[发明专利]特殊圆螺纹高抗扭矩油套管连接接头

说明书

技术领域

本发明涉及应用于石油行业的油井管螺纹接头，具体地说是一种特殊圆螺纹高抗扭矩油套管连接接头。

背景技术

油井管行业中的油套管主要是通过螺纹接头连接起来，形成油套管柱，长度达到数千米，其中螺纹接头连接的强度要求、密封性能，拉伸载荷及抗扭矩性能等各方面的要求较高。

目前，现有的油套管圆螺纹连接的结构基本上都是API（美国石油学会）标准圆螺纹，技术比较成熟，但使用效果不够理想。这种标准圆螺纹接头的密封面性能差，抗弯曲能力弱，往往导致在螺纹连接部位发生泄露、断裂、滑脱等质量事故。

发明内容

本发明针对上述问题，提供一种特殊圆螺纹高抗扭矩油套管连接接头，该接头连接强度高，密封性能好，抗弯曲能力强，入扣性能好。

按照本发明的技术方案：一种特殊圆螺纹高抗扭矩油套管连接接头，包括通过螺纹连接的接箍及管体，所述螺纹的牙型为带有圆弧齿顶及圆弧齿底的特殊圆螺纹，其导向面牙侧角为40°~50°，其承载面牙侧角为1°~5°，其锥度为1:8~1:20；所述接箍内壁的轴向中部设置有环状的中间柱面，所述中间柱面的两端面与所述管体的端部之间分别设置有金属密封结构，所述金属密封结构包括设置在所述接箍上的内密封面及设置在所述管体上的外密封面；所述内密封面包括设置在所述中间柱面端面与所述接箍内螺纹端部之间的内密封柱面及与所述内密封柱面垂直的内密封端面；所述外密封面包括设置在所述管体端部外壁上的外密封柱面及与所述外密封柱面垂直的外密封端面。

所述内密封端面与所述内密封柱面之间设置有内端面内圆角；所述外密封端面与所述外密封柱面之间设置有外端面外圆角。

所述内端面内圆角的半径为0.2~0.8mm，所述外端面外圆角的半径比所述内端面内圆角的半径大0~0.2mm。

所述内密封端面与所述中间柱面的内壁之间设置有内端面外圆角；所述外密封端面与所述管体的内壁之间设置有外端面内圆角，所述内端面外圆角与所述外端面内圆角相等且为0.3~1mm。

所述内密封柱面的长度为5~20mm，所述外密封柱面的长度比所述内密封柱面的长度长半个螺距。

所述内密封端面的厚度为3~10mm，所述外密封端面的厚度与所述内密封端面的厚度相等。

所述螺纹的螺距为6.5牙/英寸~4牙/英寸，其牙型齿高为1.5~2. 5mm。

所述螺纹的齿底圆弧及齿顶圆弧的半径为0.20~1.0mm。

本发明的技术效果在于：本发明采用非对称的特殊圆螺纹，牙型的导向面牙侧角比标准圆螺纹大，螺纹的入扣性能好，在机紧时不易错扣；牙型的承载面牙侧角形成倒钩，提高了螺纹的连接强度，增加了牙型密封性能，同时提高了接头的抗弯曲能力，使其抗泄露性能大大增加；在接箍与管体之间增加平面型金属密封结构，使其在过盈配合后能够有效提高抗扭矩性能和密封性能。

附图说明

图1为本发明的结构示意图。

图2为本发明分解后的结构示意图。

图3为本发明中的螺纹牙型图。

图4为本发明中的内密封面的放大图。

图5为本发明中的外密封面的放大图。

具体实施方式

下面结合附图对本发明的具体实施方式作进一步的说明。

图1~图5中，包括接箍1、管体2、管体3、螺纹4、牙型齿高5、导向面牙侧角6、承载面牙侧角7、齿底圆弧8、齿顶圆弧9、锥度10、螺距11、牙型角12、外密封柱面13、内密封柱面14、外密封端面15、内密封端面16、外端面外圆角17、内端面内圆角18、外端面内圆角19、内端面外圆角20、内密封面21、外密封面22、中间柱面23、中径线24等。

如图1、图2所示，本发明是一种特殊圆螺纹高抗扭矩油套管连接接头，包括通过螺纹4连接的接箍1及管体2、3。接箍1和管体2是以虚拟的中径线24为基准进行紧密配合，达到管体2与管体3通过接箍1进行若干连接形成油、套管柱满足油气田生产使用要求。

本发明中的螺纹4的牙型为带有圆弧齿顶及圆弧齿底的特殊圆螺纹，由对称的牙型改为偏向承载面的非对称牙型。如图3所示，螺纹4的导向面牙侧角6为40°~50°，其承载面牙侧角7为1°~5°，牙型角12的范围为导向面牙侧角6与承载面牙侧角7之差。

螺纹4的锥度10为1:8~1:20；螺距11为6.5牙/英寸~4牙/英寸（25.4 mm）；牙型齿高5为1.5~2.5mm。

螺纹4的齿底圆弧8及齿顶圆弧9的半径为0.20~1.0mm。