膨胀波纹管接头
阅读说明：本技术 膨胀波纹管接头 (Expansion corrugated pipe joint ) 是由 胡彦峰 陶兴华 涂玉林 刘晓丹 王甲昌 索忠伟 于 2019-08-27 设计创作，主要内容包括：本发明提出了一种膨胀波纹管接头,其包括设置在膨胀波纹管的一端的第一接头,所述第一接头为内接头；设置在膨胀波纹管的另一端的第二接头,所述第二接头为外接头；其中,两个所述膨胀波纹管通过第一接头和第二接头套接；所述第一接头和所述第二接头之间通过若干组凹凸结构相连。本发明实现波纹管管串快速连接,并在波纹管膨胀过程中保持密封状态,解决现有技术中波纹管连接周期长,连接作业劳动强度高的问题。(The invention provides an expansion corrugated pipe joint, which comprises a first joint arranged at one end of an expansion corrugated pipe, wherein the first joint is an inner joint; the second joint is arranged at the other end of the expansion corrugated pipe and is an external joint; the two expansion corrugated pipes are sleeved through a first joint and a second joint; the first joint and the second joint are connected through a plurality of groups of concave-convex structures. The invention realizes the quick connection of the corrugated pipe string, keeps the sealing state in the expansion process of the corrugated pipe, and solves the problems of long connection period of the corrugated pipe and high labor intensity of connection operation in the prior art.)
技术领域
本发明涉及一种膨胀波纹管接头，属于石油天然气钻井、矿产开发及地质勘探领域。
背景技术
目前膨胀波纹管连接方式受限于异型截面和异型截面膨胀密封要求，无法用螺纹连接，现场应用均采用焊接方式连接，需要在钻进现场和井口实施动火作业，焊接作业需要配套焊接作业人员、焊接设备和无损检测设备，施工工作量大，劳动强度高，焊接周期相对于螺纹连接长，影响膨胀波纹管技术的大规模推广应用。
发明内容
针对现有技术中所存在的上述技术问题，本发明提出了一种膨胀波纹管接头，实现波纹管管串快速连接，并在波纹管膨胀过程中保持密封状态，解决现有技术中波纹管连接周期长，连接作业劳动强度高的问题。
为了实现以上发明目的，本发明提出了一种膨胀波纹管接头，包括：
设置在膨胀波纹管的一端的第一接头，所述第一接头为内接头；
设置在膨胀波纹管的另一端的第二接头，所述第二接头为外接头；
其中，两个所述膨胀波纹管通过第一接头和第二接头套接；所述第一接头和所述第二接头之间通过若干组凹凸结构相连。
本发明的进一步改进在于，所述第一接头的外侧面设置有第一锥斜面，所述第二接头的内侧面设置有与所述第一锥斜面相配合的第二锥斜面。
本发明的进一步改进在于，所述凹凸结构包括第一凹凸结构和第二凹凸结构，所述第一凹凸结构和第二凹凸结构分别并排设置或交替设置在所述第一锥斜面和第二锥斜面之间。
本发明的进一步改进在于，所述第一凹凸结构包括设置在所述第一锥斜面上的第一凸起牙顶，以及设置在所述第二锥斜面上的第一凹陷牙底；其中，所述第一凸起牙顶卡接在所述第一凹陷牙底的内部。
本发明的进一步改进在于，所述第二凹凸结构包括设置在所述第二锥斜面上的第二凸起牙顶，以及设置在所述第一锥斜面上的第二凹陷牙底；其中，所述第二凸起牙顶卡接在所述第二凹陷牙底的内部。
本发明的进一步改进在于，所述第一凸起牙顶和所述第二凸起牙顶的结构相同，所述第一凹陷牙底和所述第二凹陷牙底的结构相同。
