专利名称：薄壁膨胀管内外螺纹接头的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及石油天然气钻采用薄壁膨胀管连接接头技术领域，是一种薄壁膨胀管内外螺纹接头。
背景技术：
目前在完井作业、分支井定位等方面，国内外膨胀管应用技术发展较快，通过使用膨胀管技术使作业后的井筒可获得最大的内通径，其在钻井、完井、修井及采油技术各方面的发展前景广阔。薄壁大直径膨胀管由于其作业压力的大幅降低，可大幅降低膨胀管施工作业的安全风险和质量风险，胀后直径的大幅增加，拓宽了其在钻、完、修井作业中的适用性，具有广阔的应用前景。膨胀管柱的接头部位一般通过螺 纹连接在一起，在套管补贴施工中，接头部位成为强度薄弱环节。由于膨胀管壁厚较小，仅为5. 5毫米，使用现有API标准螺纹的油套管螺纹接头在实际使用过程中存在以下不足管材壁厚较小使加工标准油套管API锥螺纹难度较大；无法满足无接箍连接即保证接箍外径与膨胀后管材外径一致；在施工过程中，连接螺纹在膨胀过程中易损坏而达不到使用要求；膨胀管的材料延展性较好但其硬度、强度不高，一般的螺纹牙型无法满足使用要求。由于普通标准螺纹连接无法保证管柱结构完整性和密封完整性的要求，难以满足生产需求，所以国内外开发出各种类型的特殊连接螺纹，但加工这些特殊螺纹生产效率较低、生产成本较高，不太适用于某些低产量环境复杂的油田。
发明内容本实用新型提供了一种薄壁膨胀管内外螺纹接头，克服了上述现有技术之不足，其能有效解决现有现有API标准螺纹的油套管螺纹接头存在的加工螺纹难度较大、无法满足无接箍连接、加工特殊螺纹生产效率较低、生产成本较高、适用性差的问题。本实用新型的技术方案是通过以下措施来实现的一种薄壁膨胀管内外螺纹接头，包括薄壁膨胀管内螺纹接头和薄壁膨胀管外螺纹接头；该薄壁膨胀管内螺纹接头包括母扣管本体、连接管颈和胀径母扣环，胀径母扣环的右端与母扣管本体的左端通过连接管颈连为一体，胀径母扣环的左端有母端锁定平面，胀径母扣环的中部内壁上有偏梯形内螺纹；该薄壁膨胀管外螺纹接头包括公扣管本体和公扣接口环，公扣管本体的外径与胀径母扣环的外径相等，公扣管本体的内径与母扣管本体的内径相等，公扣管本体的右端与公扣接口环的左端连为一体，公扣管本体的右端外径大于公扣接口环的左端外径并形成公端锁定平面，公扣接口环的中部外侧面上有与偏梯形内螺纹相配合的偏梯形外螺纹；公扣接口环通过偏梯形外螺纹和偏梯形内螺纹固定安装在胀径母扣环内部，公端锁定平面压紧在母端锁定平面上。下面是对上述实用新型技术方案的进一步优化或/和改进上述连接管颈的左端内外径与胀径母扣环内外径相同，连接管颈的右端内外径与母扣管本体内外径相同，胀径母扣环的左部内壁上可有母扣密封环面，胀径母扣环的右部内壁上可有母扣导引环面，偏梯形内螺纹的螺纹大径与母扣密封环面内径相等，偏梯形内螺纹的螺纹小径与母扣导引环面内径相等；公扣接口环的左部外侧有公扣密封轴颈面，公扣接口环的右部外侧有公扣导引轴颈面，偏梯形外螺纹的螺纹大径与公扣密封轴颈面外径相等，偏梯形外螺纹的螺纹小径与公扣导引轴颈面外径相等；公扣密封轴颈面配合安装在母扣密封环面内部，公扣导引轴颈面套装在母扣导引环面内部。上述偏梯形内螺纹和偏梯形外螺纹可为API标准偏梯形螺纹。上述偏梯形内螺纹右方的胀径母扣环内壁上可有母扣退刀槽。