一種油田套管、油管用高連接強度圓螺紋連接結構的製作方法
2023-08-09 00:17:51 2
專利名稱：一種油田套管、油管用高連接強度圓螺紋連接結構的製作方法
技術領域：
本實用新型涉及一種油田套管、油管圓螺紋連接結構。
背景技術：
目前油田套管、油管連接均是採用接箍進行螺紋連接，在油田套管、油管的螺紋連 接中較多的是採用API (美理石油學會)標準圓螺紋連接結構。API圓螺紋連接的管螺紋為 牙形角60度，直徑錐度1 16，的錐形管螺紋。其優點是加工容易，使用方便，密封性好。 但是，API圓螺紋只用完整螺紋連接，在鋼管螺紋連接的最後一牙處鋼管壁厚被削弱減薄 了一個牙高。對於牙距為3. 175mm的套管和油管為1.81mm，對於牙距為2. 54mm的油管為 1.412mm，從而使鋼管連接強度大大下降，極不利於套管、油管的安全使用，再者，使用API 圓螺紋連接的接箍的兩端柱形鏜孔通過錐形孔與有內螺紋的連接孔連接，柱形鏜孔壁面為 光面，因而在接箍結構上無螺紋的非連接部分在接箍的整體上佔有比例大，對接管連接強 度產生了極為不利的影響。另外，目前，此類油套管及其接箍螺紋的加工，通常採用的主要工藝是車螺紋及其 車螺紋前後的檢驗、標記和保護等輔助措施，未對材料進行特殊處理。油套管及其接箍用材 相對普通工業用材要好，即使進口的油套管管材材料組織相對緻密，由於油套管實際使用 環境極其惡劣，受力很大，在現場操作過程中，常因受到轉速過高、扭矩過大及螺紋上卸次 數等因素影響出現粘扣現象，從而導致油套管柱失效，甚至可能導致整口井報廢，產生巨大 經濟損失。螺紋粘扣是石油用管常見的失效現象。美國API標準規定油管10上9卸，套管 3上2卸未發生粘扣即為合格。為此，國內外很多專家學者針對這一重大難題，千方百計尋 找解決方法，如提高螺紋的光潔度、改變螺紋形狀、接箍內表面的磷化和鍍銅處理等工藝方 法，但都未在根本上解決粘扣問題。
實用新型內容本實用新型的目的在於克服現有技術中的缺陷，提供一種螺紋連接強度高、密封 性能好，加工容易，使用方便的油田套管，油管用高連接強度圓螺紋連接結構。同時本實用 新型的另一個目的在於，通過在螺紋表面塗覆合金塗層的結構解決螺紋粘扣問題。為實現上述目的，本實用新型的技術方案是採用一種油田套管、油管用高連接強 度圓螺紋連接結夠，其特徵在於管螺紋為牙形角60度，直徑錐度1 16的錐形管螺紋，錐 形管螺紋由牙形完整的API圓螺蚊和與API圓螺紋接續的牙頂保留著鋼管表面黑皮的黑皮 螺絞結構，黑皮螺紋牙根徑隨錐形管螺紋節圓直徑的增大而增大，黑皮圓螺紋牙頂黑皮面 積隨黑皮圓螺紋牙根徑的增大而增加，黑皮圓螺紋牙高隨黑皮牙螺紋牙頂黑皮面積的增加 而減小，接箍螺紋為與錐形管螺紋配合的牙形角為60度，直徑錐度為1 16的牙形完整的 錐形圓螺蚊，接箍接管孔由對扣錐孔和與其連接的連接孔構成，接箍錐形圓螺紋製作在錐 孔和連接孔壁面上。[0007]另外，在所述螺紋的表面均勻塗覆有調配好的合金元素層，所述合金元素的比例 為碳硼鎂=2 3 1，所述合金元素層的厚度為0. 05 0. 30mm。本實用新型的優點和有益效果在於該油田套管，油管高連接強度圓螺紋連接結 構用於油田套管、油管的連接時，鋼管螺紋連接最後一牙為牙頂保留有鋼管表面黑皮的牙 形不全的不完整牙，其牙根很淺大大減少了此處鋼管壁厚的削弱，從而大大提高了螺紋連 接強度。接箍省去了光壁畫的柱形鏜孔，而且接箍對扣錐孔孔壁面上制有螺紋，既減少了接 箍非連接部分的比例又增加了連接螺紋長度，從而降低了螺紋徑向過盈連接時接箍與鋼管 間單位連接長度上的相互作周力，進一步提高了螺紋連.接強度。再者，鋼管與接箍螺紋 徑向過盈連接時接箍螺紋對鋼管螺對鋼管螺紋只刮削黑皮牙側面和牙根，由於黑皮牙槽淺 刮削量恨小刮削下來的鐵屑充填到鋼管黑皮螺紋牙頂處的空隙中，從而避免了粘扣和緊扣 不到位現象的發生。通過採用本實用新型所提供的技術方案，在螺紋表面塗覆合金層約為 0. 05 1. 2mm,使其表面光潔無裂紋，可使明顯提高螺紋表面質量，其硬度高達30 60HRC， 從而提高了硬度及耐磨性，減少了粘扣現象，延長了油套管及其接箍的使用壽命，有利於石 油的開發和生產。
