专利名称：直连型石油套管的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及一种石油钻井用套管，特别是直连型石油套管。
长期以来，油田使用的套管一般按API标准生产，即在管体上加工外螺纹，在接箍上加工内螺纹，内外螺纹连接形成管柱。这种油套管螺纹连接形式管体直径小，接箍直径大，在初期打井时，套管外表面直接与地层及水泥封层接触，接触外径稍大，一般不影响正常使用，这是目前大量使用的产品。另外，还有直连型套管，一般是应用于旧井修复和其它比同规格常规石油套管(带接箍)外径小的油田使用，虽然API标准(API Std.5B)也提出了直连型套管的产品样品，并给出了有关的尺寸设计，但这种结构存在如下问题①适用的范围大于5英寸(管体最小外径为127mm)；②加工困难，集中反映二个方面即密封加工精度太高，目前的设备对直连型套管在密封面位置放在螺纹齿内部的结构，普遍达不到这种能起到有效密封的精度，螺纹采用部分完整螺纹和部分不完整螺纹结构，不完整螺纹采用水平齿顶退刀，螺纹齿面毛刺无法或难以去除；③由于存在完整螺纹与不完整螺纹，螺纹现场测量困难。
本实用新型的目的是得到一种直连型套管的结构，可用于管体外径小于5英寸的石油套管，并保证得到所需的工作强度和连接强度，加工容易，测量方便。
为实现上述目的，本实用新型提出的技术解决方案为一种直连型石油套管，它包括管体和有内螺纹1和外螺纹2的螺纹连接部分，螺纹连接部分的外径Dm大于管体外径D，所述的螺纹连接部分的齿形为完整扣形。
螺纹连接部分的外径Dm与管体外径D的关系为Dm-D≥0.001米。
内螺纹的螺纹起始端和外螺纹的螺纹消失端有防扭矩台肩。
螺纹沿直径方向的锥度为2个或2个以上的变化值。
管体外径D小于5英寸。
螺纹齿形为偏梯形。
下面结合说明书附图和实施例对本实用新型做进一步详细叙述
图1为本实用新型直连型石油套管剖面图。
图2为
图1中公端螺纹部分的剖面图。
图3为
图1中母端螺纹部分的剖面图。
参见
图1，本实用新型得到的直连型石油套管，其套管总长为L(L＝3～16米)，D为该套管中间部分的外径，D＝0.078～0.178米(突破了API Std.5B中最小外径大于0.127米的限制)，d为该套管的内径，d＝0.068～0.168米，0.025≥D-d≥0.008米。
本实用新型的改进在于在螺纹两端的螺纹加工部分的外径加厚，即管端的外径Dm(或Dg)大于管体外径D，Dm＝0.080～0.180米，Dm-D≥0.001米。Lg为外螺纹外加厚部分的长度(Lg＝0.43～0.243米)，Dg为外螺纹外加厚部分的直径(Dg＝0.080～0.180米)，Dm为该套管另一端(加工内螺纹部分)加厚部分的直径(Dm＝0.080～0.180米)，Lm为该加厚部分的长度(Lm＝0.43～0.243米)。
由于本实用新型的直连型石油套管在螺纹连接部位有加厚端，因此可以保证其螺纹齿形全部为完整扣，使有效螺纹长度加长，保证所需的强度。目前API标准的直连型石油套管有部分不完整齿形，螺纹部分的长度较长，但有效螺纹长度不长，应用在大直径管满足强度可满足，小管则不行。
另外，该直连型石油套管的螺纹沿直径方向的锥度为2个或2个以上的变化值；外螺纹的螺纹起始端和内螺纹的螺纹消失端有防扭矩台肩。
参见图2，关于公端螺纹部分，图中Ly为螺纹消失点到管端的长度，该长度控制螺纹加工长度并防止与内螺纹连接时的干涉。Lw为螺纹端部到台肩部分的长度，dy为螺纹端部倒角后的最小直径。dt为螺纹台肩部圆柱面的直径，θ为管端倒角角度。
螺纹扣型采用偏梯形丝扣，以增大其连接滑脱能力。同时为了改善密封能力和抗滑脱能力，螺纹分成三段，即L1、L2、L3，三段螺纹采用不同的锥度值。具体要求为L1段螺纹在直径方向的锥度为1/18±1/149，L2段螺纹为1/16±1/250，L3段螺纹为I/16±1/149。
