[实用新型]石油油管高压气密封联接结构

说明书

技术领域

本实用新型涉及一种石油油管的螺纹联接结构，特别是一种石油油管高压气密封联接结构。

背景技术

在开采石油和天然气的过程中，几百根石油油管通过螺纹接头连接起来，组成几千米长的管柱，接头需要承受内压、外压、拉伸载荷等，接头部位是整个管柱的薄弱环节。随着钻井技术的发展，越来越多的天然气井陆续投入开采，天然气比油井更容易从油管联接部位泄漏，而且天然气井的压力往往较高，有些天然气井的压力甚至达到上百兆帕，这时普通的API油管联接接头已经达不到使用要求，常常发生泄漏，引起严重后果。

现有技术中采用的油管联接接头一般是API接头，其油管联接结构见附图1所示，它由管体1和接箍2两部分组成，管体1上有外螺纹11，接箍2上有内螺纹21，接箍2是一种标准接头，按照API(美国石油学会)标准加工制造。这种油管联接结构的不足之处是：

1、密封性能差。该油管联接结构是依靠内、外螺纹之间的过盈配合起连接和密封作用，由于结构设计的原因，即使在加工公差为零的情况下，接头拧紧后，内外啮合螺纹之间也会存在间隙，造成密封性能差，尤其是气密封性能更差，不能用于天然气井的开采。

2、应力水平高，应力集中比较严重，很容易发生粘扣失效；同时，天然气井中一般含有硫化氢气体，高应力水平容易发生应力腐蚀开裂。

发明内容

本实用新型的目的是克服现有技术的上述不足，提供一种能够承受较高气体压力的、具有更高气密封性能的石油油管高压气密封联接结构。

本实用新型的技术方案是：一种石油油管高压气密封联接结构，它由管体和接箍两部分组成，管体上有外螺纹、圆柱面、圆锥面和端面台肩，接箍上有内螺纹、圆柱孔、圆锥孔和扭矩台肩，外螺纹与内螺纹、圆锥面与圆锥孔、端面台肩与扭矩台肩分别形成过盈配合。

内螺纹和外螺纹之间的过盈量控制在0.08～0.22mm之间。

圆锥面与圆锥孔之间的过盈量在0.22～0.32mm之间。

端面台肩与扭矩台肩之间的轴向过盈量在0.05～0.09mm之间。

管体上的圆锥面与圆柱面之间由半径为R₁圆弧光滑过渡，圆锥面与端面台肩之间由半径为R₂的圆弧光滑过渡，R₁与R₂满足关系：R₁＝2R₂＝1.6～2.4mm。

管体上端面台肩与垂线之间的夹角为α₁，接箍上扭矩台肩与垂线之间的夹角为α₂，α₁与α₂之间满足如下关系：α₁＝α₂-0.55°，α₁＝17.5～25.5°。

管体上圆锥面与垂线之间的夹角为β₁，接箍上圆锥孔与垂线之间的夹角为β₂，β₁与β₂之间满足如下关系：β₁＝β₂+0.75°，β₁＝60～75°。

管体上的圆柱面与接箍上的圆柱孔之间存在0.22～0.64mm的间隙。

本实用新型通过改进主密封结构形式，将主密封结构设计成圆锥面/圆锥孔结构，同时改变圆锥面及圆锥孔的锥度，使二者的锥度满足一定关系，从而使二者均匀接触，得到最好的密封效果；此外，优化台肩的角度，使台肩的辅助密封效果可以达到主密封的密封效果，从而使接头具有两级金属密封，气密封能力明显提高，可以达到管体内壁屈服压力。

以下结合附图和具体实施方式对本实用新型的内容作进一步描述。

附图说明

图1为现有油管联接结构的结构示意图；

图2为本实用新型的结构示意图；

图3为本实用新型管体联接部分的结构示意图；

图4为本实用新型接箍联接部分的结构示意图。

具体实施方式

实施例1