石油套管特殊螺纹接头密封结构设计方法

石油套管螺纹牙形的轴向轮廓。石油套管原来的螺纹牙高度，P是一个螺距，hcs=hcn表示牙顶的高度，hrs=hrs=hrn表示螺纹牙根的高度，hs=hn为螺纹牙高度。螺钉紧固后，螺纹牙顶与牙底处分别存在着间隙，形成沿着牙顶和牙底的螺旋线漏道，严重影响螺纹的密封性能。普通API圆螺纹间隙值最高为0.076mm。在这个螺纹的齿顶与齿底之间存在螺旋漏道是螺纹设计中的一个固有缺陷，它不依赖于石油套管的螺纹加工误差。API标准螺纹只有在用螺纹脂填充管道时，才能堵住这个漏泄管道。

专用螺钉克服了API标准螺纹固有的缺陷，使密封性能有显著提高。显示了目前广泛使用的特殊螺纹密封结构，石油套管接头分为螺纹、耐过扭台肩和密封结构面三个部分。其优点是连接强度高、不容易滑脱，并起着联结和辅助密封作用；密封结构面采用锥面与带圆弧的锥面的过盈配合，起到主要密封作用；抗过力矩台肩防止套管上扣时的过大扭矩，起辅助密封作用。该特殊螺纹连接结构改变了螺纹脂填充密封为接触密封，显著地提高了套管的气密性。

套筒连接的管体与连接处是相对静止的，密封的条件是要求接触压力大于内流体的压力，提高密封效果的有效方法是增加接触压力，增大漏液路径。但是，由于实际加工过程中的几何形状误差、表面粗糙度等原因，难以得到完全光滑的接触表面；另外载荷的变化势必引起接触面压力的变化，这样都会使接触面间隙增大，从而增加泄漏量。