三段外螺纹的长度为L1＝(1/10～1/3)Ly，L3＝(1/10～1/3)Ly，则L2＝Ly-L1-L3，同样，见图3，关于母端螺纹部分，图中Lu为母螺纹消失点到管端的距离，Li为母螺纹起始到管端的距离，Dt为母螺纹导向密封面的直径，α为螺纹消失点处镗孔通刀角度。螺纹分成三段，即L4、L5、L6三段螺纹采用不同的直径方向上的锥度值，L4段螺纹为1/16±1/149，L5段螺纹为1/16±1/250，L6段螺纹为1/18±1/149，这样可保证内外螺纹的配合。
各段内螺纹的长度为L4＝(1/10～1/3)(Lu-Li)，L6＝(1/10～1/3)(Lu-Li)。
外螺纹的螺纹起始端和内螺纹的螺纹消失端有防扭矩台肩。母螺纹台肩面厚度为Dm-Dt，要求0.002≤Dm-Dt≤0.008(米)，加厚部分壁厚为Dt-d，要求Dt-d＞Lu/16+0.005(米)。
为了保证公螺纹和母螺纹拧接配合，则公、母螺纹参数的关系为Li＞Lw-Ly，要求Lw-Ly≥0.01(米)，Lu-Li＞Ly，要求Lu-Li≥0.01(米)，Dt-dt≤0.001Lu≥Lw+0.001(米)下面介绍本实用新型的实施例。
套管钢级N80，材质42MnMo7，经过热轧后形成套管毛坯，后经两端加厚和热处理(调质)，形成管坯，基本尺寸如下套管长度L＝9米套管外径D＝4″(φ101.6mm)公端螺纹外加厚长度Lg＝140mm，直径为Dg＝φ104.0mm母端螺纹外加厚长度Lm＝140mm，直径为Dm＝φ104.0mm套管内径d＝φ86.0mm在外螺纹部分，螺距为每英寸(25.4mm)8牙，标准偏梯形扣，其中Lw＝76mm，Ly＝68mm，dy＝φ90.0mm，dt＝98.0mm，L1＝12.7mm，L2＝42.6mm，L3＝12.7mm，θ＝25°，L1段螺纹锥度为1/18，L2段螺纹锥度为1/16，L3段螺纹锥度为1/15.5。
在内螺纹部分螺距为每英寸(25.4mm)8牙，标准偏梯形扣，其中Dt＝89.0mm，Li＝10.0mm，Lu＝80.0mm，α＝40°，L4＝12.9mm，L5＝44.2mm，L6＝12.9mm，L4段螺纹锥度为1/16.5，L5段螺纹的锥度为1/16，L6段螺纹的锥度为1/18。
与现有技术相比，本实用新型对直连型套管的结构进行了改进，管子采用全部完整扣形，并增加了加厚端、防过扭矩台肩和变锥度螺纹，可以保证小于5英寸的管子达到油田工况所需的强度，使加工、测量容易。
权利要求1.一种直连型石油套管，它包括管体和有内螺纹1和外螺纹2的螺纹连接部分，其特征在于螺纹连接部分的外径Dm大于管体外径D，所述的螺纹连接部分的齿形为完整扣形。
2.根据权利要求1所述的直连型石油套管，其特征在于所述的螺纹连接部分的外径Dm与管体外径D的关系为Dm-D≥0.001米。
3.根据权利要求1所述的直连型石油套管，其特征在于所述的内螺纹的螺纹起始端和外螺纹的螺纹消失端有防扭矩台肩。
4.根据权利要求1所述的直连型石油套管，其特征在于所述的螺纹沿直径方向的锥度为2个或2个以上的变化值。
5.根据权利要求1所述的直连型石油套管，其特征在于所述的管体外径D小于5英寸。
6.根据权利要求1所述的直连型石油套管，其特征在于所述的螺纹齿形为偏梯形。
专利摘要一种直连型石油套管,它包括:管体和有内螺纹1和外螺纹2的螺纹连接部分,螺纹连接部分的外径Dm大于管体外径D,D小于5英寸,所述的螺纹连接部分的齿形为完整扣形,螺纹齿形为偏梯形,Dm－D≥0.001米,内螺纹的螺纹起始端和外螺纹的螺纹消失端有防扭矩台肩,螺纹沿直径方向的锥度为2个或2个以上的变化值。与现有技术相比,本实用新型对直连型套管的结构进行了改进,可以保证小于5英寸的管子达到油田工况所需的强度,使加工、测量容易。
文档编号E21B17/00GK2386183SQ99211519
公开日2000年7月5日 申请日期1999年5月31日 优先权日1999年2月25日
发明者陈甦, 刘玉文, 王伟民, 于百勤 申请人:宝山钢铁(集团)公司