專利名稱：一種三維密封抗拉油套管接頭的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實用新型涉及石油、天然氣鉆探用油管和套管的連接件，尤其涉及一種具有抗
拉密封性能的套管接頭。
背景技術(shù)：
石油、天然氣鉆采過程中必須使用鋼質(zhì)套管和油管，其中套管指鉆井后用于襯里
的管子，作用是防止井壁流動和塌陷；油管用于采集石油和天然氣，井下流體通過油管送到
地層表面；油管、套管加長的連接件稱接箍。隨著鉆采深度的不斷增加，油套管必須隨之加
長，油管、套管的加長是通過油套管管體端部外螺紋和接箍內(nèi)螺紋的旋緊來實現(xiàn)，目前連接
的螺紋形式已有100多種扣型，包括三角螺紋、梯形螺紋、單邊梯形螺紋、矩形螺紋、T形螺
紋等，但它們的密封結(jié)構(gòu)形式都是通過油套管的端面與接箍內(nèi)端面密封方式實現(xiàn)的，螺紋
僅起連接作用。這種連接密封結(jié)構(gòu)在實際使用過程中主要存在如下缺陷 ①鉆探過程中，油套管既要正轉(zhuǎn)又要反轉(zhuǎn)，且油套管在鉆探下井過程中，在不同深
度層所受到的阻力各不相同，當(dāng)油套管與接箍的連接處所受阻力不同時，尤其在油套管反
轉(zhuǎn)撥出時，油套管與接箍之間極易產(chǎn)生松動，從而使原有的端面密封失效； ②當(dāng)油套管受到彎曲阻力時，油套管容易產(chǎn)生彎曲，易發(fā)生密封失效。解決油套管
的拉伸和彎曲狀態(tài)下的密封性能是油套管生產(chǎn)中的世界性難題。

實用新型內(nèi)容本實用新型的目的是提供一種三維密封抗拉油套管接頭，它在油管、套管與接箍 之間形成三道密封，能使油套管在拉伸狀態(tài)下保證油管、套管與接箍之間的密封性能。 本實用新型采取的技術(shù)方案如下 —種三維密封抗拉油套管接頭，包括外螺紋件1和內(nèi)螺紋件2，外螺紋件1即油套 管管體，內(nèi)螺紋件2即所述的接箍，在外螺紋件1的連接端設(shè)有連接外螺紋ll，在內(nèi)螺紋件 2上設(shè)有連接內(nèi)螺紋21，兩者間通過匹配的螺紋緊固地連接成一體，其特征是在外螺紋件 1與內(nèi)螺紋件2之間設(shè)有三道密封結(jié)構(gòu)，主密封結(jié)構(gòu)為圓柱密封，副密封結(jié)構(gòu)為端面密封， 第三密封結(jié)構(gòu)為錐面密封，主密封結(jié)構(gòu)由外螺紋件1連接端設(shè)有外圓密封段12和內(nèi)螺紋件 2上設(shè)有的內(nèi)孔密封段22之間形成的過盈密封結(jié)構(gòu)；副密封結(jié)構(gòu)由外螺紋件1的外螺紋件 端面13和內(nèi)螺紋件2上設(shè)有的內(nèi)孔端面23之間旋緊后形成的過盈密封結(jié)構(gòu)；所述錐面密 封是由外螺紋件1連接端的外錐面14與內(nèi)螺紋件2內(nèi)孔端面設(shè)有內(nèi)錐面24所形成的過盈 密封結(jié)構(gòu)。 進(jìn)一步，圓柱密封的過盈量為0. 02 0. 08毫米，密封的軸向長度為0. 5 30毫 米；端面密封結(jié)構(gòu)的接觸面寬度為2 5毫米；在錐面密封結(jié)構(gòu)中，外螺紋件1的端面錐角 比內(nèi)螺紋件2上設(shè)有內(nèi)錐面錐角大0.5。 r 。 由于在外螺紋件1與內(nèi)螺紋件2之間增設(shè)了圓柱段密封、端面密封和錐面密封三 道密封結(jié)構(gòu)，外螺紋件1與內(nèi)螺紋件2之間依靠螺紋進(jìn)行緊固連接，使得圓柱段密封段、端面密封和錐面密封形成三道過盈密封，且圓柱段密封有較長的密封段，即使外螺紋件1與 內(nèi)螺紋件2之間處于反轉(zhuǎn)受拉狀態(tài)，圓柱段密封始終有效密封，三道密封處不會同時失效， 從而徹底解決了油套管外螺紋與接箍的內(nèi)螺紋在反轉(zhuǎn)受拉狀態(tài)下的密封失效難題。

圖1為本實用新型的外螺紋件與內(nèi)螺紋件之間的螺紋接頭示意圖； 圖2為連接螺紋的一種結(jié)構(gòu)示意圖； 圖3為外螺紋件與內(nèi)螺紋件之間螺紋連接及密封結(jié)構(gòu)放大示意圖(旋接前)； 圖4為外螺紋件與內(nèi)螺紋件之間螺紋連接及密封結(jié)構(gòu)放大示意圖(旋接后)； 圖中l(wèi)-外螺紋件；2-內(nèi)螺紋件；ll-連接外螺紋；12_外圓密封段；13_外螺紋件 端面；14-外錐面；21-連接內(nèi)螺紋；22-內(nèi)孔密封段；23_內(nèi)孔端面；24_內(nèi)錐面；a為螺紋
承載側(cè)角度；P為螺紋的引導(dǎo)側(cè)角度；e li為外螺紋件端面的錐角；e 21為內(nèi)錐面錐角。
具體實施方式
以下結(jié)合附圖舉例說明本實用新型的具體實施方式
