一種油氣井用整體連接套管組件的製作方法

2023-05-03 10:17:11

一種油氣井用整體連接套管組件的製作方法
【專利摘要】本實用新型提供了一種油氣井用整體連接套管組件。所述套管組件包括第一套管和第二套管，其中，第一套管包括第一套管管體和形成在該第一套管管體的外圓周面上的外螺紋；第二套管包括第二套管管體和形成在該第二套管管體的內圓周面上的內螺紋；外、內螺紋的錐度均為1：(13～19)，外、內螺紋彼此過盈配合併且均為具有承載面為負角的偏梯形螺紋，外、內螺紋設有錐面對錐面的第一、二金屬彈性密封，其中，第一金屬彈性密封由彼此配合的外螺紋的大徑尾端處與內螺紋的端面處構成，第二金屬彈性密封由彼此配合的外螺紋的端面鼻端處與內螺紋的小徑處構成。本實用新型與現有技術中帶接箍的接箍相比，減小了接頭外徑，適合應用於小井眼。
【專利說明】一種油氣井用整體連接套管組件

【技術領域】
[0001]本實用新型涉及用於形成石油天然氣工業鑽井工程中的套管柱的螺紋連接結構，具體來講，涉及一種油氣井用整體連接套管組件，尤其是一種油井管用包括整體連接螺紋接頭的套管組件。

【背景技術】
[0002]在石油天然氣工業中，鑽井工程中鑽探條件日益苛刻，對油套管管柱提出了更高的要求，而管柱是通過螺紋將套管逐支連接起來，螺紋連接又是管柱中薄弱的環節。在最新的API標準中，套管的連接是都是帶接箍的連接方式，接箍的外徑大於套管的外徑較多。在油氣井的鑽探、開採過程中，需要較小的井眼，以便減低鑽探開採成本。
[0003]然而，現有的套管連接結構不能滿足油田的上述需求，因此，亟需一種用於連接油氣井用套管且具有較小外徑的螺紋連接結構。
實用新型內容
[0004]本實用新型的目的在於解決現有技術存在的上述不足中的至少一項。
[0005]例如，本實用新型的目的之一在於提供一種用於連接油氣井用套管且具有較小外徑的螺紋連接結構。
[0006]本實用新型提供了一種油氣井用整體連接套管組件。所述套管組件包括第一套管和第二套管，其中，第一套管包括第一套管管體和形成在該第一套管管體的外圓周面上的外螺紋；第二套管包括第二套管管體和形成在該第二套管管體的內圓周面上的內螺紋；夕卜螺紋和內螺紋的錐度均為1:(13?19)，外螺紋和內螺紋彼此過盈配合併且均為具有承載面為負角的偏梯形螺紋，外螺紋和內螺紋設有錐面對錐面的第一金屬彈性密封和第二金屬彈性密封，其中，第一金屬彈性密封由彼此配合的外螺紋的大徑尾端處與內螺紋的端面處構成，第二金屬彈性密封由彼此配合的外螺紋的端面鼻端處與內螺紋的小徑處構成。
[0007]在本實用新型的一個示例性實施例中，所述第一套管管體和第二套管管體具有相同的內徑和外徑。
[0008]在本實用新型的一個示例性實施例中，所述第一金屬彈性密封還設有扭矩臺肩，所述第二金屬彈性密封還在內螺紋處設有定位臺肩。
[0009]在本實用新型的一個示例性實施例中，第一金屬彈性密封的密封面的錐度為1:(0.7?1.1)，第二金屬彈性密封的密封面的錐度為1: (4?6)。
[0010]在本實用新型的一個示例性實施例中，所述外螺紋和內螺紋的錐度均為1: (15?17)。
[0011]在本實用新型的一個示例性實施例中，所述外螺紋和內螺紋的牙型高度均為0.7?1.1mm，且內螺紋的牙型高度稍高於外螺紋的牙型高度。
[0012]在本實用新型的一個示例性實施例中，所述負角的度數為10°?20°。
[0013]在本實用新型的一個示例性實施例中，所述偏梯形螺紋的螺紋導向面角度為40。?50°。
[0014]與現有技術相比，本實用新型的有益效果包括:具有等同於套管外徑的接頭外徑，比帶接箍的接箍外徑減小10?25mm ;接頭內徑與整個管柱的內徑在整個套管柱上齊平，減少了管柱內紊流，提高了流動效率；內、外密封採用錐面對錐面金屬密封，多重密封，提高了接頭的密封性能；等同於管體的接頭外徑，在管體外徑的公差範圍內，保證了接頭的連接強度，同時又提供較大的環空間隙；承載面負角螺紋設計，導向面大角度設計，易於上扣，具有良好的連接和彎曲性能。

