[发明专利]一种改进的管间密封

说明书

技术领域

本发明涉及一种改进的管间密封，所述管特别是应用于石油勘探和天然气钻探行业。

背景技术

对于石油和天然气钻探行业中使用的钢管产品，已经有大量的研究和创新。除了材料和形成圆柱管的手段外，另一受关注的焦点的是接合两个独立的管，使流体密封接头能够承受张力和压力。

接头通常通过螺纹将两个管连接在一起，每个接头具有预先切成的，与每个管的端部互补的螺纹：另外，管的另一活动端不断套接，从而形成管道。作为一种替代但相关的方法，螺纹连接套接已应用于跨接两个管道端部，其原理是相同的。

为了提高管间的接头的密封性能，并使密封能够承受正常操作条件下的重复操作，管端部螺纹部分的轮廓和表面以及朝向管端部的螺纹部分的周围区域，是专门设计并共同操作用以实现密封。通常情况下，在管的端部具有：管外侧切割有螺纹部分(形成销或阳模)，或切割在管内表面上(形成盒或阴模)。形成的螺纹部分的表面可以包括一个锥体，用于辅助接合过程。

可选择地，相比较于占优势的管长，增加密封形成区域的管的直径，通常是通过冷冲压法来形成接头。

在管道上，无螺纹部分通常位于管端和螺纹部分之间，该无螺纹部分通常称为止推肩。特别需要强调的是，对止推肩的研究，因为这往往构成的管接头的主密封区域。销上的止推肩通常与销盒配套使用，用于形成牢靠的密封。当接头投入使用时，施加扭矩到接头并需要保持密封时，通常选择特定的轮廓以有效地分散管承压的应变力。除了轮廓，施用的涂料还可以改善密封的流体性能。

然而，由于许多石油和天然气的储备的开采，石油价格的攀升，对开采已不经济的石油和天然气储备的需求和机会在不断增加。例如，开采需要到达更深的或未抵达过的地方。此外，还存在这样一个需求，开采现存枯竭的油井作作为开始点，开采难度更大的储备点。

这样做的结果是，与之前的情况相比，管的接头需要承受更高的温度和压力及张力。例如，当从垂直方向转为水平方向时，许多管道需要弯曲90°左右。显然，这样的弯曲，压力和张力将共同作用于同一个接头上。

现有的接头遇到的一个问题是，在组成接头时，销的端部的弯曲问题。这可能会导致无法接合：如果不是第一次就组成接头，以及随后的组接就可能存在问题。虽然这个问题可以通过制造时增加耐受性来解决，但这是一个昂贵的解决方案，而且不能完全克服所述问题，特别是在正常的工作条件下。

本发明的目的就在于寻求解决上述问题。

发明内容

基于本发明的第一方面，提供了一种管的接头，该接头包括：

适用于管的螺纹接头，包括：在其一端具有阳螺纹部分的第一管段或销，，在其一端具有互补的阴螺纹部分的第二管段或盒，螺纹部分适于沿着螺纹轴长更大的部分而接合，螺纹在同一方向上倾斜，并与管长的纵轴形成锐角，阳螺纹延伸到与其它部分上的互补止推肩接合的阳止推肩，互补止推肩包括凹部，形成具有圆形顶点的圆锥容器，销上的止推肩包括扭矩肩，与互补止推肩中的对应肩摩擦接合，

径向面，其与互补止推肩上的对应径向面接合，

销上的曲密封面，其与盒互补止推肩上的对应曲密封面密封接合，曲密封面的形状使得可置于各自圆上的圆周弧上，其中盒密封面的曲率大于销的密封面的曲率。

上述设置使得，当压力施加到接头时，可以沿着曲面使密封移动。

优选地，销密封面所在圆的圆心所位于的线与销上的扭矩肩和径向面的延伸线交汇点相距0.30-0.40”(0.762-1.016厘米)。

优选地，销的密封面所在圆的半径取值为0.25-0.35”(0.635-0.890厘米)。

优选地，描述销的密封表面的圆的圆心所在的线，与从圆心的线和两密封面的初始接合点之间的角为7.0-9.0°。

优选地，描述盒的密封表面的圆的圆心所在的线，与从圆心的线和两密封面的初始接合点之间的角为10.0-12.0°。

附图说明

本发明通过参考附图作进一步的说明。所述附图示出了接头的实施例。包括：

图1是管的纵轴截面，示出了盒密封的密封区域；

图2是管的纵轴截面，示出了销密封的密封区域；

图3示出了图1中的管上盒密封的位置；

图4示出了图2中的管上销密封的位置；

图5是示出了组合接头期间获得的扭矩图

图6和图7示出了用于确定密封面半径位置的基准点和线。

具体实施方式