一种铝合金套管气密封特殊螺纹接头制造技术

本实用新型专利技术公开了一种铝合金套管气密封特殊螺纹接头，包括装配连接的铝合金套管外螺纹加厚端和铝合金套管内螺纹加厚端，铝合金套管外螺纹加厚端和铝合金套管内螺纹加厚端均设置在管端部外的加厚结构上，铝合金套管外螺纹加厚端和铝合金套管内螺纹加厚端之间采用锥度螺纹配合以及无接箍直联形式；本实用新型专利技术的管端部采用了外加厚的结构设计，增加螺纹啮合面积，提高接头承载性能，铝合金套管外螺纹加厚端和铝合金套管内螺纹加厚端采用直联形结构，减少接头加工数量，减少接头上扣数量，提高管柱密封可靠性，适应于铝合金塑性好、易于挤压成形特点，提高螺纹接头机械性能。

Aluminum alloy casing gas seal special threaded joint

The utility model discloses a special threaded joint for air sealing of aluminum alloy sleeve, which comprises an aluminum alloy sleeve outer thread thickening end and an aluminum alloy sleeve inner thread thickening end assembled and connected, an aluminum alloy sleeve outer thread thickening end and an aluminum alloy sleeve inner thread thickening end are arranged on the thickening structure outside the tube end, and an aluminum alloy sleeve is arranged on the aluminum alloy sleeve inner thread thickening end. The taper thread matching and non-collar direct connection are adopted between the outer thread thickening end and the inner thread thickening end of the aluminum alloy sleeve; the tube end of the utility model adopts an external thickening structure design to increase the meshing area of the thread, improve the bearing capacity of the joint, and the outer thread thickening end of the aluminum alloy sleeve and the inner thread thickening of the aluminum alloy sleeve. The end adopts the straight connection structure, reduces the number of joints processed, reduces the number of joints buckled, improves the reliability of string sealing, adapts to the characteristics of good plasticity and easy extrusion of aluminum alloy, and improves the mechanical properties of threaded joints.

