专利名称：特殊螺纹套管的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及一种螺纹套管，特别涉及一种应用于深水钻井的特殊螺纹套管。
背景技术：
当今世界由于钻井技术的突飞猛进，当海域水深超过一定的限度时，对某些特定井位而讲，要求表层套管的各种性能参数更高，因而就需要材质等级更高，壁厚更厚的表层套管。常规的特殊螺纹套管的快速接头由于其抗挤、抗弯、抗内压强度较低，抗拉强度也低，装拆效率低，已经不能满足现在需要。为了满足水深较深、环境复杂海况的钻井需要，迫切需要开发一种连接强度更高、密封耐压性能更好，更适合应用于深水钻井的特殊螺纹套管。
实用新型内容本实用新型目的是为了克服现有技术的不足，提供一种特殊螺纹套管，具有快速连接，连接螺纹均载性能好，连接体连接强度高、抗复合载荷能力强、密封耐压性能好，适合应用于深水钻井。为了达到上述目的，本实用新型采用以下技术方案:一种特殊螺纹套管，包括通过螺纹联接的管体及接箍，所述接箍内壁的轴向中部设置有环状的内台阶柱面；所述管体的接头所设置的螺纹为大锥度、大导程、四线、微变螺距外螺纹；所述外螺纹为偏梯形螺纹，所述外螺纹外侧的管体接头端部的外壁面为支撑密封外圆柱面与圆锥面依次相连接面，所述管 体接头的端部设置为反向外抗扭矩台肩；所述接箍内壁的两端设置有与所述外螺纹对应的大锥度、大导程、四线、微变螺距偏梯形内螺纹，在内螺纹内侧的接箍内壁上设有与所述支撑密封外圆柱面对应的支撑密封内圆柱面；在所述支撑密封内圆柱面内侧的接箍内壁上设有一燕尾环形凹槽，对应所述燕尾环形凹槽配置有一 O型密封圈；所述内台阶柱面的端面对应反向外抗扭矩台肩设置有反向内抗扭矩台肩；作为优选，所述外螺纹内侧的管体上环形布置有一处导向支撑外圆柱面，所述内螺纹外侧的接箍内壁上对应设有一处导向支撑内圆柱面。作为优选，所述导向支撑外圆柱面的内侧管体上设置有对称的两个防松凹部，所述每个防松凹部于螺纹拧松方向上的一侧为窄部，另一侧为宽部；所述接箍可覆盖防松凹部的一部分；对应每个防松凹部配置有一自锁防松块及一导向螺钉，所述自锁防松块置于防松凹部中，其凸出于管体表面，所述自锁防松块朝向接箍端面的侧面上设有棘型牙齿，所述导向螺钉穿过自锁防松块并旋入管体。作为优选，所述微变螺距为根据螺纹设定的作为基础的定螺距的公差值对外螺纹螺距进行调整而形成的变螺距；内螺纹螺距不进行调整，为定螺距螺纹。作为优选，所述外螺纹与内螺纹的承载面角度为2°，装配面角度为30° ;所述外螺纹与内螺纹均为斜顶、斜底齿形。[0012]作为优选，所述外螺纹与内螺纹的齿高为2.1mm。作为优选，所述管体壁厚为20mm ;所述管体材料为X52油管用钢或者X56油管用钢。作为优选，所述接箍材料为20Mn2合金结构钢。作为优选，所述外螺纹与内螺纹的锥度为1:6。与现有技术相比，本实用新型具有以下有益效果:通过上述结构，本实用新型满足了深海使用的螺纹套管所应具备的快速连接、连接强度高、耐高压、承受载荷能力强(抗拉、抗压、抗弯)、能够长期稳定工作的特殊要求。本实用新型设计合理，结构简单，材质等级高，密封性能好，只需旋转约3/4圈即可拧紧管体和接箍，即可使套管装拆快速，防松性能好，大大提高了钻井进程，宜在海域水深超过一定限度时，且隔水性能高。十分适用与深水钻井。
