[實用新型]一種螺紋及徑向密封的鋼管直連旋接加長結構

有效

• 申請號: 201220656722.9
• 申請日: 2012-12-04
• 公開（公告）號: CN202990903U
• 公開（公告）日: 2013-06-12
• 發明（設計）人: 樊鑫業;王國富;於寶祥;劉廣華;霍建
• 申請（專利權）人: 江蘇常寶普萊森鋼管有限公司
• 主分類號: E21B17/042
• 分類號: E21B17/042;E21B17/08
• 代理公司: 常州市維益專利事務所 32211
• 代理人: 周祥生

技術領域：

本實用新型涉及石油、天然氣鉆探用油管或套管的加長旋接連接結構。

背景技術：

石油、天然氣鉆采過程中必須使用鋼質套管和油管，鉆探在套管與油管的安裝結構如圖1所示。其中套管指鉆井后用于襯里的管子，作用是防止井壁流動和塌陷，分為表層套管、生產套管和技術套管；油管是石油或天然氣抽取通道，井下的石油或天然氣在外加壓力氣體或液體的壓力作用下通過油管輸送到地層表面。在實際使用過程中套管和油管都必須通過旋接方式來加長，以滿足不同井深要求，目前管體的加長連接都是用接箍來實現的，在管體的兩端都設置外螺紋，接箍設有內螺紋，相鄰兩根管體兩端的外螺紋分別旋接在接箍的內螺紋孔中。由于接箍的外徑必須大于管體的外徑，表層套管的內徑必須大于生產套管的接箍外徑，生產套管的內徑必須大于技術套管的接箍的外徑，以此類推。這樣就導致所有套管的外徑都要增大，在相同井深條件下，不僅增加了鋼材的用量，而且每根管體都要配備一個連接接箍，每類管體需要配備相應的連接接箍。根據鋼管性能特征，在壁厚固定條件下，鋼管外徑越大，其抗擠毀性能、抗內壓泄漏性能越小。

目前，套管或油管的管體端部外螺紋和接箍的內螺紋的連接螺紋形式已有100多種扣型，包括三角螺紋、梯形螺紋、單邊梯形螺紋、矩形螺紋、T形螺紋等，但它們的密封結構形式都是通過內外螺紋的齒側面或端面緊密過盈配合連接結構方式來保證實現密封的，有些螺紋既有連接作用，又有密封作用，有些螺紋僅起連接作用，密封依靠端面過盈密封。

由于鋼管在油井開采中的使用環境比較復雜，需承受重力拉伸載荷、彎曲載荷、扭曲載荷、外擠載荷、內壓載荷等，這就要求套管和油管要有足夠強度和剛度，以抵抗井下的不規則受力，由于管體的加長都必須使用接箍，因此設置在油管外的各層套管的直徑都必須逐級加大，根據機械常識，在管壁厚度相同條件下，管體直徑越大抗彎曲載荷、扭曲載荷、外擠載荷、內壓載荷強度越低。在現有技術中，套管和油管加長連接結構離不開接箍，各級套管的直徑無法進一步縮小，同時每根套管或油管都必須配備一只接箍，這樣既要消耗的鋼材多，又要增大套管直徑，在井深相同條件下，每眼井的開采所需套管和油管的鋼材用量大，成本高，必須對之改進。

實用新型內容：

本實用新型的目的是提供一種螺紋及徑向密封的鋼管直連旋接加長結構，管體與管體之間連接采用直連結構，無需使用接箍，既能保證連接強度又能保證連接密封性能。

本實用新型采取的技術方案如下：

一種螺紋及徑向密封的鋼管直連旋接加長結構，其特征是：包括管體外螺紋連接端和管體內螺紋連接端，在管體外螺紋連接端上設有外螺紋連接段，在管體內螺紋連接端上設有內螺紋連接段，且管體內螺紋連接端的外徑與管體的外徑相同，外螺紋連接段和內螺紋連接段的公稱尺寸相同，管體外螺紋連接端和管體內螺紋連接端之間通過螺紋旋接密封結構相連接。

進一步，管體外螺紋連接端和管體內螺紋連接端之間通過螺紋旋接密封結構是：在外螺紋連接段和內螺紋連接段之間設有二道機械密封結構，第一道由螺紋配合面產生過盈密封，第二道為設置在外螺紋連接段前端的外密封段和內螺紋連接段后的內密封段之間的徑向過盈配合結構。

進一步，管體外螺紋連接端和管體內螺紋連接端的硬度比管體硬度高25%~30%，在外密封段與管體之間設有硬度漸變段，在內密封段與管體之間設有硬度漸變段，硬度漸變段的長度為30~100毫米。

更進一步，所述徑向過盈配合結構是：在外螺紋連接段的外密封段上設有外圓徑向密封面，在內螺紋連接段的內密封段上設有內孔徑向密封面，兩者之間在徑向過盈量為0.01~0.05毫米。

更進一步，所述徑向過盈配合結構是：設置在外螺紋連接段前端的外圓徑向密封面為圓弧面，設置在內螺紋連接段后端的內孔徑向密封面為圓柱面。

更進一步，所述徑向過盈配合結構是：設置在外螺紋連接段前端的外圓徑向密封面為圓弧面，設置在內螺紋連接段后端的內孔徑向密封面為圓錐面。