【專利附圖】

【附圖說明】
[0015]通過下面結合附圖進行的描述，本實用新型的上述和其他目的和特點將會變得更加清楚，其中:
[0016]圖1示出了根據本實用新型的油氣井用整體連接套管組件的一個示例性實施例的局部剖視圖；
[0017]圖2示出了圖1的油氣井用整體連接套管組件的內螺紋或外螺紋的螺紋牙型結構示意圖。
[0018]附圖標記說明如下:
[0019]a_第一套管管體、b_第一金屬彈性密封、c-內螺紋與外螺紋的連接部分、d-第二金屬彈性密封、Q1-螺紋承載面角度、以及θ2-螺紋導向面角度。

【具體實施方式】
[0020]在下文中，將參照附圖和示例性實施例來詳細說明本實用新型的油氣井用整體連接套管組件。
[0021]圖1示出了根據本實用新型的油氣井用整體連接套管組件的一個示例性實施例的局部剖視圖。圖2示出了圖1的油氣井用整體連接套管組件的內螺紋或外螺紋的螺紋牙型結構示意圖。
[0022]在本實用新型的一個示例性實施例中，如圖1和圖2所示，油氣井用整體連接套管組件包括第一套管和第二套管。
[0023]第一套管包括第一套管管體和形成在該第一套管管體的外圓周面上的外螺紋。第二套管包括第二套管管體和形成在該第二套管管體的內圓周面上的內螺紋。
[0024]外螺紋和內螺紋的錐度均為1: (13?19)，優選為1: (15?17)。外螺紋和內螺紋均為具有承載面為負角的偏梯形螺紋。外螺紋和內螺紋彼此過盈配合，如圖1中的內螺紋與外螺紋的連接部分c所示。外螺紋和內螺紋設有兩處錐面對錐面的金屬彈性密封，其中，第一金屬彈性密封b由彼此配合的外螺紋的大徑尾端處與內螺紋的端面處構成，第二金屬彈性密封d由彼此配合的外螺紋的端面鼻端處與內螺紋的小徑處構成。此外，在外螺紋大徑處的扭矩臺肩可以為13°?17°，優選為15°。
[0025]在本示例性實施例中，第一套管管體和第二套管管體具有相同的內徑和相同的外徑。
[0026]在本示例性實施例中，第一金屬彈性密封b還設有扭矩臺肩，第二金屬彈性密封d還在內螺紋處設有定位臺肩。第一金屬彈性密封和第二金屬彈性密封的密封面的錐度分別為1:(0.7?1.1)，優選地，可以為1:(0.8?1.0)。
[0027]在本示例性實施例中，如圖2所示，外螺紋或內螺紋的牙型高度為h，牙型高度h約為0.7?1.1mm，優選為，0.8?1.0mm，且內螺紋的牙型高度稍高於外螺紋的牙型高度，例如，內螺紋的牙型高度高於外螺紋的牙型高度0.1mm。外螺紋或內螺紋的牙型結構呈具有承載面為負角的偏梯形螺紋，該偏梯形螺紋具有螺紋承載面角度Q1以及螺紋導向面角度θ2。例如，螺紋承載面角度Q1的度數可以為10°?20°，螺紋導向面角度92的度數可以為40。?50。。
[0028]本實用新型的油氣井用整體連接套管組件可以稱為油氣井用整體連接螺紋接頭。在本實用新型的油氣井用整體連接套管組件中，內螺紋與外螺紋(無接箍)通過扭矩，旋合配合，使接頭達到期望的連接強度。在內螺紋與外螺紋的連接部分c處，錐面對錐面產生金屬過盈配合，達到期望的接觸應力，從而起到氣密封的作用。
