋6采用新型偏梯形圓錐螺紋，其螺距P設(shè)定為10牙/in，螺紋牙頂平行于管材母線；

所述管體錐面密封面4與內(nèi)螺紋接頭錐面密封面10采取錐面過(guò)盈配合，其錐面錐度為1：2；

扭矩臺(tái)肩5與接箍6端上的扭矩臺(tái)肩11過(guò)盈配合,其扭矩角為+10°-+15°角，

所述偏梯形圓錐螺紋的承載面角(Q)設(shè)定與垂直面的順時(shí)針?lè)较蚪嵌葹?.5°～4°之間，導(dǎo)向面角(D)設(shè)定在10°之間，內(nèi)鏜孔錐角(C)設(shè)定在5°-10°之間,螺紋齒高G為0.9mm～1.1mm；

油管管體1標(biāo)稱外徑88.90mm～114.30mm。

以上所述僅是本實(shí)用新型的優(yōu)選實(shí)施方式，應(yīng)當(dāng)指出的是，對(duì)于本技術(shù)領(lǐng)域的普通技術(shù)人員來(lái)說(shuō)，在不脫離本實(shí)用新型原理的前提下，還可以做出若干改進(jìn)和潤(rùn)飾，這些改進(jìn)和潤(rùn)飾也應(yīng)視為本實(shí)用新型的保護(hù)范圍。