专利名称：偏梯扣油套管气密封螺纹连接结构的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及石油天然气勘探，开发中的钻井完井过程中将多支管串进行密封连接的偏梯扣油套管气密封螺纹连接结构。
背景技术：
管柱采用螺纹将单根油井管连接而成，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，管串采用圆螺纹外加厚或不加厚的连接形式。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。例如，不加厚圆螺纹油套管，其螺纹 连接强度只为管体强度的60% 80%，外加厚圆螺纹的连接强度虽接近或达到管体强度 但需要对管端进行墩粗处理加工起来比较复杂。普通API偏梯扣螺纹其连接强度能达到管 体的90%以上因而使用范围比较广，但其密封性能比较差，管子公端与接箍的齿型中间设 计有一定间隙，形成泄漏通道，同时接箍中间没有任何台肩或密封面阻止油气泄漏，因此， 其抗内压能力只能达到管体的60 %，且无法稳定保证。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，对石油油套管的使用性能提出了更高的要求。具有API标准螺纹连接形式的油套管在 许多情况下难以满足生产需求，所以国内外开发出各种类型的特殊螺纹连接。但这些特殊 扣相对API扣普遍生产效率低下，价格昂贵，不太适用于某些低产量环境复杂的油田。
发明内容针对现有技术中结构上的不足，本实用新型的目的是提供一种偏梯扣油套管气密 封螺纹连接结构，以利于提高普通API偏梯扣结构对石油或天然气的的密封性能，同时也 能提高接头的抗压缩抗过扭和抗弯曲能力，适用于井下压力环境比较复杂的井况。为实现上述目的，本实用新型采用的技术方案是提供一种偏梯扣油套管气密封螺 纹连接结构，该结构包括一个端部带有外螺纹的管体和带有内螺纹的接箍旋合拧接，其中 所述管体的外螺纹和接箍的内螺纹均为偏梯型锥螺纹，接箍内螺纹的长度为使带有外螺纹 的两端拧入管体的端面达到对顶。所述接箍部分的内螺纹包括工厂端和现场端的内螺纹，该两端螺纹结构对称；所 述管体的外螺纹包括工厂端和现场端的普通偏梯型螺纹，所述普通偏梯型外螺纹的牙型角 均为10-15度、导入面为10-12度、承载面为0-3度；所述管体的工厂端外螺纹拧接后端面 的位置为接箍中间位置0. 05in-0. IOin之间；所述管体的现场端拧接后端面的位置为接箍 中间位置0. 03in-0. 08in之间。本实用新型的效果是使用偏梯型螺纹对顶设计封堵了油气泄漏的通道，使该扣型 油套管连接结构油气密封性能得以大大加强，同时由于工厂端和现场端的端面互相作用， 也能提高接头的抗压缩、抗弯曲、抗过扭等多项性能指标。
图1是本实用新型的偏梯扣油套管气密封螺纹连接结构示意图。A、现场端 B、工厂端C、接箍D、接箍中心线E、工厂端和现场端拧接位置
具体实施方式
结合附图及实施例对本实用新型的偏梯扣油套管气密封螺纹连接结构加以说明。本实用新型的偏梯扣油套管气密封螺纹连接结构，该结构包括一个端部带有外螺 纹的管体和带有内螺纹的接箍旋合拧接，所述管体的外螺纹和接箍的内螺纹均为偏梯型锥 螺纹，接箍内螺纹的长度为使带有外螺纹的两端拧入管体的端面达到对顶。所述接箍部分的内螺纹包括工厂端和现场端的内螺纹，该两端螺纹结构对称；所 述管体的外螺纹包括工厂端B和现场端A的普通偏梯型螺纹，所述普通偏梯型外螺纹的牙 型角均为10-15度、导入面为10-12度、承载面为0-3度；所述管体的工厂端B外螺纹拧接 后端面的位置为接箍中间位置0. 05in-0. IOin之间；所述管体的现场端A拧接后端面的位 置为接箍中间位置0. 03in-0. 08in之间。如图1所示，该偏梯扣改进型接头结构包括管体上的公端和接箍C两部分组成，其 中管体公端分为在工厂拧接的工厂端B和在油田下井连接管串时拧接的现场端A。工厂端 B的拧接设计位置平均值为略微超过接箍C中心线D位置0. 05in-0. IOin之间，现场端A的 拧接设计位置平均值略微小于接箍C中心线D位置0. 03in-0. OSin之间，接箍C长度比普 通API偏梯扣缩短lin-1. 2in。出厂前接箍C的一端先与工厂端B进行拧接，拧接扭矩参照普通偏梯扣扭矩，拧接 位置除了通过API规定的三角形标记位置来确定外，还必须达到划线范围之内，保证拧接 后公端端面的位置略微超过接箍C中心线位置。把管子运到井场需要下井使用时，再把现 场端A与接箍C的另一面连接，形成完整管串。连接时为达到端面对顶且产生一定过盈量 的效果，将拧接扭矩设定为工厂端C的130%至160%之间，除了与工厂端C 一样要求三角 形标记和划线位置外，还可以参考扭矩的拧接图像有无明显拐点来判断是否拧接到位。拧 接到E位后工厂端C和现场端A接头端面形成一个整体，有一定过盈量的端面能阻止一定 压力的气体或液体通过，以此来达到密封效果。而遇到管串受压缩时端面能分担承受很大 一部分轴向压缩力，避免偏梯扣全部压缩载荷都靠螺纹承担而导致接头滑扣。同样道理，接头对顶的结构也能提高一定的抗压缩、抗弯曲、抗过扭等多项性能指 标。
权利要求一种偏梯扣油套管气密封螺纹连接结构，该结构包括一个端部带有外螺纹的管体和带有内螺纹的接箍旋合拧接，其特征是所述管体的外螺纹和接箍的内螺纹均为偏梯型锥螺纹，接箍内螺纹的长度为使带有外螺纹的两端拧入管体的端面达到对顶。
2.根据权利要求1所述的偏梯扣油套管气密封螺纹连接结构，其特征是所述接箍 部分的内螺纹包括工厂端和现场端的内螺纹，该两端螺纹结构对称；所述管体的外螺纹 包括工厂端和现场端的普通偏梯型螺纹，所述普通偏梯型外螺纹的牙型角均为10-15度、 导入面为10-12度、承载面为0-3度；所述管体的工厂端外螺纹拧接后端面的位置为接 箍中间位置0. 05in-0. IOin之间；所述管体的现场端拧接后端面的位置为接箍中间位置 0. 03in-0. 08in 之间。
专利摘要本实用新型提供一种偏梯扣油套管气密封螺纹连接结构，该结构包括一个端部带有外螺纹的管体和带有内螺纹的接箍旋合拧接，所述管体的外螺纹和接箍的内螺纹均为偏梯型锥螺纹，接箍内螺纹的长度为使带有外螺纹的两端拧入管体的端面达到对顶。本实用新型的效果是使用偏梯型螺纹对顶设计封堵了油气泄漏的通道，使该扣型油套管连接结构油气密封性能得以大大加强，同时由于工厂端和现场端的端面互相作用，也能提高接头的抗压缩、抗弯曲、抗过扭等多顶性能指标。在试验性能上接近特殊扣且加工效率及成本优于特殊扣，同时方便现场准确控制拧接位置。
文档编号E21B17/08GK201574697SQ20092025157
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