一種補(bǔ)貼用偏梯型石油套管專用連接接頭的制作方法
【專利摘要】本實(shí)用新型公開了一種補(bǔ)貼用偏梯型石油套管專用連接接頭，包括接頭本體，所述接頭本體兩端分別開設(shè)有內(nèi)螺紋，其中一端的內(nèi)螺紋為標(biāo)準(zhǔn)內(nèi)螺紋，另一端的內(nèi)螺紋為偏梯型內(nèi)螺紋。所述偏梯型內(nèi)螺紋一端與同樣開設(shè)偏梯型外螺紋的套管連接后形成偏梯型螺紋連接結(jié)構(gòu)。本實(shí)用新型是一種采用特殊螺紋結(jié)構(gòu)，可膨脹率高，螺紋連接強(qiáng)度高、密封性好，作業(yè)簡單、應(yīng)用范圍廣的異徑專用接頭。解決現(xiàn)有技術(shù)中可膨脹套管和螺紋連接形式的不足和一種補(bǔ)貼用直連偏梯型特殊石油套管的應(yīng)用瓶頸問題。
【專利說明】一種補(bǔ)貼用偏梯型石油套管專用連接接頭
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本實(shí)用新型涉及用于石油工業(yè)的接頭，具體地說是一種補(bǔ)貼用偏梯型石油套管專用連接接頭。
【背景技術(shù)】
[0002]在油田傳統(tǒng)的油氣井作業(yè)中，隨著井深的增加，下入井眼中的套管層次也在增加，從而使可利用的井眼直徑越來越小。在深井及超深井中，井眼直徑的縮小有可能導(dǎo)致無法最終鉆達(dá)設(shè)計(jì)層?？膳蛎浱坠芗夹g(shù)是解決這一問題的一項(xiàng)新技術(shù)。目前現(xiàn)有可膨脹套管的尺寸較大，對(duì)于已有或已損壞的套管補(bǔ)貼作業(yè)來說，可膨脹套管不能通過較小的井眼。
[0003]另外，根據(jù)美國石油協(xié)會(huì)制定的API標(biāo)準(zhǔn)，目前石油行業(yè)套管常用的螺紋類型有兩種:圓螺紋和偏梯型螺紋。圓螺紋的特點(diǎn)是易于加工，密封性能，但連接強(qiáng)度相對(duì)較低，安裝復(fù)雜，容易出現(xiàn)錯(cuò)扣；偏梯型螺紋的特點(diǎn)是連接強(qiáng)度較高，但加工成本高，密封性較差。這兩種螺紋套管各有所長，也都存在各自的不足之處。且普通螺紋在膨脹后易變形，難以保證連接強(qiáng)度和密封性能。
[0004]一種補(bǔ)貼用直連偏梯型特殊石油套管的出現(xiàn)解決了上述問題，但由于這種套管的特殊結(jié)構(gòu)，需要專用接頭來連接，因此，設(shè)計(jì)開發(fā)一種具有特殊螺紋結(jié)構(gòu)的補(bǔ)貼用石油套管專用連接接頭成為這種特殊石油套管應(yīng)用發(fā)展的瓶頸問題。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0005]本實(shí)用新型的目的在于提供一種補(bǔ)貼用偏梯型石油套管專用連接接頭，采用特殊螺紋結(jié)構(gòu)，可膨脹率高，螺紋連接強(qiáng)度高、密封性好，作業(yè)簡單、應(yīng)用范圍廣。
[0006]為了達(dá)成上述目的，本實(shí)用新型采用了如下技術(shù)方案，一種補(bǔ)貼用偏梯型石油套管專用連接接頭，包括接頭本體，所述接頭本體兩端分別開設(shè)有內(nèi)螺紋，其中一端的內(nèi)螺紋為標(biāo)準(zhǔn)內(nèi)螺紋，另一端的內(nèi)螺紋為偏梯型內(nèi)螺紋。
[0007]所述偏梯型內(nèi)螺紋一端與同樣開設(shè)偏梯型外螺紋的套管連接后形成偏梯型螺紋連接結(jié)構(gòu)。
