连续油管连接器的制作方法

本实用新型属于油气井工程设备技术领域，更为具体地，涉及一种连续油管连接器，用于连续油管与连续油管的上扣连接，尤其是在需要传递大轴向拉力和周向扭矩的深井和超深井连续油管钻井等井下作业，受公路运输高度的限制，单个滚筒上连续油管长度不能太长，对深井和超深井连续油管作业时，需将多个滚筒连续油管连接起来，实现连续油管与连续油管之间的大拉力和大扭矩的传递；同时由于连续油管在滚筒上缠绕弯曲作用，导致流过连续油管内水眼的流体容易形成二次涡流，从而极大地增加了滚筒上连续油管内水眼流体循环压耗，因此从减小滚筒循环压耗的角度，需要单个滚筒长连续油管替换成多个滚筒短的连续油管进行井下作业，达到有效降低地面滚筒循环压耗的目的；另外，滚筒上(或井下)的连续油管不能旋转，而连续油管与连续油管之间的连接通常需要旋转上扣才能实现连接，因此需要特殊的连接器才能满足要求；本连接器采用外加卡瓦锁紧和弹簧压紧，采用滑套机构实现上扣连接，从而使连续油管完成深井与超深井的钻井、完井、测井、修井等多种井下作业成为可能。

背景技术：

由于连续油管用途非常广泛：可用来清洗管线、冲洗砂堵、清蜡、选择性酸化、气举求产、挤水泥封堵、压井、负压射孔、试井、驱替钻井液、大斜度井测井、水平井测井、完井、打捞、起下坐封膨胀式分割器、钻塞、磨削落鱼、永久性安装作为生产管、井底摄像、小经验钻井、二次钻井和加深钻井、套管开窗侧钻、油管补贴等，可以进行水平井钻井、下套管井钻井、裸眼井钻井、加深钻井、小井眼钻井、微小井眼钻井、老井开窗侧钻、欠平衡钻井以及修井、完井等作业；连续油管钻井具有低成本、低能耗、安全环保、应用范围广泛等特点，能够提高老油田、“低压、低渗、低产”三低油气藏等难动用油气藏的开发效益，尤其是在我国的非常规气藏、致密气、页岩气及煤层气等的勘探开发方面，有着广泛的应用前景。

但连续油管井下作业技术存在着急需解决的问题：

一般用于作业的连续油管直径比较小，连续油管内水眼更小，而且很大部分连续油管盘绕在滚筒上，作业过程中，连续油管内水眼循环压耗比较大，尤其是滚筒上，因二次涡流的影响，循环压耗更大，大部循环压耗消耗在连续油管滚筒上，严重影响连续油管井下作业水功率的分配，这就需要将单个滚筒较长的连续油管分成多个滚筒短的连续油管依次下井前连接，减小地面为滚筒上未入井的连续油管的长度，降低地面连续油管消耗的水功率，这就需要特殊的连续油管与连续油管之间的连接器。

同时，受公路运输限制，单个滚筒上连续油管不能太长，将深井和超深井所需要的长连续油管分成多个滚筒运输到井场，下井一个滚筒连续油管再接一个滚筒的连续油管，这样才能达到用长连续油管完成井下作业的目的，也需要特殊的连续油管与连续油管之间的连接器。

另外，对于连续油管深井、超深井或钻井连续油管井下作业，连续油管传递轴向拉力较大、轴向反扭矩较大，需要特殊的连续油管连接器才能满足要求。

连续油管连接器也叫连续油管接头、锁紧器(或机构、装置)、连接器(或机构、装置)、抓紧器(或机构、装置)、铆紧器(或机构、装置)等，是一种在地面快速连接连续油管与连续油管或井下工具的一种连接工具。

