地下储气库注气和采气用特殊螺纹接头制造技术

本发明专利技术公开了一种地下储气库注气和采气用特殊螺纹接头，属于天然气储运领域。所述特殊螺纹接头包括装配在一起的外螺纹接头和内螺纹接头，所述特殊螺纹接头的装配部位分为螺纹啮合段和主密封段，所述螺纹啮合段和所述主密封段相连；所述外螺纹接头和所述内螺纹接头中处于所述螺纹啮合段中的螺纹均为钩形深齿螺纹；所述主密封段为多重密封，包括两组锥面/锥面密封、一组柱面/柱面密封以及一组柱面/球面密封。本发明专利技术可提高螺纹接头在承受拉伸、压缩和弯曲载荷时的密封能力，增强螺纹接头在地下储气库注气和采气作业中的安全可靠性。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及天然气储运领域，特别涉及一种地下储气库注气和采气用特殊螺纹接头。
技术介绍
地下储气库能调节季节性用气峰谷差，或在意外发生时保证供气的连续性，目前，全球35个国家和地区已建成地下储气库600多座，建成储气库井2万多口，各国对地下储气库的发展和使用非常重视。地下储气库在运行中，注采气周期性频繁交替，气体在管柱内和地层之间双向流动，管柱要承受复杂载荷，注采过程中气体对管柱作用内压载荷，气体和地层的温度差导致 管柱要承受温度载荷，而注采过程中地层压力的变化会使管柱承受轴向拉伸、压缩或弯曲载荷，并且轴向压缩载荷比拉伸载荷大，由于螺纹接头是薄弱环节，所以螺纹接头密封性能的好坏以及是否可靠是决定地下储气库注采作业能否安全进行的关键。对于普通的API圆螺纹或偏梯形螺纹接头，所有的载荷均需由螺纹承担，圆螺纹在轴向拉伸载荷作用下容易发生滑脱，偏梯形螺纹则密封性能差，所以普通的API螺纹接头无法满足地下储气库注气和采气的要求。
技术实现思路
为了解决现有技术的问题，本专利技术实施例提供了一种地下储气库注气和采气用特殊螺纹接头，该特殊螺纹接头能够达到提高螺纹接头在承受拉伸、压缩和弯曲载荷时的密封能力，增强螺纹接头在地下储气库注气和采气作业中的安全可靠性的目的。所述技术方案如下一种地下储气库注气和采气用特殊螺纹接头，所述特殊螺纹接头包括装配在一起的外螺纹接头和内螺纹接头，所述特殊螺纹接头的装配部位分为螺纹啮合段和主密封段，所述螺纹啮合段和所述主密封段相连；所述外螺纹接头和所述内螺纹接头中处于所述螺纹啮合段中的螺纹均为钩形深齿螺纹；所述主密封段为多重密封，包括两组锥面/锥面密封、一组柱面/柱面密封以及一组柱面/球面密封。具体地，作为优选，所述两组锥面/锥面密封包括锥面/锥面密封I和锥面/锥面密封II，所述主密封段顺次包括所述锥面/锥面密封I、所述柱面/球面密封、所述柱面/柱面密封以及所述锥面/锥面密封II，所述锥面/锥面密封II与所述螺纹啮合段相连。具体地,作为优选,所述两组锥面/锥面密封各包括一对密封面,两组密封面相平行，所述两组密封面分别与垂直于螺纹接头中心线的平面形成夹角Θ3，且Θ3=58° 65。。具体地，作为优选，所述外螺纹接头包括顺次相连的外螺纹台肩、外螺纹接头主密封段以及外螺纹段；所述外螺纹接头主密封段包括顺次相连的外螺纹锥面密封I、外螺纹套管柱面及外螺纹锥面密封II ；所述外螺纹段包括外螺纹和外螺纹消失部；其中，所述外螺纹锥面密封I与所述外螺纹台肩通过圆弧连接，所述外螺纹锥面密封II与所述外螺纹消失部相连。具体地，作为优选，所述圆弧半径为O. 2mm O. 35mm。具体地，作为优选，所述内螺纹接头包括顺次相连的内螺纹台肩、内螺纹接头主密封段以及内螺纹段；所述内螺纹接头主密封段顺次包括内螺纹锥面密封I、柱面I、球面、柱面I、柱面、 柱面I以及内螺纹锥面密封II ；所述内螺纹段包括内螺纹、退刀槽及内凹段；其中，所述内螺纹锥面密封I与所述内螺纹台肩相连，所述内螺纹锥面密封II 一端与所述内凹段相连。具体地，作为优选，所述外螺纹套管柱面分别与所述内螺纹接头中各个柱面I之间形成各自的环隙，各自的环隙间距为I. 5 2mm。具体地，作为优选，所述外螺纹台肩和所述内螺纹台肩平行，且所述外螺纹台肩和所述内螺纹台肩均为负角度台肩，所述外螺纹台肩和内螺纹台肩的台肩面分别与垂直于螺纹接头中心线的平面形成夹角Θ4，Θ4=18° 23°。具体地，作为优选，所述特殊螺纹接头上扣拧紧后，所述锥面/锥面密封I的密封过盈量比所述锥面/锥面密封II的密封过盈量大。具体地，作为优选，所述柱面/球面密封的密封过盈量比所述柱面/柱面密封的密封过盈量大。