[發(fā)明專利]一種高密封性油管的自適應(yīng)螺紋結(jié)構(gòu)

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201310538210.1
• 申請日: 2013-11-01
• 公開（公告）號: CN103556956A
• 公開（公告）日: 2014-02-05
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 陳文鳳
• 申請（專利權(quán)）人: 南通永大管業(yè)股份有限公司
• 主分類號: E21B17/042
• 分類號: E21B17/042;F16L15/04
• 代理公司: 北京商專永信知識產(chǎn)權(quán)代理事務(wù)所(普通合伙) 11400
• 代理人: 高之波;鄔玥

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及高密封性油管制造領(lǐng)域，尤其涉及一種高密封性油管的螺紋結(jié)構(gòu)。

背景技術(shù)

石油、天然氣、頁巖氣等等清潔能源的需求越來越大，開采的井深度越來越深，遇到的地層結(jié)構(gòu)越來越復(fù)雜，對于其中的開采工具（主要包括：油管、套管和鉆桿等）要求越來越高，集中體現(xiàn)在對于材料性能的要求和對于開采工具的螺紋連接性能的要求，技術(shù)難度越來越大，尤其在局部細(xì)化的結(jié)構(gòu)上。傳統(tǒng)API螺紋已經(jīng)不能滿足油田對螺紋連接的氣密封性、連接強(qiáng)度、耐蝕能力等性能要求。

對于油管井柱深度超過5700米的超深井油管柱；水平段超過350米的水平井油管柱；大斜度位移井；井下壓力超過80MPm和/或溫度變化超過150度的特殊油氣井、三超（同時(shí)超深、成高壓、超高溫）氣井，上述井況，由于作業(yè)用管承受較大的拉伸、壓縮、內(nèi)壓等，一般油管使用風(fēng)險(xiǎn)很大，必須對于螺紋結(jié)構(gòu)的細(xì)節(jié)、密封結(jié)構(gòu)的細(xì)節(jié)進(jìn)行整體優(yōu)化設(shè)計(jì)，才能夠滿足要求。因此，需要開發(fā)相適應(yīng)的特殊螺紋接頭。

申請人在經(jīng)過多年的潛心研究認(rèn)為，目前的管體螺紋的中徑線和接箍螺紋的中徑線都為1：16的錐度，形成錐螺紋。其中管體螺紋的齒底與螺紋中徑平行，管體螺紋完整部分的齒頂也與螺紋中徑平行。這種螺紋結(jié)構(gòu)在組合使用后，管體螺紋受力壓縮，改變了原來1：16的錐度關(guān)系，尤其在油管柱受到彎曲時(shí)變化更大，這大大提高了發(fā)生粘扣的可能性，也大大降低了螺紋連接強(qiáng)度。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的目的是提供一種高密封性油管的自適應(yīng)螺紋結(jié)構(gòu)，解決上述現(xiàn)有技術(shù)中螺紋受力形變造成的粘扣而降低了螺紋連接強(qiáng)度等的問題。

本發(fā)明提供了一種高密封性油管的自適應(yīng)螺紋結(jié)構(gòu)，包括管體和接箍，管體端部設(shè)有管體部螺紋，接箍設(shè)有配合管體部螺紋的接箍部螺紋，管體部螺紋包括靠近齒根的管體內(nèi)周向輪齒部和靠近齒頂?shù)墓荏w外周向輪齒部，管體外周向輪齒部相對于管體內(nèi)周向輪齒部向管體的旋進(jìn)方向上傾斜。

本發(fā)明提供的管體部螺紋的齒頂處相對于齒根處具有一個(gè)向管體旋進(jìn)方向的附加角度。在油管的實(shí)際使用過程中，管體和接箍螺紋配合后，上述附加角度可以彌補(bǔ)管體和接箍的螺紋在內(nèi)應(yīng)力的作用下的形變，改善螺紋的受力狀況，保證良好的密封能力和螺紋連接強(qiáng)度。