当前已经成功申请和授权的连续油管连接器(或接头或连接锚等)的中国专利近50项，其中卡瓦式连续油管连接器一般是通过连续油管外壁加锥形卡瓦或连续油管内壁加膨胀卡瓦的单面卡紧的方式进行连接，同样受连续油管受力变形的原因，卡瓦卡紧力受限，连接后传递的扭矩和拉应力较小，也只适用于井下管柱作用力不大的测井、气举等作业的连续油管与井下工具的连接，同时大部分卡瓦式连接器在连接过程需要绕轴向旋转紧扣才能实现卡瓦卡紧连接，当连续油管与连续油管连接时，两连接连续油管都不能旋转，因此单纯的卡瓦式连续油管连接器也不适用于连续油管与连续油管的连接作业。

现场需要采用从连续油管内外同时加压的方式来增加连续油管连接的拉力和扭矩，同时在连接的过程中，大多需要通过旋转紧扣锥形卡瓦，实现内外加压的大扭矩和轴向拉力的连续油管的连接。目前市场上，单独为连续油管连接器提供旋转连接并用于深井、超深井或钻井的大轴向拉力和大周向扭矩的连续油管接器国内还没有。

技术实现要素：

鉴于上述问题，本实用新型的目的是提供一种连续油管连接器，使多滚筒连续油管分段连接进行深井、超深井或钻井的工艺成为可能。

为了达到上述目的，设计的技术方案如下：

本实用新型提供的连续油管连接器，包括：连续油管上锁紧套总成、中间接头总成和连续油管下锁紧套总成，连续油管上锁紧套总成的结构与连续油管下锁紧套总成的结构轴向对称，且连续油管上锁紧套总成与连续油管下锁紧套总成螺纹连接在中间接头总成的两端；

连续油管上锁紧套总成包括上连续油管、上锁紧套密封接头、上锁紧套外壳、上锁紧套外固定锥形卡瓦、上锁紧套内滑动锥形卡瓦、上锁紧套预紧弹簧和上锁紧套连续油管防滑卡瓦；其中，上连续油管由一体结构的上连续油管本体和上连续油管切割体，上连续油管切割体的右端外翻后向上连续油管本体弯折，上锁紧套密封接头滑套在上连续油管本体上，上锁紧套外壳的两端分别螺纹连接在上锁紧套密封接头与中间接头总成上，上锁紧套密封接头、上锁紧套外壳、中间接头总成与上连续油管围成一个腔体，上锁紧套外固定锥形卡瓦、上锁紧套内滑动锥形卡瓦、上锁紧套预紧弹簧与上锁紧套连续油管防滑卡瓦分别位于腔体内，上锁紧套内滑动锥形卡瓦滑套在上连续油管本体上，且上锁紧套内滑动锥形卡瓦的右端滑入上连续油管切割体弯折后与上连续油管本体形成的缝隙内，上锁紧套外固定锥形卡瓦滑套在上锁紧套内滑动锥形卡瓦上，上锁紧套连续油管防滑卡瓦卡在上连续油管切割体弯折后的外侧，上锁紧套预紧弹簧两端分别顶紧上锁紧套内滑动锥形卡瓦与上锁紧套连续油管防滑卡瓦；中间接头总成包括中间接头芯部密封螺纹连接头和中间接头外壳旋转接头，中间接头芯部密封螺纹连接头位于中间接头外壳旋转接头的内侧，且两者螺纹连接，中间接头外壳旋转接头的一端滑套入上连续油管内，中间接头外壳旋转接头与上连续油管同轴。

此外，优选的结构是，上锁紧套密封接头为圆筒结构，上锁紧套密封接头的外壁远离中间接头总成的一端为锥面，靠近中间接头总成的一端沿轴向加工有外径依次减小的一、二、三级台阶，一级台阶的外径为上锁紧套密封接头的最大外径，在二级台阶上加工外螺纹，在三级台阶上加工有三道用于安装O型圈的环形密封槽，在上锁紧套密封接头的内壁上加工有六道用于安装O型圈的环形密封槽。