【技术实现步骤摘要】
一种铝合金套管气密封特殊螺纹接头
本技术属于螺纹接头
，具体涉及一种铝合金套管气密封特殊螺纹接头。
技术介绍
随着石油天然气勘探开发进程的不断发展，深井、高含硫井、水平井及大位移井等数量不断增加，套管服役工况日趋苛刻。相对于普通钢制套管，铝合金套管比强度高、抗硫化氢应力腐蚀及耐腐蚀疲劳性能良好，可以显著减轻套管柱重量，提高套管柱的最大下入深度、提高耐腐蚀性能等，提高套管柱服役安全可靠性。套管柱中包含大量螺纹接头，其是管柱的最薄弱环节。针对铝合金弹性模量低、塑性好、耐腐蚀等特点，需要适宜的特殊螺纹接头结构，保证套管密封性能、机械性能及抗粘扣性能等。
技术实现思路
本技术的目在于提供一种铝合金套管气密封特殊螺纹接头，替代普通钢制套管，体现高比强度、高耐蚀性及高耐腐蚀疲劳性能优势，主要解决铝合金接头密封性、承载能力和抗粘扣性能问题。为实现上述目的，本技术的技术方案是：一种铝合金套管气密封特殊螺纹接头，包括装配连接的铝合金套管外螺纹加厚端和铝合金套管内螺纹加厚端，铝合金套管外螺纹加厚端和铝合金套管内螺纹加厚端均设置在管端部外的加厚结构上，铝合金套管外螺纹加厚端和铝合金套管内螺纹加厚端之间采用锥度螺纹配合以及无接箍直联形式。铝合金套管外螺纹加厚端和铝合金套管内螺纹加厚端的螺纹承载面角度为3°，螺纹导向面角度为25°，外螺纹的齿顶与内螺纹的齿底之间设置有齿顶间隙，直角台肩，接头内表面相平。齿顶间隙的具体参数是0.05mm～0.2mm。铝合金套管外螺纹加厚端的末级齿后设置有螺纹脂存储空间。螺纹脂存储空间具体设置轴向长度为1～1.5倍螺距，同时满足机械加工退刀要求。装配完成后，铝合金套管外螺纹加厚端前段与铝合金套管内螺纹加厚端之间形成锥面-球面金属密封面。铝合金套管外螺纹加厚端和铝合金套管内螺纹加厚端均为全铝合金套管接头。装配完成后，铝合金套管外螺纹加厚端与铝合金套管内螺纹加厚端的管体内壁对接口设置有扩张的锥面，且两对接的锥面交界处平齐。铝合金套管外螺纹加厚端和内螺纹加厚端采用直角台肩结构。与现有技术相比，本技术至少具有以下有益效果，本技术的管端部采用了外加厚的结构设计，增加螺纹啮合面积，提高接头承载性能，铝合金套管外螺纹加厚端和铝合金套管内螺纹加厚端采用直联形结构，减少接头加工数量，减少接头上扣数量，提高管柱密封可靠性，适应于铝合金塑性好、易于挤压成形特点，提高螺纹接头机械性能。进一步的，采用了正角度承载面，提高螺纹牙刚度，易于螺纹清洗，加工便捷；大角度导向面具有易对扣、抗粘扣的优点，齿顶大间隙能够有效的降低外螺纹牙载荷，减小螺纹牙变形量；螺纹脂存储空间方便储存上扣螺纹脂，螺纹加工退刀；适应于铝合金弹性模量低、易变形的特点，提高螺纹接头机械性能和抗粘扣性能。进一步的，通过在铝合金套管外螺纹加厚端前段与铝合金套管内螺纹加厚端之间形成锥面-球面金属密封面，提高密封性能，在复合载荷作用下保持密封接触压力和宽度，提高密封面抗损伤性能。进一步的，直角台肩，保证螺纹接头机械性能，控制鼻端变形，并降低应力集中，提高密封接头稳健性，便于上扣位置控制及提高抗过扭矩性能，易于清洗。进一步的，铝合金套管外螺纹加厚端与铝合金套管内螺纹加厚端的管体对接口处设置有扩张的锥面，且两对接的锥面交界处平齐，提高接头内表面抗流体冲蚀性能。本技术采用上述技术方案，适应铝合金材料弹性模量低、塑性好等特点，使铝合金管接头易上扣而且不粘扣，达到与管体等强的轴向连接性能，保证拉伸或压缩、内压或外压及弯曲复合载荷状态下的气密封性能，提供满足工况需求的铝合金套管接头。附图说明图1是本技术特殊螺纹接头剖面结构示意图。图2是本技术特殊螺纹接头的螺纹及密封形式示意图。图中：1-铝合金套管外螺纹加厚端，2-直联型螺纹接头，3-铝合金套管内螺纹加厚端，4-螺纹承载面，5-螺纹导向面，6-齿顶间隙，7-螺纹脂存储空间，8-锥面-球面金属密封面，9-直角台肩，10-接头平齐内表面。具体实施方式下面结合附图和具体实施方式对本技术做进一步说明。如图1所示，包括装配连接的铝合金套管外螺纹加厚端1和铝合金套管内螺纹加厚端3，铝合金套管外螺纹加厚端1和铝合金套管内螺纹加厚端3均为全铝合金套管接头，铝合金套管外螺纹加厚端1和内螺纹加厚端3采用直角台肩结构，铝合金套管外螺纹加厚端1和铝合金套管内螺纹加厚端3均设置在管端部外的加厚结构上，铝合金套管外螺纹加厚端1和铝合金套管内螺纹加厚端3之间采用锥度螺纹配合以及无接箍直联形式2；如图2所示，铝合金套管外螺纹加厚端1和铝合金套管内螺纹加厚端3的螺纹承载面4角度为3°，螺纹导向面5角度为25°，外螺纹的齿顶与内螺纹的齿底之间设置有齿顶间隙6，齿顶间隙6的具体参数是0.05mm～0.2mm，直角台肩9，接头内表面相平10，铝合金套管外螺纹加厚端1的末级齿后设置有螺纹脂存储空间7，螺纹脂存储空间7具体设置轴向长度为1～1.5倍螺距，同时满足机械加工退刀要求，装配完成后，铝合金套管外螺纹加厚端1前段与铝合金套管内螺纹加厚端3之间形成锥面-球面金属密封面8。装配完成后，铝合金套管外螺纹加厚端1与铝合金套管内螺纹加厚端3的管体内壁对接口设置有扩张的锥面，且两对接的锥面交界处平齐。本技术的内外螺纹均为铝合金管体端部外加厚结构，增加螺纹实际承载面积以提高连接机械性能，直联形式减少螺纹加工数量并提高经济性及管柱密封可靠性。3°螺纹承载面和25°螺纹导向面的粗壮螺纹牙型，降低螺牙变形量，提供足够的轴向承载性能和易上扣性。公扣齿顶大间隙结构提高上扣顺畅性，有效保护外螺纹螺牙。螺纹脂存储空间有效保证密封部位螺纹脂合理分布并兼顾螺纹加工退刀。锥面-球面金属密封面提高密封面抗粘扣性，并保证接头在拉伸及弯曲载荷状态下的密封性能。直角台肩加工便捷，有效控制螺纹鼻端变形，提高密封面密封稳健性，提高抗过扭性能，便于螺纹清洗。接头内表面相平保证接头部位管体内部流体流态稳定，提高抗冲蚀性能。该特殊螺纹接头可适应选择不同外径、壁厚及钢级的铝合金套管，采用数控机床加工，内螺纹涂镀层厚度控制15～25um。上扣时两端均匀涂抹通用套管螺纹脂，夹持螺纹靠近管体侧的加厚端，现场采用最佳控制扭矩上扣。以上内容是对本技术所作的进一步详细说明，不能认定本技术的具体实施方式仅限于此，对于本技术所属
的普通技术人员来说，在不脱离本技术构思的前提下，还可以做出若干简单的推演或替换，都应当视为属于本技术由所提交的权利要求书确定专利保护范围。本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种铝合金套管气密封特殊螺纹接头，其特征在于：包括装配连接的铝合金套管外螺纹加厚端(1)和铝合金套管内螺纹加厚端(3)，铝合金套管外螺纹加厚端(1)和铝合金套管内螺纹加厚端(3)均设置在管端部的加厚结构上，铝合金套管外螺纹加厚端(1)和铝合金套管内螺纹加厚端(3)之间采用锥度螺纹配合以及无接箍直联形式(2)。