图1是本实用新型结构示意图；图2是本 实用新型管体接头结构示意图；图3是本实用新型接箍内壁结构示意图；图4为本实用新型管体外螺纹牙型结构示意图；图5是本实用新型接箍内壁内螺纹牙型结构示意图。图中:1-管体；11-外螺纹；12-防松凹部；13-导向支撑外圆柱面；14_支撑密封外圆柱面；15_圆锥面16-反向外抗扭矩台肩；2-接箍；21_内螺纹；22_退刀槽；23_燕尾环形凹槽；24_反向内抗扭矩台肩；25_导向支撑内圆柱面；26_支撑密封内圆柱面；27_内台阶柱面；3_导向螺钉；4_自锁防松块；5-0型橡胶密封圈。现结合附图与具体实施例对本实用新型作进一步说明。
具体实施方式
如图1至5所示，本实用新型所述的特殊螺纹套管的其中一实施例为ZSB变螺距螺纹套管，Z代表锥管螺纹(大锥度螺纹)，S代表四线，B代表变螺距。其包括通过螺纹联接的管体I及接箍2，所述接箍2内壁的轴向中部设置有环状的内台阶柱面27 ;所述管体I壁厚为20mm,管体I总长为11380mm,管体I外径C>508mm,管体I材料为X52油管用钢或者X56油管用钢；接箍2材料为20Mn2合金结构钢。如图1及2所示，管体I接头所设置的螺纹为大锥度、大导程、微变螺距、四线、偏梯形斜顶斜底外螺纹11 ;所述外螺纹11外侧的管体接头端部的外壁面为支撑密封外圆柱面14与圆锥面15依次相连接的支撑密封面，所述管体I接头的端部设置为反向外抗扭矩台肩16。外螺纹11内侧的管体I上环形布置有一处导向支撑外圆柱面13,所述导向支撑外圆柱面13的内侧管体I上设置有对称的两个防松凹部12，每个防松凹部12于螺纹拧松方向上的一侧为窄部，另一侧为宽部；当管体与接箍相互拧紧时，接箍2覆盖防松凹部12的一部分；对应每个防松凹部12配置有自锁防松块4及导向螺钉3，所述自锁防松块4置于防松凹部12中，其凸出于管体I表面，所述自锁防松块4朝向接箍2端面的侧面上设有棘型牙齿；所述导向螺钉3穿过自锁防松块4并旋入管体I。外螺纹11的内侧及外侧如图2的指示。如图1及3所示，接箍2内壁的两端设置有与外螺纹11对应的大锥度、大导程、等螺距、四线、偏梯形斜顶斜底内螺纹21，内螺纹21旁侧设置有加工螺纹的退刀槽22 ;在内螺纹21内侧的接箍2内壁上设有与支撑密封外圆柱面14对应的支撑密封内圆柱面26，所述内台阶柱面27的端面对应反向外抗扭矩台肩16设置有反向内抗扭矩台肩24。内螺纹21外侧的接箍2内壁上对应所述导向支撑外圆柱面13设有一处导向支撑内圆柱面25。内螺纹21的内侦彳及外侧如图3的指示。配置有O型橡胶密封圈5，所述支撑密封内圆柱面26内侧的接箍3内壁上设有供O型橡胶密封圈5安装的燕尾环形凹槽23。如图4、5所示，外螺纹11与内螺纹21的线数、锥度、齿高皆相同:线数为四线，锥度为1:6，齿高为2.1mm;外螺纹11与内螺纹21的承载面角度为2°，装配面角度为30°。外螺纹11与内螺纹21的啮合为间隙配合。本实用新型为应用于深水钻井的特殊螺纹套管，其管体与接箍的装配过程如下:将O型橡胶密封圈安装在环形凹槽中，然后将 管体旋入接箍并拧紧，将自锁防松块通过外力夹紧在防松凹部与接箍之间，然后拧紧导向螺钉。结构原理如下:ZSB变螺距螺纹套管所述的变螺距螺纹指的是微变螺距外螺纹，所述微变螺距为根据外螺纹设定的作为基础的定螺距的公差值对处在不同位置的外螺纹螺距公差进行调整后而形成的变螺距，从而实现所有连接螺纹牙体在拧紧和受载时的均匀受力。微变螺距的螺距变化是根据连接螺纹牙体受载时的弹性变形量及其累加效应而确定的，目的是实现所有连接螺纹牙体在拧紧和受载时的均匀受力。因此它与螺纹的结构、材料、受载及其载荷类型有密切关系。下表为微变螺距的3种实施方案，表示出管体上的牙体与相应螺距的具体数据(牙体排序由内侧至外侧)。表I 3种微变螺距方案下管体上牙体与相应螺距的数据(mm)