另外，优选的结构是，上锁紧套外壳主体为圆筒结构，上锁紧套外壳主体的外径与上锁紧套密封接头的最大外径相同，上锁紧套外壳主体的内壁上沿轴向依次加工有一、二、三级台阶，二级台阶的内径小于一级台阶和三级台阶的内径，在上锁紧套外壳主体的一级台阶上加工有与上锁紧套密封接头的二级台阶上的外螺纹相配合的内螺纹，在上锁紧套外壳主体的三级台阶上加工有内螺纹。

再者，优先的结构是，在中间接头外壳旋转接头的外壁上沿轴向依次加工有一、二、三、四、五级台阶，一级台阶的外径与上连续油管的内径相同；二级台阶的外径比一级台阶的外径大，在二级台阶上加工有与上锁紧套外壳主体的三级台阶上的内螺纹相配合的外螺纹；三级台阶的外径比二级台阶的外径大，为连续油管连接器的最大外径；四级台阶的外径与二级台阶的外径相同，在四级台阶上加工有外螺纹；五级台阶的外径与一级台阶的外径相同。

此外，优选的结构是，上锁紧套外固定锥形卡瓦为圆筒结构，上锁紧套外固定锥形卡瓦的外径与上锁紧套外壳的二级台阶的内径相同，上锁紧套外固定锥形卡瓦的内壁为朝中间接头总成的方向内径逐渐递减的圆锥面，圆锥面远离中间接头总成的一端紧靠上锁紧套密封接头的三级台阶的端面。

另外，优选的结构是，上锁紧套内滑动锥形卡瓦为圆筒结构，上锁紧套内滑动锥形卡瓦的内径与上连续油管的外径相同，在上锁紧套内滑动锥形卡瓦的内壁上加工有朝中间接头总成的方向均匀分布的锯齿，在上锁紧套内滑动锥形卡瓦的外壁上朝中间接头总成方向依次加工有一、二、三级台阶，一级台阶的外壁为外径朝中间接头总成的方向逐渐递增的圆锥面；二级台阶的外壁为圆筒面，在二级台阶上放置上锁紧套预紧弹簧；三级台阶的外径朝中间接头总成的方向逐步渐微递增。

再者，优选的结构是，上锁紧套连续油管防滑卡瓦为两个半圆环，两个半圆环的外壁为圆筒面，两个半圆环的外径与上锁紧套外壳的内径相同，在两个半圆环的内壁上加工有朝中间接头总成的方向逐渐递减的锯齿。

与现有技术相比，本实用新型提供的连续油管连接器能够取得以下技术效果：

1、针对性强：主要针对深井、超深井、钻井等需要大扭矩、大轴向拉力的连续油管与连续油管之间的连接；

2、应用范围广：不仅可用于连续油管钻井作业、也可用于深井、超深井连续油管作业，同时也可用于拉力扭矩要求不高的测井、修井、气举采油等其他连续油管作业；

3、结构简单，操作方便：该连接器既可以通过中间接头外壳旋转接头实现旋转连接，又可以通过中间接头外壳旋转接头固定螺丝锁紧，实现大扭矩传递，结构简单，没有复杂的流程，操作方便。

