[發(fā)明專利]用于套管的氣密封特殊螺紋接頭結構

無效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201310342048.6
• 申請日: 2013-08-06
• 公開（公告）號: CN103397853A
• 公開（公告）日: 2013-11-20
• 發(fā)明（設計）人: 王京;孫開明;徐志謙;史彬;梅麗;李毅;孫宇;陳國彬;張軍;王春河;陳濤;閆龍;柳玉偉;呂春莉;駱敬輝;姚迪;候振宇;郭強;陳玉鵬
• 申請（專利權）人: 天津鋼管集團股份有限公司
• 主分類號: E21B17/08
• 分類號: E21B17/08
• 代理公司: 天津才智專利商標代理有限公司 12108
• 代理人: 呂志英

技術領域

本發(fā)明涉及一種螺紋連接結構，特別是石油天然氣行業(yè)的用于套管的氣密封特殊螺紋接頭結構。

背景技術

油套管管柱采用螺紋將單根油井管連接而成，管柱的螺紋連接部位是薄弱的關鍵環(huán)節(jié)。在通用的API標準中，套管采用圓螺紋或偏梯螺紋連接形式。這種接頭的優(yōu)點是技術成熟、生產(chǎn)成本比較低，缺點是螺紋既要承擔連接功能又要承擔密封功能，且接頭應力集中現(xiàn)象嚴重。

隨著石油工業(yè)的發(fā)展，尤其是深井、超深井、高壓氣井、定向井、酸性環(huán)境井的開發(fā)，對石油套管的使用性能提出了更高的要求，具有API標準螺紋連接形式的套管在復雜井況中容易發(fā)生斷裂、滑脫、泄漏等形式的實效，給油田帶來巨大的損失。

為了克服API螺紋的連接缺點，中國專利號為ZL02209453.9，公開了一種石油套管氣密封接頭，螺紋形式為偏梯螺紋，密封形式為錐對錐金屬密封，通過扭矩臺肩定位擰接。

中國專利號為ZL?200820144760.X，公開了一種特殊小間隙接箍的套管螺紋連接結構，解決了套管接頭由于接箍占用一部分井眼而無法采用最合理有效的管串設計的問題。

但是以上兩個專利均未涉及到接箍中孔的長度的問題，如果中孔過長會造成材料的浪費；但如果中孔過短，兩端的接頭上扣后的對中孔的影響區(qū)會干涉，帶來對通徑造成不利影響。

發(fā)明內容

本發(fā)明提供一種用于套管的氣密封特殊螺紋接頭結構，以解決現(xiàn)有技術上存在的接箍中孔長度確定的問題，可以達到接箍材料的優(yōu)化的目的。

為實現(xiàn)上述目的，本發(fā)明采用的技術方案是提供一種用于套管的氣密封特殊螺紋接頭結構，該結構包括有套管的公端，它由帶有錐度的公螺紋、公螺紋端部的公密封面以及公密封面頂點處的臺肩組成，還有母端，即接箍是對稱結構，它有帶有錐度的母螺紋、母螺紋端部的母密封面以及母密封面后面的臺肩組成，所述公螺紋和母螺紋相互擰接在一起，公密封面、母密封面相互接觸，其中：

所述接箍的中孔長度（Ld）滿足以下關系：

Ld>2Lp，Lp=Ls*（sin15°+cos15°）

式中：Ld——接箍中孔長度，Lp——臺肩影響區(qū)域長度，Ls——扭矩臺肩長度。

所述螺紋齒型為API偏梯型螺紋，齒型的螺距為每英寸五牙，錐度為1：16，公螺紋齒高為1.575mm，母螺紋齒高為1.575mm～1.778mm。

所述接頭密封面與套管軸線的錐度為1：10，所述公母臺肩螺紋軸線的角度為負15度。

本發(fā)明的效果是該接頭結構在保證接頭性能的情況下，精確的確定中孔的最小長度，避免了兩端的接頭上扣后的對中孔影響區(qū)的干涉，節(jié)省接箍用料，降低了生產(chǎn)成本。該接頭結構給出了中孔長度的范圍，這個效果可以應用于任何其他類型的螺紋，螺紋類型或者密封面類型的套管螺紋接頭結構。

附圖說明

圖1是本發(fā)明套管螺紋接頭結構示意圖；

A、公端?B、母端?C、公螺紋?D、母螺紋?E、公密封面

F、母密封面?G、公臺肩?H、母臺肩?I、中孔?Ld、接箍中孔長度

圖2是本發(fā)明套管齒形配合示意圖；

Hp、公螺紋齒高?Hb、母螺紋齒高

圖3是特殊扣上扣后臺肩示意圖；

J、等效塑性變形區(qū)域?K、公母臺階接觸起點?Lp、臺肩影響區(qū)域長度?Ld、接箍中孔長度?Ls、扭矩臺肩長度

圖4是特殊扣臺肩長度過短時示意圖。

L、接箍中孔處鼓包

具體實施方式

結合附圖對本發(fā)明的用于套管的氣密封特殊螺紋接頭結構加以說明。

本發(fā)明的用于套管的氣密封特殊螺紋接頭結構，該結構包括有套管的公端，它由帶有錐度的公螺紋、公螺紋端部的公密封面以及公密封面頂點處的臺肩組成，還有母端，即接箍是對稱結構，它有帶有錐度的母螺紋、母螺紋端部的母密封面以及母密封面后面的臺肩組成，所述公螺紋和母螺紋相互擰接在一起，公密封面、母密封面相互接觸，所述接箍的中孔長度（Ld）滿足以下關系：

Ld>2Lp，Lp=Ls*（sin15°+cos15°）

式中：Ld——接箍中孔長度，Lp——臺肩影響區(qū)域長度，Ls——扭矩臺肩長度。

所述螺紋齒型為API偏梯型螺紋，齒型的螺距為每英寸五牙，錐度為1：16，公螺紋齒高為1.575mm，母螺紋齒高為1.575mm～1.778mm。所述接頭密封面與套管軸線的錐度為1：2.5～1：12，所述公母臺肩螺紋軸線的角度為負15度。