专利名称：一种石油套管螺纹接头的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及石油管工程，特别涉及一种石油套管螺纹接头。
背景技术：
目前，油田广泛使用的套管螺纹连接主要有两类扣型，即API扣型和非API扣型。 API扣型是按照美国石油学会API SPEC 5B标准生产的扣型，另一类非API扣型是根据油田 的使用工况，由油套管生产厂或油田服务公司设计完成，并经油套管生产厂完成产品加工。API标准的偏梯形螺纹齿形如图2示，采用10°导向面和3°承载面的设计，螺距 为5. 08mm，当外径为4-1/2” 13-3/8”时，螺纹的锥度为1 16。其连接强度高，适合于 工况条件相对恶劣的油气井。但API标准的偏梯形螺纹套管在实际下井操作时，其对扣性 能较差，上扣时容易错扣，且上扣速度较慢，不利于油田提高套管下井作业效率。发明内容本实用新型的目的是设计开发一种石油套管螺纹接头，非API套管接头，在满足 或超越API标准规定的相应规格的API偏梯形螺纹使用性能的基础上，实现良好的对扣性 能和高的上扣速度，并消除流体紊流腐蚀影响。为达到上述目的，本实用新型的技术方案是，所述的管体包括外螺纹段、管端外圆柱面、角度为θ的管端台肩面和管端内孔 的内圆柱面；所述的接箍包括内螺纹段、根部内圆柱面、角度为θ的根部台肩面、内通孔 及其内圆柱面；其中，所述的管体外螺纹与接箍内螺纹配合的螺纹牙型结构形式为偏梯 形螺纹扣型，螺纹牙型引导侧角度α =+30° +45°，承载侧角度β =-2° +3°， 锥度为1 12，齿顶和齿底平行于母线，螺距为4牙/每英寸；管体端部外圆柱面和接箍 根部内圆柱面为间隙配合；所述的管体的管端台肩面和接箍根部台肩面的角度θ为 -15° ^ θ ^O0 ；管体管端内孔直径与接箍内通孔直径相同。本实用新型提出的套管螺纹接头，管体外径规格为8-5/8 ι(Φ219.08πιπι) 13-3/8 η(Φ339. 72mm)。根据油田用户对套管使用工况的要求，从以下3方面进行接头的 设计1)接头螺纹形式；2)接头扭矩台肩结构；3)接头内平结构。以确保产品满足良好的 对扣性能和高的上扣速度，并消除流体紊流腐蚀影响的要求。1)接头螺纹形式。本实用新型扣螺纹是一种偏梯形螺纹，上扣时速度较快、对扣性 能好，外螺纹和接箍内螺纹连接上紧后，能实现接头高的抗拉强度和高的压缩性能。2)接头扭矩台肩结构。接头台肩结构由管体端部台肩和接箍根部台肩组成，接头 连接上紧后，管体端部台肩和接箍根部台肩靠紧，实现拧紧位置控制，保证管体和接箍内外 螺纹过盈在设计范围，实现接头高的抗粘扣性能，保证接头上扣完整性。3)接头内平结构。所述接头内平结构，即管体端部内孔直径与接箍内通孔直径相 同，实现接头内平设计，消除流体紊流腐蚀作用。本实用新型套管螺纹接头与API标准偏梯形螺纹相比1)减小接头螺纹承载面齿形角，确保接头的抗拉伸强度。API偏梯形螺纹承载面齿形角为3°，本实用新型中将齿形角扩展到-2° +3°，确保连接强度。2)增大螺纹导向面齿形角，增强上扣时螺纹的导入性能。API偏梯形螺纹导向面 齿形角为10°，本实用新型中将齿形角扩展到+30° +45°，增强螺纹导入性能。3)加大螺纹的螺距，提高螺纹的上扣速度。API大口径套管的推荐螺纹为5牙/ in，螺距5. 08mm，本实用新型设计为4牙/in，螺距6. 35mm，使上扣速度增加20%以上。4)螺纹采用大锥度的设计方案，API大口径套管的推荐锥度为1 16，本实用新 型在保证连接强度的基础上，设计锥度为1 12，可以同时提高螺纹的上扣速度和对扣性 能。5)增加了止扭台肩，防止因上扣时扭距过大而伤害螺纹，提高螺纹抗粘扣能力。6)采用内平设计，使接箍内通孔与管体内径平滑过渡，消除流体紊流腐蚀影响。本实用新型所述螺纹的开发，在保证产品良好的可制造性和优越的使用性能的基 础之上，减少作业过程中异常的发生，提高作业效率，更好地满足油田勘探开发工况条件不 断恶化对套管产品的要求。本实用新型的有益效果本实用新型利用本实用新型所述套管螺纹接头结构，在保证螺纹使用性能不低于 API标准螺纹的基础上，增强了螺纹的对扣性能，同时加快螺纹的上扣速度，能减少油田作 业时异常的发生，有效提高生产效率。
