[实用新型]气密封螺纹接头

说明书

技术领域

本实用新型涉及一种气密封螺纹接头，属于油套管螺纹连接技术领域。

背景技术

目前，油套管是开采石油和天然气所必须的石油专用管材，上百根钢管通过螺纹连接起来，组成一个长达数千米的管柱，接头是其中最薄弱的环节，如何提高接头的连接性能、避免发生失效事故是油套管生产厂和油田都特别关心的问题。

目前，油套管采用的接头通常是API接头，其具体结构见图1，该接头由外螺纹部11、内螺纹部12组成，二者通过API螺纹13连接在一起。内螺纹部12为独立部件，称为接箍，外螺纹部11加工在管子端部，管子端部一般经过外加厚处理，目的是提高接头的连接强度。

API接头没有设置专门的密封结构，连接功能和密封功能均依靠螺纹，其螺纹为锥管圆螺纹，其具体结构见图4，锥度为1:16，其内螺纹16和外螺纹17过盈配合，起连接功能，同时起密封作用。但内螺纹16和外螺纹17啮合后，在螺牙顶部与螺牙底部之间存在间隙，必须依靠螺纹脂的填充才能起到密封作用，但螺纹脂易挥发变质，所以密封性能不可靠。

API接头的另一个缺点是连接效率低，API锥管圆螺纹的承载面角和导向面角均为30°，当受到轴向载荷时，径向分力大，容易发生螺纹滑脱失效。另外，API螺纹应力集中严重，在啮合螺纹的两端，应力特别高，中间的啮合螺纹应力却很低，属于典型的马鞍形分布，因此极容易发生粘扣。

因此，API接头不能满足某些苛刻钻井条件的需求，同时，API螺纹的螺距是10牙/25.4mm或8牙/25.4mm，螺纹牙较细，且螺纹只有一级，上扣速度不够快，特别是在海洋油田，为了节约海洋平台占用时间，需要开发能够实现快速上扣的螺纹接头。

发明内容

本实用新型所要解决的技术问题是克服现有技术的缺陷，提供一种气密封螺纹接头，它密封性能良好，适合于在作业条件非常苛刻的海洋油田使用。

为了解决上述技术问题，本实用新型的技术方案是：一种气密封螺纹接头，它包括：

外螺纹件，所述外螺纹件的端部的外壁上由头向尾依次设置有密封面、外螺纹段和扭矩台肩；

内螺纹件，所述内螺纹件的端部上由头向尾依次设置有抗扭端面、内螺纹段和密封配合孔，并且当内螺纹件与外螺纹件拧紧后，所述扭矩台肩与抗扭端面抵接形成轴向过盈配合，外螺纹段与内螺纹段相啮合，密封配合孔与密封面密封连接形成径向过盈配合。

进一步为了提高气密封螺纹接头的上扣速度，所述外螺纹段包括第一级外螺纹和第二级外螺纹，所述第二级外螺纹的公称直径比第一级外螺纹的公称直径小，所述内螺纹段包括第一级内螺纹和第二级内螺纹，所述第二级内螺纹的公称直径比第一级内螺纹的公称直径大，并且当内螺纹件与外螺纹件拧紧后，第一级外螺纹和第二级内螺纹啮合，第二级外螺纹和第一级内螺纹啮合。

进一步为了最大程度地降低应力集中，提高上扣速度，所述外螺纹段的螺牙和内螺纹段的螺牙之间在轴向上具有间隙。

进一步，所述的间隙为0.05～0.25mm。

进一步，所述外螺纹段和内螺纹段的螺牙高度均为0.8～1.0mm，螺距均为6～8牙/25.4mm。

进一步提供了一种螺纹的具体结构，所述外螺纹段和内螺纹段均为圆柱直螺纹结构。

进一步，所述扭矩台肩为斜台肩，并且扭矩台肩的台肩面与外螺纹件的垂线之间的夹角α为25°～30°，所述抗扭端面为与扭矩台肩相配合抵接的斜端面。

进一步为了提高气密封螺纹接头的密封性能，所述密封面为锥面，所述密封配合孔为与密封面相配合抵接的锥孔。

进一步，密封面与外螺纹件的轴线之间的夹角β为14°～16°。

进一步为了控制过盈量大小，使密封效果最好，所述密封面和密封配合孔之间的径向过盈量为0.4～0.6mm。

采用了上述技术方案后，本实用新型具有以下的有益效果：

1、本实用新型设置有专门的密封面和密封配合孔，当内螺纹件与外螺纹件拧紧后，外螺纹段与内螺纹段相啮合，密封面和密封配合孔的连接形成径向过盈配合作为主密封，阻断流体从内到外的泄漏通道，同时还通过扭矩台肩和抗扭端面抵接形成轴向过盈配合作为辅助密封结构，密封可靠性显著增强；

2、将内螺纹段和外螺纹段分成两级，所述内螺纹段和外螺纹段均为圆柱直螺纹结构，内螺纹段的螺牙和外螺纹段的螺牙之间具有间隙，并且内螺纹段和外螺纹段之间没有轴向过盈量，分担的扭矩小，应力集中程度降低，使接头的上扣速度提高了一倍。