专利名称：偏梯形螺纹油管连接件的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及油井管螺纹连接技术领域，特别是一种油、套管螺纹接头。
背景技术：
目前油田上广泛使用的API油管一般分平式油管和加厚油管两类，其连接形式采用锥管圆螺纹连接。对于平式油管而言，规格小于4″(101.6mm)的油管采用每英寸(25.4mm)10牙的圆螺纹，这种螺纹的齿高为1.412mm；对于规格为4″(101.6mm)和41/2″的平式油管，采用每英寸8牙的圆螺纹，这种螺纹的齿高为1.810mm。平式油管最大的缺点是连接强度低，一般只有管体的60％～80％，因此损坏大多发生在螺纹连接部位。为了弥补这一缺点，目前采用对管端加工螺纹部位进行墩粗的方法，即加厚油管。加厚油管的螺纹为每英寸8牙的圆螺纹，螺纹的齿高为1.810mm。这种连接形式的优点是使接头连接强度得到一定的提高，但墩粗工艺造成了加工成本上升。同时，由于接头部位比管体更加粗大，油管下井时环空面积减小，对油管的顺利下入带来不利的影响。
如果油管能够采用偏梯形螺纹连接，可以大大提高其连接强度，减少油管滑脱、断裂损坏的可能性。但对于偏梯形螺纹油管连接，目前还没有检索到相关技术，原因之一是偏梯形螺纹形式抗泄漏能力较圆螺纹差，原因之二是偏梯形螺纹形式用于尺寸较小的油管时易于粘扣。
实用新型目的本实用新型的目的在于设计一种连接强度高、密封性能好，成本较低的偏梯形螺纹油管连接件，使用这种接头的油管可以代替加厚油管使用。
按照本实用新型提供的设计方案，连接件由外螺纹件和内螺纹件拧接而成，其特征是外螺纹件和内螺纹件上的螺纹为偏梯形螺纹。
偏梯形螺纹的螺距为每英寸8牙，齿高h2为1～1.2毫米。外螺纹件设计有-15°端面台肩，拧紧后与内螺纹件的-15°内扭矩台肩过盈配合。内、外螺纹件拧紧后，至少有一圈螺纹紧密贴合。螺纹件的螺纹齿顶面平行于油管轴线。内螺纹的内径d2与外螺纹件的内径d1近似相同。
我国油田采油所使用油管分为两类一类是平式油管，连接效率较低；一类是加厚油管，连接效率虽然有所提高，但需要对油管墩粗处理，油管成本高，而且由于接头部位粗大，对油管的顺利下入带来不利的影响。因此根据我国油田的实际，迫切需要开发一种连接强度高、密封性能好、价格又比较低的油管。
由于本设计中螺纹采用了连接效率高的偏梯形螺纹形式，并根据受力特点对螺纹参数进行了适当改进，使这种接头的连接强度达到甚至超过了管体，有助于解决目前油田存在较广的油管丝扣滑脱掉井问题。在连接强度上，这种油管远远优于平式油管，也达到和超过了加厚油管的连接强度，同时这种油管不需要墩粗处理的工艺，成材率高，加工成本较低，接头部位也不象加厚油管那样粗大，利于油田使用。
在密封性能方面，本设计也采用了适当的措施。一般来说，梯形螺纹由于其结构设计的原因，密封能力要低于圆螺纹。这主要因为梯形螺纹啮合后齿顶与齿底之间的间隙以及齿侧之间的间隙大于圆螺纹的间隙，导致梯形螺纹的泄漏通道面积大于圆螺纹。本设计对螺纹参数进行了优化，保证至少有一圈螺纹是紧密贴合，没有间隙的，从而使接头的密封能力大大提高。另外，-15°台肩拧紧后产生过盈配合，也起到良好的密封作用。由于采用了这两项措施，使该接头的密封能力不低于圆螺纹。
本实用新型接头总体上为锥形螺纹接头，其锥度为1∶16。它由外螺纹件和内螺纹件拧接在一起组成。螺纹牙型为改进的偏梯形螺纹，改进主要表现在以下三个方面一、这种螺纹的齿高h2为1～1.2mm，不采用标准齿高；二、这种螺纹的齿顶平行于管子轴线，使上扣时易于对扣，而不是平行于圆锥母线；三、这种螺纹拧紧后至少有一圈螺纹是没有间隙的，而不是普通螺纹配合后螺纹齿顶和齿底存在泄漏间隙。除此以外，外螺纹前端加工成-15°角，与内螺纹的-15°台肩过盈配合形成密封。