在一些實(shí)施方式中，管體外周向輪齒部與管體內(nèi)周向輪齒部的分界線是管體部螺紋的中徑線。附加角度可以從內(nèi)向外逐步增大，本發(fā)明可優(yōu)選附加角度在中徑線處，制造過程簡單同時(shí)保證了良好的螺紋強(qiáng)度。

在一些實(shí)施方式中，接箍部螺紋包括朝向與接箍旋進(jìn)方向相同的接箍部螺紋導(dǎo)向面和朝向與接箍旋進(jìn)方向相反的接箍部螺紋承載面；管體內(nèi)周向輪齒部包括朝向與管體旋進(jìn)方向相同的管體內(nèi)周向輪齒部導(dǎo)向面和朝向與管體旋進(jìn)方向相反的管體內(nèi)周向輪齒部承載面；管體外周向輪齒部包括朝向與管體旋進(jìn)方向相同的管體外周向輪齒部導(dǎo)向面和朝向與管體旋進(jìn)方向相反的管體外周向輪齒部承載面；管體內(nèi)周向輪齒部導(dǎo)向面與接箍部螺紋導(dǎo)向面平行，管體內(nèi)周向輪齒部承載面與接箍部螺紋承載面平行，管體外周向輪齒部導(dǎo)向面相對于管體內(nèi)周向輪齒部導(dǎo)向面向管體的旋進(jìn)方向上傾斜，管體外周向輪齒部承載面相對于管體內(nèi)周向輪齒部承載面向管體的旋進(jìn)方向上傾斜。

附加角度包括導(dǎo)向面附加角度和承載面附加角度。導(dǎo)向面和承載面都具有附加角度，是的螺紋連接一方面滿足一定的過盈量以保證螺紋連接的密封性，一方面不發(fā)生粘扣保證螺紋的連接強(qiáng)度。

在一些實(shí)施方式中，管體外周向輪齒部導(dǎo)向面相對于管體內(nèi)周向輪齒部導(dǎo)向面向管體的旋進(jìn)方向上傾斜角度與管體外周向輪齒部承載面相對于管體內(nèi)周向輪齒部承載面向管體的旋進(jìn)方向上傾斜角度相等。進(jìn)一步提高本發(fā)明提供的自適應(yīng)螺紋結(jié)構(gòu)的密封性和連接強(qiáng)度。

在一些實(shí)施方式中，管體部螺紋和接箍部螺紋的中徑線的錐度均為1：14～18，管體外周向輪齒部導(dǎo)向面相對于管體內(nèi)周向輪齒部導(dǎo)向面向管體的旋進(jìn)方向上傾斜角度為1～6°，管體外周向輪齒部承載面相對于管體內(nèi)周向輪齒部承載面向管體的旋進(jìn)方向上傾斜角度也為1～6°。在目前常用的標(biāo)準(zhǔn)的基礎(chǔ)上，提高本發(fā)明提供的自適應(yīng)螺紋結(jié)構(gòu)的密封性和連接強(qiáng)度，提高本發(fā)明的實(shí)用性。

在一些實(shí)施方式中，管體內(nèi)周向輪齒部導(dǎo)向面與中徑線的夾角為75～80°，管體內(nèi)周向輪齒部承載面與中徑線的夾角為80～85°，管體外周向輪齒部導(dǎo)向面相對于管體內(nèi)周向輪齒部導(dǎo)向面向管體的旋進(jìn)方向上傾斜角度為2～5°，管體外周向輪齒部承載面相對于管體內(nèi)周向輪齒部承載面向管體的旋進(jìn)方向上傾斜角度也為2～5°。在目前常用的標(biāo)準(zhǔn)的基礎(chǔ)上，進(jìn)一步提高本發(fā)明提供的自適應(yīng)螺紋結(jié)構(gòu)的密封性和連接強(qiáng)度，提高本發(fā)明的實(shí)用性。