附图说明

通过参考以下结合附图的说明及权利要求书的内容，并且随着对本实用新型的更全面理解，本实用新型的其它目的及结果将更加明白及易于理解。

在附图中：

图1为本实用新型的连续油管连接器的半剖结构示意图；

图2为本实用新型的上连续油管的剖面结构示意图；

图3为本实用新型的上锁紧套密封接头的剖面结构示意图；

图4为本实用新型的上锁紧套外壳的半剖结构示意图；

图5为本实用新型的上锁紧套内滑动锥形卡瓦的半剖结构示意图；

图6为本实用新型的上锁紧套连续油管防卡瓦的半剖结构示意图；

图7为本实用新型的中间接头总成的半剖结构示意图。

其中的附图标记包括：1-连续油管上接头总成、2-中间接头总成、3-连续油管下接头总成、11-上连续油管、12-上锁紧套密封接头、13-上锁紧套外壳、14-上锁紧套外固定锥形卡瓦、15-上锁紧套内滑动锥形卡瓦、16-上锁紧套预紧弹簧、17-上锁紧套连续油管防滑卡瓦、21-中间接头外壳旋转接头、31-下连续油管、32-下锁紧套密封接头、33-下锁紧套外壳、34-下锁紧套外固定锥形卡瓦、35-下锁紧套内滑动锥形卡瓦、36-下锁紧套预紧弹簧、37-下锁紧套连续油管防滑卡瓦。

在所有附图中相同的标号指示相似或相应的特征或功能。

具体实施方式

以下将结合附图对本实用新型的具体进行详细描述。

首先，需要说明的是，在下述内容的描述中，术语“内圆面”、“外圆面”、“左端面”、“右端面”、“台阶”、“从左至右”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本实用新型和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，不能理解为本实用新型的限制。

图1示出了为根据本实用新型的连续油管连接器的半剖结构。

如图1所示，本实用新型的连续油管连接器，包括：连续油管上锁紧套总成1、中间接头总成2和连续油管下锁紧套总成3，中间接头总成2的左端与连续油管上锁紧套总成1螺纹连接，中间接头总成2的右端与连续油管下锁紧套总成3螺纹连接，共同组成连续油管连接器；连续油管上锁紧套总成1用于连接上连续油管11，连续油管下锁紧套总成3用于连接下连续油管31。

图2为本实用新型的上连续油管的剖面结构。

如图2所示，上连续油管11由一体结构的上连续油管本体和上连续油管切割体两部分构成，上连续油管切割体的末端外翻后向上连续油管本体弯折一段距离，弯折后的上连续油管切割体与上连续油管本体之间形成一道缝隙。

由于上连续油管11的结构与下连续油管31的结构相同，因此，下连续油管31的结构不再赘述。

如图1所示，连续油管上锁紧套总成1包括：上锁紧套密封接头12、上锁紧套外壳13、上锁紧套外固定锥形卡瓦14、上锁紧套内滑动锥形卡瓦15、上锁紧套预紧弹簧16和上锁紧套连续油管防滑卡瓦17。

连续油管下锁紧套总成3包括：下锁紧套密封接头32、下锁紧套外壳33、下锁紧套外固定锥形卡瓦34、下锁紧套内滑动锥形卡瓦35、下锁紧套预紧弹簧36、下锁紧套连续油管防滑卡瓦37。

从图1中可以直观地看出，连续油管上锁紧套总成1与连续油管下锁紧套总成3同轴，且两者的结构沿轴向对称，即上锁紧套密封接头12的结构与下锁紧套密封接头32的相同，上锁紧套外壳13的结构与下锁紧套外壳33的结构相同，上锁紧套外固定锥形卡瓦14的结构与下锁紧套外固定锥形卡瓦34的结构相同，上锁紧套内滑动锥形卡瓦15的结构与下锁紧套内滑动锥形卡瓦35的结构相同，上锁紧套预紧弹簧16的结构与下锁紧套预紧弹簧36的结构相同，上锁紧套连续油管防滑卡瓦17的结构与下锁紧套连续油管防滑卡瓦37的结构相同。

本实用新型以连续油管上锁紧套总成1为例，对上锁紧套密封接头12、上锁紧套外壳13、上锁紧套外固定锥形卡瓦14、上锁紧套内滑动锥形卡瓦15、上锁紧套预紧弹簧16和上锁紧套连续油管防滑卡瓦17的结构详细说明，下锁紧套密封接头32、下锁紧套外壳33、下锁紧套外固定锥形卡瓦34、下锁紧套内滑动锥形卡瓦35、下锁紧套预紧弹簧36、下锁紧套连续油管防滑卡瓦37的结构同理可得。

