[实用新型]气密封螺纹接头

说明书

技术领域

本实用新型涉及石油管螺纹连接技术领域，尤其是一种气密封螺纹接头。

背景技术

目前油田使用的油套管，大多采用API圆螺纹或偏梯形螺纹连接，这种螺纹的优点是技术成熟，容易加工和检测，但也同时存在很多缺点，其最突出的缺点是密封性能差、连接效率低，而且容易发生粘扣失效。

API圆螺纹的锥度一般是1:16，螺纹高度是1.801mm，螺距是每英寸(25.4mm)8牙，其承载面角和导向面角都是30°。该螺纹的导向面比较平缓，利于对扣和上扣，但其螺距小，容易错扣，尤其是规格较大时更加明显。这种螺纹形式的连接效率低，只能达到管体的60～80%。

API偏梯形螺纹的锥度与圆螺纹一样，一般是1:16。该螺纹高度为1.575mm，螺距是每英寸(25.4mm)5牙，螺距增大有利于上扣，但其螺纹导向面角是10°，比圆螺纹陡，对上扣不利，其承载面角是3°，与圆螺纹比，连接效率明显提高。

不论是API圆螺纹还是API偏梯形螺纹，都不具备气密封能力。经对现有技术文献的检索发现，中国专利授权公告号为CN 2549162 Y，授权公告日为2003年5月7日，实用新型专利名称为“石油套管气密封螺纹接头”，该专利对上述API螺纹进行了改进。该实用新型为一种石油套管气密封螺纹接头，包括接箍的母螺纹、套管端部的公螺纹，母螺纹与公螺纹互相配合，其特征是所述接箍两端结构为对称设置，每一端的母螺纹是由偏梯形螺纹1构成，在其前方有内密封锥面2，在接箍内密封锥面2的端部加工有接箍内扭矩台肩3，每一端的螺纹通过退刀槽4与密封锥面相连接；所述套管端部的公螺纹前方有外密封锥面5，在其端部加工有外扭矩台肩6，接箍内密封锥面2和内扭矩台肩3与石油套管端部的外密封锥面5和外扭矩台肩6相接触。同时，接箍内扭矩台肩3和套管端部的外扭矩台肩6均为楔形。加工接箍内密封锥面2和套管端部的外密封锥面5的锥度均为1:10。这种接头与API接头相比，气密封性能显著提高。但是，由于结构上的原因，该接头还存在以下问题：①螺纹为偏梯形螺纹，承载面角3°，导向面角10°，连接效率偏低，与普通API偏梯形螺纹一样；②内密封锥面、外密封锥面的锥度都是1:10，锥面过盈配合实现密封，对锥面加工要求很高，如果内、外锥面的锥度不一致，锥面上的接触压力分布就会很不均匀，从而影响密封效果。

发明内容

针对现有技术中存在的不足，本实用新型提供一种气密封螺纹接头，这种接头采用独特的球面/锥面密封结构，并设置台肩辅助密封，密封能力强。同时，采用一种新的直角梯形螺纹结构，最大限度地提高了接头的连接效率。本实用新型采用的技术方案是：

一种气密封螺纹接头，包括接箍和管体端部，接箍为左右对称结构，在接箍上由外侧向中间依次设置有内螺纹、球面密封结构、扭矩台肩，相应地，在管体端部上依次设置有外螺纹、锥面密封结构、端面台肩；接头使用时，接箍与管体端部紧密配合，其中，接箍上的内螺纹、球面密封结构、扭矩台肩与管体端部上的外螺纹、锥面密封结构、端面台肩分别形成径向过盈配合和轴向过盈配合；球面密封结构的球面半径为110～155mm；接头使用时，锥面密封结构和球面密封结构过盈配合，球面与锥面形成切点。

进一步地，端面台肩为直角台肩，与之对应的扭矩台肩也是直角台肩。

进一步地，内螺纹和外螺纹都是直角梯形锥螺纹，锥度均为1:16，导向面角均为45°，承载面角均为90°。

当接头用作套管或是油管时，螺纹形状相同，依据管体外径设置不同的螺距和齿高，具体如下：

60.3≤OD≤114.3mm时，内螺纹螺距4.233mm，内螺纹齿高h1=1.35mm，内螺纹齿顶宽l2=0.94mm，内螺纹齿底宽l1=0.90mm，外螺纹螺距4.233mm，外螺纹齿高h2=1.50mm，外螺纹齿顶宽l3=0.94mm，外螺纹齿底宽l4=0.90mm；

114.3< OD≤339.7mm时，内螺纹螺距5.08mm，内螺纹齿高h1=1.60mm，内螺纹齿顶宽l2=1.70mm，内螺纹齿底宽l1=1.63mm，外螺纹螺距5.08mm，外螺纹齿高h2=1.75mm，外螺纹齿顶宽l3=1.70mm，外螺纹齿底宽l4=1.63mm；

OD表示管体外径。

进一步地，外螺纹的螺齿向管体端部的前端方向逐渐降低，相应地，内螺纹的螺齿由接箍的两端向中部逐渐升高。

进一步地，锥面密封结构的锥度为1:10。