图1为本实用新型一实施例的结构示意图；图2为本实用新型实施例中管体和接箍螺纹配合的示意图；图3为本实用新型实施例中管体和接箍螺纹配合的局部放大示意图。
具体实施方式
参见图1 图3，本实用新型的石油套管螺纹接头，包括外内螺纹配合的管体1和 接箍2 ；所述的管体1包括外螺纹段11、管端外圆柱面12、角度为θ的管端台肩面13和 管端内孔的内圆柱面14;所述的接箍2包括内螺纹段21、根部内圆柱面22、角度为θ的根 部台肩面23、内通孔及其内圆柱面24;其中，所述的管体1外螺纹与接箍2内螺纹配合的螺 纹牙型结构形式为偏梯形螺纹扣型，螺纹牙型引导侧角度α =+30° +45°，承载侧角度 β =-2。 +3°，锥度为1 12，齿顶和齿底平行于母线，螺距为4牙/每英寸；管体端部外圆柱面12和接箍根部内圆柱面22为间隙配合；所述的管体1的管端 台肩面13和接箍2根部台肩面23的角度θ为-15° < θ；管体1管端内孔直径 Dl与接箍2内通孔直径D2相同。在本实施例中，螺纹牙型承载侧角度α =0°，引导侧角度β =+30°，锥度为 1 12，齿顶和齿根平行于母线，螺距为6.35mm，及4牙/每英寸，θ = 0°。综上所述，随着油、气井钻探环境的日益苛刻，井的深度、井底压力和温度，以及定 向井和水平井的应用，特殊功能产品因其满足用户的特定需求而逐渐占主导地位。本实用 新型开发的螺纹能够适应各种条件苛刻的井况，满足用户对良好对扣功能和快速上扣的需要，有利于用户减少套管下井过程中异常情况的发生，降低套管下井作业成本，提高套管下 井作业的工作效率。因此本实用新型开发的套管接头具有很好的应用前景。
权利要求1. 一种石油套管螺纹接头，包括外内螺纹配合的管体(1)和接箍(2)；其特征是， 所述的管体(1)包括外螺纹段(11)、管端外圆柱面(12)、角度为θ的管端台肩面(13) 和管端内孔的内圆柱面(14)；所述的接箍(2)包括内螺纹段(21)、根部内圆柱面(22)、角 度为θ的根部台肩面(23)、内通孔及其内圆柱面(24)；其中，所述的管体(1)外螺纹与 接箍(2)内螺纹配合的螺纹牙型结构形式为偏梯形螺纹扣型，螺纹牙型引导侧角度α = +30° +45°，承载侧角度β =-2° +3°，锥度为1 12，齿顶和齿底平行于母线，螺 距为4牙/每英寸；管体端部外圆柱面(12)和接箍根部内圆柱面(22)为间隙配合；所述的管体(1)的管 端台肩面(13)和接箍(2)根部台肩面(23)的角度θ为-15°彡θ彡0° ； 管体(1)管端内孔直径与接箍(2)内通孔直径相同。
专利摘要一种石油套管螺纹接头，包括外内螺纹配合的管体和接箍；管体包括外螺纹段、管端外圆柱面、角度为θ的管端台肩面和管端内孔的内圆柱面；接箍包括内螺纹段、根部内圆柱面、角度为θ的根部台肩面、内通孔及其内圆柱面；其中，螺纹牙型结构形式为偏梯形螺纹扣型，螺纹牙型引导侧角度α＝+30°～+45°，承载侧角度β＝-2°～+3°，锥度为1∶12，齿顶和齿底平行于母线，螺距为4牙/每英寸；管体端部外圆柱面和接箍根部内圆柱面为间隙配合；管体的管端台肩面和接箍根部台肩面的角度θ为-15°≤θ≤0°。本实用新型在满足或超越API标准规定的相应规格的API偏梯形螺纹使用性能的基础上，实现良好的对扣性能和高的上扣速度，并消除流体紊流腐蚀影响。
文档编号E21B17/08GK201778678SQ20102050637
公开日2011年3月30日 申请日期2010年8月25日 优先权日2010年8月25日
发明者孙建安, 张春阳, 李立宏, 王琍, 董星亮, 蒋凯, 钮桢, 陆勋 申请人:中国海洋石油总公司;宝山钢铁股份有限公司