接箍套管螺纹接头的制作方法

本实用新型涉及油气井钻探和开采技术领域，具体而言，涉及一种接箍套管螺纹接头。

背景技术：

相比常规尺寸接箍式套管螺纹接头，小接箍套管螺纹接头由于接箍外径与管体外径相差不大，接箍端部突出部分的台肩高度较小，管柱在水平井、斜井等一些大狗腿度油气井下井时遇阻的概率更小；而且小接箍套管螺纹接头比常规api尺寸接箍式套管螺纹接头的外径要小很多，所以小接箍套管螺纹接头可以增大井筒的环空间隙，方便后期井下施工。

中国专利cn107503694a公开了一种名称为“一种两级密封螺纹接头”，其由一个公接头和一个母接头组成；公接头是一根油井管一端具有外螺纹结构的接头，从内端开始向外端依次为第一外扭矩台肩，第一外密封面，外螺纹，第二外密封面，第二外扭矩台肩；母接头是另一根油井管一端具有内螺纹结构的接头，从外端开始向内端依次为第一内扭矩台肩，第一内密封面，内螺纹，第二内密封面，第二内扭矩台肩；公接头的外螺纹与母接头的内螺纹相互拧合旋紧，形成双台肩双级密封的螺纹接头。该接头能够增大环空空间，但是其效果并不明显，对于井眼较小、需要较大环空间隙的井况以及斜井、水平井等复杂井况而言并不适用。

技术实现要素：

本实用新型的主要目的在于提供一种接箍套管螺纹接头，以解决现有技术中的常规尺寸螺纹接头与井筒之间的环空空间过小的问题。

为了实现上述目的，本实用新型提供了一种接箍套管螺纹接头，包括外螺纹管体和内螺纹接箍，外螺纹管体的一部分伸入内螺纹接箍内，沿接箍套管螺纹接头的轴向，外螺纹管体和内螺纹接箍由外侧向内侧依次形成有第一台肩结构、第一凹槽、螺纹结构、第二凹槽、密封结构、第三凹槽和第二台肩结构，螺纹结构包括外螺纹管体上的外螺纹段和内螺纹接箍上的内螺纹段，且外螺纹段的螺纹加工面直径小于外螺纹管体的直径，内螺纹接箍的外径小于api标准尺寸。

进一步地，第一台肩结构包括：外螺纹管体上的第一外台肩面，第一外台肩面与接箍套管螺纹接头的轴线垂直；内螺纹接箍上的第一内台肩面，第一内台肩面与接箍套管螺纹接头的轴线垂直，第一外台肩面和第一内台肩面之间形成间隙。

进一步地，第一凹槽包括：外螺纹管体上的第一圆弧r1，第一圆弧r1与第一台肩结构连接；外螺纹管体上的第一外圆柱面，第一外圆柱面与第一圆弧r1连接，且第一外圆柱面与接箍套管螺纹接头的轴线平行；内螺纹接箍上的第一内圆柱面，第一内圆柱面与第一台肩结构连接，且第一内圆柱面与接箍套管螺纹接头的轴线平行；内螺纹接箍上的第一内斜面，第一内斜面与第一内圆柱面连接，由第一台肩结构向第二台肩结构的方向，第一内斜面向靠近接箍套管螺纹接头的轴线的方向倾斜，并且第一内斜面与接箍套管螺纹接头的轴线之间形成夹角β1。