圖1為油田套管、油管用高強度圓螺紋連接結構的接箍與鋼管螺紋連接結構圖；圖2為圖1的A部局部放大圖。
具體實施方式
以下結合附圖和實施例，對本實用新型的具體實施方式
作進一步描述。以下實施 例僅用於更加清楚地說明本實用新型的技術方案，而不能以此來限制本實用新型的保護範圍。如附圖1、圖2所示，該油田套管、油管用高連接強度圓螺紋連接結構的鋼管1、2的 管螺紋為牙形角為60度，直徑錐度為1 16的錐形管螺紋。錐形管螺紋由牙形完整的API 圓螺紋6和與API圓螺紋接續的牙頂保留著鋼管表面黑皮7的黑皮圓螺紋5構成，黑皮圓 螺紋牙根徑隨錐形管螺紋節圓直徑的增大面增大，黑皮圓螺紋牙頂黑皮面積隨黑皮圓螺紋 牙根徑的增大面增加，黑皮圓螺紋牙高隨黑皮圓螺紋牙頂黑皮面積的增加而減少。接箍2 螺紋為與管螺紋配合的牙形角為60度，直徑錐度為1 16的牙形完整的錐形圓螺紋。接 箍接管孔由錐度為65度的對扣錐孔8和與其連接的連接孔3構成，接箍錐形圓螺紋製作在 錐孔和連接孔壁面上。本實用新型對生產前的油套管管料及接箍料先經行檢驗以確保符合API標準， 然後分別在油套管兩端外表面及其接箍內表面加工出螺紋，並將調配好的合金元素均勻 塗覆在螺紋表面，其中合金元素的比例為碳硼鎂=2 3 1，塗覆厚度為0.05
0.30mm。用高能激發器沿螺紋的軸向運動對已塗覆塗層的螺紋經行激發，移動速度為
1.5 20mm/s，同時油套管管體或接箍以10 lOOr/min速度旋轉。經此螺紋處理後，再進 行螺紋塗脂防護、油套管及其接箍標記、試壓，通徑，防腐，打包等步驟，即完成油套管的加 工。以上所述僅是本實用新型的優選實施方式，應當指出，對於本技術領域的普通技 術人員來說，在不脫離本實用新型技術原理的前提下，還可以做出若干改進和潤飾，這些改 進和潤飾也應視為本實用新型的保護範圍。
權利要求1.一種油田套管、油管用高連接強度圓螺紋連接結構，其特徵在於管螺紋為牙形角 60度，直徑錐度1 16的錐形管螺紋，錐形管螺紋由牙形完整的API圓螺蚊和與APl圓螺 紋接續的牙頂保留著鋼管表面黑皮的黑皮螺絞結構，黑皮螺紋牙根徑隨錐形管螺紋節圓直 徑的增大而增大，黑皮圓螺紋牙頂黑皮面積隨黑皮圓螺紋牙根徑的增大而增加，黑皮圓螺 紋牙高隨黑皮牙螺紋牙頂黑皮面積的增加而減小，接箍螺紋為與錐形管螺紋配合的牙形角 為60度，直徑錐度為1 16的牙形完整的錐形圓螺蚊，接箍接管孔由對扣錐孔和與其連接 的連接孔構成，接箍錐形圓螺紋製作在錐孔和連接孔壁面上。
2.如權利要求1所述的油田套管、油管用高連接強度圓螺紋連接結構，其特徵在於， 在所述螺紋的表面均勻塗覆有調配好的合金元素層，所述合金元素層的厚度為0. 05 0. 30mmo
專利摘要本實用新型公開了一種油田套管、油管用高連接強度圓螺紋連接結構的管螺紋為錐形管螺紋、由牙形完整的API圓螺紋和與其接續的黑皮圓螺紋構成，黑皮圓螺紋的牙頂黑皮面積、牙根徑隨錐形管螺紋節徑的增大而增加，黑皮圓螺紋的牙高隨牙頂黑皮面積的增加而減小。在所述螺紋的表面均勻塗覆有調配好的合金元素層，所述合金元素的比例為碳∶硼∶鎂＝2∶3∶1，所述合金元素層的厚度為0.05～0.30mm。接箍螺紋為與錐形管螺紋配合的錐形圓螺紋，接箍接管孔由對扣錐孔和與其連接的連接孔構成，接箍錐形圓螺紋製作在錐孔和連接孔的壁畫上。用於油田套管、油管連接強度高，避免了粘扣及緊扣不到位現象的發生。
文檔編號C23C24/08GK201843528SQ20102017059
公開日2011年5月25日 申請日期2010年4月27日 優先權日2010年4月27日
發明者王震, 陳戈, 龔育才 申請人:無錫法斯特能源開發科技有限公司