一种石油套管螺纹接头的制作方法

一种石油套管螺纹接头的制作方法
【专利摘要】本实用新型公开了一种石油套管螺纹接头，由管体和接箍构成，所述接箍沿轴向从中心向端部分别设置有扭矩台肩、圆锥密封面段、圆锥过渡段和内螺纹；所述管体沿轴向从中心向管体端面分别设置有外螺纹、管体外圆柱段、球形密封面和扭矩台肩。该石油套管螺纹接头在接箍上增加了内锥面密封面，管体上增加了球形密封面和一个圆柱段。通过管体和接箍旋合上扣后形成三重金属过盈配合，从而显著提高接头的密封性能；同时，采用降低螺纹过盈量，减小螺纹接头环形应力，达到了降低螺纹应力腐蚀敏感性，提高螺纹抗粘扣能力的目的；接箍扭矩台肩处内径与管体端部内径结合处设计成平滑过渡，可消除管内的油气紊流，提高接头的抗腐蚀能力。
【专利说明】一种石油套管螺纹接头
【技术领域】
[0001]本实用新型涉及石油工业油井管连接【技术领域】，具体涉及一种石油套管螺纹接头，尤其是一种具有良好气密封性能的SEW套管用螺纹接头。
【背景技术】
[0002]目前油田市场上广泛应用的油井管主要有无缝油套管和焊接油套管两种，焊接油套管与无缝油套管相比具有尺寸精度高、壁厚均匀、抗挤压性能好、成本低等优势。在发达国家，焊接油套管已取代了相当一部分无缝油套管，用量占油套管总用量的50%以上。SEff (hot stretch-reducingelectricwelding热张力减径电阻焊)油套管属于焊接油套管的一种。随着我国钢材冶炼技术以及制管技术的发展，SEW油套管在国内油田中的应用比例逐渐增多，具有较好的经济效益。
[0003]在石油工业发展过程中，随着油井气钻采作业向深井、超深井等工况条件的方向发展，按照API标准制造的接头及现有部分特殊螺纹接头由于在高温、高压及轴向载荷作用下的密封性能失效和高扭矩下的粘扣问题等原因已难以满足油田的开发要求。
实用新型内容
[0004]本实用新型提供了一种石油套管螺纹接头，解决了在高温、高压及轴向载荷作用下密封性能失效及高扭矩作用导致的粘扣问题，提高螺纹接头在作业中的安全可靠性。
[0005]为了解决上述技 术问题，本实用新型石油套管特殊螺纹接头予以实现的技术方案是:
[0006]一种石油套管螺纹接头，由管体和接箍构成，所述接箍沿轴向从中心向端部分别设置有扭矩台肩、圆锥密封面段、圆锥过渡段和内螺纹；所述管体沿轴向从中心向管体端面分别设置有外螺纹、管体外圆柱段、球形密封面和扭矩台肩。
[0007]所述管体和接箍的螺纹锥度为1:16，螺距为5.08mm，所述螺纹牙形承载面角度为_5--3°，所述螺纹牙形导向面角度为10—25°。
[0008]所述接箍的螺纹牙高为1.875mm ;所述管体的螺纹牙高为1.575mm ;在接箍与管体旋合上扣后，接箍内螺纹牙底与外螺纹牙顶之间存在间隙。
[0009]所述接箍的密封面为锥面；所述管体的密封面为球面，其半径为130mm-290mm ;锥面的密封段和球面的密封段配合形成密封面。
[0010]所述接箍和管体上各个连接段之间均设置有过渡圆弧或球面。
[0011]本实用新型石油套管特殊螺纹接头由管体和接箍构成，所述套管和接箍的螺纹锥度为1:16，螺距为5.08mm，所述螺纹牙形承载面角度为-5—-3°，所述螺纹牙形导向面角度为10 — 25° ;所述接箍螺纹牙高为1.875mm ;所述管体螺纹牙高为1.575mm ;在接箍与管体旋合上扣后，接箍内螺纹牙底与外螺纹牙顶之间存在一定间隙，降低了螺纹的过盈量环形应力，同时提闻螺纹抗粘扣能力。
[0012]采用15°负角扭矩台肩，保证上扣位置的准确性，有效防止了过扭的发生，降低台肩处应力集中的作用；同时负角台肩与负角螺纹承载面形成楔形自锁效应，不容易拉脱；
[0013]所述接箍密封段为锥面；所述管体密封面为半径(130mm-290mm)的球面；锥面密封面和球形密封面配合形成锥面-球面金属过盈密封形式；所述接箍锥面密封面与管体球形密封面长度为6-10mm，旋和上扣后形成长度较长的金属过盈密封，使得接头密封面处应力分布合理，且在高温、高压及轴向载荷作用下仍能保持接触，从而实现可靠密封；
[0014]所述所示接箍和管体上各个连接段之间均设置有过渡圆弧或球面；
[0015]上述的管体在与接箍进行旋合上扣后，形成三重密封，分别是内外螺纹之间、外球形密封面段与内圆锥密封面段之间、管体扭矩台肩和接箍扭矩台肩之间的过盈配合形成的密封。
[0016]本实用新型提供的SEW套管用气密封连接接头，包括一个接箍和两个管体，该接头具有以下结构特征:
[0017]所述接箍上的内螺纹分为对称的两端，内螺纹收尾处与内圆柱密封面段之间设置有过渡段；所述管体的外螺纹前端设置有长鼻端，鼻端前部设计了球形密封面段，球形密封面段与外螺纹之间设置有一个外圆柱段；管体球形密封面段与接箍内圆锥密封面段形成金属过盈配合；管体扭矩台肩与接箍扭矩台肩形成金属过盈配合。
[0018]与现有技术相比，该接头结构具有显著进步，具体表现在以下几个方面:
[0019]1、15°负角扭矩台肩的设计不仅提高了接头的抗过扭能力和上扣定位的精准性，而且增加了接头的密封性能。
[0020]2、15°负角的扭矩台肩和螺纹负角承载面角形成楔形自锁结构，不易脱扣，在拉伸载荷作用下，可有效减轻接箍与管体之间的轴向移动，从而保证密封的可靠性。
[0021]3、球面对锥面的金属过盈密封结构设计解决了拧接位置不易控制造成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平均。配合扭矩台肩对顶形成辅助密封，显著提高了接头的密封可靠性。
[0022]4、降低了螺纹的过盈量，减小了螺纹的环向应力，降低了接头的应力腐蚀敏感性，提闻了螺纹抗粘扣能力。
【专利附图】