[0008]所述偏梯型內(nèi)螺紋在根部之前設(shè)置有抗壓縮載荷的承載接觸面，所述抗壓縮載荷的承載接觸面與偏梯型內(nèi)螺紋段面之間的角度為25° ±3°。
[0009]所述偏梯型內(nèi)螺紋的根部設(shè)置有密封凹面。
[0010]所述偏梯型外螺紋前端設(shè)置有與偏梯型內(nèi)螺紋根部設(shè)置的密封凹面相接觸的密封凸面，密封凸面傾斜角度為25±3°。
[0011]所述偏梯型外螺紋前端且與密封凸面之間設(shè)置有防扭轉(zhuǎn)臺(tái)肩，所述防扭轉(zhuǎn)臺(tái)肩與偏梯型內(nèi)螺紋在根部之前設(shè)置的抗壓縮載荷的承載接觸面相配合，防扭轉(zhuǎn)臺(tái)肩傾斜角度為22±2。。
[0012]所述偏梯型外螺紋一端的套管管體內(nèi)部還開設(shè)有穩(wěn)定斜面，穩(wěn)定斜面傾斜角度為10±1°。[0013]相較于現(xiàn)有技術(shù)，本實(shí)用新型具有以下有益效果:
[0014]這種特殊專用接頭外徑尺寸小，可以穿過大角度的水平井、定向井的狗腿段以及環(huán)空小的井段，且小端可以與匹配的特殊石油套管同時(shí)膨脹，膨脹性能好、可膨脹率高，經(jīng)膨脹作業(yè)后可以緊貼井壁，實(shí)現(xiàn)零環(huán)空，增大水泥環(huán)的尺寸和強(qiáng)度，為后期采油作業(yè)增加了空間。另外，這種專用小端螺紋采用特殊直連偏梯型螺紋，上扣速度快，作業(yè)簡單，易于實(shí)現(xiàn)，在螺紋的端部增加了抗壓縮載荷的承載接觸面，且角度稍大，在內(nèi)螺紋的根部增加了密封凹面，提高了專用接頭膨脹作業(yè)前后套管的連接強(qiáng)度和、密封性能。應(yīng)用于新型油田的后期補(bǔ)貼完井、固井和修井作業(yè)等【技術(shù)領(lǐng)域】。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0015]圖1為本實(shí)用新型的一種補(bǔ)貼用偏梯型石油套管專用連接接頭半剖示意圖；
[0016]圖2為本實(shí)用新型的一種補(bǔ)貼用偏梯型石油套管專用連接接頭的其中一端的內(nèi)螺紋結(jié)構(gòu)圖；
[0017]圖3為與本實(shí)用新型的一種補(bǔ)貼用偏梯型石油套管專用連接接頭相配的外螺紋結(jié)構(gòu)圖。
[0018]圖中:1、接頭本體；2、標(biāo)準(zhǔn)內(nèi)螺紋；3、偏梯型內(nèi)螺紋；
[0019]11、偏梯型內(nèi)螺紋；12、抗壓縮載荷的承載接觸面；13、密封凹面；14、接頭管體；
[0020]21、套管管體；22、偏梯型外螺紋；23、密封凸面；24、防扭轉(zhuǎn)臺(tái)肩；25、穩(wěn)定斜面。
【具體實(shí)施方式】
[0021]有關(guān)本實(shí)用新型的詳細(xì)說明及技術(shù)內(nèi)容，配合【專利附圖】

【附圖說明】如下，然而附圖僅提供參考與說明之用，并非用來對(duì)本實(shí)用新型加以限制。
