專利名稱：適用于窄間隙固井的石油套管接頭的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型涉及一種石油套管接頭，尤其是一種適用于窄間隙固井的石油套管接 頭，屬于石油套管螺紋連接技術(shù)領(lǐng)域。
背景技術(shù)：
石油套管通過螺紋接頭連接起來(lái)，形成長(zhǎng)達(dá)數(shù)千米的管柱。鉆井技術(shù)要求規(guī)定，固 井間隙最小應(yīng)該不小于12. 7mm，否則，固井質(zhì)量難以或者根本無(wú)法保證。目前，油田采用的 石油套管大多是API (美國(guó)石油學(xué)會(huì)American Petroleum Institute)螺紋套管，接箍長(zhǎng)度 雖然只有管體長(zhǎng)度的0. 5 2. 0%，但外徑一般比管體外徑大25. 4 38. 1mm，這造成接箍 部位的固井間隙遠(yuǎn)小于管體。為此，API給出了一種窄間隙套管，減小了接箍外徑。這種套管的連接螺紋采用 API偏梯形螺紋，接箍外徑明顯減小，但缺點(diǎn)是密封性能尤其是氣密封性能差，同時(shí)連接強(qiáng) 度、抗內(nèi)壓強(qiáng)度也明顯下降。以Φ273. 1X 12. 57mm的C95鋼級(jí)的套管為例，采用API窄間 隙套管后，接頭的連接強(qiáng)度下降24%，抗內(nèi)壓強(qiáng)度下降26%之多。經(jīng)對(duì)現(xiàn)有技術(shù)文獻(xiàn)的檢索發(fā)現(xiàn)，中國(guó)專利公開號(hào)為CN2937445，
公開日2007年8 月22日，實(shí)用新型名稱為“適用于窄間隙固井的石油套管接頭”，該專利公開了一種適用于 窄間隙固井的石油套管接頭。該套管接頭的接箍外徑與API窄間隙套管接頭的接箍外徑相 當(dāng)，但通過增加金屬/金屬密封結(jié)構(gòu)和扭矩臺(tái)肩結(jié)構(gòu)，使本實(shí)用新型接頭的密封性能、抗內(nèi) 壓能力都高于API窄間隙套管接頭，甚至高于普通API接頭。本實(shí)用新型總體上為錐形螺 紋連接的套管，其錐度為1 16，它包括接箍和外螺紋件兩部分，其特征為在接箍上加工 有內(nèi)螺紋、金屬密封面和扭矩臺(tái)肩，在外螺紋件上加工有外螺紋、金屬密封和扭矩臺(tái)肩。接 頭擰緊后，接箍上的金屬密封面與外螺紋件上的金屬密封緊密接觸，形成過盈配合，起主要 密封作用。同時(shí)，接頭擰緊后，內(nèi)扭矩臺(tái)肩和外扭矩臺(tái)肩緊密接觸，也形成過盈配合，起輔助 密封作用。經(jīng)過上述改進(jìn)后，與API窄間隙套管相比，接頭的密封性能和抗內(nèi)壓強(qiáng)度提高， 但是連接強(qiáng)度沒有提高。同時(shí)，本實(shí)用新型有明確的適用范圍，W = Wl-(3. 2 13. 7)mm,即 接箍外徑比API外徑小(3. 2 13. 7)mm，如果要求接箍外徑進(jìn)一步減小，超出了該范圍，達(dá) 到特窄間隙范圍，此時(shí)若仍采用本技術(shù)，則會(huì)出現(xiàn)如圖2所示的情況在拉伸載荷作用下， 接箍和外螺紋件的危險(xiǎn)截面面積Ab和Ap嚴(yán)重不匹配(Ab遠(yuǎn)小于Ap)，接箍首先在危險(xiǎn)截面 處斷裂失效，外螺紋件的潛力沒用發(fā)揮。