上述偏梯形外螺纹的左端可有公扣退刀槽。上述公扣密封轴颈面上可有不少于一个的接口密封槽，接口密封槽内安装有能够使公扣密封轴颈面与母扣密封环面之间保持密封的接口密封圈。上述公扣退刀槽的长度可为5毫米至8毫米。 上述偏梯形内螺纹及偏梯形外螺纹的螺距可为5. 080毫米，偏梯形内螺纹及偏梯形外螺纹的牙型剖面在螺纹中径线上的厚度可为2. 667毫米，偏梯形内螺纹及偏梯形外螺纹的牙型剖面齿高可为I. 575毫米，偏梯形内螺纹及偏梯形外螺纹的牙型剖面导入侧面倾角可为11. 79度，偏梯形内螺纹及偏梯形外螺纹的牙型剖面承载侧面倾角可为I. 21度。本实用新型结构合理而紧凑，使用方便，其能够满足无接箍连接，接口处与管体内径一致，减少了涡流现象和流体对管体冲蚀，具有易于加工螺纹、生产效率高、成本低、接头处抗拉性好、接箍结构简单、密封可靠、易于现场紧扣组装、适用性好的特点。
附图I为本实用新型实施例的主视剖视结构示意图。附图2为附图I中A处的局部放大结构示意图。附图中的编码分别为1为母扣管本体，2为连接管颈，3为胀径母扣环，4为母端锁定平面，5为母扣密封环面，6为母扣导引环面，7为偏梯形内螺纹，8为母扣退刀槽，9为公扣管本体，10为公扣接口环，11为公端锁定平面，12为公扣密封轴颈面，13为公扣导引轴颈面，14为偏梯形外螺纹，15为公扣退刀槽，16为接口密封槽，17为接口密封圈，P为螺距，T为牙型剖面在螺纹中径线上的厚度，h为牙型剖面齿高，α为牙型剖面导入侧面倾角，β为牙型剖面承载侧面倾角。
具体实施方式
本实用新型不受下述实施例的限制，可根据本实用新型的技术方案与实际情况来确定具体的实施方式。在本实用新型中，为了便于描述，各部件的相对位置关系的描述均是根据说明书附图的布图方式来进行描述的，如上、下、左右等的位置关系是依据说明书附图的布图方向来确定的。下面结合实施例及附图对本实用新型作进一步描述如附图I所示，该薄壁膨胀管内外螺纹接头包括薄壁膨胀管内螺纹接头和薄壁膨胀管外螺纹接头；该薄壁膨胀管内螺纹接头包括母扣管本体I、连接管颈2和胀径母扣环3，胀径母扣环3的右端与母扣管本体I的左端通过连接管颈2连为一体，胀径母扣环3的左端有母端锁定平面4，胀径母扣环3的中部内壁上有偏梯形内螺纹7 ;该薄壁膨胀管外螺纹接头包括公扣管本体9和公扣接口环10，公扣管本体9的外径与胀径母扣环3的外径相等，公扣管本体9的内径与母扣管本体I的内径相等，公扣管本体9的右端与公扣接口环10的左端连为一体，公扣管本体9的右端外径大于公扣接口环10的左端外径并形成公端锁定平面11，公扣接口环10的中部外侧面上有与偏梯形内螺纹7相配合的偏梯形外螺纹14 ;公扣接口环10通过偏梯形外螺纹14和偏梯形内螺纹7固定安装在胀径母扣环3内部，公端锁定平面11压紧在母端锁定平面4上。制造时，先将母扣管本体I的端部膨胀至要求尺寸，形成胀径母扣环3后再进行偏梯形内螺纹7的加工，这样保证了偏梯形内螺纹7的牙型强度，从而保证了管柱连接处的抗拉压的强度以及密封性。