一种补贴用偏梯型石油套管专用连接接头的制作方法

xiaoxiao2020-7-22  11

一种补贴用偏梯型石油套管专用连接接头的制作方法
【专利摘要】本实用新型公开了一种补贴用偏梯型石油套管专用连接接头,包括接头本体,所述接头本体两端分别开设有内螺纹,其中一端的内螺纹为标准内螺纹,另一端的内螺纹为偏梯型内螺纹。所述偏梯型内螺纹一端与同样开设偏梯型外螺纹的套管连接后形成偏梯型螺纹连接结构。本实用新型是一种采用特殊螺纹结构,可膨胀率高,螺纹连接强度高、密封性好,作业简单、应用范围广的异径专用接头。解决现有技术中可膨胀套管和螺纹连接形式的不足和一种补贴用直连偏梯型特殊石油套管的应用瓶颈问题。
【专利说明】一种补贴用偏梯型石油套管专用连接接头
【技术领域】
[0001]本实用新型涉及用于石油工业的接头,具体地说是一种补贴用偏梯型石油套管专用连接接头。
【背景技术】
[0002]在油田传统的油气井作业中,随着井深的增加,下入井眼中的套管层次也在增加,从而使可利用的井眼直径越来越小。在深井及超深井中,井眼直径的缩小有可能导致无法最终钻达设计层。可膨胀套管技术是解决这一问题的一项新技术。目前现有可膨胀套管的尺寸较大,对于已有或已损坏的套管补贴作业来说,可膨胀套管不能通过较小的井眼。
[0003]另外,根据美国石油协会制定的API标准,目前石油行业套管常用的螺纹类型有两种:圆螺纹和偏梯型螺纹。圆螺纹的特点是易于加工,密封性能,但连接强度相对较低,安装复杂,容易出现错扣;偏梯型螺纹的特点是连接强度较高,但加工成本高,密封性较差。这两种螺纹套管各有所长,也都存在各自的不足之处。且普通螺纹在膨胀后易变形,难以保证连接强度和密封性能。
[0004]一种补贴用直连偏梯型特殊石油套管的出现解决了上述问题,但由于这种套管的特殊结构,需要专用接头来连接,因此,设计开发一种具有特殊螺纹结构的补贴用石油套管专用连接接头成为这种特殊石油套管应用发展的瓶颈问题。

【发明内容】

[0005]本实用新型的目的在于提供一种补贴用偏梯型石油套管专用连接接头,采用特殊螺纹结构,可膨胀率高,螺纹连接强度高、密封性好,作业简单、应用范围广。
[0006]为了达成上述目的,本实用新型采用了如下技术方案,一种补贴用偏梯型石油套管专用连接接头,包括接头本体,所述接头本体两端分别开设有内螺纹,其中一端的内螺纹为标准内螺纹,另一端的内螺纹为偏梯型内螺纹。
[0007]所述偏梯型内螺纹一端与同样开设偏梯型外螺纹的套管连接后形成偏梯型螺纹连接结构。
[0008]所述偏梯型内螺纹在根部之前设置有抗压缩载荷的承载接触面,所述抗压缩载荷的承载接触面与偏梯型内螺纹段面之间的角度为25° ±3°。
[0009]所述偏梯型内螺纹的根部设置有密封凹面。
[0010]所述偏梯型外螺纹前端设置有与偏梯型内螺纹根部设置的密封凹面相接触的密封凸面,密封凸面倾斜角度为25±3°。
[0011]所述偏梯型外螺纹前端且与密封凸面之间设置有防扭转台肩,所述防扭转台肩与偏梯型内螺纹在根部之前设置的抗压缩载荷的承载接触面相配合,防扭转台肩倾斜角度为22±2。。
[0012]所述偏梯型外螺纹一端的套管管体内部还开设有稳定斜面,稳定斜面倾斜角度为10±1°。[0013]相较于现有技术,本实用新型具有以下有益效果:
[0014]这种特殊专用接头外径尺寸小,可以穿过大角度的水平井、定向井的狗腿段以及环空小的井段,且小端可以与匹配的特殊石油套管同时膨胀,膨胀性能好、可膨胀率高,经膨胀作业后可以紧贴井壁,实现零环空,增大水泥环的尺寸和强度,为后期采油作业增加了空间。另外,这种专用小端螺纹采用特殊直连偏梯型螺纹,上扣速度快,作业简单,易于实现,在螺纹的端部增加了抗压缩载荷的承载接触面,且角度稍大,在内螺纹的根部增加了密封凹面,提高了专用接头膨胀作业前后套管的连接强度和、密封性能。应用于新型油田的后期补贴完井、固井和修井作业等【技术领域】。
【专利附图】

