专利名称：一种台肩环及螺纹接头的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及石油钻探、开发和生产领域，特别涉及一种台肩环及螺纹接头，能够提高螺纹接头密封性能和抗弯曲性能。
背景技术：
API圆螺纹接头和API偏梯形接头是两种使用最为广泛的接头形式。两种接头的基本结构均包括接箍和套管，其中，接箍两端内螺纹分别和套管外螺纹连接形成一组配合。但是，两端套管上扣到预定扭矩或预定位置后，套管鼻端部与接箍中部内螺纹面形成一个环形凹槽，由于此处几何尺寸变化很大而且小端螺纹接触应力很高，该部位成为应力集中和腐蚀的危险区域。为改善凹槽处的受力状态，增加接箍厚度和钢级是目前比较普遍的做法，由此导致成本增加，此外，接箍外径变大将使环空间距相应减小，增加了固井等工艺的难度。相对API圆螺纹接头而言，API圆螺纹密封性能好但抗变形能力差，原因在于API螺纹接头凹槽处受力复杂，圆螺纹容易变形导致密封性能下降。相对于API偏梯形接头而言，API偏梯形螺纹抵抗变形能力强但密封性能差，原因在于在承受大的弯曲变形时，偏梯形螺纹的密封性能则进一步下降或消失。目前，由于高压井、大位移井、水平井等苛刻井要求螺纹接头具有良好的密封性能和抗弯曲性能，故传统的API圆螺纹和偏梯形螺纹的使用受到限制。由此，世界大石油公司或钢管厂研发了多种性能优良的特殊螺纹接头，但特殊螺纹接头加工麻烦，价格高昂，比普通API螺纹高出至少50%，而且该类产品检验很不方便，没有通用的标准量规和量具，只能由生产厂家进行检验，质量校验困难。因此，目前急需提供能够提高螺纹接头密封性能和抗弯曲性能的简易结构。
实用新型内容为了克服上述现有技术中传统的API圆螺纹和偏梯形螺纹的使用受到限制，而特殊螺纹接头加工麻烦，价格高昂的问题，本实用新型实施例提供了一种台肩环及螺纹接头，能够提高螺纹接头密封性能和抗弯曲性能。所述技术方案如下一种台肩环，所述台肩环包括环状本体，以及设于所述环状本体两端的缺口，所述两端的缺口对称设置，每个缺口均包括圆锥面、过渡部及直角面，所述缺口的入口处设置所述圆锥面，所述圆锥面与所述直角面之间通过过渡部连接。具体地，作为优选，所述圆锥面的锥度为O. 2mm/mm O. 3mm/mm,长度为4mm 5mm ο具体地，作为优选，所述过渡部为圆弧过渡。更具体地，作为优选，所述过渡部的过渡半径为O. 3mm。本实用新型实施例还提供了一种螺纹接头，包括所述的台肩环，接箍及两个套管，所述台肩环套在所述接箍中，所述台肩环的两端缺口处各抵顶着一个套管，所述套管与所述接箍通过螺纹连接，所述套管的端面与所述台肩环的直角面对顶接触，所述套管的内表面与所述台肩环的圆锥面过盈配合。具体地,作为优选,所述套管的内表面与所述台肩环的圆锥面过盈量为O. 03mm
O.IOmm0具体地，作为优选，所述台肩环的外径比所述接箍的最小内径小O. 8mm I. 5mm，所述台肩环的内径比所述套管的内径小6mm 8mm，所述台肩环的长度根据所述套管与所述接箍的啮合长度而定。本实用新型实施例提供的技术方案带来的有益效果是所述台肩环具有结构简单，加工方便，生产成本低的优点，相比现有技术，本实用新型环针对API螺纹接头的结构特点，在所述台肩环设计包括圆锥面和直角面的缺口结构，由于螺纹接头凹槽处整体加强并形成一个互相约束的统一体，螺纹接头抵抗弯曲变形的能力也得到大的提升，由于套管 端面和台肩环的直角面对顶，螺纹接头抗扭矩能力也大大加强，另外由于应力集中的降低及几何尺寸差异的减小，螺纹接头内部发生腐蚀的可能性降低，因此本实用新型增强了螺纹接头的密封性能和抗弯曲性能。此外，所述螺纹接头只要求对套管端部局部内表面处作简单切削处理，而且台肩环结构简单，加工方便，生产成本低，故此现场装配快速，具有广泛的应用前景。
为了更清楚地说明本实用新型实施例中的技术方案，下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本实用新型的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。图I是本实用新型实施例所述台肩环的结构图；图2是本实用新型实施例所述螺纹接头的结构图。图中各符号表示含义如下I现场端套管，2 接箍，3台肩环，31环状本体，32缺口，33圆锥面，34过渡部，35直角面，4工厂端套管。
具体实施方式
