油管螺纹连接结构制造技术

技术编号:14597453 阅读:125 留言:0更新日期:2017-02-09 01:34
一种油管螺纹连接结构,包括接箍和管体。接箍的两端对称设有锥度为1:16的内螺纹,内螺纹的螺距为7牙/英寸,在内螺纹的顶端依次设有圆柱孔、圆锥孔及扭矩挡肩,扭矩挡肩的角度β1为‑12°~‑15°,内螺纹的承载面角度α1 为‑3°~‑5°,导向面角度θ1为10~15°,槽宽为1.9245mm,牙宽为1.7045mm,齿高h1为h2+0.2mm。管体的顶端设有锥度为1:16的外螺纹,外螺纹的螺距为7牙/英寸,在外螺纹的顶端依次设有圆柱面、圆锥面及端部台肩,端部台肩的角度β2为‑12°~‑15°,外螺纹的承载面角度α2 为‑3°~‑5°,导向面角度θ2为10~15°,槽宽为1.8145mm,牙宽为1.8145mm,齿高h2为0.8~1.2mm。

Oil pipe thread connection structure

The utility model relates to an oil pipe thread connection structure, which comprises a connecting rod and a pipe body. The coupling ends are symmetrically provided with taper thread 1:16, thread pitch of 7 teeth per inch, top internal threads are arranged on the cylindrical, conical hole and shoulder torque, torque shoulder angle beta 1 to 12 DEG to 15 DEG, internal thread bearing angle alpha 1 is 3 DEG to 5 DEG, surface oriented angle theta 1 is 10 to 15 degrees, the trough width is 1.9245mm, the tooth width of 1.7045mm, high gear 1 for h2+0.2mm. The top tube body is provided with a taper thread 1:16, thread pitch of 7 teeth per inch, on top of external threads are arranged on the cylindrical surface, conical surface and end shoulder, end shoulder angle beta 2 for 12 DEG to 15 DEG, alpha bearing surface angle external thread 2 for 3 DEG to 5 DEG, surface oriented angle theta 2 is 10 to 15 degrees, the trough width is 1.8145mm, the tooth width is 1.8145mm, 2 teeth to 0.8 ~ 1.2mm.

