[发明专利]油井管接头的密封结构的设计与制造方法、密封方法

权利要求书

1.一种油井管接头的密封结构的制造方法，其特征在于，包括：

根据油井管的密封性评价参量大于等于对应的密封性安全裕量的预设规则，确定所述油井管的密封面接触压应力、密封结构材料弹性应变量、密封结构材料强度、密封面接触宽度，所述密封性评价参量包括接触压应力参量、弹性应变参量、强度参量，所述密封性安全裕量包括接触压应力安全裕量、弹性应变安全裕量、强度安全裕量；

基于所述密封面接触压应力、所述密封结构材料弹性应变量、所述密封结构材料强度，确定所述油井管接头的密封结构的使用材料；

根据所述使用材料的弹性应变量、所述密封面接触宽度确定所述密封结构的尺寸，并应用所述使用材料制造所述密封结构；

其中，利用下述公式一确定所述密封性评价参量：

上式中，k_σ表示所述接触压应力参量，σ_e表示密封面接触压应力，P表示管内被密封气体的压力，k_ε表示所述弹性应变参量，ε_e表示密封结构或密封面材料的弹性应变量，δ表示所述密封面的局部间隙，k_y表示所述强度参量，σ_y表示所述密封结构或所述密封面材料的屈服强度，D表示所述密封面的圆周直径，L表示所述密封面接触宽度。

2.如权利要求1所述的一种油井管接头的密封结构的制造方法，其特征在于，所述根据所述使用材料的弹性应变量、所述密封面接触宽度确定所述密封结构的尺寸，并应用所述使用材料制造所述密封结构，包括：

所述密封结构包括密封覆合层；其中，

根据公式二确定所述密封覆合层的厚度；

根据所述密封覆合层的厚度、所述密封面接触宽度，确定所述密封覆合层的结构尺寸；

利用所述使用材料、所述密封覆合层的结构尺寸制造所述密封覆合层；

上式中，θ表示密封面的径向过盈量，D_ps表示外螺纹接头密封面外径，d_bs表示内螺纹接头密封面内径，θ_e表示所述使用材料的密封结构的径向过盈量，θ_s表示原有的油井管接头的密封结构的径向变形量，ε_e表示所述使用材料的弹性应变量，t表示所述密封覆合层的厚度，ε_s表示所述油井管的原有的接头材料的弹性应变量，D表示所述油井管接头的外径和内径的平均值。

3.如权利要求2所述的一种油井管接头的密封结构的制造方法，其特征在于，所述根据所述使用材料、所述密封覆合层的结构尺寸制造所述密封覆合层，包括：

采用堆焊、喷涂、电镀、3D打印中的任意一项技术，利用所述使用材料按照所述密封覆合层的结构尺寸制造所述密封覆合层。

4.如权利要求1所述的一种油井管接头的密封结构的制造方法，其特征在于，所述根据所述使用材料的弹性应变量、所述密封面接触宽度确定所述密封结构的尺寸，并应用所述使用材料制造所述密封结构，包括：

所述密封结构包括密封圈；其中，

根据公式三确定所述密封圈的厚度、所述密封圈中部外径；

根据所述密封圈的厚度、所述密封面接触宽度，确定所述密封圈的结构尺寸；

利用所述使用材料、所述密封圈的结构尺寸制造所述密封圈；

上式中，θ表示密封面的径向过盈量，D_ps表示外螺纹接头密封面外径，d_bs表示内螺纹接头密封面内径，θ_e表示所述使用材料的密封结构的径向过盈量，θ_s表示原有的油井管接头的密封结构的径向变形量，ε_e表示所述使用材料的弹性应变量，t表示所述密封圈的厚度，ε_s表示原有的油井管接头材料的弹性应变量，D表示所述油井管接头的外径和内径的平均值，D_s1表示所述密封圈中部外径。