一种用于钛合金油管的接头结构

技术领域

本发明涉及管道连接技术领域，具体为一种用于钛合金油管的接头结构。

背景技术

随着国内高腐蚀环境气井的逐渐开发，碳钢油管的耐腐蚀效果逐渐不能够满足越来越高的腐蚀环境要求，由于钛合金材料的特殊性，钛合金油管的连接接头的容易发生上扣粘扣划伤，影响钛合金接头的密封效果。

中国专利号为ZL201610810529.9公开了一种用于钛合金油井管用的特殊螺纹接头结构，结构主要特点是该结构的公端采用弧面形式，母端密封面采用锥面形式，公母端密封面通过过盈配合实现密封能力，但是该结构形式存在一定的局限性，由于在拧接过程中公端的弧面容易发生粘扣现象，进而影响其密封性，同时公端修复非常困难，增加了修扣时间成本和经济成本。

发明内容

本发明要解决的技术问题是克服现有的缺陷，提供一种用于钛合金油管的接头结构，可以有效的提高钛合金油管的密封能力，同时方便钛合金油管的维修，大大提高了使用便利性，可以有效解决背景技术中的问题。

为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：一种用于钛合金油管的接头结构，包括相互拧紧配合的母端和公端，所述母端密封面采用弧形结构，公端密封面采用斜面结构，母端密封面和公端密封面之间为过盈配合，弧形-锥面密封过盈量取决于母端密封面的弧形半径R。

作为本发明的一种优选技术方案，弧形半径R的范围为：

D*K1/t≤R≤D*K2/t

其中K1＝3.2K2＝4.0

式中：D-钛合金油管管体公称直径，t-钛合金油管公称壁厚。

作为本发明的一种优选技术方案，所述公端密封面的斜面与水平线夹角为θ，θ的角度范围为7～11°。

作为本发明的一种优选技术方案，所述母端包括母端螺纹、母端密封面和母端台肩，公端包括公端螺纹、公端密封面和公端台肩。

作为本发明的一种优选技术方案，所述母端螺纹与母端密封面之间加工有母端退刀槽。

作为本发明的一种优选技术方案，所述母端台肩宽度大于公端台肩宽度。

作为本发明的一种优选技术方案，所述母端密封面与公端密封面的接触压力不小于管体屈服强度的30％。

与现有技术相比，本发明的有益效果是：本用于钛合金油管的接头结构结构合理，构思巧妙，在提高钛合金油管密封能力的同时方便其维修，通过将母端密封面设置为弧形面，有效的减少应力集中，增加面接触，极大的提升钛合金油管密封面的抗粘扣能力，并且由原来的9次上卸扣提升到10次以上而不发生粘扣，同时一般母端密封圆弧会先出现粘扣现象，因此粘扣后只需更换母端即可，不必采用公端切头继续加工的方式进行维修，大大降低修扣的时间成本和经济成本。

附图说明

图1为本发明结构示意图；

图2为本发明组合结构示意图；

图3为图2中A处的放大示意图。

图中：1母端、2母端螺纹、3母端密封面、4母端台肩、5母端退刀槽、6 公端、7公端螺纹、8公端密封面、9公端台肩。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

实施例1：请参阅图1-3，本发明提供一种技术方案：一种用于钛合金油管的接头结构，包括相互拧紧配合的母端1和公端6，母端1包括母端螺纹2、母端密封面3和母端台肩4，公端6包括公端螺纹7、公端密封面8和公端台肩9，母端台肩4宽度大于公端台肩9宽度，保证母端1和公端6的安装便利性，母端螺纹2与母端密封面3之间加工有母端退刀槽5，母端退刀槽5的设置方便母端密封面3弧形结构的加工，母端密封面3采用弧形结构，公端密封面8采用斜面结构，母端密封面3和公端密封面8之间为过盈配合，公端密封面8的斜面与水平线夹角为θ，θ的角度为8°，通过对公端密封面8的斜面角度限制，可以进一步提高与母端密封面3的密封效果，弧形-锥面密封过盈量取决于母端密封面3的弧形半径R，R的范围为：

D*K1/t≤R≤D*K2/t

其中K1＝3.2K2＝4.0

式中：D-钛合金油管管体公称直径，t-钛合金油管公称壁厚。

若钛合金油管的外径为78.4mm,壁厚为5.89mm,加工时需要保证母端密封面3的半径R加工范围为42.6～53.2mm,公端密封面8的斜面与水平线夹角θ根据R值的偏向，如果R值偏向范围最小值，则θ选取范围较大值，反之亦然。

