[实用新型]一种耐粘扣的气密封螺纹接头

说明书

本实用新型公开了一种耐粘扣的气密封螺纹接头，包括接箍和两根管体，其中：接箍为中空管状件，接箍两端各设置有锯齿形内螺纹，在锯齿形内螺纹末端靠近接箍中心处设置有密封止动台肩；在管体的端部设置有锯齿形外螺纹，在锯齿形外螺纹末端靠近管体端面设置有径向金属密封结构，两根管体分别在接箍两端与接箍螺纹连接。本实用新型具有气密封性能好、抗扭能力强、不容易发生粘扣的优点。

技术领域

本实用新型属于石油钢管螺纹连接技术领域，尤其涉及一种耐粘扣的气密封螺纹接头。

背景技术

在开采石油、天然气的过程中，几百根石油钢管通过螺纹连接起来，形成长达数千米长的管柱，管柱承受很复杂的载荷，服役条件非常苛刻，其中螺纹接头是最容易失效的部位。常见的失效形式有接头泄漏、粘扣、断裂等。为了解决这些失效问题，技术人员付出了很大的努力。近年来油气井开采深度不断加深，井下温度、压力越来越高，现有接头无法满足要求，新的接头形式不断出现。

目前，石油钢管通常采用API螺纹连接。其缺点是：1螺纹形状为圆螺纹或偏梯形螺纹。圆螺纹的承载面角30°，连接效率低。偏梯形螺纹承载面角为3°，连接效率有所提高，但密封性能差；2螺纹的应力集中程度高，很容易粘扣，通常上、卸1～2次即粘扣失效。正是由于API螺纹存在上述缺点，因此无法在高压天然气井、水平井、大位移井等苛刻钻井条件下使用。

现有专利中也有对API螺纹进行了改进的技术方案，该专利中的接头包括有接箍的母螺纹和管子端部的公螺纹。其中：所述接箍两端的母螺纹结构对称设置，每一端的母螺纹由偏梯形螺纹构成，在偏梯形螺纹前方设有直角扭矩台肩，每一端的母螺纹通过退刀槽与所述直角扭矩台肩相连接；在所述接箍的母螺纹的第4～7牙螺纹的其中1 牙的位置上设有能阻止高压气体泄漏的突起螺纹部分，从而起到密封作用。同时螺纹的高度比同规格API螺纹的高度要高，提高了螺纹的连接强度。

与API接头相比，上述专利由于设计了连接螺纹和突起螺纹两部分，封堵了公螺纹和母螺纹在旋紧配合后齿顶和齿底存在的泄漏通道，因此可以起到密封作用。其不足之处是：1在啮合螺纹的局部存在严重的应力集中，比API螺纹更容易发生粘扣；2利用现有工具无法实现对突起螺纹的检测，无法保证对凸起的控制，因此密封性能不可靠。

除上述专利外，还有很多专利提出了自己的解决方案，以弥补 API接头的缺陷和不足，有的优化螺纹形状、有的增加扭矩台肩、有的研制了特殊螺纹脂，这些技术虽然都取得了一定的效果，但也都有各自的不足之处，因此这一技术难题一直没有得到很好地解决。

为此本实用新型针提出了一种耐粘扣的气密封螺纹接头，兼具良好的抗粘扣性能和优良的气密封性能，可以满足在高压天然气井、斜井、大位移井等苛刻钻井条件下的使用要求。

实用新型内容

为实现本实用新型之目的，采用以下技术方案予以实现：

一种耐粘扣的气密封螺纹接头，包括接箍和两根管体，其中：接箍为中空管状件，接箍两端各设置有锯齿形内螺纹，在锯齿形内螺纹末端靠近接箍中心处设置有密封止动台肩；在管体的端部设置有锯齿形外螺纹，在锯齿形外螺纹末端靠近管体端面设置有径向金属密封结构，两根管体分别在接箍两端与接箍螺纹连接。

所述的螺纹接头，其中：金属密封结构包括圆柱面、圆锥面、密封锥面、斜端面、镗孔、过渡圆锥面和管体内壁；圆柱面从外螺纹前端向前延伸，圆锥面从圆柱面的前端开始直径由小变大的延伸，密封锥面从圆锥面的前端开始直径由大变小的延伸并与斜端面顶部相连，斜端面自顶部向镗孔方向延伸，斜端面的底部与其顶部相比，在水平方向上更靠近圆柱面，镗孔设在管体内孔最前端，与管体内孔之间通过过渡圆锥面连接。

所述的螺纹接头，其中：密封锥面与斜端面之间圆弧过渡，圆弧半径R1＝0.6～0.8mm。

所述的螺纹接头，其中：镗孔的内径比管体内壁缩小1.2～2.5mm，镗孔的长度为2.0～5.0mm，镗孔和过渡圆锥面加在一起的长度为5～ 15mm。