一种具有连续多段密封结构的油套管接头制造技术

本发明专利技术公开了一种具有连续多段密封结构的油套管接头，包括公端、以及与其适配的母端；所述公端的外径上设有外螺纹，所述公端的端部为扭矩台肩Ⅰ，所述外螺纹与所述扭矩台肩Ⅰ之间的所述公端的外径上设有多段密封结构Ⅰ；所述母端的内径上设有内螺纹，所述母端的端部为扭矩台肩Ⅱ，所述内螺纹与所述扭矩台肩Ⅱ之间的所述母端的内径上设有多段密封结构Ⅱ；所述外螺纹与所述内螺纹之间为啮合配合，所述多段密封结构Ⅰ与所述多段密封结构Ⅱ之间为过盈配合。本发明专利技术用以满足油气开采的需求。本发明专利技术用以满足油气开采的需求。本发明专利技术用以满足油气开采的需求。

【技术实现步骤摘要】
一种具有连续多段密封结构的油套管接头


[0001]本专利技术涉及石油管
，更具体地说，涉及一种具有连续多段密封结构的油套管接头。

技术介绍

[0002]油套管通过接头连接的管柱组成了地下数千米油气资源与地面的通道，油套管接头是整个管柱的薄弱环节。随着石油勘探与钻采工程技术的进步，深井、超深井、高温井、高腐蚀井逐步被开采，油套管的连接要求也需要逐步提高。接头在高拉伸、高内压、高温、高压缩、高弯曲、高疲劳等载荷状态下的复合密封完整性显得非常重要，而传统密封油套管接头不能满足。《ISO 13679
‑
2002石油天然气工业套管及油管螺纹连接试验程序》提出了油套管接头的评价方案，标准重视了接头在拉伸、压缩等条件下的密封完整性，为了满足油套管接头性能的更高要求，API在2017年出版了《API RP 5C5
‑
2017》，并且随后ISO 13679也更新至2019版本，但二者共同的特点是对接头在高温、多次循环等要求下提出更为苛刻的设计要求，多数传统密封油套管接头不能满足。
[0003]油套管的螺纹接头一般分为普通API接头和气密封特殊螺纹接头，前者主要应用在原油开采，不具备稳定气密封能力，和本专利技术技术不同。后者的气密封特殊螺纹接头1一般是指通过螺纹2与金属密封面3、扭矩台肩4等组成，从而满足接头密封等性能，如图1所示。
[0004]在现有的专利申请中，如99240437.1、99240438.X、01253367.X、02209453.9、02257690.8、200420059633.1、200720096474.6、200720027706.2、200720027707.7、200720199432.5、200920154275.5、201020013334.X、200920277215.2、201020254008.8、00249827.8、201020506375.2、201120037927.4、97115288.8、386953、CN102011557A、CN102071881A等，此类设计均为单结构密封为主，不能满足现有标准或应用工况的需求。