母端密封面与公端密封面的接触压力为管体屈服强度的30％，在进行10 次上卸扣后对接头进行气密封检测：90MPa保压10分钟，漏率低于2× 10

实施例2：一种用于钛合金油管的接头结构，包括相互拧紧配合的母端1 和公端6，母端1包括母端螺纹2、母端密封面3和母端台肩4，公端6包括公端螺纹7、公端密封面8和公端台肩9，母端台肩4宽度大于公端台肩9宽度，保证母端1和公端6的安装便利性，母端螺纹2与母端密封面3之间加工有母端退刀槽5，母端退刀槽5的设置方便母端密封面3弧形结构的加工，母端密封面3采用弧形结构，公端密封面8采用斜面结构，母端密封面3和公端密封面8之间为过盈配合，公端密封面8的斜面与水平线夹角为θ，θ的角度为 10°，通过对公端密封面8的斜面角度限制，可以进一步提高与母端密封面3 的密封效果，弧形-锥面密封过盈量取决于母端密封面3的弧形半径R，R的范围为：

D*K1/t≤R≤D*K2/t

其中K1＝3.2K2＝4.0

式中：D-钛合金油管管体公称直径，t-钛合金油管公称壁厚。

若钛合金油管的外径为77.6mm,壁厚为5.45mm,加工时需要保证母端密封面3的半径R加工范围为45.5～56.9mm,公端密封面8的斜面与水平线夹角θ根据R值的偏向，如果R值偏向范围最小值，则θ选取范围较大值，反之亦然。

母端密封面与公端密封面的接触压力为管体屈服强度的40％，在进行10 次上卸扣后对接头进行气密封检测：90MPa保压10分钟，漏率低于1.86× 10

实施例3：一种用于钛合金油管的接头结构，包括相互拧紧配合的母端1 和公端6，母端1包括母端螺纹2、母端密封面3和母端台肩4，公端6包括公端螺纹7、公端密封面8和公端台肩9，母端台肩4宽度大于公端台肩9宽度，保证母端1和公端6的安装便利性，母端螺纹2与母端密封面3之间加工有母端退刀槽5，母端退刀槽5的设置方便母端密封面3弧形结构的加工，母端密封面3采用弧形结构，公端密封面8采用斜面结构，母端密封面3和公端密封面8之间为过盈配合，公端密封面8的斜面与水平线夹角为θ，θ的角度为 11°，通过对公端密封面8的斜面角度限制，可以进一步提高与母端密封面3 的密封效果，弧形-锥面密封过盈量取决于母端密封面3的弧形半径R，R的范围为：

D*K1/t≤R≤D*K2/t

其中K1＝3.2K2＝4.0

式中：D-钛合金油管管体公称直径，t-钛合金油管公称壁厚。

若钛合金油管的外径为78mm,壁厚为5.72mm,加工时需要保证母端密封面 3的半径R加工范围为43.6～54.5mm,公端密封面8的斜面与水平线夹角θ根据R值的偏向，如果R值偏向范围最小值，则θ选取范围较大值，反之亦然。

母端密封面与公端密封面的接触压力为管体屈服强度的60％，在进行10 次上卸扣后对接头进行气密封检测：90MPa保压10分钟，漏率低于1.98× 10

对比例：采用传统的钛合金油管的接头结构，公端密封面的斜面与水平线夹角θ为15°，母端密封面为常规的与公端密封面相配合的斜面，公端密封面与母端密封面通过螺纹过盈接触密封。

母端密封面与公端密封面的接触压力为管体屈服强度的12％，在进行10 次上卸扣后对接头进行气密封检测：90MPa保压10分钟，漏率高于3.2× 10

通过实施例1-3与对比例的实验可以得出结论：本发明可以极大的提升钛合金油管密封面的抗粘扣能力，在进行10次上卸扣后密封性依然良好，且不会发生粘扣现象，增加了钛合金油管的使用便利性。

尽管已经示出和描述了本发明的实施例，对于本领域的普通技术人员而言，可以理解在不脱离本发明的原理和精神的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型，本发明的范围由所附权利要求及其等同物限定。