进一步地，夹角β1＝15°～25°。

进一步地，第二凹槽包括：外螺纹管体上的第一外斜面，第一外斜面与外螺纹段连接，由第一台肩结构向第二台肩结构的方向，第一外斜面向靠近接箍套管螺纹接头的轴线的方向倾斜，并且第一外斜面与接箍套管螺纹接头的轴线之间形成夹角α1；外螺纹管体上的第二外圆柱面，第二外圆柱面与第一外斜面连接，且第二外圆柱面与接箍套管螺纹接头的轴线平行；内螺纹接箍上的第二内斜面，第二内斜面与内螺纹段连接，由第一台肩结构向第二台肩结构的方向，第二内斜面向远离接箍套管螺纹接头的轴线的方向倾斜，并且第二内斜面与接箍套管螺纹接头的轴线之间形成夹角β2；内螺纹接箍上的第二内圆柱面，第二内圆柱面与第二内斜面连接，且第二内圆柱面与接箍套管螺纹接头的轴线平行；内螺纹接箍上的第三内斜面，第三内斜面与第二内圆柱面连接，由第一台肩结构向第二台肩结构的方向，第三内斜面向靠近接箍套管螺纹接头的轴线的方向倾斜，并且第三内斜面与接箍套管螺纹接头的轴线之间形成夹角β3。

进一步地，夹角α1＝20°～40°，夹角β2＝10°～20°，夹角β3＝40°～50°。

进一步地，密封结构包括：外螺纹管体上的第二圆弧r2，第二圆弧r2与第二凹槽连接；外螺纹管体上的外密封锥面，外密封锥面与第二圆弧r2连接，由第一台肩结构向第二台肩结构的方向，外密封锥面向靠近接箍套管螺纹接头的轴线的方向倾斜；外螺纹管体上的第三圆弧r3，第三圆弧r3与外密封锥面连接；内螺纹接箍上的第六圆弧r6，第六圆弧r6与第二凹槽连接；内螺纹接箍上的内密封锥面，内密封锥面与第六圆弧r6连接，由第一台肩结构向第二台肩结构的方向，内密封锥面向靠近接箍套管螺纹接头的轴线的方向倾斜，且外密封锥面和内密封锥面之间接触密封；内螺纹接箍上的第七圆弧r7，第七圆弧r7与内密封锥面连接。

进一步地，外密封锥面的锥度为1:4～1:6，内密封锥面的锥度为1:4～1:6。

进一步地，第三凹槽包括：外螺纹管体上的第一外锥面，第一外锥面与密封结构连接，由第一台肩结构向第二台肩结构的方向，第一外锥面向靠近接箍套管螺纹接头的轴线的方向倾斜；外螺纹管体上的第四圆弧r4，第四圆弧r4与第一外锥面连接；外螺纹管体上的第二外锥面，第二外锥面与第四圆弧r4连接，由第一台肩结构向第二台肩结构的方向，第二外锥面向靠近接箍套管螺纹接头的轴线的方向倾斜；外螺纹管体上的第五圆弧r5，第五圆弧r5与第二外锥面连接；内螺纹接箍上的第三内圆柱面，第三内圆柱面与密封结构连接，且第三内圆柱面与接箍套管螺纹接头的轴线平行；内螺纹接箍上的第八圆弧r8，第八圆弧r8与第三内圆柱面连接。

进一步地，第一外锥面的锥度α2＝15°～25°，第四圆弧r4＝2～6mm，第二外锥面的锥度为1:12～1:18，第五圆弧r5＝0.8～1.2mm，第八圆弧r8＝0.6～1mm。

进一步地，第二台肩结构包括：外螺纹管体上的第二外台肩面，第二外台肩面与第三凹槽连接，且与接箍套管螺纹接头的横截面形成夹角α3，且顺着外螺纹管体的表面，沿远离第三凹槽的方向，第二外台肩面向靠近第一台肩结构的方向倾斜；外螺纹管体上的第二外斜面，第二外斜面与第二外台肩面连接，由第一台肩结构向第二台肩结构的方向，第二外斜面向远离接箍套管螺纹接头的轴线的方向倾斜，且第二外斜面与接箍套管螺纹接头的轴线之间形成夹角α4；内螺纹接箍上的第二内台肩面，第二内台肩面与第三凹槽连接，且与接箍套管螺纹接头的横截面形成夹角β4，且沿远离第三凹槽的方向，第二外台肩面向靠近第一台肩结构的方向倾斜，第二外台肩面和第二内台肩面过盈接触。

