專利名稱：直連型石油套管的制作方法
技術領域：
本實用新型涉及一種石油鉆井用套管，特別是直連型石油套管。
長期以來，油田使用的套管一般按API標準生產(chǎn)，即在管體上加工外螺紋，在接箍上加工內(nèi)螺紋，內(nèi)外螺紋連接形成管柱。這種油套管螺紋連接形式管體直徑小，接箍直徑大，在初期打井時，套管外表面直接與地層及水泥封層接觸，接觸外徑稍大，一般不影響正常使用，這是目前大量使用的產(chǎn)品。另外，還有直連型套管，一般是應用于舊井修復和其它比同規(guī)格常規(guī)石油套管(帶接箍)外徑小的油田使用，雖然API標準(API Std.5B)也提出了直連型套管的產(chǎn)品樣品，并給出了有關的尺寸設計，但這種結(jié)構存在如下問題①適用的范圍大于5英寸(管體最小外徑為127mm)；②加工困難，集中反映二個方面即密封加工精度太高，目前的設備對直連型套管在密封面位置放在螺紋齒內(nèi)部的結(jié)構，普遍達不到這種能起到有效密封的精度，螺紋采用部分完整螺紋和部分不完整螺紋結(jié)構，不完整螺紋采用水平齒頂退刀，螺紋齒面毛刺無法或難以去除；③由于存在完整螺紋與不完整螺紋，螺紋現(xiàn)場測量困難。
本實用新型的目的是得到一種直連型套管的結(jié)構，可用于管體外徑小于5英寸的石油套管，并保證得到所需的工作強度和連接強度，加工容易，測量方便。
為實現(xiàn)上述目的，本實用新型提出的技術解決方案為一種直連型石油套管，它包括管體和有內(nèi)螺紋1和外螺紋2的螺紋連接部分，螺紋連接部分的外徑Dm大于管體外徑D，所述的螺紋連接部分的齒形為完整扣形。
螺紋連接部分的外徑Dm與管體外徑D的關系為Dm-D≥0.001米。
內(nèi)螺紋的螺紋起始端和外螺紋的螺紋消失端有防扭矩臺肩。
螺紋沿直徑方向的錐度為2個或2個以上的變化值。
管體外徑D小于5英寸。
螺紋齒形為偏梯形。
下面結(jié)合說明書附圖和實施例對本實用新型做進一步詳細敘述


圖1為本實用新型直連型石油套管剖面圖。
圖2為
圖1中公端螺紋部分的剖面圖。
圖3為
圖1中母端螺紋部分的剖面圖。
參見
圖1，本實用新型得到的直連型石油套管，其套管總長為L(L＝3～16米)，D為該套管中間部分的外徑，D＝0.078～0.178米(突破了API Std.5B中最小外徑大于0.127米的限制)，d為該套管的內(nèi)徑，d＝0.068～0.168米，0.025≥D-d≥0.008米。
本實用新型的改進在于在螺紋兩端的螺紋加工部分的外徑加厚，即管端的外徑Dm(或Dg)大于管體外徑D，Dm＝0.080～0.180米，Dm-D≥0.001米。Lg為外螺紋外加厚部分的長度(Lg＝0.43～0.243米)，Dg為外螺紋外加厚部分的直徑(Dg＝0.080～0.180米)，Dm為該套管另一端(加工內(nèi)螺紋部分)加厚部分的直徑(Dm＝0.080～0.180米)，Lm為該加厚部分的長度(Lm＝0.43～0.243米)。
由于本實用新型的直連型石油套管在螺紋連接部位有加厚端，因此可以保證其螺紋齒形全部為完整扣，使有效螺紋長度加長，保證所需的強度。目前API標準的直連型石油套管有部分不完整齒形，螺紋部分的長度較長，但有效螺紋長度不長，應用在大直徑管滿足強度可滿足，小管則不行。
另外，該直連型石油套管的螺紋沿直徑方向的錐度為2個或2個以上的變化值；外螺紋的螺紋起始端和內(nèi)螺紋的螺紋消失端有防扭矩臺肩。
參見圖2，關于公端螺紋部分，圖中Ly為螺紋消失點到管端的長度，該長度控制螺紋加工長度并防止與內(nèi)螺紋連接時的干涉。Lw為螺紋端部到臺肩部分的長度，dy為螺紋端部倒角后的最小直徑。dt為螺紋臺肩部圓柱面的直徑，θ為管端倒角角度。
螺紋扣型采用偏梯形絲扣，以增大其連接滑脫能力。同時為了改善密封能力和抗滑脫能力，螺紋分成三段，即L1、L2、L3，三段螺紋采用不同的錐度值。具體要求為L1段螺紋在直徑方向的錐度為1/18±1/149，L2段螺紋為1/16±1/250，L3段螺紋為I/16±1/149。