【附图说明】
[0015]图1为本实用新型的一种补贴用偏梯型石油套管专用连接接头半剖示意图;
[0016]图2为本实用新型的一种补贴用偏梯型石油套管专用连接接头的其中一端的内螺纹结构图;
[0017]图3为与本实用新型的一种补贴用偏梯型石油套管专用连接接头相配的外螺纹结构图。
[0018]图中:1、接头本体;2、标准内螺纹;3、偏梯型内螺纹;
[0019]11、偏梯型内螺纹;12、抗压缩载荷的承载接触面;13、密封凹面;14、接头管体;
[0020]21、套管管体;22、偏梯型外螺纹;23、密封凸面;24、防扭转台肩;25、稳定斜面。
【具体实施方式】
[0021]有关本实用新型的详细说明及技术内容,配合【专利附图】

【附图说明】如下,然而附图仅提供参考与说明之用,并非用来对本实用新型加以限制。
[0022]参考图1所示,一种补贴用偏梯型石油套管专用连接接头,具有特殊螺纹结构的补贴用石油套管专用连接接头为异径接头,材质分为J55、N80PU10三种;大端尺寸为外径107.95mm,小端直径为94.28mm,小端螺纹部分可膨胀。大端螺纹为API标准圆螺纹,螺纹锥度为1:16,大端与API标准的套管相连。小端螺纹为特殊偏梯型螺纹,螺纹锥度为1:13.26。小端与具有特殊偏梯型螺纹的补贴用特殊石油套管相连。小端螺纹部分可膨胀,可膨胀率为壁厚的3%?25%。接箍内壁的轴向根部加工有环状的内台阶凹面;端部设计了抗压缩载荷的承载接触面,且角度稍大用以提高套管的膨胀后连接强度及密封性能。
[0023]专用接头的小端螺纹连接采用特殊偏梯型螺纹,螺纹锥度为1:13.26,螺距为每25.4mm5牙,螺纹高度为1.60mm,小端螺纹的齿高为1.65mm,螺纹导向面牙型角12°,螺纹承载面牙型角4°,大径94.30mm,不完整螺纹长度19.46mm,完整螺纹长度30.48mm,管端至消失点总长度41.50mm,从管端起全顶螺纹最小长度17.70mm,内螺纹端Il孔直径74.63mm,镗孔深度7.94_,承载面宽度4.76_。
[0024]专用接头的大端螺纹为API标准圆螺纹,螺纹锥度为1:13.26,螺距为每25.4mm5牙,螺纹高度为1.575mm,大端螺纹的齿高为1.60mm,螺纹导向面牙型角10°,螺纹承载面牙型角3°,大径107.95mm,不完整螺纹长度20.85mm,完整螺纹长度31.75mm,管端至消失点总长度42.77mm,从管端起全顶螺纹最小长度18.97mm,内螺纹端Il孔直径90.50mm,键孔深度7.94_,承载面宽度4.76_。[0025]图2为偏梯型内螺纹结构示意图;11为偏梯型内螺纹;12为抗压缩载荷的承载接触面,且角度稍大,为25° ±3°,提高了套管膨胀后连接强度;13为密封凹面,其位于偏梯型内螺纹的根部,提高了套管的密封性能;14为接头管体。
[0026]图3为外螺纹结构示意图。图中21为套管管体;22为偏梯型外螺纹;23为与图2中13所匹配的密封凸面,可以提高套管膨胀前后的密封性能,倾斜角度为25±3° ;24为防扭转台肩,可以实现套管的快速上卸扣而不损伤套管螺纹,倾斜角度为22±2° ;25为稳定斜面,可以减少应力集中,提高套管的强度,倾斜角度为10±1°。