[0022]參考圖1所示，一種補(bǔ)貼用偏梯型石油套管專用連接接頭，具有特殊螺紋結(jié)構(gòu)的補(bǔ)貼用石油套管專用連接接頭為異徑接頭，材質(zhì)分為J55、N80PU10三種；大端尺寸為外徑107.95mm，小端直徑為94.28mm，小端螺紋部分可膨脹。大端螺紋為API標(biāo)準(zhǔn)圓螺紋，螺紋錐度為1:16，大端與API標(biāo)準(zhǔn)的套管相連。小端螺紋為特殊偏梯型螺紋，螺紋錐度為1:13.26。小端與具有特殊偏梯型螺紋的補(bǔ)貼用特殊石油套管相連。小端螺紋部分可膨脹，可膨脹率為壁厚的3%?25%。接箍內(nèi)壁的軸向根部加工有環(huán)狀的內(nèi)臺(tái)階凹面；端部設(shè)計(jì)了抗壓縮載荷的承載接觸面，且角度稍大用以提高套管的膨脹后連接強(qiáng)度及密封性能。
[0023]專用接頭的小端螺紋連接采用特殊偏梯型螺紋，螺紋錐度為1:13.26，螺距為每25.4mm5牙，螺紋高度為1.60mm，小端螺紋的齒高為1.65mm，螺紋導(dǎo)向面牙型角12°，螺紋承載面牙型角4°，大徑94.30mm,不完整螺紋長度19.46mm,完整螺紋長度30.48mm,管端至消失點(diǎn)總長度41.50mm,從管端起全頂螺紋最小長度17.70mm,內(nèi)螺紋端Il孔直徑74.63mm,鏜孔深度7.94_，承載面寬度4.76_。
[0024]專用接頭的大端螺紋為API標(biāo)準(zhǔn)圓螺紋，螺紋錐度為1:13.26，螺距為每25.4mm5牙，螺紋高度為1.575mm,大端螺紋的齒高為1.60mm,螺紋導(dǎo)向面牙型角10°，螺紋承載面牙型角3°，大徑107.95mm,不完整螺紋長度20.85mm,完整螺紋長度31.75mm,管端至消失點(diǎn)總長度42.77mm,從管端起全頂螺紋最小長度18.97mm,內(nèi)螺紋端Il孔直徑90.50mm,鍵孔深度7.94_，承載面寬度4.76_。[0025]圖2為偏梯型內(nèi)螺紋結(jié)構(gòu)示意圖；11為偏梯型內(nèi)螺紋；12為抗壓縮載荷的承載接觸面，且角度稍大，為25° ±3°，提高了套管膨脹后連接強(qiáng)度；13為密封凹面，其位于偏梯型內(nèi)螺紋的根部，提高了套管的密封性能；14為接頭管體。
[0026]圖3為外螺紋結(jié)構(gòu)示意圖。圖中21為套管管體；22為偏梯型外螺紋；23為與圖2中13所匹配的密封凸面，可以提高套管膨脹前后的密封性能，傾斜角度為25±3° ;24為防扭轉(zhuǎn)臺(tái)肩，可以實(shí)現(xiàn)套管的快速上卸扣而不損傷套管螺紋，傾斜角度為22±2° ；25為穩(wěn)定斜面，可以減少應(yīng)力集中，提高套管的強(qiáng)度，傾斜角度為10±1°。
[0027]補(bǔ)貼用特殊套管外徑尺寸設(shè)計(jì)為較小,管體外徑為81.60mm,壁厚為6.34mm,材質(zhì)分為J55、N80PU10三種。管體外徑具有可膨脹率高，可膨脹率為壁厚的3%?25%。接箍內(nèi)壁的軸向根部加工有環(huán)狀的內(nèi)臺(tái)階凹面；端部設(shè)計(jì)了抗壓縮載荷的承載接觸面，且角度稍大用以提高套管的膨脹后連接強(qiáng)度及密封性能。
[0028]圖2所示的內(nèi)螺紋端與具有如圖3所示特殊直連偏梯型螺紋的石油套管相連。螺紋連接嚙合后的螺紋牙數(shù)為12個(gè)，采用大角度的密封配合凹凸面，圖2中的13與圖3中的23配合后形成較緊密的金屬一金屬的雙金屬密封面，提高了偏梯型螺紋的密封性能，且這種密封面在套管膨脹后會(huì)更加貼合，從而保證套管膨脹后的密封性能；圖2中的12與圖3中的24配合后形成防扭轉(zhuǎn)臺(tái)肩副，可以防止外螺紋過度擰入內(nèi)螺紋而導(dǎo)致的粘扣，同時(shí)吸收部分上扣扭矩，降低螺紋部分的應(yīng)力集中，實(shí)現(xiàn)套管的快速上卸扣而不損傷套管螺紋；圖3中的25的傾斜角度經(jīng)過流體流過的仿真和試驗(yàn)，可以避免管體內(nèi)流體產(chǎn)生消耗能量的紊流，從而利于測井工具的下入和后期壓裂等含液作業(yè)。