进一步地，夹角α3＝5°～15°，夹角α4＝3°～8°，夹角β4＝5°～15°。

进一步地，沿接箍套管螺纹接头的轴向，外螺纹管体对应的密封结构至第二台肩结构的距离l2与外螺纹管体对应的第二凹槽至第二台肩结构的距离l1之间的比值为0.6～0.8，外螺纹管体在密封结构处沿径向的厚度t3与外螺纹管体对应的第二凹槽至第二台肩结构的距离l1之间的比值为0.36～0.56。

应用本实用新型的技术方案，通过内螺纹接箍采用了远小于正常api尺寸的接箍，使得固井环空间隙大大增加，以及大大降低下井过程中管柱遇阻的概率，所以非常适合用于井眼较小、需要较大环空间隙的井况以及斜井、水平井等复杂井况，同时外螺纹管体的螺纹加工面直径小于外螺纹管体本身的直径，第一台肩结构和第二台肩结构的设置，外螺纹管体的端部在加工可沿母线自然退刀或抬刀退出，从而使得接箍套管螺纹接头具有优异的密封性能、良好的连接强度以及抗过扭及抗压缩性能，而第一凹槽和第二凹槽可以用来存储螺纹结构过量的螺纹脂，保证螺纹结构的配合效果。

附图说明

构成本申请的一部分的说明书附图用来提供对本实用新型的进一步理解，本实用新型的示意性实施例及其说明用于解释本实用新型，并不构成对本实用新型的不当限定。在附图中：

图1示出了本实用新型的接箍套管螺纹接头的结构示意图；

图2示出了图1中的接箍套管螺纹接头的外螺纹管体的结构示意图；

图3示出了图2中a处的放大图；

图4示出了图2中b处的放大图；

图5示出了图1中的接箍套管螺纹接头的内螺纹接箍的结构示意图；

图6示出了图5中c处的放大图；以及

图7示出了图5中d处的放大图。

其中，上述附图包括以下附图标记：

1、外螺纹管体；2、第一外台肩面；3、第一外圆柱面；4、第一外斜面；5、第二外圆柱面；6、外密封锥面；7、第一外锥面；8、第二外锥面；9、第二外台肩面；10、第二外斜面；11、内螺纹接箍；12、第一内台肩面；13、第一内圆柱面；14、第一内斜面；15、第二内斜面；16、第二内圆柱面；17、第三内斜面；18、内密封锥面；19、第三内圆柱面；20、第二内台肩面；100、第一台肩结构；200、第一凹槽；300、螺纹结构；400、第二凹槽；500、密封结构；600、第三凹槽；700、第二台肩结构。

具体实施方式

需要说明的是，在不冲突的情况下，本申请中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。下面将参考附图并结合实施例来详细说明本实用新型。

需要指出的是，除非另有指明，本申请使用的所有技术和科学术语具有与本申请所属技术领域的普通技术人员通常理解的相同含义。

在本实用新型中，在未作相反说明的情况下，使用的方位词如“上、下、顶、底”通常是针对附图所示的方向而言的，或者是针对部件本身在竖直、垂直或重力方向上而言的；同样地，为便于理解和描述，“内、外”是指相对于各部件本身的轮廓的内、外，但上述方位词并不用于限制本实用新型。

为了解决现有技术中的常规尺寸螺纹接头与井筒之间的环空空间过小的问题，本实用新型提供了一种接箍套管螺纹接头。

如图1至图7所示的一种接箍套管螺纹接头，包括外螺纹管体1和内螺纹接箍11，外螺纹管体1的一部分伸入内螺纹接箍11内，沿接箍套管螺纹接头的轴向，外螺纹管体1和内螺纹接箍11由外侧向内侧依次形成有第一台肩结构100、第一凹槽200、螺纹结构300、第二凹槽400、密封结构500、第三凹槽600和第二台肩结构700，螺纹结构300包括外螺纹管体1上的外螺纹段和内螺纹接箍11上的内螺纹段，且外螺纹段的螺纹加工面直径小于外螺纹管体1的直径，内螺纹接箍11的外径小于api标准尺寸。

