[发明专利]气密性螺纹连接

说明书

本发明是关于螺纹连接，特别是关于气密性螺纹连接。

螺纹是一种普遍使用的连接装置。在一般仅要求单纯连接的情况下，内螺纹和外螺纹之间存在间隙是无关紧要的。但在某些情况下螺纹之间的间隙是至关重要的。例如：在使用管道输送流体时，两根管子的螺纹接头中若存在间隙，就会造成流体的泄漏。特别是输送气体的管道，在相同的螺纹间隙时，其泄漏是输送液体时的数倍。如果在输送时，还处于高温、高压以及拉伸、压缩、弯曲等加载的条件下，其泄漏就更为严重。人们知道，螺纹在制造时，不可避免地存在尺寸误差。也就是说，即使制造公差定得很小，外螺纹与内螺纹啮合时始终会存在间隙。螺纹连接的泄漏与否，对石油钻探业有十分重要的意义。油气井使用的油套管和线管普遍采用API螺纹(APISTDZB美国石油协会螺纹标准，包含具有一定锥度的圆螺纹和偏梯螺纹，而圆螺纹又有长、短之分)连接，它具有制造方便、成本低廉的优点。我国在六、七十年代，井深较浅，通常在1200-2500米范围内，井况相对简单，使用API螺纹的油套管(包含油管、套管和接箍)和API规范的螺纹脂，其密封性能大多能满足要求。但八十年代后，石油工业的发展和钻采技术的进步，出现了许多井深超过3000米、条件复杂、苛刻的深井、油气混合井、高压油气井、热采井等。使用API螺纹和API规范螺纹脂的油套管就不能满足密封要求，泄漏事故屡有发生。这一泄漏问题不仅困惑我国石油业界，同样也是世界石油界进行研究的热点。到目前为止，解决油套管螺纹连接密封问题的方案有：1．使用非API规范的高级螺纹脂作螺纹间隙中的填充剂。但是，非API规范的螺纹脂价格远高于API规范的螺纹脂；且油套管的工厂端和现场端不能保证使用同一种高级螺纹脂，从而使密封性能不一致。此外，密封脂中的油基脂会受温度影响，逐渐挥发，使螺纹连接处的密封性能随时间的推移而下降。2．使用非金属密封圈。能对20MPa-50MPa中压气体进密封，但接箍的内螺纹加工复杂、成本高、安装麻烦；且随使用时间的延伸，在温度和流体介质腐蚀的影响下，密封性下降。3．提高API螺纹的加工精度、缩小公差。此法成本高，且输送气体时的密封性还不能合乎要求。4．采用非API标准的特殊螺纹。这种特殊螺纹采用金属密封面，能密封55-98MPa的高压气体。但是，它的现场操作、附件加工、螺纹修复、价格等多种因素，在我国大多数油田无法推广应用。

本发明的目的在于提供一种气密性螺纹连接，它具有API螺纹加工方便、成本低廉、易于现场操作的优点，又具有高而持久的气密性。

本发明的目的是这样实现的：一种包含内螺纹和与其匹配的外螺纹的气密性螺纹连接，其特征在于所述的螺纹的表面设置有非均匀性密封镀(涂)层，上述的非均匀性密封镀(涂)层包含设置在螺纹间隙处的厚镀(涂)层和处于非间隙处的常规镀(涂)层。

上述的气密性螺纹连接，其特征在于所述的厚镀(涂)层是沿螺纹的整个连接长度连续不断的镀(涂覆)在螺纹表面。

上述的气密性螺纹连接，其特征在于所述的厚镀(涂)层是沿螺纹的整个连接长度断续的镀(涂覆)在螺纹表面。

上述的气密性螺纹连接，其特征在于所述的非均匀性镀(涂)层的材料是熔点大于200℃的金属。

上述的气密性螺纹连接，其特征在于所述的非均匀性镀(涂)层的材料是熔点大于70℃的塑料。

上述的气密性螺纹连接，其特征在于所述的厚镀(涂)层与常规镀(涂)层使用的是同一种的材料、或两种不同的材料。

以下结合附图对本发明作进一步的描述。

图1是API STD 5B圆螺纹泄漏通道示意图。

图2是本发明用于API STD 5B圆螺纹非均匀性密封涂层示意图。

图3是API STD 5B偏梯螺纹泄漏通道示意图。

图4是本发明用于API STD 5B偏梯螺纹非均匀性密封涂层示意图。

图5是60°螺纹泄漏通道示意图。

图6是本发明用于60°螺纹非均匀性密封涂层示意图。