专利名称：油管螺纹连接结构的制作方法
技术领域：
本发明涉及油管螺紋连^^支术领域，具体地说，涉及一种油管螺纹连接结 构。主要在石油天然气工业中油气田^f吏用，应用于深井、超深井、高压气井、 超高温井、定向井、复杂地层结构井等要求连接强度和密封性能较高的油气井。
背景技术：
油管是用于在油气井中组成采集油气介质或注液作业的管柱的专用管材。 油管管柱通常由两端带螺紋的油管连接而成，油管管柱的连接部位是其性能的
薄弱之处。为保证接头处的密封性和连接强度，对油管螺紋精度有较严格的要求。
随着石油钻采工艺技术的M,深井、超深井、高压气井、超高温井、定 向井、复杂地层结构井等井况对油套管的连接强度和密封性能提出了更高的要 求。
API圆螺紋具有较好的液体密封性能，API圓螺紋设计因内、外螺紋的螺 紋顶、底部不直^^触，决定了其螺紋部分的连接强度只有管体部分的60~80 %，且由于其螺紋连接后存在泄漏通道，系依靠螺纟ij旨堵塞该泄漏通道而产生 密封作用，因此其对气体介质的密封性能较差。此外，API圓螺紋设计决定了 油管外螺紋与接箍连接时，接箍内两端管体中间存在2个J值的距离一一也就 是API圆螺紋连接后，由于接箍内两端管体中间存在空间，导致管体内孔与接 箍内螺紋存在直径突变，该突变部分易在采油或采气过程中产生生涡流，若在 腐蚀性较强的井中使用，^L^易在该部位引M蚀而引起事故。
API偏梯形螺紋尽管其连接强度较高，但是螺紋的密封性能不理想。所以， 国外各大石油专用管制造厂都致力于开发连接强度和密封性能更优越的特殊连 接结构油井管产品。
发明内容
本发明的目的提供一种螺紋连接强度高、密封性能好、上扣容易且不易脱 扣、抗粘扣性能好、抗过扭矩能力强的油管螺紋连接结构。
实现上述目的的技术方案是 一种油管螺纟丈连接结构，由具有外螺紋的油 管端头和具有内螺紋的管接头旋接而成，油管端头和管接头所采用的螺紋均为 偏梯形锥螺紋，油管端头的头部设置有圓弧面，管接头上设置有与该圆弧面过 盈配合的圆锥面，油管端头的头部设置有外扭矩台阶，管接头上设置有与该外扭矩台阶g己合的内扭矩台阶，油管端头的头部中段设置有外圆柱面，管接头上 设置与该外圆柱面过盈配合的内圆柱面。
进一步，油管端头的圆弧面与外扭矩台阶以凸圆弧面过渡，管接头上的
圆锥面与内4a矩台阶由凹圆弧面过渡。
更进一步，管接头内圆柱面处带有起始圆弧面。
采用上述技术方案后，该螺紋油管连接结构主密封部分通过油管端头的圆 柱面与管接头的圓柱面iMj己合实现，副密封采用油管端头的圓弧面和管接头 的圆锥面过盈配合实现，在适当的iMJ己^f乍用下，使连接部位具有优良、可 靠的气密封性能。油管端头的外扭矩台阶与管接头的内扭矩台附目配合，不仅 便于准确控制上扣的位置，而且有助于进一步提高密封的可靠性。
该油管螺紋连接结构在上、卸扣过程中螺紋主M连接作用，动柠扭矩拧 紧力矩只有少量作用在螺紋上，大量的拧紧力矩作用在油管端头的外扭矩台阶 与管接头上设置的内扭矩台阶上，因此大大提高了螺故抗粘扣能力和抗过扭矩 能力。
油管端头的圆弧面与外扭矩台阶以凸圆弧面过渡，管^J妄头上的圆锥面与内 扭矩台阶由凹圆弧面过渡，可以防止动柠过扭矩拧紧过程中造成顶端顶死。
油管端头的圆弧面及管接头上的起始圆弧面除起相应的密封作用外，*
上、卸扣过程中起密封部位的导向作用。
内孔部^i殳计上采用外螺紋件与内螺紋件的内孔平直过度，可使流体在管 柱内通过时流速稳定、避免对连接部位产生涡流冲刷现象。
综上所述，本发明的特点如下1、螺紋连接强度高；2、密封性能好；3、 上扣容易，不易错扣；4、抗粘扣性能好；5、抗过扭矩能力强；6、上扣后，连 接部位应力低；7、连接部位内孑L平直过渡，可使流体在管柱内通过时^i4稳定、 避免对连接部位产生涡流冲刷现象。
图1为;^发明的剖3见结构示意图2为图1的I部力欠大示意图3为图l的n部》文大示意图4为本发明的密封结构部分的分解示意图。
具体实施例方式