与现有技术相比，本实用新型有显著进步，具体表现在1)螺纹连接采用改进的偏梯形螺纹形式，不必对管体墩粗处理，即可使其连接强度达到与管体相同，降低了加工成本，同时有利于油田使用。2)螺纹部分设计时使至少一圈螺纹没有间隙，且采用-15°台肩配合，使螺纹具有良好的密封性能，不低于圆螺纹的密封能力。3)接头(内螺纹件)的内径与油管(外螺纹件)内径基本相同，避免管子内流体产生紊流，而且使测井工具能够顺利下入。
图1为本实用新型的结构图。
图2为台肩部分结构图。
图3为本实用新型的螺纹齿形图。
图4为API扁梯形螺纹齿形。
图5、6分别为图1中I、II的放大图。
具体实施方式
本设计的第一个实施例是用于73.03×5.51mm的油管，钢级为N80。管体即外螺纹件1的外径为73.03mm，壁厚为5.51mm，材料特性屈服强度σs＝670Mpa，抗拉强度为σb＝820Mpa。接箍即内螺纹件2的外径为88.9mm，材料特性同外螺纹件1。外螺纹件上的外螺纹不进行表面处理，内螺纹件2上的内螺纹镀铜，厚度约30微米，螺纹脂采用API螺纹脂。本产品连接强度达到与管体等强度，密封性能不低于同规格、同钢级的10牙圆螺纹油管，而且可以满足10次上卸扣而不粘扣的要求。外螺纹件1和内螺纹件2上的螺纹采用偏梯形螺纹，其螺距为每英寸8牙，齿高为h2为1～1.2毫米，齿间距l2为3.175毫米，而标准的齿形如图4所示其齿高h1为1.575毫米，齿间距l2为5.08毫米。外螺纹件1上设计有-15°端面台肩4，拧紧后与内螺纹件2的-15°内扭矩台肩7过盈配合，内、外螺纹件拧紧后，至少有一圈螺纹紧密贴合，见图5、6，其中，图5为齿间有间隙的状态，图6为齿间无间隙的状态。螺纹件的螺纹齿顶面平行于油管轴线，内螺纹2的内径d2与外螺纹件1的内径d1近似相同。图1中的3、6分别指内外螺纹件2、1上的齿。
本设计的第二个实施例基本上与第一个实施例相同，所不同的是油管规格为60.3×4.83mm。
本设计的第三个实施例基本上与第一个实施例相同，所不同的是油管规格为88.9×6.45mm。
权利要求1.一种偏梯形螺纹油管连接件，由外螺纹件(1)和内螺纹件(2)拧接而成，其特征是外螺纹件(1)和内螺纹件(2)上的螺纹为偏梯形螺纹。
2.根据权利要求1所述的连接件，其特征是偏梯形螺纹的螺距为每英寸8牙，齿高为1～1.2毫米。
3.根据权利要求1所述的连接件，其特征是外螺纹件(1)设计有-15°端面台肩(4)，拧紧后与内螺纹件(2)的-15°内扭矩台肩过盈配合。
4.根据权利要求1所述的连接件，其特征是内、外螺纹件拧紧后，至少有一圈螺纹紧密贴合。
5.根据权利要求1所述的连接件，其特征是螺纹件的螺纹齿顶面平行于油管轴线。
6.根据权利要求1所述的连接件，其特征是内螺纹(2)的内径d2与外螺纹件(1)的内径d1近似相同。
专利摘要本实用新型涉及油井管螺纹连接技术领域，特别是一种油、套管螺纹接头。它由管体外螺纹件和接箍内螺纹件共同组成，外螺纹件1和内螺纹件2上的螺纹采用偏梯形螺纹，其螺距为每英寸8牙，齿高为1～1.2毫米。外螺纹件1上设计有－15°端面台肩4，拧紧后与内螺纹件2的－15°内扭矩台肩过盈配合，内、外螺纹件拧紧后，至少有一圈螺纹紧密贴合，螺纹件的螺纹齿顶面平行于油管轴线，内螺纹2的内径d2与外螺纹件1的内径d1近似相同。该偏梯形螺纹油管连接件具有优良的密封性能、较高的连接强度和良好的抗过扭矩上扣能力，可以代替加厚油管使用。
文档编号E21B17/02GK2670580SQ0325968
公开日2005年1月12日 申请日期2003年7月18日 优先权日2003年7月18日
发明者朴龙华, 陆金福, 张居勤 申请人:无锡西姆莱斯石油专用管制造有限公司