图3示出了为本实用新型的上锁紧套密封接头的剖面结构。

如图3所示，上锁紧套密封接头12整体为圆筒结构，圆筒左端的外圆面为锥面，圆筒右端的外圆面从左至右依次加工有外径逐渐递减的一、二、三级台阶，圆筒的中部为一级台阶，外径最大，为上锁紧套密封接头12的最大外径，在二级台阶上加工外螺纹，在三级台阶上加工有三道环形密封槽，用于安装O型圈，圆筒的内圆面加工有六道环形密封槽，用于安装O型圈。

图3结合图1，上锁紧套密封接头12滑套在上连续油管11上。

图4示出了为本实用新型的上锁紧套外壳的半剖结构。

如图4所示，上锁紧套外壳13的主体为圆筒结构，圆筒的外径与上锁紧套密封接头12的最大外径相同，在圆筒的内圆面从左至右依次加工有一、二、三级台阶，在一级台阶上加工有内螺纹，该内螺纹与上锁密封接头12的外圆面的二级台阶的外螺纹相配合，在三级台阶上加工有内螺纹。

结合图4和图1，上锁紧套外固定锥形卡瓦14整体为圆筒结构，圆筒的外径与上锁紧套外壳13的内圆面的二级台阶的内径相同，圆筒的内圆面从左至右为内径逐渐递减的圆锥面，圆锥面的左端紧靠锁密封接头12的右端面。

图5示出了本实用新型的上锁紧套内滑动锥形卡瓦的半剖结构。

如图5所示，上锁紧套内滑动锥形卡瓦15整体为圆筒结构，该结构内壁为圆筒面，内径与上连续油管11外径相同，上锁紧套内滑动锥形卡瓦内壁加工为左小右大均匀分布锯齿状结构，外壁从左至右依次加工有一、二、三级台阶，一级台阶为外壁为外径从左至右逐渐递增的圆锥面；二级台阶的外壁为圆筒面，在二级台阶上面放置上锁紧套预紧弹簧16；三级台阶从左至右外径微微增加。

结合图1和图5，上锁紧套内滑动锥形卡瓦15放置在上连续油管11、上锁紧套密封接头12、上锁紧套外壳13与中间接头总成2围成的腔体内，上锁紧套内滑动锥形卡瓦15的右端滑入在上连续油管11的弯折后的上连续油管切割体与上连续油管本体之间的缝隙内，依靠上锁紧套内滑动锥形卡瓦15内壁的锯齿对上连续油管11的外壁增加摩擦力。

图6示出了本实用新型的上锁紧套连续油管防卡瓦的半剖结构。

如图6所示，上锁紧套连续油管防滑卡瓦17为两个半圆环，两个的外壁为圆筒面，两个半圆环的外径与上锁紧套外壳13的内径相同，两个半圆环的内壁为从左至右内径逐渐递增的锯齿，上锁紧套连续油管防滑卡瓦17放置在上连续油管11、上锁紧套密封接头12、上锁紧套外壳13与中间接头总成2围成的腔体内，处在上连续油管11的右端，上连续油管11的上连续油管切割体弯折后表面的上方；上锁紧套连续油管防滑卡瓦17的左侧由上锁紧套预紧弹簧16顶紧，上锁紧套连续油管防滑卡瓦17内壁上的锯齿为上连续油管11施加压力，提供更大摩擦力，防止上连续油管11的上连续油管切割体滑脱。

图7示出了本实用新型的中间接头总成的半剖结构示意图。

如图7所示，中间接头总成21包括中间接头芯部密封螺纹连接头和中间接头外壳旋转接头21，中间接头芯部密封螺纹连接头位于中间接头外壳旋转接头21的内侧，且两者螺纹连接。

