专利名称：一种特殊螺纹结构的油套管的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及油田完井、采油井用井下套管或油管，是一种新型特殊螺纹的套管或油管，与常规的API油套管的螺纹结构不同，采用偏梯形螺纹和金属与金属的锥面密封结构，能够满足高温、高压及高气密封的要求。
背景技术：
目前，套管或油管通过螺纹连接下入井中，是井下油气输送到地面的通道。常规 API油套管的螺纹分为圆螺纹和偏梯形螺纹，圆螺纹密封性好，但连接强度低；偏梯形螺纹连接强度高，但密封性差。中国专利公告号CN202023513U，提供了一种“偏圆螺纹油套管”，包括连接管体的接箍，接箍内螺纹和管体的外螺纹设计为偏圆螺纹，所述偏圆螺纹的牙型角为60°，牙型偏向设置，承载面倾角6°，导向面倾角为54°，每英寸7牙。增加了剩余壁厚，比标准圆螺纹连接强度大，又因为此种牙型偏圆的设计，即圆螺纹偏向一边，使承载面的角度远小于导向面角度，故其抗滑脱性能好，此整体结构又是偏圆螺纹，其牙型具有较好的密封性能。中国专利公告号CN201818929U，提供了一种“石油天然气工业用管螺纹接头”， 管体的外螺纹和接箍的内螺纹为偏梯形螺纹，齿高与螺距的比为0. 25 0. 35，承载面角为-15 3°，导向面角为10 50°，螺纹啮合后齿顶与齿底之间存在间隙；在螺纹侧面管体与接箍之间的密封部分依次设置有第一柱面过渡区、柱形密封区、第二柱面过渡区、锥形密封区、锥面过渡区，锥面过渡区的端部为扭矩台肩。提高了螺纹连接的强度。采用柱面和锥面的复合密封结构，并通过柱面过渡区将两个密封面有效隔离，保证了密封的可靠性。随着钻采技术的提高，油气井向更深，压力更高发展，常规API油套管的螺纹已满足不了使用要求，需要一种同时满足高的连接强度、高的气密封压力的新型特殊螺纹结构。
实用新型内容本实用新型的目的是提供一种特殊螺纹结构的油套管，改变连接螺纹端的结构， 连接在一起下入井内，能满足高温、高压气井对油管和套管管柱气密封性能的要求。本实用新型采用的技术方案是特殊螺纹结构的油套管，包括管体，在管体的两端分别有内螺纹端和外螺纹端，内螺纹端的内螺纹和外螺纹端的外螺纹采用的是偏梯形螺纹，偏梯形螺纹的锥度为I : 16。其特征在于内螺纹端的内螺纹根部有两个环形密封面，其中一个是主密封凹面，主密封凹面与内螺纹根部的圆柱形内壁的夹角在15 25°之间，另一个是逆向台肩凹面，逆向台肩凹面与管体中心线的垂线的夹角锐角在10 20°之间，主密封凹面与逆向台肩凹面相交；外螺纹端的外螺纹端部有两个环形密封面，其中一个是主密封凸面，主密封凸面与外螺纹端部的圆柱形外壁的夹角锐角在15 25°之间，另一个是逆向台肩凸面，逆向台肩凸面与管体中心线的垂线的夹角锐角在10 20°之间，主密封凸面与逆向台肩凸面相交。[0010]比较好的方案是主密封凹面与内螺纹根部的圆柱形内壁的夹角为20°，逆向台肩凹面与管体中心线的垂线的夹角锐角为15° ;主密封凸面与外螺纹端部的圆柱形外壁的夹角锐角为20° ,逆向台肩凸面与管体中心线的垂线的夹角锐角为15°。在外螺纹端的中心孔端部有一个圆锥形的稳流面，稳流面与管体中心孔内壁的夹角锐角为6°，稳流面5的长度与管体中心孔的直径相同。本实用新型的有益效果本实用新型特殊螺纹结构的油套管，通过偏梯形螺纹和专门的大角度锥面与锥面的金属密封结构相配合，连接强度高和气密封性能好；上卸扣速度得到了提高；采用大角度锥面-锥面的金属密封结构和逆向定位及次密封台肩，实现联接和密封功能分离，逆向台肩控制上扣扭矩，防止螺纹过扭矩，并起到密封作用。主密封面过盈配合满足了高压、高温及高的气密封需要，克服了常规API螺纹的不足。逆向台肩控制上扣扭矩，这种结构能够精确控制上扣扭矩，减小接箍环向应力。螺纹的连接强度达到了管体材料的抗拉强度，弹性极限范围内的金属对金属的气密封压力达到了管体的内屈服强度，接箍和管体内通道内平式设计，减小了紊流，防止应力腐蚀产生。
