专利名称：作业油管螺纹连接结构的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及一种作业油管螺纹连接结构。
背景技术：
油管管柱采用螺纹将单根油井管连接而成，管柱的螺纹连接部位是薄弱的关键环 节。在通用的API标准中，油管采用圆螺纹外加厚或不加厚的连接形式。这些连接形式在 保证管柱结构完整性和密封完整性方面都存在一定的问题。例如，不加厚圆螺纹油管，其螺 纹连接强度只为管体强度的60% 80%，另外油气中含有的硫化氢酸性成分会使普通API 油管发生缓慢的应力腐蚀，导致油管在长期的使用过程中变形破坏。随着石油工业的发展，尤其是深井、超深井、高压气井、定向井、酸性环境井的开 发，对石油油管的使用性能提出了更高的要求。具有API标准螺纹连接形式的油管和常规 特殊扣在许多情况下难以满足生产需求。尤其某些油田区块腐蚀环境恶劣，经过反复酸化 和作为钻杆使用后常规油管无法经受，目前的油管扣型的抗扭矩能力和抗松动(振动)能 力等不能满足油田使用要求。因而需要设计一种新型作业油管扣型，用于超深、超高压和高 温油气井的测试、酸化、压裂、井下作业、生产管柱完井工作和在特殊情况下作为小钻杆使 用。
发明内容针对现有技术中结构上的不足，本实用新型的目的是提供一种油管特殊扣接头， 以利于改善普通油管接头抗过扭能力不佳，无法适用于较大的振动和过扭的井况。为实现上述目的，本实用新型采用的技术方案是提供一种作业油管螺纹连接结 构，其中该结构是一种直连型螺纹接头，包括有一个管端部墩粗后带有外螺纹的油管和 管端墩粗带有内螺纹的油管旋合拧接而成；所述油管的外螺纹和内螺纹均为梯形锥螺纹， 所述内、外螺纹上均设有直扭矩台肩所构成的主密封结构，内、外螺纹轴向过盈量为2. 5 10mmo所述墩粗后的油管管端的外径大于该油管外径4 15mm，墩粗部分和油管管子部 分的过渡圆弧半径为20 50mm。所述梯形锥螺纹齿型的公端螺纹尾部设置有2 10mm长的圆柱直口退刀区，梯形 锥螺纹齿型的螺距为每英寸五牙或者每英寸六牙，公端螺纹齿高为1. 27 1. 575mm，母端 螺纹齿高为1. 32 1. 778mm，锥度为1 16。在所述公、母端螺纹长度的两端设有上卸扣定位的扭矩台肩，公端螺纹退刀处是 外扭矩台肩，母螺纹退刀处是内扭矩台肩。所述内、外扭矩台肩与螺纹轴线的角度均为70 90度。本实用新型的效果是该结构通过油管管端墩粗，增加完整螺纹的长度，使该扣型 油管连接结构连接强度得以提高，可以达到管体强度的100%，改进型的螺距和齿高设计更 能适合油管粗旷下井作业的特点，较小的螺纹过盈量设计保证了该作业油管在多次上卸扣过程中局部接触应力不会太大，不会发生粘扣现象。较厚的扭矩台肩可以保证在过扭的情 况下接头不受到破坏，提高接头的抗松动能力。公母端内孔平齐的设计使得油气在传送过 程中不会发生紊流现象，减小传输阻力。该结构具有10次以上上卸扣不粘扣和抗松动能 力，用于超深、超高压和高温油气井的测试、酸化、钻探、井下作业、生产管柱完井工作和在 特殊情况作为小钻杆使用。
图1为本实用新型的油管连接结构的示意图；图2为本实用新型的油管梯形螺纹的牙型结构。A、油管公端B、油管母端C、外螺纹D、内扭矩台肩E、外扭矩台肩a-梯形螺纹承载面角度 梯形螺纹导入面角度h_梯形螺纹高度
具体实施方式
结合附图及实施例对本实用新型的作业油管螺纹连接结构加以说明。本实用新型的作业油管螺纹连接结构，该结构包括有一个管端部墩粗后带有外螺 纹的油管和管端墩粗带有内螺纹的油管旋合拧接而成；所述油管的外螺纹和内螺纹均为 梯形锥螺纹，所述内、外螺纹上均设有直扭矩台肩所构成的主密封结构，螺纹轴向过盈量为 2. 5 10mm。所述墩粗后的油管管端的外径大于该油管外径4 15mm，墩粗部分和油管管 子部分的过渡圆弧半径为20 50mm。所述梯形锥螺纹齿型的公端螺纹尾部设置有2 10mm长的圆柱直口退刀区，梯形 锥螺纹齿型的螺距为每英寸五牙或者每英寸六牙，公端螺纹齿高为1. 27 1. 575mm，母端 螺纹齿高为1.32 1.778mm，锥度为1 16。