[實用新型]一種低應力高密封性能的油套管用金屬密封接頭

有效

• 申請號: 201120455974.0
• 申請日: 2011-11-17
• 公開（公告）號: CN202325290U
• 公開（公告）日: 2012-07-11
• 發明（設計）人: 蘇忠貴;賈廣民;李芙蓉
• 申請（專利權）人: 延安嘉盛石油機械有限責任公司
• 主分類號: E21B17/08
• 分類號: E21B17/08
• 代理公司: 西安西達專利代理有限責任公司 61202
• 代理人: 第五思軍

技術領域

本實用新型屬于油套管技術領域，具體涉及一種低應力高密封性能的油套管用金屬密封接頭。?

背景技術

油套管是油氣田勘探開發中的重要物資基礎，是地下油氣資源通向地面的重要通道。由于服役工況的復雜，如溫度、井深等日益增加，尤其是隨著各種新鉆井、完井技術的出現和資源需求所致的超深氣田開發，常規API螺紋接頭已經滿足不了應用要求，具有金屬密封的特殊接頭在油氣開發中獲得了越來越多的應用。目前市場上多數特殊接頭的設計均通過了全尺寸試驗驗證，但在使用過程中發現，50%以上的高壓深井超深井的油套管管柱出現泄漏現象，需要花費數千萬元去修井、更換油管接頭。經過分析，造成這種現象的主要原因是目前帶金屬密封結構的油套管特殊接頭密封面處的接觸壓力過大，經過井下疲勞載荷作用，密封面上產生微損傷；同時具有過大應力的部位在腐蝕性介質沖擊下產生腐蝕損傷，從而使得接頭出現泄漏，油套管之間的環空壓力增加影響油氣開采安全。?

發明內容

為了克服上述現有技術的不足，本實用新型的目的在于提供了一種為滿足高壓深井超深井的油套管管柱的服役工況需求而設計了一種低應力高密封性能的油套管用金屬密封接頭，解決目前常用的特殊接頭在井下出現泄漏、沖擊/應力腐蝕損傷等問題，延長井下管柱的使用壽命，降低油氣開采成本。?

為了實現上述目的，本實用新型采用的技術方案是：一種低應力高密封性能的油套管用金屬密封接頭，包括有一帶外螺紋3的管體1和帶內螺紋9的接箍2，其特點是接箍2兩端結構相對稱，在接箍2中間的內螺紋9的端部有專用于密封的金屬內密封面11，內螺紋9通過退刀槽10與內密封面11相連，與內密封面11相鄰的端部設有內扭矩臺肩14，內圓柱面12是從內密封面11到內扭矩臺肩14的過渡面，更靠近管體1端部設有外密封面5，在管體1的端部設有外扭矩臺肩8，外螺紋3與外密封面5之間設有過渡錐面4，外圓柱面6是從外密封面5到外扭矩臺肩8的過渡面，外密封面5的主要密封錐面與管體1的軸向角a為16°，在密封直徑檢測點16左側0.1mm?的轉折點17處，外密封面5的密封錐面角v為15°~15.8°，內密封面11的主要密封錐面與管體1的軸向角b為16°，在密封直徑檢測點15右側0.1mm的轉折點18處，內密封面11的密封錐面角y為15°~15.8°。??

所述的外圓柱面6與外扭矩臺肩8之間的圓角7的半徑為1～1.3mm，外扭矩臺肩8與管體1接頭處的徑向的夾角θ為逆向1°～3°。?

所述的內圓柱面12與內扭矩臺肩14之間的圓角13的半徑為0.4~0.8mm，內扭矩臺肩14與管接頭徑向的夾角β為逆向1°～3°。?

所述的外密封結構包括過渡錐面4、外密封面5、外圓柱面6、圓角7和外扭矩臺肩8，其長度L為8～15mm，外密封面5距外扭矩臺肩8的長度H為4～8mm。?

????所述的內密封結構包括退刀槽10、內密封面11、圓柱面12、圓角13和內扭矩臺肩14，其長度K為8～15mm，內密封面11距內扭矩臺肩14的長度F為4～8mm。?

所述的外密封面5的控制點距端部外扭矩臺肩8的距離為4~8mm。?

所述的起連接作用的外螺紋3、內螺紋9為符合API標準的偏梯形螺紋。?

所述的內密封面11、外密封面5的長度為8～15mm，內密封面11的控制點距內扭矩臺肩14為4～8mm，外密封面5的控制點距端部外扭矩臺肩8的距離為4~8mm，所述的外螺紋3與過渡錐面4連接處的螺紋的傾角為30°。?

外螺紋3也是按API標準偏梯形螺紋加工而成。?

本實用新型的有益效果是：?

本實用新型的效果是在充分利用了成熟的API標準偏梯形螺紋標準及加工技術，增加了金屬對金屬的密封結構和上扣連接定位的臺肩結構，能滿足高壓深井超深井的油套管管柱的服役工況需求，具有氣密封性能高、接頭內部應力低、不易粘扣的良好使用特性；

由于設計了變角度錐面密封結構、逆向1°～3°的外扭矩臺肩8和內扭矩臺肩14，減小了接頭的金屬密封過盈量，從而降低了接頭內部的應力，同時保證了接頭的密封可靠性，該接頭的金屬密封結構具有較低的接觸壓力，減少了螺紋及金屬密封面在上扣連接時發生粘扣的可能性，提高了螺紋的抗磨損能力，避免了高壓高速流體對接頭的沖擊與腐蝕作用，同時保證了接頭的氣體內壓密封強度與管體的內屈服強度；