[实用新型]一种钛合金油管用抗粘扣气密封螺纹接头

说明书

本实用新型涉及石油天然气生产管柱设计领域，特别涉及一种钛合金油管用抗粘扣气密封螺纹接头。本实用新型解决了现有钛合金油管的螺纹结构使用时易发生粘扣和密封失效现象。本实用新型包括母扣和公扣；母扣由端部向内依次设置有第一梯形内螺纹、第二梯形内螺纹、退刀槽、第一锥面密封段、第一柱面密封段和第一负角度扭矩台肩；公扣由端部向内依次设置有第二负角度扭矩台肩、第二柱面密封段、第二锥面密封段、梯形外螺纹；母扣和公扣配合后形成三级密封结构：锥面对锥面一级密封结构；柱面对柱面二级密封结构；母扣的第一负角度扭矩台肩和公扣的第二负角度扭矩台肩配合形成三级密封结构。

技术领域

本实用新型涉及石油天然气生产管柱设计领域，特别涉及一种钛合金油管用具有抗粘扣性能的气密封螺纹接头。

背景技术

我国西部和西南油气田的大多油井具有高温(大于140℃)、高压(大于100MPa)、井深(大于5000m)的特点，并且含有高腐蚀介质(CO₂、H₂S、CL^－)，井况比较苛刻，为了适应这些油气田对油套管耐腐蚀性的要求，钛合金已经被引入制造油套管，钛合金由于具有比强度高、耐蚀性优异、弹性模量低、易于冷成型、耐海水冲刷等优良特性，其非常优异的性能成为高端石油管材的优选材料。

在石油天然气工业开发过程中，所采用的油套管是用螺纹拧接连接组成的管柱，而螺纹是油套管柱中的最薄弱环节，其结构的完整性、密封的完整性和可靠性严重影响油田的安全生产和管柱寿命。普通的API螺纹无法满足在高温、高压、高腐蚀介质含量等“三高”油气田环境中的密封完整性，极易发生严重的油气泄漏事故，由于在这些油气中含有H₂S等有毒物质，给油气安全、周边生态环境和人民生命财产安全带来极大的威胁。

钛合金材料具有弹性模量低、表面硬度低，耐磨性能差和热传导系数低等特点，在钛合金材料管柱加工普通的API螺纹极易发生粘扣现象，以钢铁材料为基础设计的一般特殊螺纹结构也不适用于钛合金油管，容易发生粘扣和密封失效现象，因此为保障“三高”油气田的安全开发、进一步促进钛合金油套管在石油天然气行业中的推广应用，急需为钛合金管柱设计一种具有可靠地密封性能和抗粘扣性能的螺纹结构。

发明内容

为解决现有钛合金油管的螺纹结构使用时易发生粘扣和密封失效现象，本实用新型提出一种钛合金油管用抗粘扣气密封螺纹接头，该螺纹接头在梯形螺纹基础上增加两级金属密封和一个负角度扭矩台肩密封，通过多级密封设计提高螺纹接头的气密封可靠性，同时通过改变螺纹参数减小螺纹接头上的应力状态，提高抗粘扣性能。

本实用新型解决上述问题的技术方案是，一种钛合金油管用抗粘扣气密封螺纹接头，其特殊之处在于：

包括母扣和公扣；

母扣由端部向内依次设置有第一梯形内螺纹、第二梯形内螺纹、退刀槽、第一锥面密封段、第一柱面密封段和第一负角度扭矩台肩；

公扣由端部向内依次设置有第二负角度扭矩台肩、第二柱面密封段、第二锥面密封段、梯形外螺纹；

第一梯形内螺纹和第二梯形内螺纹均与梯形外螺纹配合，第二梯形内螺纹的锥度与梯形外螺纹的锥度相同，第一梯形内螺纹的锥度大于第二梯形内螺纹的锥度；

母扣和公扣配合后形成三级密封结构：

母扣的第一锥面密封段和公扣的第二锥面密封段形成锥面对锥面一级密封结构；

母扣的第一柱面密封段和公扣的第二柱面密封段形成柱面对柱面二级密封结构；

母扣的第一负角度扭矩台肩和公扣的第二负角度扭矩台肩配合形成三级密封结构。

以上为本实用新型的基本结构，基于该基本结构，本实用新型还做出以下优化改进：

进一步地，上述梯形外螺纹的锥度为1:16；第一梯形内螺纹的锥度为1:10～1:14。