本实施例通过内螺纹接箍11采用了远小于正常api尺寸的接箍，使得固井环空间隙大大增加，以及大大降低下井过程中管柱遇阻的概率，所以非常适合用于井眼较小、需要较大环空间隙的井况以及斜井、水平井等复杂井况，同时外螺纹管体1的螺纹加工面直径小于外螺纹管体1本身的直径，即图2中的距离t1大于距离t2，第一台肩结构100和第二台肩结构700的设置，外螺纹管体1的端部在加工可沿母线自然退刀或抬刀退出，从而使得接箍套管螺纹接头具有优异的密封性能、良好的连接强度以及抗过扭及抗压缩性能，而第一凹槽200和第二凹槽400可以用来存储螺纹结构300过量的螺纹脂，保证螺纹结构300的配合效果。

在本实施例中，第一台肩结构100包括外螺纹管体1最外侧的第一外台肩面2和内螺纹接箍11最外侧的第一内台肩面12，第一外台肩面2与接箍套管螺纹接头的轴线垂直；第一内台肩面12与接箍套管螺纹接头的轴线垂直，第一外台肩面2和第一内台肩面12之间形成间隙。

在本实施例中，第一凹槽200包括外螺纹管体1上的第一圆弧r1、外螺纹管体1上的第一外圆柱面3、内螺纹接箍11上的第一内圆柱面13和内螺纹接箍11上的第一内斜面14，第一圆弧r1与第一台肩结构100连接；第一外圆柱面3与第一圆弧r1远离第一台肩结构100的一端连接，且第一外圆柱面3与接箍套管螺纹接头的轴线平行；第一内圆柱面13与第一台肩结构100连接，且第一内圆柱面13与接箍套管螺纹接头的轴线平行；第一内斜面14与第一内圆柱面13远离第一台肩结构100的一端连接，由第一台肩结构100向第二台肩结构700的方向，第一内斜面14向靠近接箍套管螺纹接头的轴线的方向倾斜，并且第一内斜面14与接箍套管螺纹接头的轴线之间形成夹角β1，第一外圆柱面3、第一内圆柱面13和第一内斜面14之间围成第一凹槽200。

优选地，夹角β1＝15°～25°。

在本实施例中，第二凹槽400包括外螺纹管体1上的第一外斜面4、外螺纹管体1上的第二外圆柱面5、内螺纹接箍11上的第二内斜面15、内螺纹接箍11上的第二内圆柱面16和内螺纹接箍11上的第三内斜面17，第一外斜面4与外螺纹段远离第一台肩结构100的一端连接，由第一台肩结构100向第二台肩结构700的方向，第一外斜面4向靠近接箍套管螺纹接头的轴线的方向倾斜，并且第一外斜面4与接箍套管螺纹接头的轴线之间形成夹角α1；第二外圆柱面5与第一外斜面4远离第一台肩结构100的一端连接，且第二外圆柱面5与接箍套管螺纹接头的轴线平行；第二内斜面15与内螺纹段远离第一台肩结构100的一端连接，由第一台肩结构100向第二台肩结构700的方向，第二内斜面15向远离接箍套管螺纹接头的轴线的方向倾斜，并且第二内斜面15与接箍套管螺纹接头的轴线之间形成夹角β2；第二内圆柱面16与第二内斜面15远离第一台肩结构100的一端连接，且第二内圆柱面16与接箍套管螺纹接头的轴线平行；第三内斜面17与第二内圆柱面16远离第一台肩结构100的一端连接，由第一台肩结构100向第二台肩结构700的方向，第三内斜面17向靠近接箍套管螺纹接头的轴线的方向倾斜，并且第三内斜面17与接箍套管螺纹接头的轴线之间形成夹角β3，第一外斜面4、第二外圆柱面5、第二内斜面15、第二内圆柱面16、第三内斜面17之间围成第二凹槽400。

