[实用新型]高气密封螺纹接头

说明书

技术领域

本实用新型涉及一种油套管螺纹接头，尤其涉及一种高气密封螺纹接头，属于石油管螺纹连接技术领域。

背景技术

目前，石油管采用的接头通常是API螺纹接头。API接头是一种标准化了的接头，按照API(美国石油学会)标准加工制造。其缺点是：

1、螺纹形状为圆螺纹或偏梯形螺纹。圆螺纹的承载面角和导向面角都是30°，径向分力大，连接强度低。偏梯形螺纹承载面角为3°、导向面角为10°，与圆螺纹相比，连接强度有较大提高，但密封性能差。

2、螺纹一般需要提前退刀，退刀角度一般是12～15°，造成拧紧后应力集中程度高，同时连接强度达不到管体强度。

为了克服API螺纹的上述缺点，目前研究人员已设计了各种各样的特殊螺纹接头。经对现有技术文献的检索发现，中国专利公开号为CN 2731065Y，公开日为2005年10月5日，实用新型专利名称为“气密封套管螺纹接头”，该专利对上述API螺纹进行了改进。该结构包括外螺纹接头、接箍、螺纹、退刀槽或过渡区、密封面、外螺纹接头台肩过渡面、台肩面等部分，外螺纹接头上设有接箍，采用锥面对锥面的密封结构，并且密封部分的锥度相同，密封部分的长度至少为5mm，径向过盈量大于0.20mm，在外螺纹接头、接箍之间分别有退刀槽或过渡区，密封面，外螺纹接头台肩过渡面、台肩面。外螺纹采用三段锥度的结构，螺纹部分直径方向的锥度为1/16，密封部分锥度为1/12～1/6范围之内，端部锥度为1/5～1/3，锥度之间采用圆弧过渡。内螺纹采用两段或三段锥度的结构，锥度大小与对应的外螺纹相同。螺纹部位与密封部位采用柱面过渡。该接头增加了主密封结构和副密封结构，因而密封性能增强，但接头的螺纹承载面角、导向面角都与API偏梯形螺纹相同，虽然比API圆螺纹的连接强度高，但螺纹连接效率低的问题没有根本解决。同时，该接头为锥面/锥面密封结构，密封性能受锥度的加工精度影响，锥度不匹配会导致密封性能下降。

发明内容

本实用新型的目的在于克服上述不足，提供一种具有高气密封性能和高连接效率的油套管螺纹接头，该螺纹接头可应用于钻井条件非常苛刻的超深井、高压天然气井、稠油热采井、大位移井等情况下。

本实用新型的目的是这样实现的：

一种高气密封螺纹接头，它包括接箍以及管体，所述接箍上从外端向内依次设置内螺纹、圆柱孔、内锥面以及内台肩，所述管体上从内向外端依次设置外螺纹、圆柱面、双圆弧面以及端面外台肩，接头使用时，接箍与管体紧密配合，其中，接箍上的内螺纹、内锥面以及内台肩分别与管体上的外螺纹、双圆弧面以及端面外台肩形成径向过盈配合和轴向过盈配合，圆柱孔与圆柱面之间存在间隙。

接箍上的内锥面与管体上的双圆弧面发生过盈配合，形成两个切点，双圆弧面包括双圆弧面的第一段圆弧R以及双圆弧面的第二段圆弧R，内锥面包括内锥面的第一过度圆弧R以及内锥面的第二过度圆弧R，内锥面的角度γ为30°，当管子为油管时，内锥面的R3=0.81mm、双圆弧面的R1=3.71mm，内锥面的R4=0.8mm、双圆弧面的 R2=0.97mm，当管子为套管时，内锥面的R3=0.81mm、双圆弧面的 R1=4.98mm，内锥面的R4=0.93mm、双圆弧面的R2=1.09mm。

内螺纹以及外螺纹的螺纹锥度为1:16，螺纹形状为锯齿形，内螺纹以及外螺纹的导向面角相同，α=25°；内螺纹以及外螺纹承载面角β略有不同，外螺纹的β=－4.75°，内螺纹的β=－5°。

内螺纹以及外螺纹采用同样的螺距P，内螺纹齿高h1，外螺纹齿高h2，依据规格不同设置不同的螺距P和齿高h1、h2，具体数值如下：60.3≤OD≤73.0mm时，P=3.175mm，h1=1.05mm，h2=0.90mm；73.0<OD≤101.6mm时，P=4.233mm，h1=1.05mm，h2=0.90mm；101.6 <OD≤244.48mm时，P=5.08mm，h1=1.58mm，h2=1.50mm。

与现有技术相比，本实用新型的有益效果是：

1、内、外螺纹承载面角β略有不同，外螺纹β=－4.75°，内螺纹β=－5°，接头承受拉伸载荷时，这样设置可使得螺纹承载面上的受力更加均匀。

2、双圆弧面与锥面形成两个密封点，即使其中的一个密封点损坏，另一个还可以独立地起密封作用，从而保证了接头的气密封性能。