【附图说明】
[0023]图1是本实用新型结构示意图；
[0024]图2是接箍结构示意图；
[0025]图3是接箍局部放大示意图；
[0026]图4是管体结构示意图；
[0027]图5是管体局部放大示意图；
[0028]【专利附图】

【附图说明】如下:
[0029]1-接箍，2-管体，3-内螺纹，4-圆锥过渡段，5-圆锥密封面段，6_接箍扭矩台肩，7-外螺纹，8-管体外圆柱段，9-管体球形密封面段，10-管体扭矩台肩，11-管体平滑过渡段。
【具体实施方式】
[0030]下面将结合附图对本实用新型进行详细说明。[0031]参见图1，现有技术中包括一个接箍和两个管体，接箍上设置有内螺纹，管体上设置有外螺纹。
[0032]参见图2-图5，一种石油套管螺纹接头，包括接箍和管体。所述接箍沿轴向从中心向端面分别设置有接箍扭矩台肩6、内圆锥密封面段5、过渡圆锥面4和内螺纹3，管体沿轴向从中心向管端依次设置有外螺纹7、管体外圆柱段8、管体外球形密封面段9、管体扭矩台肩10和管体过渡平滑段11。所述接箍上的过渡圆锥面4与接箍轴线夹角为40-60°。所述管体过渡平滑段11与管体轴线夹角为3-8°。接箍和管体上各个连接处均设置有过渡圆弧或球面。
[0033]本实用新型专利中，接箍与管体旋合上扣后，内螺纹3与外螺纹7、内圆锥密封面段5与管体外球形密封面段9、接箍扭矩台肩6与管体扭矩台肩10形成三重金属过盈配合，即三重密封。
[0034]按照本实用新型设计方案，提供一种具体规格的产品如下:
[0035]产品规格为0139.7mrnx9.17mm，钢级为N80。管体及接箍外径、壁厚尺寸参照API5CT标准要求。螺纹锥度为1:16，每25.4mm长度上5牙螺纹，螺纹过盈量选择
0.1-0.25mm，主密封过盈量选择0.15-0.38mm。
[0036]以上所述，仅是本发明的较佳实施例而已，并非对本发明作任何形式上的限制，虽然本发明已以较佳实施例揭露如上，然而并非用以限定本发明，任何熟悉本专业的技术人员，在不脱离本发明技术方案范围内，当可利用上述揭示的方法及技术内容作出些许的更动或修饰为等同变化的等效实施例，但凡是未脱离本发明技术方案的内容，依据本发明的技术实质对以上实施例所作的任何简单修改、等同变化与修饰，仍属于本发明技术方案的范围内。
【权利要求】
1.一种石油套管螺纹接头，由管体和接箍构成，其特征在于:所述接箍沿轴向从中心向端部分别设置有扭矩台肩、圆锥密封面段、圆锥过渡段和内螺纹；所述管体沿轴向从中心向管体端面分别设置有外螺纹、管体外圆柱段、球形密封面和扭矩台肩。
2.根据权利要求1所述石油套管螺纹接头，其特征在于:所述管体和接箍的螺纹锥度为1:16，螺距为5.08mm，所述螺纹牙形承载面角度为-5—-3°，所述螺纹牙形导向面角度为 10—25°。
3.根据权利要求2所述石油套管螺纹接头，其特征在于:所述接箍的螺纹牙高为1.875mm ;所述管体的螺纹牙高为1.575mm ;在接箍与管体旋合上扣后，接箍内螺纹牙底与外螺纹牙顶之间存在间隙。
4.根据权利要求1所述石油套管螺纹接头，其特征在于:所述接箍的密封面为锥面；所述管体的密封面为球面，其半径为130mm-290mm ;锥面的密封段和球面的密封段配合形成密封面。
5.根据权利要求1所述石油套管螺纹接头，其特征在于:所述接箍和管体上各个连接段之间均设置有过渡圆弧或球面。
【文档编号】E21B17/08GK203463035SQ201320402218
【公开日】2014年3月5日 申请日期:2013年7月5日 优先权日:2013年7月5日
【发明者】毕宗岳, 唐俊, 白鹤, 党涛, 张锦刚, 张峰, 何石磊, 李周波, 韦奉, 王军, 王亮, 王涛, 李远征, 赵勇 申请人:宝鸡石油钢管有限责任公司