[发明专利]一种新型密封扣油套管结构

说明书

本发明涉及一种新型密封扣油套管结构。包括油套管管体和油套管接箍；油套管管体一端设置管体外螺纹，管体外螺纹的前端设置管体圆柱密封面，管体圆柱密封面前端设置管体锥面密封面，管体锥面密封面前端设置管体端扭矩台肩；油套管接箍开设有供油套管管体插入的连接孔，连接孔内自外向内依次设置有接箍内螺纹、接箍球形密封面、接箍锥面密封面和接箍扭矩台肩，油套管接箍内设置台阶孔，接箍扭矩台肩设置在两台阶孔接合处的拐角处。本发明管体锥面密封面与油套管接箍的锥面密封面过盈配合，大大增强油套管的密封性；油套管管体端上的扭矩台肩与油套管接箍端上的扭矩台肩配合，提高了油套管连接处的抗压缩、反扭矩作用。

技术领域

本发明属于石油开采钻井设备技术领域，涉及钻井设备的油套管螺纹连接技术，特别涉及一种钩形偏梯螺纹的新型金属密封特殊扣油套管结构。

背景技术

随着石油勘探技术不断提高，高温井、高压井、深井大量开发，井下管柱服役环境不断恶化，这对油套管接箍的连接性能、密封性能及抗粘扣性能提出了更高的要求。目前油气田现场采用的接箍可分为API 螺纹接箍与特殊螺纹接箍两大类。 API 螺纹接箍通过螺纹间的过盈配合与螺纹脂封堵实现封，而特殊螺纹接箍通过独立的密封面及扭矩台肩实现多级密封，因此特殊螺纹接箍比API接箍具有较高的连接强度及较好的气密封性。研究及实践表明，普通API 螺纹接箍的连接及密封性能已经不能满足高温高压深井的要求，对于压力较高的油气井，建议选用特殊螺纹接箍。

发明内容

本发明的目的是针对现有技术中存在的技术缺陷，对API偏梯形螺纹进行优化，增加金属密封，采用三维建模软件构建油套管螺纹接箍密封结构的参数化几何模型，提供一种新型金属密封特殊扣油套管结构。

为实现本发明的目的，本发明所采用的技术方案是：一种新型密封扣油套管结构，包括油套管管体（1）和与油套管管体（1）连接的油套管接箍（5）；

所述油套管管体（1）一端设置管体外螺纹（2），在所述管体外螺纹（2）的前端设置管体圆柱密封面（9），在所述管体圆柱密封面（9）前端设置管体锥面密封面（3），在管体锥面密封面（3）前端和油套管管体（1）端面的接合处设置管体端扭矩台肩（4）；

所述油套管接箍（5）开设有供所述油套管管体（1）插入的连接孔，所述连接孔内自外向内依次设置有接箍内螺纹（6）、接箍球形密封面（10）、接箍锥面密封面（7）和接箍扭矩台肩（8），所述油套管接箍（5）内设置台阶孔，所述接箍扭矩台肩（8）设置在两台阶孔接合处的拐角处；

所述管体外螺纹（2）和接箍内螺纹（6）对应设置，所述管体圆柱密封面（9）和接箍球形密封面（10）对应设置，所述管体锥面密封面（3）和接箍锥面密封面（7）对应设置，所述管体端扭矩台肩（4）和接箍扭矩台肩（8）对应设置。

所述管体锥面密封面（3）与油套管接箍（5）的接箍锥面密封面（7）采取锥面过盈配合，其锥面与水平面的角度α为28°～33°。

所述管体圆柱密封面（9）与油套管接箍（5）的接箍球形密封面（10）采取球形对圆柱过盈配合。

所述管体端扭矩台肩（4）与油套管接箍（5）的接箍扭矩台肩（8）采取台肩面过盈配合，其台肩面与垂直面的角度β油套管管体（1）为13°～17°，油套管接箍（5）为13°～17°。

所述管体外螺纹（2）和接箍内螺纹（6）采用新型偏梯形圆锥螺纹，其螺距P设定油套管管体（1）为2-3/8～2-7/8为8牙/in，油套管管体（1）为3-1/2～4-1/2为6牙/in，油套管接箍（5）为5～13-3/8为5牙/in，螺纹牙顶平行于圆锥母线。

所述新型偏梯形圆锥螺纹的承载面角L设定在与垂直面的顺时针方向角度为-3°～0°，导向面角S设定在10°～13°之间。