公扣管本体9的外径与胀径母扣环3的外径相等，公扣管本体9的内径与母扣管本体I的内径相等，能够满足无接箍连接，使接口处与管体内径一致、平滑，减少了涡流现象和流体对管体冲蚀，提高接头的使用寿命和接头处的连接强度；薄壁膨胀管外螺纹接头和薄壁膨胀管内螺纹接头连接并拧紧后，公端锁定平面11压紧母端锁定平面4并形成一定量的过盈量，使薄壁膨胀管外螺纹接头和薄壁膨胀管内螺纹接头形成一个整体，不但能够阻止一定压力的气体或液体通过，密封效果 较好，还能使接头处具有良好的抗过扭能力和抗弯能力，当管串受压缩时公端锁定平面11压紧母端锁定平面4能够承受一定的轴向压缩力，避免全部压缩载荷都靠螺纹承担而导致接头滑扣。可根据实际需要，对上述实施例一作进一步优化或/和改进如附图I所示，连接管颈2的左端内外径与胀径母扣环3内外径相同，连接管颈2的右端内外径与母扣管本体I内外径相同，胀径母扣环3的左部内壁上有母扣密封环面5，胀径母扣环3的右部内壁上有母扣导引环面6，偏梯形内螺纹7的螺纹大径与母扣密封环面5内径相等，偏梯形内螺纹7的螺纹小径与母扣导引环面6内径相等；公扣接口环10的左部外侧有公扣密封轴颈面12，公扣接口环10的右部外侧有公扣导引轴颈面13，偏梯形外螺纹14的螺纹大径与公扣密封轴颈面12外径相等，偏梯形外螺纹14的螺纹小径与公扣导引轴颈面13外径相等；公扣密封轴颈面12配合安装在母扣密封环面5内部，公扣导引轴颈面13套装在母扣导引环面6内部。通过公扣密封轴颈面12和母扣密封环面5的配合能够保持结合部位的密封，公扣导引轴颈面13能够便于接头的安装。如附图I所示，偏梯形内螺纹7和偏梯形外螺纹14为API标准偏梯形螺纹。API标准偏梯形螺纹便于制造和加工。如附图I所示，偏梯形内螺纹7右方的胀径母扣环3内壁上有母扣退刀槽8。母扣退刀槽8能够便于加工时切削刀具的退刀，使偏梯形内螺纹7在全长上为完整牙型的螺纹，使管柱连接处的抗拉压的强度以及密封性更好。如附图I所示，偏梯形外螺纹14的左端有公扣退刀槽15。公扣退刀槽15能够降低接头上的圆周应力，有利于防止应力腐蚀开裂。如附图I所示，公扣密封轴颈面12上有不少于一个的接口密封槽16，接口密封槽16内安装有能够使公扣密封轴颈面12与母扣密封环面5之间保持密封的接口密封圈17。接口密封圈17能够使接头处具有良好的气密封性能，接口密封圈17可以为D形密封圈或O形密封圈。如附图I所示，公扣退刀槽15的长度为5毫米至8毫米。[0028]如附图2所示，根据需要，偏梯形内螺纹7及偏梯形外螺纹14的螺距P为5. 080毫米，偏梯形内螺纹7及偏梯形外螺纹14的牙型剖面在螺纹中径线上的厚度T为2. 667毫米，偏梯形内螺纹7及偏梯形外螺纹14的牙型剖面齿高h为I. 575毫米，偏梯形内螺纹7及偏梯形外螺纹14的牙型 剖面导入侧面倾角α为11. 79度，偏梯形内螺纹7及偏梯形外螺纹14的牙型剖面承载侧面倾角β为I. 21度。以上技术特征构成了本实用新型的实施例，其具有较强的适应性和最佳实施效果，可根据实际需要增减非必要的技术特征，来满足不同情况的需求。
权利要求1.一种薄壁膨胀管内外螺纹接头，其特征在于包括薄壁膨胀管内螺纹接头和薄壁膨胀管外螺纹接头；该薄壁膨胀管内螺纹接头包括母扣管本体、连接管颈和胀径母扣环，胀径母扣环的右端与母扣管本体的左端通过连接管颈连为一体，胀径母扣环的左端有母端锁定平面，胀径母扣环的中部内壁上有偏梯形内螺纹；该薄壁膨胀管外螺纹接头包括公扣管本体和公扣接口环，公扣管本体的外径与胀径母扣环的外径相等，公扣管本体的内径与母扣管本体的内径相等，公扣管本体的右端与公扣接口环的左端连为一体，公扣管本体的右端外径大于公扣接口环的左端外径并形成公端锁定平面，公扣接口环的中部外侧面上有与偏梯形内螺纹相配合的偏梯形外螺纹；公扣接口环通过偏梯形外螺纹和偏梯形内螺纹固定安装在胀径母扣环内部，公端锁定平面压紧在母端锁定平面上。