技术实现思路

[0005]针对现有技术中存在的上述缺陷，本专利技术的目的是提供一种具有连续多段密封结构的油套管接头，用以满足油气开采的需求。
[0006]为实现上述目的，本专利技术采用如下技术方案：
[0007]一种具有连续多段密封结构的油套管接头，包括公端、以及与其适配的母端；
[0008]所述公端的外径上设有外螺纹，所述公端的端部为扭矩台肩Ⅰ，所述外螺纹与所述扭矩台肩Ⅰ之间的所述公端的外径上设有多段密封结构Ⅰ；
[0009]所述母端的内径上设有内螺纹，所述母端的端部为扭矩台肩Ⅱ，所述内螺纹与所述扭矩台肩Ⅱ之间的所述母端的内径上设有多段密封结构Ⅱ；
[0010]所述外螺纹与所述内螺纹之间为啮合配合，所述多段密封结构Ⅰ与所述多段密封结构Ⅱ之间为过盈配合。
[0011]较佳的，所述外螺纹、所述内螺纹均为负承载角度的螺纹。
[0012]较佳的，所述公端的外径D为40～400mm。
[0013]较佳的，所述外螺纹的螺距、螺纹高度h1设置如下：
[0014]当所述公端的外径D小于74mm时，所述螺距为3.175mm，所述螺纹高度h1为0.8～1.2mm；
[0015]当所述公端的外径D小于74～114mm时，所述螺距为4.233mm，所述螺纹高度h1为1.0～1.3mm；
[0016]当所述公端的外径D小于115～220mm时，所述螺距为6.35mm，所述螺纹高度h1为1.5～1.8mm；
[0017]当所述公端的外径D小于221～400mm时，所述螺距为6.35mm，所述螺纹高度h1为2.0～2.5mm。
[0018]较佳的，所述内螺纹的螺距与所述外螺纹的螺距相同；
[0019]所述内螺纹的螺纹高度h2与所述外螺纹的螺纹高度h1之间的差值为0.1～0.4mm。
[0020]较佳的，所述多段密封结构Ⅰ包括由所述扭矩台肩Ⅰ至所述外螺纹方向依次设置的圆弧段Ⅰ、直线段Ⅰ和圆弧段Ⅱ。
[0021]较佳的，所述圆弧段Ⅰ的圆弧半径R1≤2.0mm，所述圆弧段Ⅱ的圆弧半径R2为3～10mm，所述直线段Ⅰ与所述公端的水平轴线之间的夹角α1为10～40
°
。
[0022]较佳的，所述多段密封结构Ⅱ包括由所述扭矩台肩Ⅱ至所述内螺纹方向依次设置的圆弧段Ⅲ、直线段Ⅱ和圆弧段Ⅳ。
[0023]较佳的，所述圆弧段Ⅲ的圆弧半径R3≤3.0mm，所述圆弧段Ⅳ的圆弧半径R4为3～15mm，所述直线段Ⅱ与所述母端的水平轴线之间的夹角α2为10～40
°
。
[0024]较佳的，所述公端的壁厚t满足t/D≤12％，且t≤20mm；
[0025]D为所述公端的直径；和/或
[0026]所述扭矩台肩Ⅰ、所述扭矩台肩Ⅱ的内径与D
‑
2t之间的差值在
‑
2.0～1.0之间。
[0027]本专利技术所提供的一种具有连续多段密封结构的油套管接头，具有以下几点有益效果：
[0028]1)满足套管在上多次(D＜120mm以下九次，D≥120mm以上三次)卸扣过程中不发生粘接；
[0029]2)接头的拉伸、内压和外挤性能不低于管体本身；
[0030]3)满足接头密封能力与管体内压相同，接头弯曲可达到20
°
/30m；
[0031]4)接头能通过API RP 5C5
‑
2017评价要求。
附图说明
[0032]图1是现有气密封特殊螺纹接头的示意图；
[0033]图2是本专利技术油套管接头中公端的结构示意图；
[0034]图3是图2中多段密封结构Ⅰ的示意图；
[0035]图4是本专利技术油套管接头中母端的结构示意图；
[0036]图5是图4中多段密封结构Ⅱ的示意图；
[0037]图6是本专利技术油套管接头中多段密封结构Ⅰ与多段密封结构Ⅱ配合的示意图；
[0038]图7是本专利技术油套管接头中扭矩台肩Ⅰ、扭矩台肩Ⅱ厚度的示意图。
具体实施方式
[0039]为了能更好地理解本专利技术的上述技术方案，下面结合附图和实施例进一步说明本专利技术的技术方案。
[0040]结合图2至图5所示，本专利技术所提供的一种具有连续多段密封结构的油套管接头，包括公端100、以及与其适配的母端200。
[0041]公端100的外径上设有外螺纹5，公端100的端部为扭矩台肩Ⅰ6，外螺纹5与扭矩台肩Ⅰ6之间的公端100的外径上设有多段密封结构Ⅰ7。
[0042]母端200的内径上设有内螺纹8，母端的端部为扭矩台肩Ⅱ9，内螺纹8与扭矩台肩Ⅱ9之间的母端200的内径上设有多段密封结构Ⅱ10。
[0043]公端100的外径D涵盖从40～400mm，壁厚t满足t本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种具有连续多段密封结构的油套管接头，其特征在于：包括公端、以及与其适配的母端；所述公端的外径上设有外螺纹，所述公端的端部为扭矩台肩Ⅰ，所述外螺纹与所述扭矩台肩Ⅰ之间的所述公端的外径上设有多段密封结构Ⅰ；所述母端的内径上设有内螺纹，所述母端的端部为扭矩台肩Ⅱ，所述内螺纹与所述扭矩台肩Ⅱ之间的所述母端的内径上设有多段密封结构Ⅱ；所述外螺纹与所述内螺纹之间为啮合配合，所述多段密封结构Ⅰ与所述多段密封结构Ⅱ之间为过盈配合。2.根据权利要求1所述的具有连续多段密封结构的油套管接头，其特征在于：所述外螺纹、所述内螺纹均为负承载角度的螺纹。3.根据权利要求2所述的具有连续多段密封结构的油套管接头，其特征在于：所述公端的外径D为40～400mm。4.根据权利要求3所述的具有连续多段密封结构的油套管接头，其特征在于，所述外螺纹的螺距、螺纹高度h1设置如下：当所述公端的外径D小于74mm时，所述螺距为3.175mm，所述螺纹高度h1为0.8～1.2mm；当所述公端的外径D小于74～114mm时，所述螺距为4.233mm，所述螺纹高度h1为1.0～1.3mm；当所述公端的外径D小于115～220mm时，所述螺距为6.35mm，所述螺纹高度h1为1.5～1.8mm；当所述公端的外径D小于221～400mm时，所述螺距为6.35mm，所述螺纹高度h1为2.0～2.5mm。5.根据权利要求4所述的具有连续多段密封结构的油套管接头，其特征在于：所述内螺纹的螺距与所述外螺纹的螺距相同；...

【专利技术属性】
技术研发人员：罗蒙，刘绍锋，
申请(专利权)人：宝山钢铁股份有限公司，
类型：发明
国别省市：