專利名稱：油、套管管錐螺紋接頭的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型涉及一種油田鉆井用油、套管管錐螺紋接頭。
API(美國(guó)石油學(xué)會(huì))標(biāo)準(zhǔn)圓螺紋接頭為油田最常用的油、套管螺紋接頭。它由管體和管接箍通過管錐螺紋擰接構(gòu)成。利用有限元計(jì)算分析發(fā)現(xiàn)，在API規(guī)定的擰接力矩條件下，管體螺紋始端(小端)第1、2齒與管體螺紋末端嚙合的最大應(yīng)力，是其它各齒面平均最大接觸應(yīng)力的2.5倍以上，一般都超過材料許用接觸應(yīng)力，由此造成螺紋兩端首先粘扣。
申請(qǐng)?zhí)枮?7115288.8的中國(guó)發(fā)明專利申請(qǐng)案中，公開一種分段變換管體和管接箍的工程錐度的油、套管螺紋接頭，將管體、管接箍螺紋分為2～3段，其中螺紋始端一定長(zhǎng)度上的錐度略為增大，而螺紋末端一定長(zhǎng)度上的錐度略為減小，以圖通過不同錐度螺紋的嚙合，使各齒面上的接觸應(yīng)力均勻化，提高抗粘扣性能。但是，利用這種變錐度方法讓出的間隙有限，在較大的擰接扭矩條件下無法完全釋放多余的變形量，尤其對(duì)于需要大力矩上扣的油套管來說，仍容易出現(xiàn)粘扣。
本實(shí)用新型的目的在于提供一種改進(jìn)的油、套管管錐螺紋接頭，從結(jié)構(gòu)上保證螺紋兩端預(yù)留有釋放多余軸向和徑向變形量的間隙，降低螺紋兩端的接觸應(yīng)力，使整個(gè)螺紋嚙合面的接觸應(yīng)力均勻化，提高螺紋抗粘扣性能，提高產(chǎn)品使用壽命。
為達(dá)到上述目的，本實(shí)用新型采用下述技術(shù)方案本實(shí)用新型與現(xiàn)有技術(shù)一樣由管體和管接箍通過管錐螺擰接構(gòu)成。其特點(diǎn)是在管體和管接箍?jī)烧咧幸徽呋騼烧叩穆菁y始端的一段有效長(zhǎng)度上，以一個(gè)臺(tái)階改變管錐螺紋始端的中徑，達(dá)到兩相配合的內(nèi)、外管錐螺紋之間有一預(yù)留的徑向間距δ,δ為0.08～0.20mm。管體和管接箍以一個(gè)臺(tái)階改變管錐螺紋中徑的螺紋始端有效長(zhǎng)度以螺紋兩端嚙合接觸應(yīng)力過大而易出現(xiàn)粘扣的區(qū)段長(zhǎng)度確定。本實(shí)用新型中，在上述區(qū)段長(zhǎng)度上兩相配合的內(nèi)、外管錐螺紋之間預(yù)留間距，為擰接時(shí)預(yù)留了足夠釋放多余軸向和徑向變形量的間隙，降低螺紋兩端的接觸應(yīng)力，使整個(gè)螺紋嚙合面的接觸應(yīng)力均勻化，提高螺紋抗粘扣性能。
按API標(biāo)準(zhǔn)，管體和管接箍的管錐螺紋中徑錐度一般為1∶16，則管體螺紋始端改變中徑的有效長(zhǎng)度為1/9-1/5的管體螺紋長(zhǎng)度，管接箍螺紋始端改變中徑的有效長(zhǎng)度為1/9～1/5的管體有效螺紋長(zhǎng)度；管體螺紋始端改變中徑后的中徑為原中徑-2δ，而管接箍螺紋始端改變中徑后的中徑為原中徑+2δ。管體和管接箍的以一個(gè)臺(tái)階改變中徑的螺紋始端與正常螺紋之間通過一段3～6mm長(zhǎng)度過渡相連。
本實(shí)用新型與現(xiàn)有技術(shù)相比較，具有顯而易見的如下優(yōu)點(diǎn)由于本實(shí)用新型在管體和管接箍?jī)烧咧幸徽呋騼烧呗菁y始端的一段有效長(zhǎng)度上，螺紋始端以一個(gè)臺(tái)階改變中徑，達(dá)到兩相配合的內(nèi)、外管錐螺紋之間有一預(yù)留的徑向間距，其間距為0.08～0.20mm，從而為擰接時(shí)預(yù)留了足夠釋放多余軸向和徑向變形量的間隙，降低螺紋兩端的接觸應(yīng)力，使整個(gè)螺紋嚙合面的接觸應(yīng)力均勻化，提高其抗粘扣性能，從而提高產(chǎn)品使用壽命。
附圖
是本實(shí)用新型一個(gè)實(shí)施例的結(jié)構(gòu)示意圖。
