[發明專利]一種頁巖氣井用高性能金屬自密封特殊螺紋接頭

在審

• 申請號: 201910762743.5
• 申請日: 2019-08-19
• 公開（公告）號: CN110318689A
• 公開（公告）日: 2019-10-11
• 發明（設計）人: 劉云;周新義;畢宗岳;苑清英;趙勇;汪強;徐凱;楊曉龍;晁利寧;唐家睿;李遠征;何石磊;李周波;田小江;劉新成;王一岑;魏耀奇
• 申請（專利權）人: 中國石油天然氣集團有限公司;寶雞石油鋼管有限責任公司
• 主分類號: E21B17/08
• 分類號: E21B17/08
• 代理公司: 北京科億知識產權代理事務所(普通合伙) 11350
• 代理人: 湯東鳳

1.一種頁巖氣井用高性能金屬自密封特殊螺紋接頭，其特征在于：包括接箍(1)和與接箍(1)配合的管體(2)，接箍沿軸線方向依次設置有內螺紋(3)、退刀槽(4)、接箍內密封錐面(5)、接箍抗扭矩臺肩(6)、接箍中孔(7)；管體(2)沿軸線方向依次設置有外螺紋(8)、外螺紋過度面(9)、圓錐過度面(10)、管體外密封錐面(11)、管體抗扭矩端面(12)、管端內平圓柱面(13)、管端內平圓錐面(14)；接箍(1)和管體(2)螺紋連接后，接箍內密封錐面(5)與管體外密封錐面(11)金屬過盈接觸，接箍抗扭矩臺肩(6)與管體抗扭矩端面(12)金屬過盈接觸，內螺紋(3)齒頂與外螺紋(8)齒底金屬過盈接觸，內螺紋(3)齒底與外螺紋(8)齒頂分離，內螺紋(3)導向面與外螺紋(8)導向面分離，內螺紋(3)承載面與外螺紋(8)承載面金屬接觸，退刀槽(4)與圓錐過度面(10)形成儲油槽(15)。

2.根據權利要求1所述的一種頁巖氣井用高性能金屬自密封特殊螺紋接頭，其特征在于：內螺紋(3)牙型為耦合偏梯形螺紋，包括齒頂、齒底、導向面、承載面、內螺紋齒高(H)、內螺紋齒槽(A1)、內螺紋齒厚(A2)，齒頂與齒底平行于接箍(1)中心軸線；導向面為雙角度組合導向面，第一導向面角度(γ1)為10°-13°，第二導向面角度(γ2)為30°-40°，第二導向面高度(h)為內螺紋齒高(H)的1/3-1/2；內螺紋承載面負角度(θ1)為1°-3°；內螺紋齒高(H)范圍為1.6mm-1.85mm；內螺紋齒槽(A1)與內螺紋齒厚(A2)之差為0.1mm-0.2mm。

3.根據權利要求1所述的一種頁巖氣井用高性能金屬自密封特殊螺紋接頭，其特征在于：外螺紋(8)牙型為偏梯形，包括齒頂、齒底、導向面、承載面、外螺紋齒高(H1)、外螺紋齒槽(C2)、外螺紋齒厚(C1)，齒頂與齒底平行于管體(2)中心軸線；外螺紋導向面角度(γ3)為10°-13°；外螺紋承載面負角度(θ2)為1°～3°；外螺紋齒高(H1)范圍為1.5mm-1.75mm；外螺紋齒槽(C2)與外螺紋齒厚(C1)之差為0.05m～0.15mm。

4.根據權利要求1所述的一種頁巖氣井用高性能金屬自密封特殊螺紋接頭，其特征在于：內螺紋(3)與外螺紋(8)均為小錐度圓錐螺紋，錐度為1:18，每英寸5牙；螺紋連接后，內螺紋(3)齒頂與外螺紋(8)齒底金屬過盈接觸范圍為0.05mm-0.2mm。

5.根據權利要求1所述的一種頁巖氣井用高性能金屬自密封特殊螺紋接頭，其特征在于：接箍內密封錐面(5)與管體外密封錐面(11)均為大錐度圓錐面，錐度范圍均為1:2.5-1:2，接箍內密封錐面(5)長度為6mm-12mm，管體外密封錐面(11)長度為3mm-6mm；內螺紋(3)與外螺紋(8)螺紋連接后，接箍內密封錐面(5)與管體外密封錐面(11)金屬過盈接觸，過盈長度(L)范圍為3mm-6mm，過盈量(δ1)范圍為0.2mm-1mm。

6.根據權利要求1所述的一種頁巖氣井用高性能金屬自密封特殊螺紋接頭，其特征在于：接箍(1)退刀槽(4)長度為5.08mm-10.16mm，深度為1mm-2mm；管體(2)圓錐過度面(10)的錐度范圍為1:18-1:20，外螺紋過度面(9)的錐角(β)范圍為60°-65°。

7.根據權利要求1所述的一種頁巖氣井用高性能金屬自密封特殊螺紋接頭，其特征在于：接箍抗扭矩臺肩(6)與管體抗扭矩端面(12)均為負角度，臺肩負角度與端面負角度度數相同，范圍均為13°-15°；管體抗扭矩端面(12)與管體外密封錐面(11)采用圓弧過度，圓弧半徑為1mm-1.5mm，管體外密封錐面(11)與圓錐過度面(9)采用圓弧過度；接箍抗扭矩臺肩(6)與接箍內密封錐面(5)采用圓弧過度，圓角半徑為0.6mm-1mm，接箍內密封錐面(5)與退刀槽(4)采用圓弧過度；管體(2)管端內平圓柱面(13)長度為3mm-6mm，管端內平圓錐面(14)圓錐錐角(α)為5°-10°。