—種三維密封抗拉油套管接頭，如圖1所示，它包括外螺紋件1和內(nèi)螺紋件2，在外 螺紋件1的連接段設(shè)有偏梯形的錐管連接外螺紋ll，在內(nèi)螺紋件2上設(shè)有偏梯形的錐管連 接內(nèi)螺紋21，兩者間通過偏梯形錐管螺紋緊固地連接成一體，錐管螺紋的錐度為1 : 16，螺 紋牙型的承載側(cè)角度a =+3° ，引導(dǎo)側(cè)角度13 =+10° ，齒頂和齒根平行于母線，對于套 管其螺距為5. 08mm，即5牙/每英寸，對于油管其螺距為3. 175mm，即8牙/每英寸，如圖2所 示；在外螺紋件1與內(nèi)螺紋件2之間設(shè)有三道密封結(jié)構(gòu)，主密封結(jié)構(gòu)為圓柱密封，副密封結(jié) 構(gòu)為端面密封，第三密封結(jié)構(gòu)為錐面密封，主密封結(jié)構(gòu)由外螺紋件1連接端設(shè)有外圓密封 段12和內(nèi)螺紋件2上設(shè)有的內(nèi)孔密封段22之間形成的過盈密封結(jié)構(gòu)，其過盈量為0. 02 0. 08毫米，在本例中，外圓密封段12的直徑比內(nèi)孔密封段22的直徑大0. 02 0. 08毫米， 密封的軸向長度為0. 5 30毫米；副密封結(jié)構(gòu)由外螺紋件1的外螺紋件端面13和內(nèi)螺紋 件2上設(shè)有的內(nèi)孔端面23之間旋緊后形成的過盈密封結(jié)構(gòu)，其接觸面寬度為2 5毫米； 所述錐面密封是由外螺紋件1的端面錐面與內(nèi)螺紋件2內(nèi)端面設(shè)有錐面所形成的過盈密封 結(jié)構(gòu)，外螺紋件l端面的錐角9 11比內(nèi)螺紋件2上設(shè)有內(nèi)錐面錐角9 21大0.5° r ， 9 11的值為5° 10°之間，如圖3、圖4所示。 隨著石油工業(yè)向地質(zhì)條件惡劣、井況條件苛刻的深井、超深井、高壓油氣井的勘探 開發(fā)，以及定向井、注水熱采井技術(shù)的應(yīng)用，具備抗拉抗壓性能的高密封性能的油套管接頭 是必不可少的，其需求量將逐漸上升。
權(quán)利要求一種三維密封抗拉油套管接頭，包括外螺紋件(1)和內(nèi)螺紋件(2)，在外螺紋件(1)的連接端設(shè)有連接外螺紋(11)，在內(nèi)螺紋件(2)上設(shè)有連接內(nèi)螺紋(21)，兩者間通過螺紋緊固地連接成一體，其特征是在外螺紋件(1)與內(nèi)螺紋件(2)之間設(shè)有三道密封結(jié)構(gòu)，主密封結(jié)構(gòu)為圓柱密封，副密封結(jié)構(gòu)為端面密封，第三密封結(jié)構(gòu)為錐面密封，主密封結(jié)構(gòu)由外螺紋件(1)連接端的外圓密封段(12)和內(nèi)螺紋件(2)的內(nèi)孔密封段(22)之間形成的過盈密封結(jié)構(gòu)；副密封結(jié)構(gòu)由外螺紋件(1)的外螺紋件端面(13)和內(nèi)螺紋件(2)的內(nèi)孔端面(23)之間旋緊后形成的過盈密封結(jié)構(gòu)；所述錐面密封是由外螺紋件(1)連接端的外錐面(14)與內(nèi)螺紋件(2)內(nèi)孔端面設(shè)有的內(nèi)錐面(24)所形成的過盈密封結(jié)構(gòu)。
2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述一種三維密封抗拉油套管接頭，其特征是圓柱密封的過盈量 為0. 02 0. 08毫米，密封的軸向長度為0. 5 30毫米；端面密封結(jié)構(gòu)的接觸面寬度為 2 5毫米；錐面密封結(jié)構(gòu)中外螺紋件(1)端面的錐角比內(nèi)螺紋件(2)上設(shè)有內(nèi)錐面錐角大o. 5° r 。
專利摘要一種三維密封抗拉油套管接頭，包括油套管和接箍接頭，兩者間通過螺紋緊固地連接成一體，在油套管與接箍接頭之間設(shè)有三道密封結(jié)構(gòu)，主密封結(jié)構(gòu)為圓柱密封，副密封結(jié)構(gòu)為端面密封，第三密封結(jié)構(gòu)為錐面密封，主密封結(jié)構(gòu)由油套管連接端外圓密封段和接箍接頭的內(nèi)孔密封段之間形成的過盈密封結(jié)構(gòu)；副密封結(jié)構(gòu)由油套管端面和接箍接頭的內(nèi)孔端面之間旋緊后形成的過盈密封結(jié)構(gòu)；所述錐面密封是由油套管連接端的外錐面與接箍接頭內(nèi)孔端面設(shè)有的內(nèi)錐面所形成的過盈密封結(jié)構(gòu)。即使油套管與接箍接頭之間處于受拉載荷狀態(tài)，三道密封處不會同時失效，圓柱段密封始終有效密封，從而徹底解決了在反轉(zhuǎn)受拉狀態(tài)下的密封失效難題。
文檔編號F16L21/02GK201547428SQ200920187799
公開日2010年8月11日 申請日期2009年9月25日 優(yōu)先權(quán)日2009年9月25日
發(fā)明者朱洪章, 李欣 申請人:江蘇常寶普萊森鋼管有限公司