[实用新型]一种负承载面角的油套管螺纹连接接头

说明书

技术领域

本实用新型涉及的是一种油井管螺纹接头，特别是一种负承载面角的油套管螺纹连接接头，适合于有高抗扭矩、高气密封性能要求的油田应用。

背景技术

油套管是油气田开采中必需且用量很大的石油专用管材，数百上千根油套管通过螺纹连接在一起形成油井管柱，其质量直接影响到石油钻采作业的成败和油气井的使用寿命。油套管柱一般要承受很高的内外压力和由于自重而引起的拉伸载荷的作用，连接螺纹是整个油套管柱中最薄弱的环节，据统计油套管失效事故中有80％以上都发生在螺纹连接处，所以提高油套管螺纹的连接质量是确保油套管柱质量的最关键的因素。内外螺纹组成的整体又通常称为油井管螺纹接头，从总体上看油井管螺纹接头可以分为两类：一类是API(AmericanPetroleum Institute)螺纹接头即符合美国石油学会API标准的螺纹接头，包括短圆螺纹接头、长圆螺纹接头、偏梯形螺纹接头等接头，这种接头的优点是技术成熟，易于加工和检测互换性好，而且生产成本较低，但API接头由于结构设计本身的原因存在许多难以克服的缺陷，如圆螺纹接头的连接强度较低，仅为管体连接强度的60-80％，不能保障油套管柱的结构完整性，偏梯形螺纹接头的抗扭矩性能较差，密封性能不可靠，气密封压力一般不超过28MPa，不能保障油套管柱的密封完整性，使这种螺纹的应用受到很大限制。另外一类是非API螺纹接头也称为特殊螺纹接头，非API标准的特殊螺纹接头大多是在偏梯形螺纹接头基础上，增加了抗扭矩台肩、金属对金属密封结构的优质螺纹接头，但目前国内非API标准的特殊螺纹接头主要依赖进口，面临如价格高、现场检验困难、附件供应不及时等问题，难以大量推广，无法满足油田对特殊螺纹接头的需要；而随着国内深井、超深井及高压油气井生产数量的日益增多，对于具有高抗扭矩、高气密封性能的特殊螺纹接头的需求也日益增大，因此需要开发适合于有高抗扭矩、高气密封性能要求的油套管螺纹连接接头。

发明内容

本实用新型解决了上述石油生产现有技术中偏梯形螺纹抗扭矩性能较差，密封性能较低的技术问题，提供一种负承载面角的油套管螺纹连接接头。

为实现上述目的，本实用新型是这样实现的：

一种负承载面角的油套管螺纹连接接头，其特征在于：它由两端带有负承载面角的内螺纹的接箍和两个分别带有同样负承载面角的外螺纹的套管管体连接组成；所述的外螺纹具有外螺纹齿顶、外螺纹导入面、外螺纹齿底、外螺纹承载面，所述内螺纹具有内螺纹齿顶、内螺纹导入面、内螺纹齿底、内螺纹承载面；所述的内螺纹和外螺纹有相同的牙形角为10°，外螺纹承载面和内螺纹承载面角是负角，角度为—2°，月牙形导入面角度为12°。

所述的负承载而角的油套管螺纹连接接头，其特征在于：所述的接箍的内螺纹齿底与内螺纹承载面之间的圆角比套管的外螺纹齿底与外螺纹承载面之间的圆角大圆角半径的0.05倍。

所述的负承载面角的油套管螺纹连接接头，其特征在于：所述的接箍中心部位两侧设置两个角度为15°的内扭矩凸台肩，套管两端各设置与接箍中内扭矩台肩配合的角度为15°的内扭矩凸台肩。

所述的负承载面角的油套管螺纹连接接头，其特征在于：所述的接箍的内螺纹与其内扭矩凸台肩之间设置角度为24°的内密封锥面，套管的外螺纹与其内扭矩凸台肩之间设置与接箍内密封锥面配合的角度为24°的内密封锥面，二内密封锥面过盈重叠长度大于0.15mm。

所述的负承载面角的油套管螺纹连接接头，其特征在于：所述的接箍的内螺纹与其内密封锥面之间设置圆柱面的接箍密封过渡段，套管的外螺纹与其内密封锥面之间设置有圆锥面的套管密封过渡段，锥度不大于1:16，套管端部首齿角度为45—65°。

所述的负承载面角的油套管螺纹连接接头，其特征在于：所述的接箍的内扭矩凸台肩与其内密封锥面之间的圆角比套管的内扭矩凸台肩与其内密封锥面之间的圆角小圆角半径的0.3倍。

所述的负承载面角的油套管螺纹连接接头，其特征在于：所述的内、外螺纹的平均齿厚宽度为螺距的1/2，内、外螺纹的齿厚宽度相差0.03mm。

所述的负承载面角的油套管螺纹连接接头，其特征在于：所述的内、外螺纹的齿高为非对称型，内、外螺纹的齿高相差0.05mm。