中间接头外壳旋转接头21的内壁为圆筒面，中间接头外壳旋转接头21的内径为连续油管连接器的内径，中间接头外壳旋转接头21与上连续油管11同轴，在中间接头外壳旋转接头21的外壁上从左至右依次加工有一、二、三、四、五级台阶，一级台阶的外径与上连续油管11的内径相同；二级台阶的外径比一级台阶的外径大，在二级台阶上加工有与上锁紧套外壳主体13的三级台阶上的内螺纹相配合的外螺纹；三级台阶的外径比二级台阶的外径大，为连续油管连接器的最大外径；四级台阶的外径与二级台阶的外径相同，在四级台阶上加工有与下锁紧套外壳33螺纹连接的外螺纹；五级台阶的外径与一级台阶的外径相同。

图7结合图1，中间接头外壳旋转接头21的一端滑套入上连续油管11内，中间接头外壳旋转接头与上连续油管同轴。

上述内容详细说明了连接连续油管上锁紧套总成1、中间接头总成2和连续油管下锁紧套总成3的具体结构，下面将对连接连续油管上锁紧套总成1、连续油管下锁紧套总成3与中间接头总成2的连接流程作出说明。

第一步：连接连续油管上锁紧套总成1：

(一)将上锁紧套密封接头12滑套在上连续油管11上合适的位置，将上锁紧套外固定锥形卡瓦14滑套在上连续油管11上合适的位置，将上锁紧套内滑动锥形卡瓦15滑套在上连续油管11上合适的位置，将上锁紧预紧弹簧16装在上连续油管11的合适位置；

(二)将上连续油管11末端的上连续油管切割体向外弯折，将上锁紧套内滑动锥形卡瓦15右端滑套入上连续油管11末端的上连续油管切割体与连续油管本体之间的缝隙中；

(三)将上锁紧套连续油管防滑卡瓦17两个半圆环卡在上连续油管11末端的上连续油管切割体的外侧；

(四)将中间接头外壳旋转接头22的左端滑套在上连续油管11内，将中间接头外壳旋转接头22左端的二级台阶的外螺纹与上锁紧套外壳13内侧的三级台阶的内螺纹旋紧连接；

(五)将上连续油管11、上锁紧套密封接头12、上锁紧套外固定锥形卡瓦14、上锁紧套内滑动锥形卡瓦15、上锁紧预紧弹簧16一起滑套入上锁紧套外壳13的合适位置；将上锁紧套密封接头12的二级台阶的外螺纹与上锁紧套外壳13内侧的一级台阶的内螺纹旋紧连接；

第二步：连接连续油管下锁紧套总成3：

(一)将下锁紧套密封接头32滑套在下连续油管31上合适的位置，将下锁紧套外固定锥形卡瓦34滑套在下连续油管31上合适的位置，将下锁紧套内滑动锥形卡瓦35滑套在下连续油管31上合适的位置，将下锁紧预紧弹簧36装在下连续油管31的合适位置；

(二)将下连续油管31末端的上连续油管切割体向外弯折，将下锁紧套内滑动锥形卡瓦35右端滑套入下连续油管31末端的上连续油管切割体与连续油管本体之间的缝隙中；

(三)将下锁紧套连续油管防滑卡瓦37的两个半圆环卡在下连续油管31末端的上连续油管切割体的外侧；

(四)将中间接头外壳旋转接头22的右端滑套在下连续油管31内，将中间接头外壳旋转接头22右端的二级台阶的外螺纹与下锁紧套外壳33内侧的三级台阶的内螺纹旋紧连接；

(五)将下连续油管31、下锁紧套密封接头32、下锁紧套外固定锥形卡瓦34、下锁紧套内滑动锥形卡瓦35、下锁紧预紧弹簧36一起滑套入下锁紧套外壳33的合适位置；将下锁紧套密封接头32的二级台阶的外螺纹与下锁紧套外壳33内侧的一级台阶的内螺纹旋紧连接，安装完成。

以上，仅为本实用新型的具体实施方式，但本实用新型的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本实用新型揭露的技术范围内，可轻易想到变化或替换，都应涵盖在本实用新型的保护范围之内。因此，本实用新型的保护范围应以权利要求的保护范围为准。