[发明专利]一种直连型油套管多级气密封结构

说明书

技术领域

本发明涉及一种石油油套管连接设备领域，尤其涉及一种直连型油套管多级气密封结构。

背景技术

石油油套管是开采石油和天然气的重要工具，在采油的过程中，它是连接地面和地下的枢纽。随着目前国内外油气田开采力度的不断加大，尤其是在小间隙固井、小井眼钻井、套损井内下小套管修井等情况下，对无接箍的直连型油套管的需求也越来越多。

影响石油天然气开采的关键因素之一是石油油套管在复杂井况下高密封、高强度性能的好坏。在油气混合井及气井中，多采用单级金属密封结构的特殊螺纹接头，油套管在下井作业、承受较大的轴向载荷或弯曲载荷时，单级密封面或扭矩台肩一旦受损或发生较大的变形，接头的密封能力将明显降低，甚至发生失效事故。

直连型油套管多级气密封结构采用锥面对锥面、球面对圆柱面、圆柱面对圆柱面、锥面对锥面四级密封组合的新结构形式，构成多级复合密封结构，具有良好的密封性能。在油套管一端密封失效时另一端也可以起到有效的密封作用，可显著克服复杂井况下油套管泄露失效的情况。

发明内容

本发明的目的是为解决现有直连型油套管在高压、超高压等复杂井况下存在的密封性能差的问题，提供一种直连型油套管多级气密封结构。

本发明为实现上述目的，采用以下技术方案：本发明一种直连型油套管多级气密封结构，包括油管本体的第一端外螺纹连接段和第二端内螺纹连接段。所述外螺纹连接段由外侧向中间依次设置有端面台肩、外锥面、第一级柱面、外螺纹、第二级柱面、内锥面，所述内螺纹连接段依次设置有止扭矩逆向台肩、内锥面、内球面、内螺纹、柱面、外锥面。油套管连接时，所述外锥面与内锥面、第一级柱面与内球面、第二级柱面与柱面、内锥面与外锥面过盈配合形成四级密封结构，所述外螺纹与内螺纹的偏梯形螺纹啮合，所述端面台肩与止扭矩逆向台肩完全对齐，在保证油套管连接处的连接强度和防脱扣能力下，极大的增强了密封性能，大大提高了密封使用寿命。

所述外锥面与内锥面、第一级柱面与内球面过盈配合形成第一级复合密封结构，第二级柱面与柱面、内锥面与外锥面过盈配合形成第二级复合密封结构。多级复合密封结构，具有良好、持久的密封性能，在油套管台肩一端密封失效的时候，另一端也可以起到有效的密封作用，能满足不同工况时的密封要求，大大提高了油套管密封的可靠性及稳定性。

与现有技术相比，本发明的技术效果在于：1、采用外锥面与内锥面密封结构、球面与柱面密封结构、柱面与柱面密封结构、内锥面与外锥面密封结构的过盈配合，形成四级密封结构保证油套管连接处长期具有优良密封性能，大大提高了密封使用寿命；2、在油套管一端密封失效时另一端也可以起到有效的密封作用，可显著克服复杂井况下油套管泄露失效的情况； 3、外螺纹连接段的内锥面与内螺纹连接段的外锥面过盈配合，起到辅助上扣定位、抗过扭矩、降低台肩处应力集中的作用。

附图说明

图1为本发明的结构示意图。

图2为本发明中的外螺纹连接段的结构示意图。

图3为本发明中的内螺纹连接段的结构示意图。

图4为本发明中的油套管连接时的放大图。

图5为本发明中的第一级复合密封结构的放大图。

图6为本发明中的第二级复合密封结构的放大图。

其中：1.外螺纹连接段；2.内螺纹连接段；3.端面台肩；4.球面密封结构；5.第一级柱面；6.外螺纹；7.第二级柱面；8.内锥面；9.止扭矩逆向台肩；10.内锥面；11.内球面；12.内螺纹；13.柱面；14.外锥面。

具体实施方式

下面结合附图及实施例对本发明的作进一步说明。

如图1所示，本发明提供一种直连型油套管多级气密封结构，所述油套管包括外螺纹连接段1、内螺纹连接段2以及端面台肩3、外锥面4、第一级柱面5、外螺纹6、第二级柱面7、内锥面8、止扭矩逆向台肩9、内锥面10、内球面11、内螺纹12、柱面13、外锥面14。

如图4所示，油套管连接时，所述外螺纹6与内螺纹12的偏梯形螺纹啮合；所述端面台肩3与止扭矩逆向台肩9完全对齐；所述外螺纹连接段1的外锥面4与内螺纹连接段2的内锥面10、外螺纹连接段1的内锥面8与内螺纹连接段2的外锥面14通过轴向过盈配合形成密封结构，所述外螺纹连接段1的第一级柱面5与内螺纹连接段2的内球面11、外螺纹连接段1的第二级柱面7与内螺纹连接段2的柱面13通过径向过盈配合形成密封结构。

本发明采用了直连型油套管，结构简单、合理，使用安全方便，四级密封结构可以有效的起到良好、长期的密封效果，能满足不同工况时的密封要求，大大提高了密封的可靠性和稳定性，确保了密封机构的使用寿命。