权利要求1.一种特殊螺纹套管，包括通过螺纹联接的管体及接箍，所述接箍内壁的轴向中部设置有环状的内台阶柱面；其特征在于， 所述管体的接头所设置的螺纹为大锥度、大导程、四线、微变螺距外螺纹；所述外螺纹为偏梯形螺纹，所述外螺纹外侧的管体接头端部的外壁面为支撑密封外圆柱面与圆锥面依次相连接面，所述管体接头的端部设置为反向外抗扭矩台肩； 所述接箍内壁的两端设置有与所述外螺纹对应的大锥度、大导程、四线、等螺距偏梯形内螺纹，在内螺纹内侧的接箍内壁上设有与所述支撑密封外圆柱面对应的支撑密封内圆柱面；在所述支撑密封内圆柱面内侧的接箍内壁上设有一燕尾环形凹槽，对应所述燕尾环形凹槽配置有一 O型密封圈；所述内台阶柱面的端面对应反向外抗扭矩台肩设置有反向内抗扭矩台肩。
2.根据权利要求1所述的特殊螺纹套管，其特征在于，所述外螺纹内侧的管体上环形布置有一处导向支撑外圆柱面，所述内螺纹外侧的接箍内壁上对应设有一处导向支撑内圆柱面。
3.根据权利要求2所述的特殊螺纹套管，其特征在于，所述导向支撑外圆柱面的内侧管体上设置有对称的两个防松凹部，所述每个防松凹部于螺纹拧松方向上的一侧为窄部，另一侧为宽部；所述接箍可覆盖防松凹部的一部分；对应每个防松凹部配置有一自锁防松块及一导向螺钉，所述自锁防松块置于防松凹部中，其凸出于管体表面，所述自锁防松块朝向接箍端面的侧面上设有棘型牙齿，所述导向螺钉穿过自锁防松块并旋入管体。
4.根据权利要求1至3任一权利要求所述的特殊螺纹套管，其特征在于，所述微变螺距为根据外螺纹设定的作为基础的定螺距的公差值对处在不同位置的外螺纹螺距公差进行调整后而形成的微变螺距。
5.根据权利要求1所述的特殊螺纹套管，其特征在于，所述外螺纹与内螺纹的承载面角度为2°，装配面角度为30° ;所述外螺纹与内螺纹均为斜顶、斜底齿形。·
6.根据权利要求1所述的特殊螺纹套管，其特征在于，所述外螺纹与内螺纹的齿高为2.1mm0
7.根据权利要求1所述的特殊螺纹套管，其特征在于，所述管体壁厚为20mm;所述管体材料为X52油管用钢或者X56油管用钢。
8.根据权利要求1所述的特殊螺纹套管，其特征在于，所述接箍材料为20Mn2合金结构钢。
9.根据权利要求1所述的特殊螺纹套管，其特征在于，所述外螺纹与内螺纹的锥度为1:6。
专利摘要本实用新型提供一种特殊螺纹套管，管体的接头所设置的螺纹为大锥度、大导程、四线、微变螺距偏梯形外螺纹，外螺纹外侧的管体接头端部的外壁面为支撑密封外圆柱面与圆锥面依次相连接面，管体接头的端部设置为反向外抗扭矩台肩；接箍内壁的两端设置有大锥度、大导程、四线、等螺距偏梯形内螺纹，在内螺纹内侧的接箍内壁上设有与支撑密封外圆柱面对应的支撑密封内圆柱面；在支撑密封内圆柱面内侧的接箍内壁上设有一燕尾环形凹槽，对应所述燕尾环形凹槽配置有一O型密封圈；内台阶柱面的端面设置有反向内抗扭矩台肩。本实用新型结构简单，密封性能好，防松性能好，强度高、承受负载能力强、隔水性能高，且装拆快速，十分适用于深水钻井。
文档编号E21B17/08GK203114195SQ20122073682
公开日2013年8月7日 申请日期2012年12月27日 优先权日2012年12月27日
发明者苏兴仁, 谢祖武, 陈文 , 张世亮, 李辉, 贾磊, 黄岩 申请人:中国海洋石油总公司, 中海油能源发展股份有限公司, 湛江南海西部石油合众近海建设有限公司