在所述公、母端螺纹长度的两端设有上卸扣 定位的扭矩台肩，公端螺纹退刀处是外扭矩台肩，母螺纹退刀处是内扭矩台肩，所述内、外 扭矩台肩与螺纹轴线的角度均为70 90度。如图1所示，该作业油管螺纹连接结构包括油管公端A和油管母端B两部分组成， 为直连型连接。所述油管端部墩粗，油管公端A加工在管端墩粗部分，由梯形的外螺纹C和 内止扭矩台肩D组成；油管母端B加工在管端墩粗部分，由梯形的内螺纹和外止扭矩台肩E 组成。油管梯形螺纹的牙型结构如图2所示，所述梯形螺纹导入面0为10 45度，承 载面a为0 5度，根据外径规格的不同，公端螺纹齿高h为1.27 1.575mm，螺距分别为 t = 4. 233或5. 08mm，螺纹锥度1 16。所述梯型内螺纹的牙型角、导入面角度、承载面角 度、螺距、锥度均与外螺纹一致，齿高h对应分别为1. 32 1. 778mm。出厂前油管公端和油管母端都拧好保护帽的，运输至油田，需要下井时一根油管 的公端与另一根油管的母端拧接进行下井，形成密闭的油管柱直至几千米深的采油气层。 在拧接上扣过程中，油管公端A与油管母端B进行旋合拧接，油管公端的梯形外螺纹C和母 端上的梯形内螺纹旋紧配合在一起，直至开始发生过盈，产生一定的接触应力，最后当油管 公端A和油管母端B的内、外止扭矩台肩接触时，旋合扭矩立即快速上升到达设计的扭矩值 时自动停止旋合，为油管公端A和油管母端B之间提供准确的拧接定位。而且由于扭矩台 肩的厚度较后，所以过扭矩能力很强。过扭矩能力能达到最佳扭矩的2. 5倍以上。此时油管公端A和油管母端B能保证连接强度超过管体强度，并且在周期性震动载荷下，接头不易 松动，而且容易拧接到位，减少作业时间。
权利要求一种作业油管螺纹连接结构，其特征是该结构是一种直连型螺纹接头，包括有一个管端部墩粗后带有外螺纹的油管和管端墩粗带有内螺纹的油管旋合拧接而成；所述油管的外螺纹和内螺纹均为梯形锥螺纹，所述内、外螺纹上均设有直扭矩台肩所构成的主密封结构，内、外螺纹轴向过盈量为2.5～10mm。
2.根据权利要求1所述的作业油管螺纹连接结构，其特征是所述墩粗后的油管管 端部的外径大于该油管外径4 15mm，墩粗部分和油管管子部分的过渡圆弧半径为20 50mmo
3.根据权利要求1所述的作业油管螺纹连接结构，其特征是所述梯形锥螺纹齿型的 公端螺纹尾部设置有2 10mm长的圆柱直口退刀区，梯形锥螺纹齿型的螺距为每英寸五牙 或者每英寸六牙，公端螺纹齿高为1. 27 1. 575mm,母端螺纹齿高为1. 32 1. 778mm,锥度 为 1 16。
4.根据权利要求3所述的作业油管螺纹连接结构，其特征是在所述公、母端螺纹长度 的两端设有上卸扣定位的扭矩台肩，公端螺纹退刀处是外扭矩台肩，母螺纹退刀处是内扭 矩台肩。
5.根据权利要求4所述的作业油管螺纹连接结构，其特征是所述内、外扭矩台肩与螺 纹轴线的角度均为70 90度。
专利摘要本实用新型提供一种作业油管螺纹连接结构，该结构是一种直连型螺纹接头，包括有一个管端部墩粗后带有外螺纹的油管和管端墩粗带有内螺纹的油管旋合拧接而成；油管的外螺纹和内螺纹均为梯形锥螺纹，内、外螺纹上均设有直扭矩台肩所构成的主密封结构，内、外螺纹轴向过盈量为2.5～10mm。本实用新型的效果是该结构通过油管管端墩粗，增加完整螺纹的长度，使该扣型油管连接结构连接强度得以提高，达到管体强度的100％，保证了该作业油管在多次上卸扣过程中局部接触应力不会太大，不会发生粘扣现象，提高接头的抗松动能力。该结构具有10次以上上卸扣不粘扣和抗松动能力，用于超深、超高压和高温油气井的测试、酸化、钻探、井下作业、生产管柱完井工作和在特殊情况作为小钻杆使用。
文档编号E21B17/042GK201756919SQ20102025307
公开日2011年3月9日 申请日期2010年7月9日 优先权日2010年7月9日
发明者史彬, 吕春莉, 吴稀勇, 屈强, 张军, 徐志谦, 李毅, 柳玉伟, 梅丽, 王京, 王春河, 闫龙, 陈涛, 骆敬辉 申请人:天津钢管集团股份有限公司