本发明的进一步改进在于，所述第一凸起牙顶和第二凸起牙顶的侧面均设置有凸起负载牙侧，所述第一凹陷牙底和第二凹陷牙底的侧面均设置有凹陷负载牙侧。
本发明的进一步改进在于，所述凸起负载牙侧具有弹性。
本发明的进一步改进在于，所述第一锥斜面和所述第二锥斜面之间设置有密封件。
本发明的进一步改进在于，所述密封件包括第一密封圈和第二密封圈，所述第一锥斜面的周向上设置有第一密封槽，所述第一密封圈设置在所述第一密封槽内；所述第二锥斜面的周向上设置有第二密封槽，所述第二密封圈设置在所述第二锥斜面上。
与现有技术相比，本发明的优点在于：
本发明的一种膨胀波纹管接头，实现波纹管管串快速连接，并在波纹管膨胀过程中保持密封状态，解决现有技术中波纹管连接周期长，连接作业劳动强度高的问题。在膨胀过程中，波纹管内腔受到液体压力，波纹管管体和接头受内压力开始膨胀变形；受膨胀压力和轴向重力的影响，啮合的凹凸结构之间的间隙变小，从而稳固相连。
附图说明
下面将结合附图来对本发明的优选实施例进行详细地描述，在图中：
图1所示为本发明的一个实施例的膨胀波纹管接头的结构示意图；
图2所示为本发明的一个实施例的连接截面的结构示意图；
图3所示为本发明的一个实施例的凹凸结构的结构示意图。
附图中，相同的部件使用相同的附图标记。附图并未按照实际的比例绘制。
在附图中各附图标记的含义如下：1、第一接头，2、第二接头，11、第一锥斜面，12、第一凹凸结构，13、第一凸起牙顶，14、第二凹陷牙底，15、凸起负载牙侧，16、第一密封槽，17、第一密封圈，21、第二锥斜面，22、第二凹凸结构，23、第二凸起牙顶，24、第一凹陷牙底，25、凹陷负载牙侧，26、第二密封圈。
具体实施方式
为了使本发明的技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图对本发明的示例性实施例进行进一步详细的说明。显然，所描述的实施例仅是本发明的一部分实施例，而不是所有实施例的穷举。并且在不冲突的情况下，本发明中的实施例及实施例中的特征可以互相结合。
图1示意性地显示了根据本发明的一个实施例的膨胀波纹管接头。根据本发明的膨胀波纹管接头，实现波纹管管串快速连接，并在波纹管膨胀过程中保持密封状态，解决现有技术中波纹管连接周期长，连接作业劳动强度高的问题。
图1示意性地显示了根据本发明的一个实施例的膨胀波纹管接头，包括第一接头1。所述第一接头1设置在膨胀波纹管的一端，第一接头1为内接头。所述膨胀波纹管接头还包括第二接头2，所述第二接头2设置在膨胀波纹管的另一端，其用于连接第一接头1，并且第二接头2为外接头。在本实施例中，两个所述膨胀波纹管通过第一接头1和第二接头2套接，所述第二接头2的外接头套在第一接头1的内接头上，并且所述第一接头1和所述第二接头2之间通过若干组凹凸结构相连。
在使用根据本实施例所述的膨胀波纹管接头时，膨胀波纹管的两端分别设置第一接头1和第二接头2，两个膨胀波纹管在相连的过程中只需要通过凹凸结构将第一接头1和第二接头2相连就能够实现稳定地相连接，不需要焊接，不仅连接稳固还易于拆装。
在一个实施例中，所述第一接头1上有第一锥斜面11，第一锥斜面11在所述第一接头1的外侧面设置一周。第一锥斜面11的倾斜形状使第一接头1的一侧的端部较薄，另一侧(连接膨胀波纹管主体的一侧)较厚。第二接头2上设置有第二锥斜面21，第二锥斜面21在第二接头2的内侧面设置一周，第二锥斜面21的倾斜形状使第二接头2的一侧的端部较薄，另一侧(连接膨胀波纹管主体的一侧)较厚。第二锥斜面21的倾斜度与第一锥斜面11的倾斜度相匹配，第一接头1和第二接头2相连时第一锥斜面11和第二锥斜面21相接触。
在根据本实施例所述的膨胀波纹管接头中，第一锥斜面11和第二锥斜面21形状相匹配，在第一锥斜面11和第二锥斜面21连接后，两者的厚度叠加与膨胀波纹管的厚度相同，如图2所示，避免连接后出现厚度不均匀的问题。
在一个实施例中，所述第一凹凸结构12包括第一凹凸结构12和第二凹凸结构22，第一凹凸结构12和第二凹凸结构22的结构相似、方向相反。其中，第一凹凸结构12和第二凹凸分别设置在第一锥斜面11和第二锥斜面21之间，所述第一凹凸结构12和第二凹凸结构22分别并排设置或交替设置。如图2所示的实施例中，第一凹凸结构12的数量为两个，其并排设置在第一锥斜面11和第二锥斜面21之间的一侧，第二凹凸结构22的数量为两个，其并排设置在第一锥斜面11和第二锥斜面21之间的另一侧。