【技术实现步骤摘要】

本技术涉及一种螺纹连接结构,特别是一种螺距为7牙/英寸的油管螺纹连接结构。
技术介绍
在开采石油和天然气的过程中,石油油管和天然气套管都是通过螺纹连接起来,组成长达数千米的石油油管柱和天然气套管管柱,形成石油和天然气的通道。其中,螺纹连接部位是最为薄弱的环节,很多失效都发生在螺纹连接部位。如何增加油管螺纹连接的可靠性、安全性,是目前需要解决的技术难题。目前,油管螺纹连接结构一般可以分为两类:一类是符合API标准的API油管螺纹连接结构,另一类是除了API螺纹以外的特殊螺纹连接结构。API油管螺纹又分为不加厚油管螺纹、外加厚油管螺纹两种种形式。但其螺纹型式都为锥度1:16的锥管圆螺纹螺纹,螺纹的螺距是8牙/英寸(3.175mm)或者10牙/英寸(2.54mm),其导向面角30°,承载面角30°,螺纹的齿高1.81mm。这种螺纹由于承载面角度大,在轴向载荷作用下会产生很大的径向分力,造成螺纹滑脱失效,因此连接效率低,连接强度一般只有管体强度的60-80%。另外连接后在螺纹齿顶齿底处存在一条螺旋状的泄露通道,即使在加工公差为零的情况下,泄露通道仍然存在,说明API圆螺纹在设计密封性能上本身存在缺陷,他的密封性能主要是靠螺纹脂填堵间隙进行保证,但螺纹脂在温度升高或在长期服役条件下,易挥发和变质,这样就大大降低了接头的密封性能。为了克服API螺纹连接的上述缺点,目前研究人员已设计了各种各样的特殊螺纹连接结构,例如中国专利公开号为CN2276068Y的“油井管螺纹接头”,采用具有密封结构的油井管接头,由外螺纹件和内螺纹件组成,其螺纹仍然为偏梯形螺纹,但是在外螺纹前端设置一个圆弧凸密封面,在内螺纹相应啮合的位置设置一个圆柱孔密封面,凸起弧面与圆柱密封面构成主密封部分,同时,外螺纹管件端面与内螺纹底部台肩侧面对接构成副密封部分,该接头增加了主密封结构和副密封结构,因而密封性能增强,但接头的螺纹没有改进。
技术实现思路
本技术的目的是克服现有技术的上述不足而提供一种螺距为7牙/英寸的油管螺纹连接结构,该螺纹连接结构连接效率高、抗弯曲性能好,通过优化螺纹设计,降低了螺纹部位的应力集中程度,特别适合在深井、水平井、大位移井中使用。本技术的技术方案是:一种油管螺纹连接结构,包括接箍和管体。接箍的两端对称设有锥度为1:16的内螺纹,内螺纹的螺距为7牙/英寸,在内螺纹的顶端依次设有圆柱孔、圆锥孔及扭矩挡肩,扭矩挡肩的角度β1为-12°~-15°,内螺纹的承载面角度α1为-3°~-5°,导向面角度θ1为10~15°,槽宽为1.9245mm,牙宽为1.7045mm,齿高h1为h2+0.2mm。管体的顶端设有锥度为1:16的外螺纹,外螺纹的螺距为7牙/英寸,在外螺纹的顶端依次设有圆柱面、圆锥面及端部台肩,端部台肩的角度β2为-12°~-15°,外螺纹的承载面角度α2为-3°~-5°,导向面角度θ2为10~15°,槽宽为1.8145mm,牙宽为1.8145mm,齿高h2为0.8~1.2mm。本技术与现有技术相比具有如下特点:1、油管螺纹连接结构在正常使用时,内螺纹与外螺纹、圆锥孔与圆锥面发生过盈配合,圆锥孔与圆柱面不接触,二者之间存有间隙。金属/金属密封由圆锥孔与圆锥面完成。同时,扭矩挡肩与端部台肩发生轴向过盈,产生的反力使内螺纹与外螺纹的承载面紧密接触,螺纹承载面与扭矩挡肩面组成一个楔形结构,在弯曲载荷下,该楔形结构具有良好的承载效果。2、油管螺纹连接结构的螺纹形式与标准的油管螺纹都不相同,虽然内螺纹与外螺纹仍采用锥度1:16的锥管螺纹形式,但是内螺纹与外螺纹的螺距更改为7牙/英寸(3.629mm),螺距比API圆螺纹螺距更大,减少上扣时跳扣错扣的概率,便于油田开采和天然气开采上扣,提高下井效率,螺纹承载能力更强应力分布更均匀,有利于提高抗粘扣性能。3、内螺纹与外螺纹的齿高不同,当这样,内螺纹与外螺纹啮合后,齿顶与齿底之间存在大约0.2mm的间隙,齿侧与齿侧之间存在大约0.11mm的间隙,这些间隙的存在,一方面可以储存螺纹脂,另一方面还可以减小螺纹局部的应力集中。以下结合附图和具体实施方式对本技术的详细结构作进一步描述。附图说明附图1为油管螺纹连接结构的结构示意图;附图2为接箍的结构示意图;附图3为附图2中的I部放大图;附图4为内螺纹的结构示意图;附图5为管体的结构示意图;附图6为附图5中的II部放大图;附图7为外螺纹的结构示意图。具体实施方式实施例一、本实施例的螺纹连接结构用于73.02×5.51mm石油油管,钢级为N80-1。其中,管体2的材料特性:屈服强度σs为552Mpa,抗拉强度σb为760Mpa。接箍1的材料特性与管体2相同。73.02×5.51mm石油油管螺纹连接结构,包括接箍1和管体2。接箍1的外径为88.90mm,接箍1的两端对称设有锥度为1:16的内螺纹1-1,内螺纹1-1的螺距为7牙/英寸,在内螺纹1-1的顶端依次设有圆柱孔1-2、圆锥孔1-3及扭矩挡肩1-4,扭矩挡肩1-4的角度β1为-13°,内螺纹1-1的承载面角度α1为-4°,导向面角度θ1为11°,槽宽为1.9245mm,牙宽为1.7045mm,齿高h1为1.005mm。管体2的外径为73.02mm,壁厚为5.51mm,管体2的顶端设有锥度为1:16的外螺纹2-1,外螺纹2-1的螺距为7牙/英寸,在外螺纹2-1的顶端依次设有圆柱面2-2、圆锥面2-3及端部台肩2-4,端部台肩2-4的角度β2为-13°,外螺纹2-1的承载面角度α2为-4°,导向面角度θ2为11°,槽宽为1.8145mm,牙宽为1.8145mm,齿高h2为0.805mm。本实施例提供的油管螺纹连接结构的连接强度达到645kN,气密封能力达到72.88Mpa,抗弯曲能力达到抗弯曲能力达到20°/30米。实施例二、本实施例的螺纹连接结构用于114.3×6.88mm的油管,钢级为P110,其中,管体2的材料特性:屈服强度σs为758Mpa,抗拉强度σb为880Mpa。接箍1的材料特性与管体2相同。114.3×6.88mm油管螺纹连接结构,包括接箍1和管体2。接箍1的外径为132.08mm,接箍1的两端对称设有锥度为1:16的内螺纹1-1,内螺纹1-1的螺距为7牙/英寸,在内螺纹1-1的顶端依次设有圆柱孔1-2、圆锥孔1-3及扭矩挡肩1-4,扭矩挡肩1-4的角度β1为-13°,内螺纹1-1的承载面角度α1为-4°,导向面角度θ1为11°,槽宽为1.9245mm,牙宽为1.7045mm,齿高h1为1.005mm。管体2的外径为114.30mm,壁厚为6.88mm,管体2的顶端设有锥度为1:16的外螺纹2-1,外螺纹2-1的螺距为7牙/英寸,在外螺纹2-1的顶端依次设有圆柱面2-2、圆锥面2-3及端部台肩2-4,端部台肩2-4的角度β2为-13°,外螺纹2-1的承载面角度α2为-4°,导向面角度θ2为11°,槽宽为1.8145mm,牙宽为1.8145mm,齿高h2为0.805mm。本实施例提供的油管螺纹连接结构的连接强度达到1792kN,气密封能力达到80Mpa,抗弯曲能力达到抗弯曲能力达到20°/30米。本文档来自技高网
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【技术保护点】
一种油管螺纹连接结构,其特征是:包括接箍和管体;接箍的两端对称设有锥度为1:16的内螺纹,内螺纹的螺距为7牙/英寸,在内螺纹的顶端依次设有圆柱孔、圆锥孔及扭矩挡肩,扭矩挡肩的角度β1为‑12°~‑15°,内螺纹的承载面角度α1 为‑3°~‑5°,导向面角度θ1为10~15°,槽宽为1.9245mm,牙宽为1.7045mm,齿高h1为h2+0.2mm;管体的顶端设有锥度为1:16的外螺纹,外螺纹的螺距为7牙/英寸,在外螺纹的顶端依次设有圆柱面、圆锥面及端部台肩,端部台肩的角度β2为‑12°~‑15°,外螺纹的承载面角度α2 为‑3°~‑5°,导向面角度θ2为10~15°,槽宽为1.8145mm,牙宽为1.8145mm,齿高h2为0.8~1.2mm。