本實(shí)用新型的一個(gè)最佳實(shí)施方案是參見附圖，本油、套管管錐螺紋接頭由管體1、3和管接箍2通過管錐螺紋擰接構(gòu)成。管體1、3上有管錐外螺紋，管接箍2上有管錐內(nèi)螺紋。管體1、3和管接箍2螺紋始端均有一個(gè)變中徑的臺(tái)階。管體1、3螺紋分為三段，中徑變小的螺紋始端有效長(zhǎng)度L11為1/9～1/5的管體有效螺紋長(zhǎng)度L2。螺紋始端有效長(zhǎng)度L11上的中徑錐度與整個(gè)螺紋長(zhǎng)度上的中徑錐度相同，按API標(biāo)準(zhǔn)，此錐度為1∶16，則管端至螺紋始端有效長(zhǎng)度L11上變中徑后的中徑為原中徑-2δ,δ為0.08～0.20mm，變中徑螺紋始端與正常螺紋之間通過一段長(zhǎng)度3～6mm的斜度過渡相連。管接箍2螺紋亦分為三段，中徑變大的螺紋始端有效長(zhǎng)度L21為1/9～1/5的管體1、3有效螺紋長(zhǎng)度L2，此區(qū)段上，螺紋始端有效長(zhǎng)度L21上變中徑后螺紋中徑為原中徑+2δ,δ為0.08～0.20mm，變中徑螺紋始端與正常紋之間通過一段長(zhǎng)度L22為3～6mm的斜度過渡相連。
本實(shí)用新型的第二個(gè)實(shí)施例是其管體與上述第一個(gè)實(shí)施例的管體1、3相同，螺紋的始端有一個(gè)中徑變小的臺(tái)階。但管接箍螺紋中徑線為直線形，螺紋始端沒有變中徑的臺(tái)階。
本實(shí)用新型的第三個(gè)實(shí)施例是其管接箍與第一個(gè)實(shí)施例的管接箍2相同，螺紋的始端有一個(gè)中徑變大的臺(tái)階。但管體的螺紋中徑線為直線形，螺紋始端沒有變中徑的臺(tái)階。
權(quán)利要求1．一種油、套管管錐螺紋接頭，由管體(1、3)和管接箍(2)通過管錐螺紋擰接構(gòu)成，其特征在于在管體(1、3)和管接箍(2)兩者中一者或兩者的螺紋始端的一段有效長(zhǎng)度(L11、L21)上，以一個(gè)臺(tái)階改變管錐螺紋始端的中徑，達(dá)到兩相配合的內(nèi)、外管錐螺紋之間有一預(yù)留的徑向間距δ,δ為0.08～0.20mm。
2．根據(jù)權(quán)利要求1所述的油、套管管錐螺紋接頭，其特征在于管體(1、3)螺紋始端改變中徑的有效長(zhǎng)度(L11)為1/9～1/5的管體(1、3)有效螺紋長(zhǎng)度(L2)，管接箍(2)螺紋始端改變中徑的有效長(zhǎng)度(L21)為1/9～1/5的管體(1、3)有效螺紋長(zhǎng)度(L2)；管體(1、3)螺紋始端改變中徑后的中徑為原中徑-2δ，而管接箍(2)螺紋始端改變中徑后的中徑為原中徑+2δ。
3．根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的油、套管管錐螺紋接頭，其特征在于管體(1、3)和管接箍(2)以一個(gè)臺(tái)階改變螺紋中徑的螺紋始端(L11、L21)與正常螺紋之間通過一段3～6mm的長(zhǎng)度(L12、L22)過渡相連。
專利摘要本實(shí)用新型是一種油田鉆井用油、套管管錐螺紋接頭。它由管體和管接箍通過管錐螺紋擰接構(gòu)成，在管體和管接箍?jī)烧咧幸徽呋騼烧叩穆菁y始端的一段有效長(zhǎng)度上，以一個(gè)臺(tái)階改變管錐螺紋始端的中徑，達(dá)到兩相配合的內(nèi)外管錐螺紋之間有一預(yù)留的徑向間距δ,δ為0.08～0.20mm。從而為擰接時(shí)預(yù)留了足夠釋放多余軸向和徑向變形量的間隙，降低螺紋兩端的接觸應(yīng)力，使整個(gè)螺紋嚙合面的接觸應(yīng)力均勻化，提高其抗粘扣性能，提高產(chǎn)品使用壽命。
文檔編號(hào)E21B17/02GK2451718SQ0024982
公開日2001年10月3日 申請(qǐng)日期2000年10月30日 優(yōu)先權(quán)日2000年10月30日
發(fā)明者丁維軍, 劉玉文, 王治國(guó), 劉甫清, 潘存強(qiáng) 申請(qǐng)人:寶山鋼鐵股份有限公司