具体地，作为优选，所述钩形深齿螺纹中径线上外螺纹齿宽LI比外螺纹齿槽宽L2大，而内螺纹齿宽L4比内螺纹齿槽宽L3小，其中，外螺纹齿宽Ll=3. 375mm，外螺纹齿槽L2=2. 975mm,内螺纹齿槽宽L3=3. 4mm,内螺纹齿宽L4=2. 95mm。具体地，作为优选，所述钩形深齿螺纹锥度为1:18。具体地，作为优选，所述钩形深齿螺纹齿顶高和齿底高相等，钩形深齿螺纹齿高比API偏梯形螺纹齿高大O. Imm O. 2mm。具体地，作为优选，所述钩形深齿螺纹中外螺纹齿顶导向侧圆角半径Rl=O. 5mm，所述钩形深齿螺纹中内螺纹齿底导向侧圆角半径R2=0. 3mm，除此之外，所述钩形深齿螺纹中其它螺纹圆角半径与API偏梯形螺纹圆角半径相同。具体地，作为优选，所述钩形深齿螺纹导向角Θ1=6° 7. 5°，所述钩形深齿螺纹承载角Θ2=2° 3. 5°。本专利技术实施例提供的技术方案带来的有益效果是相比现有技术，本专利技术提供一种地下储气库注气和采气用特殊螺纹接头，采用多重密封来提高主密封的密封能力和密封可靠性，两组锥面/锥面密封可以提供大的密封面积，而且可以承担一定的扭矩，柱面/柱面密封和柱面/球面密封能保证螺纹接头在承受轴向拉伸和压缩时的密封能力不变，柱面/球面密封还可保证螺纹接头在发生弯曲时的密封能力，柱面/柱面密封和柱面/球面密封的联合设计避免了球面可能受到的过大接触压力，多重密封形式的采用既避免了单一密封的弱点，又充分发挥了每一密封形式的优势，更重要的是大大增强了螺纹接头的密封可靠性，保证了地下储气库注气和采气作业过程中的安全可靠性。此外，与现有的API标准偏梯形螺纹比较，本专利技术涉及的钩形深齿螺纹具有锥度小、螺距大、齿高大、齿宽和齿槽宽大、导向角小等特点，故本专利技术螺纹具有更好的密封能力，可以承受更大的轴向拉伸和压缩载荷。因此，本专利技术可提高螺纹接头在承受拉伸、压缩和弯曲载荷时的密封能力，增强螺纹接头在地下储气库注气和采气作业中的安全可靠性。附图说明 为了更清楚地说明本专利技术实施例中的技术方案，下面将对实施例描述中所需要使 用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本专利技术的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。图I是本专利技术实施例提供的地下储气库注气和采气用特殊螺纹接头装配示意图；图2是本专利技术实施例所述特殊螺纹接头台肩及主密封处装配放大示意图；图3是本专利技术实施例所述外螺纹接头台肩及主密封处放大示意图；图4是本专利技术实施例所述内螺纹接头台肩及主密封处放大示意图；图5是本专利技术实施例所述外螺纹尺寸示意图；图6是本专利技术实施例所述内螺纹尺寸示意图。图中各符号表示含义如下I-内螺纹接头；202-外螺纹锥面密封I ;2-外螺纹接头；30 203-外螺纹锥面密封II ;3-内加厚过渡带；tl_外螺纹套管管体壁厚；4-台肩；t2_外螺纹套管内加厚管端壁厚；5-锥面/锥面密封I;Θ1-导向角；6-外螺纹套管柱面；Θ 2-承载角；7-柱面/球面密封；35 Θ 3-密封面与垂直于螺纹接头中心8-柱面/柱面密封；线的平面夹角；9-锥面/锥面密封II;Θ 4-台肩面与垂直于螺纹接头中心10-圆弧；线的平面夹角；11-外螺纹；H-齿高；12-柱面 I ;40 Hl-齿顶高；13-退刀槽；H2-齿底高；14-内螺纹；LI-外螺纹齿宽；15-内凹段；L2-外螺纹齿槽宽；16-中径线；L3-内螺纹齿槽宽；101-内螺纹台肩； 45 L4-内螺纹齿宽；102-内螺本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种地下储气库注气和采气用特殊螺纹接头，其特征在于，所述特殊螺纹接头包括装配在一起的外螺纹接头和内螺纹接头，所述特殊螺纹接头的装配部位分为螺纹啮合段和主密封段，所述螺纹啮合段和所述主密封段相连；所述外螺纹接头和所述内螺纹接头中处于所述螺纹啮合段中的螺纹均为钩形深齿螺纹；所述主密封段为多重密封，包括两组锥面/锥面密封、一组柱面/柱面密封以及一组柱面/球面密封。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：潘志勇，王建军，宋生印，刘心可，
申请(专利权)人：中国石油天然气集团公司，中国石油天然气集团公司管材研究所，
类型：发明
国别省市：