【技术特征摘要】
1.一种油管螺纹连接结构,其特征是:包括接箍和管体;接箍的两端对称设有锥度为1:16的内螺纹,内螺纹的螺距为7牙/英寸,在内螺纹的顶端依次设有圆柱孔、圆锥孔及扭矩挡肩,扭矩挡肩的角度β1为-12°~-15°,内螺纹的承载面角度α1为-3°~-5°,导向面角度θ1为10~15°,槽宽为1.9245mm,牙宽为1.7045mm,齿高h1为h2+0.2mm;管体的顶端设有锥度为1:16的外螺纹,外螺纹的螺距为7牙/英寸,在外螺纹的顶端依次设有圆柱面、圆锥面及端部台肩,端部台肩的角度β2为-12°~-15°,外螺纹的承载面角度α2为-3°~-5°,导向面角度θ2为10~15°,槽宽为1.8145mm,牙宽为1.8145mm,齿高h2为0.8~1.2mm。2.如权利要求1所述的一种油管螺纹连接结构,其特征是:所述的螺纹连接结构用于73.02×5.51mm石油油管,钢级为N80-1,管体的材料特性:...

【专利技术属性】
技术研发人员:吴丹李小兵谢凯意李建亮张垂贵付强刘功威胡志立
申请(专利权)人:衡阳华菱钢管有限公司
类型:新型
国别省市:湖南;43

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