下面结合附图和实施例对本发明作进一步详细的说明。
油田使用油管的主^M^"有2-3/8〃 ( 60,32 mm )、 2-7/8〃 ( 73.02 mm )、3-1/2〃 (88.90 mm )、 4〃 (101.60 mm )、 (114.30 mm)等，以2-7/8〃头 最 常用。下面的M说明，以常用恥格2-7/8〃 (73.02 x 5.51mm)的油管，钢级 为P110为例，对油管特殊螺纟丈连接设计的特点加以说明
如图1~4所示， 一种油管螺纟丈连接结构，由具有外螺紋的油管端头10和 具有内螺紋的管接头11旋接而成，油管端头10和管接头11所采用的螺紋均为 非API标准的偏梯形锥螺紋，油管端头10的头部设置有R=6mm的圆弧面4， 管接头11上设置有与该圆弧面4过盈配合的1: 8的圆锥面3,油管端头10的 头部设置有15。外扭矩台阶8，管接头11上设置有与该外扭矩台阶8配合的 15°内扭矩台阶7，油管端头10的头部中段设置有①68. 725mm的外圓柱面2， 管接头11上设置与该外圆柱面2 M配合的①68. 522咖的内圆柱面1。
如图2所示，油管端头10的圓弧面4与外扭矩台阶以R-0.6mm的凸圓弧 面6过渡，管接头11上的圓锥面3与内扭矩台阶7由R0.4mm的凹圆弧面5 过渡。
如图2所示，管接头11内圆柱面1处带有起始R=5mm的圆孤面9。 该螺紋油管连接结构是根据API 5B标准偏梯形螺统连接强度高的特点， 依据API标准偏梯形螺紋的设计原理，采用螺距P为3.175mm (8牙/in)、锥 度为1: 16 (0.0625in/in)、螺紋高度h为1m、导向面角度ot为10° 、承载面 P为3。的有别于API标准的偏梯形螺紋尺寸参数设计，使螺紋部分的连接强 度达到或超过管体本身的强度。
该螺紋油管连接结构采用管端定径后镗孔加工工艺，使管体原有内孔d = 62mm、定径部分管体镗孔内孔dlilmm及接箍通孔dl' =61mm,三者内孔 平滑过渡。
权利要求
1、一种油管螺纹连接结构，由具有外螺纹的油管端头(10)和具有内螺纹的管接头(11)旋接而成，其特征在于油管端头(10)和管接头(11)所采用的螺纹均为偏梯形锥螺纹，油管端头(10)的头部设置有圆弧面(4)，管接头(11)上设置有与该圆弧面(4)过盈配合的圆锥面(3)，油管端头(10)的头部设置有外扭矩台阶(8)，管接头(11)上设置有与该外扭矩台阶(8)配合的内扭矩台阶(7)，油管端头(10)的头部中段设置有外圆柱面(2)，管接头(11)上设置与该外圆柱面(2)过盈配合的内圆柱面(1)。
2、 根据权利要求1所述的油管螺纟丈连接结构，其特4^于油管端头(10 ) 的圆弧面(4)与外外扭矩台阶以凸圓弧面(6)过渡，管接头(11)上的圓锥 面(3)与内扭矩台阶(7)由凹圆弧面(5)过渡。
3、 根据权利要求1或2所述的油管螺紋连接结构，其特征在于管接头 (11)内圆柱面(1)处带有起始圆弧面(9)。
全文摘要
本发明涉及一种油管螺纹连接结构，由具有外螺纹的油管端头(10)和具有内螺纹的管接头(11)旋接而成，油管端头(10)和管接头(11)所采用的螺纹均为偏梯形锥螺纹，油管端头(10)的头部设置有圆弧面(4)，管接头(11)上设置有与该圆弧面过盈配合的圆锥面(3)，油管端头(10)的头部设置有外扭矩台阶(8)，管接头(11)上设置有与该外扭矩台阶(8)配合的内扭矩台阶(7)，油管端头(10)的头部中段设置有外圆柱面(2)，管接头(11)上设置与该外圆柱面(2)过盈配合的内圆柱面(1)。本发明具有螺纹连接强度高、密封性能好、上扣容易且不易脱扣、抗粘扣性能好、抗过扭矩能力强等优点。
文档编号F16L15/00GK101307845SQ20081012327
公开日2008年11月19日 申请日期2008年7月11日 优先权日2008年7月11日
发明者冯玉明, 周家华, 吉 邱, 高建昌 申请人:江苏常宝钢管股份有限公司