专利名称：大口径快速上扣套管螺纹连接结构的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及一种大口径快速上扣套管螺纹连接结构。
背景技术：
油套管管柱采用螺纹将单根油井管依次连接而成，管柱的螺纹连接部位是薄弱的 关键环节。在通用的API标准中，套管采用圆螺纹或偏梯螺纹连接形式。这些连接形式在保 证管柱结构完整性和密封完整性方面都存在一定的问 题。圆螺纹套管其螺纹连接强度只为 管体强度的60% 80%，偏梯螺纹的连接强度虽接近或达到管体强度但气密封性能不够。 另外油气中含有的硫化氢酸性成分会使普通API套管发生缓慢的应力腐蚀，导致套管在长 期的使用过程中变形破坏。随着石油工业的发展，尤其是深井、超深井、高压气井、定向井、酸性环境井的开 发，对石油套管的使用性能提出了更高的要求，套管管串设计也越来越多样化。具有API标 准螺纹连接形式的套管在许多情况下难以满足生产需求，所以国外开发出各种类型的特殊 螺纹连接。这些特殊螺纹连接以其可靠的气密封性能、较高的连接强度、良好的抗粘扣和特 殊针对性的设计受到油田的普遍欢迎。我国在80年代开始，在深井、超深井以及天然气井的开发中引进了特殊螺纹连接 套管，取得了较好的效果。但在应用中也带来了相关的问题。如进口成本较高；特殊螺纹 连接维修及其附件加工困难。这些都限制了特殊扣套管的使用。在某些油田区域出于开发 成本考虑，对于表层套管的上扣速度有比较严格的要求，另外由于API接头圆螺纹或偏梯 螺纹螺距是6牙每英寸或者5牙每英寸，这样的接头由于小螺距上扣速度慢；同时大口径的 圆螺纹或偏梯螺纹由于连接强度低容易滑脱。
发明内容针对上述现有技术中结构的不足，本实用新型的目的是提供一种用于快速上扣的 接箍套管螺纹结构，以提高上扣速度，增加连接效率，并且具备一定的密封效果。以利于加 快上扣速度有利于节省时间，降低成本。为实现上述目的，本实用新型采用的技术方案是提供一种大口径快速上扣套管螺 纹连接结构，该结构包括一个端部带有外螺纹的套管和带有内螺纹的接箍旋合拧接，其中 所述套管的外螺纹和接箍的内螺纹均为负角度锥螺纹，所述接箍的内螺纹上设有止扭矩台肩。所述负角度锥螺纹的牙型角为15 — 28度，导入面为20— 30度，承载面为_2—-5 度，齿型的螺距为每英寸三牙一四牙，锥度为1 12—1 7，公螺纹齿高为2mm—4mm，母螺 纹齿高为2mm— 4mm，公螺纹端、母螺纹端的内孔平齐。所述接箍的内螺纹上所设的止扭矩台肩为直台肩，以方便确定上扣位置。本实用新型的效果是该连接结构加快上扣速度，提高大口径套管的连接强度，更 利于油套管管串的下放和固井工作的进行。由于台肩尺寸比较大，使抗压缩抗弯曲性能有所增强，公母端内孔平齐的设计使得油气在传送过程中不会发生紊流现象，减小传输阻力。
图1是本实用新型的连接结构的结构示意图；图2是本实用新型的连接结构的螺纹牙型放大示意图。A、套管B、接箍C、螺纹D、止扭矩台肩
具体实施方式