为使本实用新型的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合附图对本实用新型实施方式作进一步地详细描述。如图I所示，一种台肩环3，所述台肩环3包括环状本体31，以及设于所述环状本体31两端的缺口 32，所述两端的缺口 32对称设置，每个缺口 32均包括圆锥面33、过渡部34及直角面35，所述缺口 32的入口处设置所述圆锥面33，所述圆锥面33与所述直角面35之间通过过渡部34连接。本实用新型所述台肩环3具有结构简单，加工方便，生产成本低的优点，进而采用所述台肩环3的螺纹接头，增强了其自身的密封性能和抗弯曲性能。[0025]具体地,作为优选，所述圆锥面33的锥度为O. 2mm/mm O. 3mm/mm,长度为4mm 5mm ο具体地，作为优选，所述过渡部34为圆弧过渡。更具体地，作为优选，所述过渡部34的过渡半径为O. 3mm。如图2所示，本实用新型实施例还提供了一种螺纹接头，包括所述的台肩环3，接箍2及两个套管，两个套管分别为现场端套管I和工厂端套管4，所述台肩环3套在所述接箍2中，所述台肩环3的两端缺口 32 (参见图I)处各抵顶着一个套管，本例中，所述台肩环3左端抵顶着现场端套管I，所述台肩环3右端抵顶着工厂端套管4，所述套管与所述接箍2通过螺纹连接，本例中，现场端套管I和工厂端套管4分别与接箍2通过螺纹连接，其中，接箍2包括内螺纹，现场端套管I和工厂端套管4均包括外螺纹，所述套管1、4的端面与所述台肩环3的直角面35对顶接触,所述套管1、4的内表面与所述台肩环3的圆锥面33(参见图I)过盈配合。 如图2所示，本实用新型环针对API螺纹接头的结构特点，在所述台肩环3设计包括圆锥面33 (参见图I)和直角面35 (参见图I)的缺口 32 (参见图I)结构，由于螺纹接头凹槽处整体加强并形成一个互相约束的统一体，螺纹接头抵抗弯曲变形的能力也得到大的提升，由于套管端面和台肩环3的直角面35 (参见图I)对顶，螺纹接头抗扭矩能力也大大加强，另外由于应力集中的降低及几何尺寸差异的减小，螺纹接头内部发生腐蚀的可能性降低，因此本实用新型增强了螺纹接头的密封性能和抗弯曲性能。此外，所述螺纹接头只要求对套管端部局部内表面处作简单切削处理，而且台肩环3结构简单，加工方便，生产成本低，故此现场装配快速，具有广泛的应用前景。具体地，作为优选，所述套管1、4的内表面与所述台肩环3的圆锥面33 (参见图I)过盈量为O. 03mm O. 10mnin具体地，作为优选，所述台肩环3的外径比所述接箍2的最小内径小O. 8mm
I.5mm,所述台肩环3的内径比所述套管1、4的内径小6mm 8mm,所述台肩环3的长度根据所述套管1、4与所述接箍2的啮合长度而定。本实用新型所述螺纹接头的安装过程如图2所示，为将台肩环3正确安装到位，首先需要把工厂端套管4和现场端套管I管端内表面加工成锥面，他们的锥面锥度和长度分别与台肩环3的圆锥面33 (参见图I)的锥度和长度相同，尔后，对工厂端套管4和现场端套管I的管端内表面夹角处倒圆，倒圆半径为O. 5mm,然后从接箍2的一端装配工厂端套管4,接着从接箍2的另一端装入台肩环3，最后在接箍2另一端拧紧现场端套管1，直至台肩环3与现场端套管I和工厂端套管4紧密配合。以上所述仅为本实用新型的较佳实施例，并不用以限制本实用新型，凡在本实用新型的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。
权利要求1.一种台肩环，其特征在于，所述台肩环包括环状本体，以及设于所述环状本体两端的缺口，所述两端的缺口对称设置，每个缺口均包括圆锥面、过渡部及直角面，所述缺口的入口处设置所述圆锥面，所述圆锥面与所述直角面之间通过过渡部连接。
2.如权利要求I所述的台肩环，其特征在于，所述圆锥面的锥度为O.2mm/mm O. 3mm/mm,长度为4mm 5mm。
3.如权利要求I所述的台肩环，其特征在于，所述过渡部为圆弧过渡。
4.如权利要求3所述的台肩环，其特征在于，所述过渡部的过渡半径为O.3mm。
5.一种螺纹接头，其特征在于，包括权利要求1-4项权利要求所述的台肩环，接箍及两个 套管，所述台肩环套在所述接箍中，所述台肩环的两端缺口处各抵顶着一个套管，所述套管与所述接箍通过螺纹连接，所述套管的端面与所述台肩环的直角面对顶接触，所述套管的内表面与所述台肩环的圆锥面过盈配合。
6.如权利要求5所述的螺纹接头，其特征在于，所述套管的内表面与所述台肩环的圆维面过盈量为O. 03mm O. 10mm。
7.如权利要求6所述的螺纹接头，其特征在于，所述台肩环的外径比所述接箍的最小内径小O. 8mm I. 5mm,所述台肩环的内径比所述套管的内径小6mm 8mm,所述台肩环的长度根据所述套管与所述接箍的啮合长度而定。
专利摘要本实用新型公开了一种台肩环及螺纹接头，属于石油钻探、开发和生产领域。所述台肩环包括环状本体，以及设于所述环状本体两端的缺口，所述两端的缺口对称设置，每个缺口均包括圆锥面、过渡部及直角面，所述缺口的入口处设置所述圆锥面，所述圆锥面与所述直角面之间通过过渡部连接。所述螺纹接头包括所述的台肩环，接箍及两个套管。本实用新型所述台肩环具有结构简单，加工方便，生产成本低的优点，本实用新型针对API螺纹接头的结构特点，在所述台肩环设计有缺口结构，通过台肩环的圆锥面和直角面，进而增强了螺纹接头的密封性能和抗弯曲性能。此外，所述套管只需简单加工即可安装，故此现场装配快速，具有广泛的应用前景。
文档编号E21B17/08GK202611604SQ201220138540
公开日2012年12月19日 申请日期2012年4月1日 优先权日2012年4月1日
发明者潘志勇, 宋生印, 刘文红 申请人:中国石油天然气集团公司, 中国石油天然气集团公司管材研究所