在根据本实施例所述的膨胀波纹管接头中，第一凹凸结构12和第二凹凸结构22的结构相似，凹凸方向相反。这样能够增强第一锥斜面11和第二锥斜面21之间的连接稳固程度。
在一个实施例中，所述第一凹凸结构12包括第一凸起牙顶13，所述第一凸起牙顶13设置在第一锥斜面11上。第一凹凸结构12还包括第一凹陷牙底24，第一凹陷牙底24设置在第二锥斜面21上。第一凸起牙顶13和第一凹陷牙底24设置在对应的位置上，并且第一凸起牙顶13卡接在第一凹陷牙底24的内部。
在根据本实施例所述的膨胀波纹管接头中，第一凸起牙顶13能够卡接在第一凹陷牙底24内，使第一锥斜面11和第二锥斜面21稳固地连接在一起。在本实施例中，所述第一凸起牙顶13可以是若干并排设置的凸起型结构，也可以是一个环形设置一周的凸起型结构；所述第一凹陷牙底24与第一凸起牙顶13的结构相配合，可以是若干并排设置的凹陷性坑洞，也可以是一个环形设置的凹槽。
在一个实施例中，所述第二凹凸结构22包括第二凸起牙顶23和第二凹陷牙底14。第二凸起牙顶23设置在第二锥斜面21上，第二凹陷牙底14设置在第一锥斜面11上。其中，所述第二凹陷牙底14和第二凸起牙顶23均设置在相对应的位置上，并且第二凸起牙顶23卡接在第二凹陷牙底14的内部。
在一个优选的实施例中，所述第一凸起牙顶13和所述第二凸起牙顶23的结构相同，所述第一凹陷牙底24和所述第二凹陷牙底14的结构相同。所述第一凸起牙顶13和第二凸起牙顶23具有弹性。
在使用根据本实施例所述的膨胀波纹管接头时，第一凸起牙顶13和第二凸起牙顶23具有一定的弹性，使其能够发生变形。在安装时，通过外力挤压使第一凸起牙顶13发生变形收缩，从而进入到第一凹陷牙底24内，第一凸起牙顶13在第一凹陷牙底24内膨胀并能够稳定地卡接在其内部；同样，外力的作用使第二凸起牙顶23发生变形收缩，从而进入到第二凹陷牙底14内，第二凸起牙顶23在第二凹陷牙底14内膨胀并能够稳定地卡接在其内部。
在一个优选的实施例中，如图3所示，所述第一凸起牙顶13和第二凸起牙顶23的侧面均设置有凸起负载牙侧15，凸起负载牙侧15为凸起的结构。所述第一凹陷牙底24和第二凹陷牙底14的侧面均设置有凹陷负载牙侧25，凹陷负载牙侧25为凹陷的结构。在第一凸起牙顶13设置在第一凹陷牙底24内时，第一凸起牙顶13的凸起负载牙侧15伸入到第一凹陷牙底24的凹陷负载牙侧25的内部，从而避免第一凸起牙顶13在第一凹陷牙底24内滑出。第二凸起牙顶23设置在第二凹陷牙底14内时，第二凸起牙顶23的凸起负载牙侧15伸入到第二凹陷牙底14的凹陷负载牙侧25的内部，从而避免第二凸起牙顶23在第二凹陷牙底14内滑出。本实施例中，凸起负载牙侧15具有一定的弹性，在安装时能够收缩，当进入到凹陷负载牙侧25内时撑开。
在一个实施例中，所述第一锥斜面11和所述第二锥斜面21之间设置有密封件。在本实施例中，密封件的数量为两个，分别设置在第一锥斜面11和第二锥斜面21之间的两端，其中，凹凸结构均设置在两个密封件之间。
优选地，所述第一锥斜面11上设置有第一密封槽16，第一密封槽16围绕第一锥斜面11设置一周；第二锥斜面21上设置有第二密封槽，第二密封槽围绕第二锥斜面21设置一周。两个密封件为密封圈，分别设置在第一密封槽16和第二密封槽内。
本实施例所述的膨胀波纹管接头和波纹管管体连接为一个整体，可在工厂车间内采用焊接的方式完成。在本实施例中，连接完成带接头的膨胀波纹管每根长度9～10m，连接完成后无损探伤，确保焊缝无缺陷。
带本实施例所述接头的波纹管井口安装过程中，带第二接头2的波纹管用卡瓦固定在井口，接头位于钻台面以上。用钻机游车大钩配合吊卡起吊带第一接头1的波纹管串，与在井口固定的波纹管接头同轴心。
游车下行，将波纹管的第一接头1与第二接头2插接，设置在凹凸结构相互啮合。按照封堵复杂地层需求长度依次连接足够数量的波纹管管串。连接完成后通过钻具送入到目的井深。
地面连接水泥车提供膨胀所需压力。在膨胀过程中，波纹管内腔受到液体压力，波纹管管体和接头受内压力开始膨胀变形；受膨胀压力和轴向重力的影响，啮合的凹凸结构之间的间隙变小；凸起负载牙侧15与凹陷负载牙侧25接触并产生一定值的接触压力，来辅助完成接头膨胀所需密封力，通常波纹管膨胀所需密封压力小于30MPa。
尽管已描述了本发明的优选实施例，但本领域内的技术人员一旦得知了基本创造性概念，则可对这些实施例作出另外的变更和修改。因此，所附权利要求意欲解释为包括优选实施例以及落入本发明范围的所有变更和/或修改，根据本发明的实施例作出的变更和/或修改都应涵盖在本发明的保护范围之内。