结合附图及实施例对本实用新型的高性能套管气密封螺纹连接结构加以说明。本实用新型的大口径快速上扣套管螺纹连接结构，该结构包括一个端部带有外螺 纹的套管A和带有内螺纹的接箍B旋合拧接，所述套管的外螺纹和接箍的内螺纹均为负角 度锥螺纹C，所述接箍的内螺纹上设有止扭矩台肩D。所述负角度螺纹的牙型角为15—28度，导入面为20—30度，承载面为-2—-5度， 齿型的螺距为每英寸三牙一四牙，锥度为1 12—1 7，公螺纹齿高为2mm—4mm，母螺纹 齿高为2mm—4mm，公螺纹端、母螺纹端的内孔平齐。所述接箍的内螺纹上设有止扭矩台肩 为直台肩，以方便确定上扣位置。本实用新型的高性能套管气密封螺纹连接结构是这样实现的如图1所示，该高性能套管气密封螺纹连接结构包括套管A和接箍B两部分组成， 所述套管A端部带有外螺纹，所述接箍B部分在两根套管间连接，两边结构对称，包括内螺 纹和止扭矩台肩D。套管A和接箍B内孔齐平，使得油气在传送过程中不会发生紊流现象， 减小传输阻力。所述螺纹牙型结构如图2所示，所述外螺纹的牙型角为16度，其中承载面α 1 为-4度，导入面α 2为20度，公螺纹齿高均为2. 16mm,母螺纹齿高均为2. 36mm,根据外径 规格的不同可以调整。螺距为t = 8. 466mm，螺纹锥度1 12。所述内螺纹的牙型角、导入 面角度、承载面角度、螺距、锥度均与外螺纹一致。图2中箭头A表示套管端，即公螺纹端， B表示的是接箍端，即母螺纹端。套管出厂前接箍的一边先与管体拧接到位，运输至油田，需要下井时再与另一根 套管进行拧接下井，形成密闭的套管柱。在拧接上扣过程中，套管A与接箍B进行旋合拧接， 套管上的外螺纹和接箍上的内螺纹旋紧配合在一起直至开始发生过盈，产生一定的接触应 力。当套管A和接箍B的止扭矩台肩D接触时，旋合扭矩立即快速上升到达设计的扭矩值 时自动停止旋合，为套管A和接箍B之间提供准确的拧接定位。此时套管A和接箍B能保 证连接强度达到或超过管体强度，受到内压或外压时不会先与管体发生泄漏。然后下放管 柱继续进行下一根套管的上扣连接。
权利要求一种大口径快速上扣套管螺纹连接结构，该结构包括一个端部带有外螺纹的套管和带有内螺纹的接箍旋合拧接，其特征是所述套管的外螺纹和接箍的内螺纹均为负角度锥螺纹，所述接箍的内螺纹上设有止扭矩台肩。
2.根据权利要求1所述的大口径快速上扣套管螺纹连接结构，其特征是所述负角度 锥螺纹的牙型角为15—28度，导入面为20—30度，承载面为_2—-5度，齿型的螺距为每英 寸三牙一四牙，锥度为1 12 — 1 7，公螺纹齿高为2mm— 4mm，母螺纹齿高为2mm—4mm， 公螺纹端、母螺纹端的内孔平齐。
3.根据权利要求1所述的大口径快速上扣套管螺纹连接结构，其特征是所述接箍的 内螺纹上所设的止扭矩台肩为直台肩，以方便确定上扣位置。
专利摘要本实用新型提供一种大口径快速上扣套管螺纹连接结构，该结构包括一个端部带有外螺纹的套管和带有内螺纹的接箍旋合拧接，所述套管的外螺纹和接箍的内螺纹均为负角度锥螺纹，所述内螺纹上设有扭矩台肩。所述负角度螺纹的牙型角为15—28度，导入面为20—30度，承载面为-2—-5度，齿型的螺距为每英寸三牙—四牙，锥度为1∶12—1∶7，公螺纹齿高为2mm—4mm，母螺纹齿高为2mm—4mm。本实用新型的效果是该连接结构加快上扣速度，提高大口径套管的连接强度，更利于油套管管串的下放和固井工作的进行。使抗压缩抗弯曲性能有所增强，公母端内孔平齐的设计使得油气在传送过程中不会发生紊流现象，减小传输阻力，保证连接强度效率的最大化。在接箍相应位置增加了直台肩设计以确保上扣位置。
文档编号E21B17/08GK201574696SQ20092025157
公开日2010年9月8日 申请日期2009年12月10日 优先权日2009年12月10日
发明者史彬, 吕春莉, 吴稀勇, 屈强, 张军, 徐志谦, 李毅, 柳玉伟, 梅丽, 王京, 王春河, 闫龙, 陈涛, 骆敬辉 申请人:天津钢管集团股份有限公司