發(fā)明內(nèi)容本實(shí)用新型的目的是克服現(xiàn)有技術(shù)中存在的不足，提供一種密封性能和抗內(nèi)壓強(qiáng) 度高的適用于窄間隙固井的石油套管接頭。按照本實(shí)用新型提供的技術(shù)方案，所述適用于窄間隙固井的石油套管接頭，是一 種錐度為1 16的錐管螺紋接頭，由外螺紋件和接箍?jī)刹糠謹(jǐn)Q接而成，特征是在外接螺紋 件上加工有外螺紋、外密封面和外扭矩臺(tái)肩，在接箍上加工有內(nèi)螺紋、內(nèi)密封面和內(nèi)扭矩臺(tái)
3肩；接箍上的內(nèi)密封面與外螺紋件上的外密封面緊密接觸，接箍上的內(nèi)扭矩臺(tái)肩與外螺紋 件上的外扭矩臺(tái)肩緊密接觸，接箍上的內(nèi)螺紋與外螺紋件上的外螺紋緊密接觸，形成過盈 配合。所述外螺紋的中徑為Ep ；所述內(nèi)螺紋的中徑為Eb ；Ep-Eb = (0. 15 0. 35)mm。本實(shí)用新型與現(xiàn)有技術(shù)相比，具有的優(yōu)點(diǎn)為(1)接箍外徑比現(xiàn)有技術(shù)更小，增大 了套管的固井間隙；(2)與API窄間隙套管相比，不但密封性能和抗內(nèi)壓強(qiáng)度提高，連接強(qiáng) 度也明顯提高。

圖1為本實(shí)用新型的結(jié)構(gòu)示意圖。
具體實(shí)施方式
如圖1所示石油套管接頭包括外螺紋件1、外螺紋2、外密封面3、外扭矩臺(tái)肩4、 接箍5、內(nèi)密封面6、內(nèi)扭矩臺(tái)肩7、內(nèi)螺紋8等。實(shí)施例一，本設(shè)計(jì)的第一個(gè)實(shí)施例是用于φ 273. 05 X 12. 57mm的套管，鋼級(jí)為 C95。接箍5的外徑W = 282mm (普通接箍的外徑W1 = 298. 45mm, API窄間隙接箍的外徑是 285. 75mm)。在外接螺紋件1上加工有外螺紋2、外密封面3和外扭矩臺(tái)肩4，在接箍5上加 工有內(nèi)螺紋8、內(nèi)密封面6和內(nèi)扭矩臺(tái)肩7 ；接箍5上的內(nèi)密封面6與外螺紋件1上的外密 封面3緊密接觸，接箍5上的內(nèi)扭矩臺(tái)肩7與外螺紋件1上的外扭矩臺(tái)肩4緊密接觸，接箍 5上的內(nèi)螺紋8與外螺紋件1上的外螺紋2緊密接觸，形成過盈配合。對(duì)于該規(guī)格的普通API偏梯形螺紋，其螺紋中徑E7 = 271. 88mm，本實(shí)用新型的中 徑減小量S =5. 4mm，則外螺紋2的中徑Ep = 266. 48mm，取內(nèi)螺紋8的中徑Eb = 266. 18mm, 此時(shí)接箍5的危險(xiǎn)截面面積Ab與外螺紋件1的危險(xiǎn)截面面積Ap大致相等。試驗(yàn)證明，該 接頭連接強(qiáng)度達(dá)到管體強(qiáng)度的85%以上，氣密封能力39Mpa以上，抗內(nèi)壓強(qiáng)度53Mpa以上。實(shí)施例二，本設(shè)計(jì)的第二個(gè)實(shí)施例是用于Φ177. 8X10. 36mm的套管，鋼級(jí)為 P110。接箍5的外徑W = 185mm(普通接箍的外徑W1 = 194. 46mm, API窄間隙接箍的外徑 是187. 