【技术特征摘要】
1.一种铝合金套管气密封特殊螺纹接头，其特征在于：包括装配连接的铝合金套管外螺纹加厚端(1)和铝合金套管内螺纹加厚端(3)，铝合金套管外螺纹加厚端(1)和铝合金套管内螺纹加厚端(3)均设置在管端部的加厚结构上，铝合金套管外螺纹加厚端(1)和铝合金套管内螺纹加厚端(3)之间采用锥度螺纹配合以及无接箍直联形式(2)。2.根据权利要求1所述的一种铝合金套管气密封特殊螺纹接头，其特征在于：铝合金套管外螺纹加厚端(1)和铝合金套管内螺纹加厚端(3)的螺纹承载面(4)角度为3°，螺纹导向面(5)角度为25°，外螺纹的齿顶与内螺纹的齿底之间设置有齿顶间隙(6)，直角台肩(9)，接头内表面相平(10)。3.根据权利要求1所述的一种铝合金套管气密封特殊螺纹接头，其特征在于：齿顶间隙(6)的具体参数是0.05mm～0.2mm。4.根据权利要求1所述的一种铝合金套管气密封特殊螺纹接头，其特征在于：铝合金套管外螺纹加厚端(1)的末级齿...

【专利技术属性】
技术研发人员：王鹏，冯春，杨尚谕，韩礼红，
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：新型
国别省市：北京,11