图I是特殊螺纹结构的油套管的内螺纹端结构剖面示意图。图2是特殊螺纹结构的油套管的外螺纹端结构剖面示意图。图中，I-内螺纹，2-主密封凹面，3-逆向台肩凹面，I. I-外螺纹，2. I-主密封凸面，
3.I逆向台肩，4-管体，5-稳流面。
具体实施方式
实施例I :以一个外径为139. 7111111(51// )的特殊螺纹结构的套管为例，对本实用
新型作进一步详细说明。参阅图I。本实用新型特殊螺纹结构的油套管，包括管体4，管体4长度10m，管体 I的中心孔直径为124. 36mm。在管体4的两端分别有内螺纹端和外螺纹端，内螺纹端的内螺纹I和外螺纹端的外螺纹I. I采用的是偏梯形螺纹，偏梯形螺纹的锥度为I : 16。参阅图I。内螺纹端的内螺纹I根部有两个环形密封面，其中一个是主密封凹面 2，主密封凹面2与内螺纹I根部的圆柱形内壁的夹角为20°，另一个是逆向台肩凹面3，逆向台肩凹面3与管体4中心线的垂线的夹角锐角为15°，主密封凹面2与逆向台肩凹面3 相交。参阅图2。外螺纹端的外螺纹I. I端部有两个环形密封面，其中一个是主密封凸面
2.1，主密封凸面2. I与外螺纹I. I端部的圆柱形外壁的夹角锐角为20°，另一个是逆向台肩凸面3. 1，逆向台肩凸面3. I与管体4中心线的垂线的夹角锐角为15°，主密封凸面2. I 与逆向台肩凸面3. I相交。参阅图2。在外螺纹端的中心孔端部有一个圆锥形的稳流面5，稳流面5与管体4 中心孔内壁的夹角锐角为6°，稳流面5的长度与管体4中心孔的直径相同。
权利要求1.一种特殊螺纹结构的油套管，包括管体(4)，在管体(4)的两端分别有内螺纹端和外螺纹端，内螺纹端的内螺纹(I)和外螺纹端的外螺纹(I. D采用的是偏梯形螺纹，偏梯形螺纹的锥度为I : 16 ;其特征在于内螺纹端的内螺纹(I)根部有两个环形密封面，其中一个是主密封凹面(2)，主密封凹面⑵与内螺纹⑴根部的圆柱形内壁的夹角在15 25°之间，另一个是逆向台肩凹面(3)，逆向台肩凹面(3)与管体⑷中心线的垂线的夹角锐角在10 20°之间，主密封凹面 ⑵与逆向台肩凹面⑶相交；外螺纹端的外螺纹(I. D端部有两个环形密封面，其中一个是主密封凸面(2. 1)，主密封凸面(2. I)与外螺纹(I. I)端部的圆柱形外壁的夹角锐角在15 25°之间，另一个是逆向台肩凸面(3. I)，逆向台肩凸面(3. I)与管体(4)中心线的垂线的夹角锐角在10 20° 之间，主密封凸面(2. I)与逆向台肩凸面(3. I)相交。
2.根据权利要求I所述的特殊螺纹结构的油套管，其特征是主密封凹面(2)与内螺纹(I)根部的圆柱形内壁的夹角为20°，逆向台肩凹面(3)与管体(4)中心线的垂线的夹角锐角为15° ;主密封凸面(2. I)与外螺纹(I. I)端部的圆柱形外壁的夹角锐角为20°， 逆向台肩凸面(3. I)与管体(4)中心线的垂线的夹角锐角为15°。
3.根据权利要求I或2所述的特殊螺纹结构的油套管，其特征是在外螺纹端的中心孔端部有一个圆锥形的稳流面(5)，稳流面(5)与管体(4)中心孔内壁的夹角锐角为6°， 稳流面(5)的长度与管体(4)中心孔的直径相同。
专利摘要一种特殊螺纹结构的油套管，应用于油田完井、采油井井下。在管体的两端分别有内螺纹端和外螺纹端，内螺纹端的内螺纹和外螺纹端的外螺纹采用的是偏梯形螺纹，偏梯形螺纹的锥度为1∶16；内螺纹端的内螺纹根部有两个环形密封面，一个是主密封凹面，另一个是逆向台肩凹面；外螺纹端的外螺纹端部有两个环形密封面，一个是主密封凸面，另一个是逆向台肩凸面。效果是通过偏梯形螺纹和专门的大角度锥面与锥面的金属密封结构相配合，连接强度高和气密封性能好；上卸扣速度得到了提高；采用大角度锥面-锥面的金属密封结构和逆向定位及次密封台肩，实现联接和密封功能分离，逆向台肩控制上扣扭矩，防止螺纹过扭矩，并起到密封作用。
文档编号E21B17/08GK202348148SQ20112045292
公开日2012年7月25日 申请日期2011年11月15日 优先权日2011年11月15日
发明者孟凡阔, 张德松, 李乙朝, 杨凯, 王国正, 王斌林, 赵杨民 申请人:中国石油天然气集团公司, 吐哈石油勘探开发指挥部