2.根据权利要求I所述的薄壁膨胀管内外螺纹接头，其特征在于连接管颈的左端内外径与胀径母扣环内外径相同，连接管颈的右端内外径与母扣管本体内外径相同，胀径母扣环的左部内壁上有母扣密封环面，胀径母扣环的右部内壁上有母扣导引环面，偏梯形内螺纹的螺纹大径与母扣密封环面内径相等，偏梯形内螺纹的螺纹小径与母扣导引环面内径相等；公扣接口环的左部外侧有公扣密封轴颈面，公扣接口环的右部外侧有公扣导引轴颈面，偏梯形外螺纹的螺纹大径与公扣密封轴颈面外径相等，偏梯形外螺纹的螺纹小径与公扣导引轴颈面外径相等；公扣密封轴颈面配合安装在母扣密封环面内部，公扣导引轴颈面套装在母扣导引环面内部。
3.根据权利要求I或2所述的薄壁膨胀管内外螺纹接头，其特征在于偏梯形内螺纹和偏梯形外螺纹为API标准偏梯形螺纹。
4.根据权利要求I或2所述的薄壁膨胀管内外螺纹接头，其特征在于偏梯形内螺纹右方的胀径母扣环内壁上有母扣退刀槽。
5.根据权利要求3所述的薄壁膨胀管内外螺纹接头，其特征在于偏梯形内螺纹右方的胀径母扣环内壁上有母扣退刀槽。
6.根据权利要求4所述的薄壁膨胀管内外螺纹接头，其特征在于偏梯形外螺纹的左端有公扣退刀槽。
7.根据权利要求5所述的薄壁膨胀管内外螺纹接头，其特征在于偏梯形外螺纹的左端有公扣退刀槽。
8.根据权利要求7所述的薄壁膨胀管内外螺纹接头，其特征在于公扣密封轴颈面上有不少于一个的接口密封槽，接口密封槽内安装有能够使公扣密封轴颈面与母扣密封环面之间保持密封的接口密封圈。
9.根据权利要求8所述的薄壁膨胀管内外螺纹接头，其特征在于公扣退刀槽的长度为5毫米至8毫米。
10.根据权利要求9所述的薄壁膨胀管内外螺纹接头，其特征在于偏梯形内螺纹及偏梯形外螺纹的螺距为5. 080毫米，偏梯形内螺纹及偏梯形外螺纹的牙型剖面在螺纹中径线上的厚度为2. 667毫米，偏梯形内螺纹及偏梯形外螺纹的牙型剖面齿高为I. 575毫米，偏梯形内螺纹及偏梯形外螺纹的牙型剖面导入侧面倾角为11. 79度，偏梯形内螺纹及偏梯形外螺纹的牙型剖面承载侧面倾角为I. 21度。
专利摘要本实用新型涉及石油天然气钻采用薄壁膨胀管连接接头技术领域，是一种薄壁膨胀管内外螺纹接头；该薄壁膨胀管内螺纹接头包括母扣管本体、连接管颈和胀径母扣环，胀径母扣环的右端与母扣管本体的左端通过连接管颈连为一体，胀径母扣环的中部内壁上有偏梯形内螺纹；该薄壁膨胀管外螺纹接头包括公扣管本体和公扣接口环，公扣管本体的外径与胀径母扣环的外径相等，公扣管本体的内径与母扣管本体的内径相等。本实用新型结构合理而紧凑，使用方便，其能够满足无接箍连接，接口处与管体内径一致，减少了涡流现象和流体对管体冲蚀，具有易于加工螺纹、生产效率高、成本低、接头处抗拉性好、接箍结构简单、密封可靠、易于现场紧扣组装、适用性好的特点。
文档编号E21B17/08GK202380987SQ20112056784
公开日2012年8月15日 申请日期2011年12月30日 优先权日2011年12月30日
发明者张丽萍, 杨磊, 盛志民, 秦文革 申请人:中国石油天然气集团公司, 新疆石油管理局井下作业公司