[發明專利]一種頁巖氣井用高性能金屬自密封特殊螺紋接頭

在審

• 申請號: 201910762743.5
• 申請日: 2019-08-19
• 公開（公告）號: CN110318689A
• 公開（公告）日: 2019-10-11
• 發明（設計）人: 劉云;周新義;畢宗岳;苑清英;趙勇;汪強;徐凱;楊曉龍;晁利寧;唐家睿;李遠征;何石磊;李周波;田小江;劉新成;王一岑;魏耀奇
• 申請（專利權）人: 中國石油天然氣集團有限公司;寶雞石油鋼管有限責任公司
• 主分類號: E21B17/08
• 分類號: E21B17/08
• 代理公司: 北京科億知識產權代理事務所(普通合伙) 11350
• 代理人: 湯東鳳

本發明公開了一種頁巖氣井用高性能金屬自密封特殊螺紋接頭，包括接箍和與接箍配合的管體，接箍沿軸線方向依次設置有內螺紋、退刀槽、接箍內密封錐面、接箍抗扭矩臺肩、接箍中孔；管體沿軸線方向依次設置有外螺紋、外螺紋過度面、圓錐過度面、管體外密封錐面、管體抗扭矩端面、管端內平圓柱面、管端內平圓錐面；接箍和管體螺紋連接后，接箍內密封錐面與管體外密封錐面金屬過盈接觸，接箍抗扭矩臺肩與管體抗扭矩端面金屬過盈接觸，內螺紋齒頂與外螺紋齒底金屬過盈接觸，內螺紋齒底與外螺紋齒頂分離，內螺紋導向面與外螺紋導向面分離，內螺紋承載面與外螺紋承載面金屬接觸，退刀槽與圓錐過度面形成儲油槽。本發明特殊螺紋接頭綜合性能優異。

技術領域：

本發明屬于石油勘探開發用油套管螺紋連接接頭技術領域，具體涉及一種頁巖氣井用高性能金屬自密封特殊螺紋接頭。

背景技術：

近年來，隨著天然氣生產和消費速度的加快，我國加大了對頁巖氣等非常規天然氣的開發力度，開始實現由常規天然氣向非常規天然氣的轉變。我國頁巖氣儲量豐富，開采難度大，工藝復雜。致使對油套管的綜合性能提出了更高的要求，尤其是套管螺紋連接接頭，要求具有優異壓縮性能、拉伸強度、密封性能、彎曲性能、抗粘扣、抗高溫和抗扭矩等，而普通的API螺紋和經濟型特殊螺紋難以滿足使用要求，為此，國內制管企業針對現場使用要求紛紛致力于開發適用于頁巖氣井高性能特殊螺紋接頭套管。

發明內容：

本發明的目的在于提供一種頁巖氣井用高性能金屬自密封特殊螺紋接頭，其接頭綜合性能優異，具備高抗壓縮、高連接強度、高密封、高抗彎曲、高抗粘扣及高抗扭矩等，同時具有結構簡單、易于加工、上扣順暢及定位準確等特點，能夠解決頁巖氣井開發要求螺紋連接的可靠性和密封結構完整性。

本發明的目的是通過以下技術方案來解決的：一種頁巖氣井用高性能金屬自密封特殊螺紋接頭，包括接箍和與接箍配合的管體，接箍沿軸線方向依次設置有內螺紋、退刀槽、接箍內密封錐面、接箍抗扭矩臺肩、接箍中孔；管體沿軸線方向依次設置有外螺紋、外螺紋過度面、圓錐過度面、管體外密封錐面、管體抗扭矩端面、管端內平圓柱面、管端內平圓錐面；接箍和管體螺紋連接后，接箍內密封錐面與管體外密封錐面金屬過盈接觸，接箍抗扭矩臺肩與管體抗扭矩端面金屬過盈接觸，內螺紋齒頂與外螺紋齒底金屬過盈接觸，內螺紋齒底與外螺紋齒頂分離，內螺紋導向面與外螺紋導向面分離，內螺紋承載面與外螺紋承載面金屬接觸，退刀槽與圓錐過度面形成儲油槽。

本發明的有益效果在于：

1、接箍抗扭矩臺肩與管體抗扭矩端面均為負角度，保證了上扣定位的準確性，同時接箍抗扭矩臺肩與管體抗扭矩端面金屬過盈接觸具有輔助密封作用。

2、本發明采用了圓錐面/圓錐面的金屬過盈密封結構，可保證密封過盈長度在3-6mm范圍內，同時可保證密封過盈長度范圍內過盈量為0.2-1mm均勻，增大的密封過盈長度可有效提高螺紋接頭在拉伸、壓縮、彎曲、內壓等復合載荷下密封性能的安全可靠性，同時大錐度密封面可減少在上扣過程中密封面相互摩擦對密封性能的影響。

3、內螺紋與外螺紋均為小錐度圓錐螺紋，相比其他大錐度螺紋，可以增加完整螺紋的長度，同時內、外螺紋承載面均采用負角度，大大增強了螺紋的連接強度。

4、內螺紋齒底與外螺紋齒頂分離，有利于多余螺紋脂在螺紋內部的流動，降低上扣過程中螺紋脂內部壓力；內螺紋采用組合導向面與外螺紋導向面相適配，有利于增大螺紋內部間隙，大大提高抗粘扣性能，同時具有易引扣，現場操作方便等特點。

5、接箍內螺紋收尾處設置退刀槽，方便使用多齒刀加工工藝，提高加工效率；退刀槽與圓錐過度面形成儲油槽，具有儲存多余螺紋脂功能。

附圖說明

圖1是本發明接箍母扣接頭與管體公扣接頭配合示意圖；

圖2是密封配合局部放大示意圖；

圖3是接箍結構示意圖；