优选地，夹角α1＝20°～40°，夹角β2＝10°～20°，夹角β3＝40°～50°。

在本实施例中，密封结构500包括外螺纹管体1上的第二圆弧r2、外螺纹管体1上的外密封锥面6、外螺纹管体1上的第三圆弧r3、内螺纹接箍11上的第六圆弧r6、内螺纹接箍11上的内密封锥面18和内螺纹接箍11上的第七圆弧r7，第二圆弧r2与第二凹槽400远离第一台肩结构100的一端连接；外密封锥面6与第二圆弧r2远离第一台肩结构100的一端连接，由第一台肩结构100向第二台肩结构700的方向，外密封锥面6向靠近接箍套管螺纹接头的轴线的方向倾斜；第三圆弧r3与外密封锥面6远离第一台肩结构100的一端连接；第六圆弧r6与第二凹槽400远离第一台肩结构100的一端连接；内密封锥面18与第六圆弧r6远离第一台肩结构100的一端连接，由第一台肩结构100向第二台肩结构700的方向，内密封锥面18向靠近接箍套管螺纹接头的轴线的方向倾斜，且外密封锥面6和内密封锥面18之间接触密封；第七圆弧r7与内密封锥面18远离第一台肩结构100的一端连接。当将外螺纹管体1和内螺纹接箍11拧在一起时，外密封锥面6与内密封锥面18之间相互接触，从而起到密封作用。

优选地，外密封锥面6的锥度为1:4～1:6，内密封锥面18的锥度为1:4～1:6。

在本实施例中，第三凹槽600包括外螺纹管体1上的第一外锥面7、外螺纹管体1上的第四圆弧r4、外螺纹管体1上的第二外锥面8、外螺纹管体1上的第五圆弧r5、内螺纹接箍11上的第三内圆柱面19和内螺纹接箍11上的第八圆弧r8，第一外锥面7与密封结构500远离第一台肩结构100的一端连接，由第一台肩结构100向第二台肩结构700的方向，第一外锥面7向靠近接箍套管螺纹接头的轴线的方向倾斜；第四圆弧r4与第一外锥面7远离第一台肩结构100的一端连接；第二外锥面8与第四圆弧r4远离第一台肩结构100的一端连接，由第一台肩结构100向第二台肩结构700的方向，第二外锥面8向靠近接箍套管螺纹接头的轴线的方向倾斜；第五圆弧r5与第二外锥面8远离第一台肩结构100的一端连接；第三内圆柱面19与密封结构500远离第一台肩结构100的一端连接，且第三内圆柱面19与接箍套管螺纹接头的轴线平行；第八圆弧r8与第三内圆柱面19远离第一台肩结构100的一端连接，第一外锥面7。第二外锥面8和第三内圆柱面19之间围成第三凹槽600。

优选地，第一外锥面7的锥度α2＝15°～25°，第四圆弧r4＝2～6mm，第二外锥面8的锥度为1:12～1:18，第五圆弧r5＝0.8～1.2mm，第八圆弧r8＝0.6～1mm。