三段外螺紋的長度為L1＝(1/10～1/3)Ly，L3＝(1/10～1/3)Ly，則L2＝Ly-L1-L3，同樣，見圖3，關于母端螺紋部分，圖中Lu為母螺紋消失點到管端的距離，Li為母螺紋起始到管端的距離，Dt為母螺紋導向密封面的直徑，α為螺紋消失點處鏜孔通刀角度。螺紋分成三段，即L4、L5、L6三段螺紋采用不同的直徑方向上的錐度值，L4段螺紋為1/16±1/149，L5段螺紋為1/16±1/250，L6段螺紋為1/18±1/149，這樣可保證內(nèi)外螺紋的配合。
各段內(nèi)螺紋的長度為L4＝(1/10～1/3)(Lu-Li)，L6＝(1/10～1/3)(Lu-Li)。
外螺紋的螺紋起始端和內(nèi)螺紋的螺紋消失端有防扭矩臺肩。母螺紋臺肩面厚度為Dm-Dt，要求0.002≤Dm-Dt≤0.008(米)，加厚部分壁厚為Dt-d，要求Dt-d＞Lu/16+0.005(米)。
為了保證公螺紋和母螺紋擰接配合，則公、母螺紋參數(shù)的關系為Li＞Lw-Ly，要求Lw-Ly≥0.01(米)，Lu-Li＞Ly，要求Lu-Li≥0.01(米)，Dt-dt≤0.001Lu≥Lw+0.001(米)下面介紹本實用新型的實施例。
套管鋼級N80，材質(zhì)42MnMo7，經(jīng)過熱軋后形成套管毛坯，后經(jīng)兩端加厚和熱處理(調(diào)質(zhì))，形成管坯，基本尺寸如下套管長度L＝9米套管外徑D＝4″(φ101.6mm)公端螺紋外加厚長度Lg＝140mm，直徑為Dg＝φ104.0mm母端螺紋外加厚長度Lm＝140mm，直徑為Dm＝φ104.0mm套管內(nèi)徑d＝φ86.0mm在外螺紋部分，螺距為每英寸(25.4mm)8牙，標準偏梯形扣，其中Lw＝76mm，Ly＝68mm，dy＝φ90.0mm，dt＝98.0mm，L1＝12.7mm，L2＝42.6mm，L3＝12.7mm，θ＝25°，L1段螺紋錐度為1/18，L2段螺紋錐度為1/16，L3段螺紋錐度為1/15.5。
在內(nèi)螺紋部分螺距為每英寸(25.4mm)8牙，標準偏梯形扣，其中Dt＝89.0mm，Li＝10.0mm，Lu＝80.0mm，α＝40°，L4＝12.9mm，L5＝44.2mm，L6＝12.9mm，L4段螺紋錐度為1/16.5，L5段螺紋的錐度為1/16，L6段螺紋的錐度為1/18。
與現(xiàn)有技術相比，本實用新型對直連型套管的結(jié)構進行了改進，管子采用全部完整扣形，并增加了加厚端、防過扭矩臺肩和變錐度螺紋，可以保證小于5英寸的管子達到油田工況所需的強度，使加工、測量容易。
權利要求1.一種直連型石油套管，它包括管體和有內(nèi)螺紋1和外螺紋2的螺紋連接部分，其特征在于螺紋連接部分的外徑Dm大于管體外徑D，所述的螺紋連接部分的齒形為完整扣形。
2.根據(jù)權利要求1所述的直連型石油套管，其特征在于所述的螺紋連接部分的外徑Dm與管體外徑D的關系為Dm-D≥0.001米。
3.根據(jù)權利要求1所述的直連型石油套管，其特征在于所述的內(nèi)螺紋的螺紋起始端和外螺紋的螺紋消失端有防扭矩臺肩。
4.根據(jù)權利要求1所述的直連型石油套管，其特征在于所述的螺紋沿直徑方向的錐度為2個或2個以上的變化值。
5.根據(jù)權利要求1所述的直連型石油套管，其特征在于所述的管體外徑D小于5英寸。
6.根據(jù)權利要求1所述的直連型石油套管，其特征在于所述的螺紋齒形為偏梯形。
專利摘要一種直連型石油套管,它包括:管體和有內(nèi)螺紋1和外螺紋2的螺紋連接部分,螺紋連接部分的外徑Dm大于管體外徑D,D小于5英寸,所述的螺紋連接部分的齒形為完整扣形,螺紋齒形為偏梯形,Dm－D≥0.001米,內(nèi)螺紋的螺紋起始端和外螺紋的螺紋消失端有防扭矩臺肩,螺紋沿直徑方向的錐度為2個或2個以上的變化值。與現(xiàn)有技術相比,本實用新型對直連型套管的結(jié)構進行了改進,可以保證小于5英寸的管子達到油田工況所需的強度,使加工、測量容易。
文檔編號E21B17/00GK2386183SQ99211519
公開日2000年7月5日 申請日期1999年5月31日 優(yōu)先權日1999年2月25日
發(fā)明者陳甦, 劉玉文, 王偉民, 于百勤 申請人:寶山鋼鐵(集團)公司