零渗漏防倒扣活动弯头的研制

安玉山,沃 坤（中国石油大港油田公司,天津 300280）

零渗漏防倒扣活动弯头的研制

安玉山,沃 坤
（中国石油大港油田公司,天津 300280）

摘 要：公知的活动弯头是靠旋紧胶圈到一定程度后密封，自由活动困难，到转动灵活后即出现渗漏。针对这种情况，研制了零渗漏防倒扣活动弯头，具有调节方位多变，能够360度自由旋转，连接快捷、结构合理、体积小、重量轻、密封性能好，安全可靠，操作方便等特点，可以有效用于连接管线和旋转作业。

关键词：零渗漏；防倒扣；活动弯头

公知的活动弯头自身部件密封是靠压紧胶圈到一定程度后密封，连接液压管线时是靠外力旋紧到一定程度后密封，在需要旋转作业时，自由活动困难，到转动灵活后即出现渗漏，旋转部位没有防尘密封，在现场使用中经常出现转动困难和高低压试验渗漏严重的现象。为此研制了零渗漏防倒扣活动弯头。

1 技术分析

1.1 技术方案

该零渗漏防倒扣活动弯头，包括依次连接的由壬母头、弯头和由壬公头，由壬母头的左侧套嵌有由壬环，弯头的左侧套在所述由壬母头的右侧，其右侧与由壬公头的左侧螺纹连接，由壬母头的右侧由内向外依次设置有第一方形环形槽、一个或两个或多个下半圆形环形槽和向左侧凹陷的第一环形台阶，在弯头的左侧由外向内依次设置有第二方形环形槽、一个或两个或多个上半圆形环形槽和向右侧凹陷的第二环形台阶，在上半圆形环形槽的上方设置有带有堵塞螺钉的通孔。

该装置的有益效果是具有调节方位多变，能够360度自由旋转，连接快捷、结构合理、体积小、重量轻、密封性能好，安全可靠，操作方便。

1.2 结构及工作原理

1.2.1 零渗漏防倒扣活动弯头结构

零渗漏防倒扣活动弯头主要由由壬母头、弯头、由壬公头、由壬环等组成，结构如图1所示，由壬母头与弯头的连接结构由图2所示。

1.2.2 工作原理

如图1、图2所示，本装置包括依次连接的由壬母头1、弯头2和由壬公头3，由壬母头1的左侧套嵌有由壬环4，弯头2的左侧套在由壬母头1的右侧，其右侧与由壬公头3的左侧螺纹连接，由壬母头1的右侧由内向外依次设置有第一方形环形槽5、一个或两个或多个下半圆形环形槽6和向左侧凹陷的第一环形台阶7，弯头2的左侧与所述由壬母头1的第一方形环形槽5、一个或两个或多个下半圆形环形槽6和向左侧凹陷的第一环形台阶7相对应处由外向内依次设置有第二方形环形槽8、一个或两个或多个上半圆形环形槽9和向右侧凹陷的第二环形台阶10，上半圆形环形槽9的上方设置有带有堵塞螺钉11的通孔，第一方形环形槽5和所述第二方形环形槽8构成的空间内设置有密封胶圈12，下半圆形环形槽6和所述上半圆形环形槽9构成的圆环形空间内设置有与其圆环形空间大小相匹配的钢珠13，第一环形台阶7和所述第二环形台阶10构成的空间内设置有方形盘根14，方形盘根14的内表面为开口向内的V形，可以360度自由旋转，使现场连接非常方便，在组装时，通过方形盘根14的内表面的V型过盈就能够做到低压密封，高压密封靠其方形部位密封。

图1 零渗漏防倒扣活动弯头结构示意图

弯头2可以有两段或多段中间段组成，其中部两两相连的中间段的连接结构与所述由壬母头1的右侧和所述弯头2的左侧的连接结构一致，密封胶圈12的横截面呈L形，使其在恶劣环境下使用时，泥水不能进入承压部位，保证转动灵活和不锈蚀，增加使用寿命。

由壬公头3与由壬母头1的嵌合处内壁上设置有V型槽15，V型槽15内设置有密封圈16，密封圈16的内表面的中部设置有尖状凸起，密封圈16的内表面的两边与中部的尖状凸起之间设置有间隙，在由壬环4的旋紧过程中，使设计有两个间隙的密封圈16的两端分别进入其中的V型槽15中，由于密封圈16与所述V型槽15为角度过赢配合，因此在由壬环4的旋紧过程中V型槽15产生了两个密封面，保证了低压不漏，在高压液体进入后，密封圈16的两个间隙中进入高压液体，压力越高，密封圈16的密封面和V型槽的密封面越紧密，使其达到了高压密封的目的，压力越高，密封圈16对由壬外螺纹以及由壬母头的压紧力越大，产生的摩擦力也越大，使其倒扣的可能性就越小，即达到了防倒扣的目的。

图2 由壬母头与弯头的连接结构爆炸示意图

由壬环4上设置有紧锁螺钉17和旋紧孔18，旋紧孔18方便插入工具对由壬进行旋紧，在由壬环4旋紧后，由紧锁螺钉17对与由壬母头1相对接的另一段管路的由壬公头的外螺纹的外径进行机械加压锁紧，达到了由壬工作时的二次锁紧。在密封圈16的外径处，由壬公头和由壬母头有一个锥面和圆弧的结合面，形成了由壬的二次硬密封，由壬环越旋紧，由壬密封越可靠，承受的压力越高。

1.3 主要技术参数

（1）通径：50mm

（2）额定工作压力：40MPa

2 现场应用情况及结论

通过西50-8井等58口井的修井作业现场的实际应用，连接管线时工人劳动强度低，具有调节方位多变，可360度自由旋转，连接快捷、结构合理、体积小、重量轻、密封性能好，安全可靠，操作方便等优点，可广泛用于试油、修井作业现场的管线连接中。

作者简介：安玉山（1974-），男，山西五台人，本科，工程师，主要从事：井筒工程技术及井控技术研究与应用。