33mm)。在外接螺紋件1上加工有外螺紋2、外密封面3和外扭矩臺(tái)肩4，在接箍5上 加工有內(nèi)螺紋8、內(nèi)密封面6和內(nèi)扭矩臺(tái)肩7 ；接箍5上的內(nèi)密封面6與外螺紋件1上的外 密封面3緊密接觸，接箍5上的內(nèi)扭矩臺(tái)肩7與外螺紋件1上的外扭矩臺(tái)肩4緊密接觸，接 箍5上的內(nèi)螺紋8與外螺紋件1上的外螺紋2緊密接觸，形成過盈配合。對(duì)于該規(guī)格的普通API偏梯形螺紋，其螺紋中徑E7 = 176. 63mm，本實(shí)用新型的中 徑減小量S=3. 8mm,則外螺紋2的中徑Ep = 172. 83_，取內(nèi)螺紋8的中徑Eb = 172. 53mm, 此時(shí)接箍5的危險(xiǎn)截面面積Ab與外螺紋件1的危險(xiǎn)截面面積Ap大致相等。試驗(yàn)證明，該 接頭連接強(qiáng)度達(dá)到管體強(qiáng)度的88%以上，氣密封能力61. SMpa以上，抗內(nèi)壓強(qiáng)度77. 4Mpa以 上。
權(quán)利要求一種適用于窄間隙固井的石油套管接頭，是一種錐度為1∶16的錐管螺紋接頭，由外螺紋件(1)和接箍(5)兩部分?jǐn)Q接而成，其特征是在外接螺紋件(1)上加工有外螺紋(2)、外密封面(3)和外扭矩臺(tái)肩(4)，在接箍(5)上加工有內(nèi)螺紋(8)、內(nèi)密封面(6)和內(nèi)扭矩臺(tái)肩(7)；接箍(5)上的內(nèi)密封面(6)與外螺紋件(1)上的外密封面(3)緊密接觸，接箍(5)上的內(nèi)扭矩臺(tái)肩(7)與外螺紋件(1)上的外扭矩臺(tái)肩(4)緊密接觸，接箍(5)上的內(nèi)螺紋(8)與外螺紋件(1)上的外螺紋(2)緊密接觸，形成過盈配合。
2.如權(quán)利要求1所述的石油套管接頭，其特征是所述外螺紋(2)的中徑為Ep；所述內(nèi) 螺紋(8)的中徑為 Eb ；Ep-Eb = (0. 15 0. 35) mm。
專利摘要本實(shí)用新型涉及一種適用于窄間隙固井的石油套管接頭，是一種錐度為1∶16的錐管螺紋接頭，由外螺紋件和接箍?jī)刹糠謹(jǐn)Q接而成，特征是在外接螺紋件上加工有外螺紋、外密封面和外扭矩臺(tái)肩，在接箍上加工有內(nèi)螺紋、內(nèi)密封面和內(nèi)扭矩臺(tái)肩；接箍上的內(nèi)密封面與外螺紋件上的外密封面緊密接觸，接箍上的內(nèi)扭矩臺(tái)肩與外螺紋件上的外扭矩臺(tái)肩緊密接觸，接箍上的內(nèi)螺紋與外螺紋件上的外螺紋緊密接觸，形成過盈配合。所述外螺紋的中徑為Ep；所述內(nèi)螺紋的中徑為Eb；Ep-Eb＝(0.15～0.35)mm。本實(shí)用新型具有的優(yōu)點(diǎn)為(1)接箍外徑比現(xiàn)有技術(shù)更小，增大了套管的固井間隙；(2)與API窄間隙套管相比，不但密封性能和抗內(nèi)壓強(qiáng)度提高，連接強(qiáng)度也明顯提高。
文檔編號(hào)E21B17/042GK201723171SQ201020253990
公開日2011年1月26日 申請(qǐng)日期2010年7月9日 優(yōu)先權(quán)日2010年7月9日
發(fā)明者張毅, 高連新 申請(qǐng)人:無(wú)錫西姆萊斯石油專用管制造有限公司