[0027]补贴用特殊套管外径尺寸设计为较小,管体外径为81.60mm,壁厚为6.34mm,材质分为J55、N80PU10三种。管体外径具有可膨胀率高,可膨胀率为壁厚的3%?25%。接箍内壁的轴向根部加工有环状的内台阶凹面;端部设计了抗压缩载荷的承载接触面,且角度稍大用以提高套管的膨胀后连接强度及密封性能。
[0028]图2所示的内螺纹端与具有如图3所示特殊直连偏梯型螺纹的石油套管相连。螺纹连接啮合后的螺纹牙数为12个,采用大角度的密封配合凹凸面,图2中的13与图3中的23配合后形成较紧密的金属一金属的双金属密封面,提高了偏梯型螺纹的密封性能,且这种密封面在套管膨胀后会更加贴合,从而保证套管膨胀后的密封性能;图2中的12与图3中的24配合后形成防扭转台肩副,可以防止外螺纹过度拧入内螺纹而导致的粘扣,同时吸收部分上扣扭矩,降低螺纹部分的应力集中,实现套管的快速上卸扣而不损伤套管螺纹;图3中的25的倾斜角度经过流体流过的仿真和试验,可以避免管体内流体产生消耗能量的紊流,从而利于测井工具的下入和后期压裂等含液作业。
[0029]本实用新型的异径接头在小端内螺纹内壁的轴向根部加工有环状的内台阶凹面;与特殊套管的外螺纹的密封凸面配合,形成金属密封面,提高了节油和套管套管膨胀前后的密封性能;螺纹端部增加了抗压缩载荷的承载接触面,且角度稍大;大大提高了接头和套管的膨胀后连接强度。
[0030]以上所述仅为本实用新型的较佳实施例,非用以限定本实用新型的专利范围,其他运用本实用新型的专利精神的等效变化,均应俱属本实用新型的专利范围。
【权利要求】
1.一种补贴用偏梯型石油套管专用连接接头,包括接头本体,其特征在于,所述接头本体两端分别开设有内螺纹,其中一端的内螺纹为标准内螺纹,另一端的内螺纹为偏梯型内螺纹。
2.根据权利要求1所述的一种补贴用偏梯型石油套管专用连接接头,其特征在于,所述偏梯型内螺纹一端与同样开设偏梯型外螺纹的套管连接后形成偏梯型螺纹连接结构。
3.根据权利要求1所述的一种补贴用偏梯型石油套管专用连接接头,其特征在于,所述偏梯型内螺纹在根部之前设置有抗压缩载荷的承载接触面,所述抗压缩载荷的承载接触面与偏梯型内螺纹段面之间的角度为25° ±3°。
4.根据权利要求1所述的一种补贴用偏梯型石油套管专用连接接头,其特征在于,所述偏梯型内螺纹的根部设置有密封凹面。
5.根据权利要求2所述的一种补贴用偏梯型石油套管专用连接接头,其特征在于,所述偏梯型外螺纹前端设置有与偏梯型内螺纹根部设置的密封凹面相接触的密封凸面,密封凸面倾斜角度为25±3°。
6.根据权利要求5所述的一种补贴用偏梯型石油套管专用连接接头,其特征在于,所述偏梯型外螺纹前端且与密封凸面之间设置有防扭转台肩,所述防扭转台肩与偏梯型内螺纹在根部之前设置的抗压缩载荷的承载接触面相配合,防扭转台肩倾斜角度为22±2°。
7.根据权利要求2所述的一种补贴用偏梯型石油套管专用连接接头,其特征在于,所述偏梯型外螺纹一端的套管管体内部还开设有稳定斜面,稳定斜面倾斜角度为10±1°。
【文档编号】E21B17/08GK203383748SQ201320397488
【公开日】2014年1月8日 申请日期:2013年7月5日 优先权日:2013年7月5日
【发明者】吕广忠, 杨勇, 张建乔, 邓玉珍 申请人:中国石油化工股份有限公司, 中国石油化工股份有限公司胜利油田分公司地质科学研究院

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