[0029]本實(shí)用新型的異徑接頭在小端內(nèi)螺紋內(nèi)壁的軸向根部加工有環(huán)狀的內(nèi)臺(tái)階凹面；與特殊套管的外螺紋的密封凸面配合，形成金屬密封面，提高了節(jié)油和套管套管膨脹前后的密封性能；螺紋端部增加了抗壓縮載荷的承載接觸面，且角度稍大；大大提高了接頭和套管的膨脹后連接強(qiáng)度。
[0030]以上所述僅為本實(shí)用新型的較佳實(shí)施例，非用以限定本實(shí)用新型的專利范圍，其他運(yùn)用本實(shí)用新型的專利精神的等效變化，均應(yīng)俱屬本實(shí)用新型的專利范圍。
【權(quán)利要求】
1.一種補(bǔ)貼用偏梯型石油套管專用連接接頭，包括接頭本體，其特征在于，所述接頭本體兩端分別開設(shè)有內(nèi)螺紋，其中一端的內(nèi)螺紋為標(biāo)準(zhǔn)內(nèi)螺紋，另一端的內(nèi)螺紋為偏梯型內(nèi)螺紋。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種補(bǔ)貼用偏梯型石油套管專用連接接頭，其特征在于，所述偏梯型內(nèi)螺紋一端與同樣開設(shè)偏梯型外螺紋的套管連接后形成偏梯型螺紋連接結(jié)構(gòu)。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種補(bǔ)貼用偏梯型石油套管專用連接接頭，其特征在于，所述偏梯型內(nèi)螺紋在根部之前設(shè)置有抗壓縮載荷的承載接觸面，所述抗壓縮載荷的承載接觸面與偏梯型內(nèi)螺紋段面之間的角度為25° ±3°。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種補(bǔ)貼用偏梯型石油套管專用連接接頭，其特征在于，所述偏梯型內(nèi)螺紋的根部設(shè)置有密封凹面。
5.根據(jù)權(quán)利要求2所述的一種補(bǔ)貼用偏梯型石油套管專用連接接頭，其特征在于，所述偏梯型外螺紋前端設(shè)置有與偏梯型內(nèi)螺紋根部設(shè)置的密封凹面相接觸的密封凸面，密封凸面傾斜角度為25±3°。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的一種補(bǔ)貼用偏梯型石油套管專用連接接頭，其特征在于，所述偏梯型外螺紋前端且與密封凸面之間設(shè)置有防扭轉(zhuǎn)臺(tái)肩，所述防扭轉(zhuǎn)臺(tái)肩與偏梯型內(nèi)螺紋在根部之前設(shè)置的抗壓縮載荷的承載接觸面相配合，防扭轉(zhuǎn)臺(tái)肩傾斜角度為22±2°。
7.根據(jù)權(quán)利要求2所述的一種補(bǔ)貼用偏梯型石油套管專用連接接頭，其特征在于，所述偏梯型外螺紋一端的套管管體內(nèi)部還開設(shè)有穩(wěn)定斜面，穩(wěn)定斜面傾斜角度為10±1°。
【文檔編號(hào)】E21B17/08GK203383748SQ201320397488
【公開日】2014年1月8日 申請(qǐng)日期:2013年7月5日 優(yōu)先權(quán)日:2013年7月5日
【發(fā)明者】呂廣忠, 楊勇, 張建喬, 鄧玉珍 申請(qǐng)人:中國石油化工股份有限公司, 中國石油化工股份有限公司勝利油田分公司地質(zhì)科學(xué)研究院