[實用新型]抗應力腐蝕氣密封套管螺紋接頭

有效

• 申請號: 201120108618.1
• 申請日: 2011-04-14
• 公開（公告）號: CN202081837U
• 公開（公告）日: 2011-12-21
• 發明（設計）人: 劉卜;黃云;黃英;滕建明;成海濤;呂建鋼
• 申請（專利權）人: 攀鋼集團鋼鐵釩鈦股份有限公司;攀鋼集團成都鋼釩有限公司
• 主分類號: E21B17/08
• 分類號: E21B17/08
• 代理公司: 成都立信專利事務所有限公司 51100
• 代理人: 馮忠亮

技術領域：

本實用新型涉及一種螺紋接頭，特別是一種抗應力腐蝕氣密封套管螺紋接頭，屬于石油及天然氣工業中套管螺紋接頭領域。

背景技術：

API螺紋由于技術成熟、易于加工、成本較低等優點，一直應用比較廣泛，但API螺紋由于結構設計方面的原因，存在許多難以克服的缺陷，如，連接強度低、密封性能不可靠、接頭應力水平高等，使API螺紋的使用受到限制。隨著石油天然氣資源的勘探和開發,含硫化氫、二氧化碳等腐蝕介質的油氣田的開發日益增加,套管的工作環境也日益惡劣和復雜。當前世界油氣田中大約有1/3含有硫化氫氣體,中國西部油氣田及四川盆地等油氣田都含有腐蝕介質等特點。為此,國內外一些先進的套管生產廠紛紛開發特殊螺紋接頭。一般來講，多數特殊螺紋的油套管接頭都是由三個部分構成：連接螺紋、密封面和抗扭矩臺肩。

中國專利96222992.X公開了一種油井管螺紋接頭，該接頭采用變形的API偏梯形螺紋，密封結構為柱面對球面金屬過盈密封，扭矩臺肩為直角。該接頭結構存在以下缺陷：柱面對球面金屬過盈密封屬于線、面接觸密封，密封接觸面積小，接觸應力高，在上卸扣過程中不但容易粘扣失效且其在腐蝕環境下容易發生應力腐蝕失效；直角扭矩臺肩在受軸向拉力時接觸壓力下降很快，且抗彎曲及復合載荷能力較差；球面密封結構加工難度大，檢測不方便。

實用新型內容：

本實用新型的目的是提供一種連接強度高、易于加工和檢測，抗應力腐蝕能力強，氣密封性能穩定的抗應力腐蝕氣密封套管螺紋接頭。

本實用新型是這樣實現的：

本實用新型由接箍2兩端各與一接頭1螺紋連接構成，接箍2的內壁有內徑周向臺肩7，其斷面為等腰梯形，臺肩7的內壁為等腰梯形的底邊，臺肩兩側的內壁依次有錐形密封面5′、圓柱過渡面4′和錐形內螺紋面3′與接頭1的錐形密封面5、圓柱過渡面4和錐形外螺紋面3配合，圓柱過渡面為間隙配合，錐形密封面為過盈配合，臺肩7的抗扭矩臺肩面6′與接頭1端面的抗扭矩臺肩面6配合。

螺紋為偏梯形螺紋，密封面錐度為1∶10，錐形螺紋面錐度為1∶16，扭矩臺肩角度為負15°。

錐形密封面過盈配合的過盈量0.4—0.5mm，密封面長度＞6mm。臺肩7與接頭1內壁平齊。

本實用新型連接強度高，易于加工和檢測，解決了已有接頭易粘扣，抗應力腐蝕能力差，氣密封性能不穩定的問題，保證了接頭在腐蝕介質環境下其氣密封性能的穩定性。本接頭采用低應力設計，螺紋部分采用符合API標準的偏梯形螺紋，減小了上扣后螺紋的應力水平。密封結構采用錐面對錐面金屬過盈密封技術，密封面錐度為1:10，設計了合理的密封過盈量和密封面長度，提高了密封面的接觸壓力和接觸面積，從而降低了密封面處的接觸應力提高了抗應力腐蝕能力。圓柱過渡面與圓柱過渡面為間隙配合，可儲存上扣后螺紋部分多余螺紋脂，減小螺紋部分的螺紋脂壓力。抗扭矩臺肩為負角度逆向臺肩，提高了接頭的抗復合載荷能力。內平齊設計有效地消除了流體紊流現象，并減少了能量損失。通過以上設計，本接頭在上扣后整體應力水平較低，約為普通螺紋的30%～40%左右，大大提高了其抗應力腐蝕能力。本接頭結構合理、氣密封性能可靠且加工難度小，生產效率高，適用于深井、高壓井等，應用前景廣闊。

附圖說明：

??????圖1為實用新型接頭裝配圖。

圖2為外螺紋接頭結構示意圖。

具體實施方式：

氣密封套管螺紋接頭，采用接箍式連接，包括接頭1，接箍2，外螺紋面3，外圓柱過渡面4，錐形密封面5，內螺紋面3′，圓柱過渡面4′，錐形密封面5′，抗扭矩臺肩面6，抗扭矩臺肩面6′。

本實用新型的各部分結構為：

螺紋采用符合API標準的偏梯形螺紋，外螺紋錐度與標準API螺紋接頭相同，均為1:16；密封面錐度為1:10；扭矩臺肩角度為負15°。

外螺紋面3與錐形密封面5之間為一段圓柱過渡面4，相交點采用圓弧過渡；抗扭矩臺肩面6為逆向臺肩，且與錐形密封面5之間采用圓弧過渡。

接箍中部具有抗扭矩臺肩7，抗扭矩臺肩面6′為逆向臺肩。接箍內壁面與該抗扭矩臺肩面6′兩側相交處分別為一段錐形密封面5′。接箍內壁面與錐形密封面5′之間為一段圓柱過渡面4′，相交點采用圓弧過渡。接箍內壁面與圓柱過渡面4′之間為內螺紋面3′。接箍抗扭矩臺肩7內壁與外螺紋接頭1的內壁平齊。

如圖所示：在接頭1和接箍2配合時，外螺紋面3與內螺紋面3′配合實現螺紋連接；圓柱過渡面4與圓柱過渡面4′為間隙配合，減小了螺紋嚙合后的螺紋脂壓力；密封面5與密封面5′為過盈配合，構成主密封結構，過盈量為0.47mm，密封面長度為7mm，逆向扭矩臺肩面6與接箍抗扭矩臺肩面6′配合，達到上扣定位和提高抗復合載荷的能力。?