[0029]也就是說，本實用新型所提供的油氣井用整體連接套管組件包括一個形成在管體外圓周上的外螺紋和一個形成在另一管體內圓周上的內螺紋，外螺紋和內螺紋通過擰接產生過盈配合，並且在內螺紋和外螺紋設有兩處錐面對錐面的金屬彈性密封，一處為外螺紋的大徑尾端處和內螺紋的端面處，並有扭矩臺肩；另一處位於外螺紋的端面鼻端處和內螺紋的小徑處，並再內螺紋處有定位臺肩。本實用新型的油氣井用整體連接套管組件的外徑(即，外螺紋和內螺紋結合部的外徑)基本等於套管管體的外徑，這與現有技術中帶接箍的接箍外徑相比，大大減小了結合部外徑，例如，比帶接箍的接箍外徑減小10?25mm。
[0030]綜上所述，本實用新型的油氣井用整體連接套管組件的優點包括:
[0031](I)、接頭內徑與整個管柱的內徑在整個套管柱上齊平，減少了管柱內紊流，提高了流動效率。
[0032](2)等同於管體的接頭外徑，在管體外徑的公差範圍內，保證了接頭的連接強度。同時又提供較大的環空間隙。
[0033](3)內、外密封採用錐面對錐面金屬密封，多重密封，提高了接頭的密封性能。
[0034](4)承載面負角螺紋設計，導向面大角度設計，易於上扣，具有良好的連接和彎曲性能。
[0035]儘管上面已經結合附圖和示例性實施例描述了本實用新型，但是本領域普通技術人員應該清楚，在不脫離權利要求的精神和範圍的情況下，可以對上述實施例進行各種修改。
【權利要求】
1.一種油氣井用整體連接套管組件，其特徵在於，所述套管組件包括第一套管和第二套管，其中， 第一套管包括第一套管管體和形成在該第一套管管體的外圓周面上的外螺紋； 第二套管包括第二套管管體和形成在該第二套管管體的內圓周面上的內螺紋； 外螺紋和內螺紋的錐度均為1:(13?19)，外螺紋和內螺紋彼此過盈配合併且均為具有承載面為負角的偏梯形螺紋，外螺紋和內螺紋設有錐面對錐面的第一金屬彈性密封和第二金屬彈性密封，其中，第一金屬彈性密封由彼此配合的外螺紋的大徑尾端處與內螺紋的端面處構成，第二金屬彈性密封由彼此配合的外螺紋的端面鼻端處與內螺紋的小徑處構成。
2.根據權利要求1所述的油氣井用整體連接套管組件，其特徵在於，所述第一套管管體和第二套管管體具有相同的內徑和外徑。
3.根據權利要求1所述的油氣井用整體連接套管組件，其特徵在於，所述第一金屬彈性密封還設有扭矩臺肩，所述第二金屬彈性密封還在內螺紋處設有定位臺肩。
4.根據權利要求1所述的油氣井用整體連接套管組件，其特徵在於，第一金屬彈性密封的密封面的錐度為1: (0.7?1.1)，第二金屬彈性密封的密封面的錐度為1: (4?6)。
5.根據權利要求1所述的油氣井用整體連接套管組件，其特徵在於，所述外螺紋和內螺紋的錐度均為1: (15?17)。
6.根據權利要求1所述的油氣井用整體連接套管組件，其特徵在於，所述外螺紋和內螺紋的牙型高度均為0.7?1.1mm，且內螺紋的牙型高度稍高於外螺紋的牙型高度。
7.根據權利要求1所述的油氣井用整體連接套管組件，其特徵在於，所述負角的度數為 10° ?20°。
8.根據權利要求1所述的油氣井用整體連接套管組件，其特徵在於，所述偏梯形螺紋的螺紋導向面角度為40°?50°。
【文檔編號】E21B17/08GK204060547SQ201420554337
【公開日】2014年12月31日 申請日期:2014年9月25日 優先權日:2014年9月25日
【發明者】趙中清, 宋令璽, 黃雲, 熊祺, 曾理, 黃英, 邊華川, 滕建明 申請人:攀鋼集團成都鋼釩有限公司