在本实施例中，第二台肩结构700包括外螺纹管体1上的第二外台肩面9、外螺纹管体1上的第二外斜面10和内螺纹接箍11上的第二内台肩面20，第二外台肩面9与第三凹槽600远离第一台肩结构100的一端连接，且与接箍套管螺纹接头的横截面，即接箍套管螺纹接头的轴线垂直的截面之间形成夹角α3，且顺着外螺纹管体1的表面，沿远离第三凹槽600的方向，第二外台肩面9向靠近第一台肩结构100的方向倾斜，也就是说，由第一台肩结构100向第二台肩结构700的方向，第二外台肩面9向远离接箍套管螺纹接头的轴线的方向倾斜；第二外斜面10与第二外台肩面9靠近接箍套管螺纹接头的轴线的一端连接，由第一台肩结构100向第二台肩结构700的方向，第二外斜面10向远离接箍套管螺纹接头的轴线的方向倾斜，且第二外斜面10与接箍套管螺纹接头的轴线之间形成夹角α4；第二内台肩面20与第三凹槽600远离第一台肩结构100的一端连接，且与接箍套管螺纹接头的横截面形成夹角β4，且沿远离第三凹槽600的方向，第二外台肩面9向靠近第一台肩结构100的方向倾斜，第二外台肩面9和第二内台肩面20过盈接触。在安装使用时，第一台肩结构100的第一外台肩面2和第一内台肩面12之间首先产生过盈接触，随着扭矩的增大，第二台肩结构700的第二外台肩面9和第二内台肩面20随后产生接触。

优选地，夹角α3＝5°～15°，夹角α4＝3°～8°，夹角β4＝5°～15°。

在本实施例中，沿接箍套管螺纹接头的轴向，外螺纹管体1对应的密封结构500至第二台肩结构700的距离l2与外螺纹管体1对应的第二凹槽400至第二台肩结构700的距离l1之间的比值为0.6～0.8，外螺纹管体1在密封结构500处沿径向的厚度t3与外螺纹管体1对应的第二凹槽400至第二台肩结构700的距离l1之间的比值为0.36～0.56，即l2/l1＝0.6～0.8，t3/l1＝0.36～0.56，该结构使得接箍套管螺纹接头具有优异的内密封稳健性。

上述参数的设置，在规定的关系范围内使得接头具有优异的内外密封稳健性。

本实施例的技术方案简而言之为：由第一台肩结构100向第二台肩结构700的方向，外螺纹管体1包括顺次连接的第一外台肩面2、第一圆弧r1、第一外圆柱面3、第一外斜面4、第二外圆柱面5、第二圆弧r2、外密封锥面6、第三圆弧r3、第一外锥面7、第四圆弧r4、第二外锥面8、第五圆弧r5、第二外台肩面9和第二外斜面10。而内螺纹接箍11包括顺次连接的第一内台肩面12、第一内圆柱面13、第一内斜面14、第二内斜面15、第二内圆柱面16、第三内斜面17、第六圆弧r6、内密封锥面18、第七圆弧r7、第三内圆柱面19、第八圆弧r8和第二内台肩面20。

以下列举一个具体的实施例：

该实施例的接箍套管螺纹接头采用184.15×15.83mm规格的套管，钢级为140v。接箍套管螺纹接头的几何参数为：第一圆弧r1＝0.8mm，夹角α1＝30°，第二圆弧r2＝20mm，外密封锥面6的锥度为1:5，第三圆弧r3＝6mm，第一外锥面7的锥度为α2＝20°，第四圆弧r4＝4mm，第二外锥面8的锥度为1:16，第五圆弧r5＝1.0mm，夹角α3＝8°，夹角α4＝6°。夹角β1＝20°，夹角β2＝15°，夹角β3＝45°，第六圆弧r6＝4mm，内密封锥面18的锥度为1:5，第七圆弧r7＝4mm，第八圆弧r8＝0.8mm，夹角β4＝8°。l2/l1＝0.68，t3/l1＝0.51。该接箍套管螺纹接头的连接强度达到6335kn，抗压缩强度达到6335kn，内压气密封性能达到145mpa以上，抗外挤性能达到152mpa以上，抗弯曲能力达到20°/30米以上，而且满足3次上卸扣不粘扣的要求。

需要说明的是，上述实施例中的多个指的是至少两个。

从以上的描述中，可以看出，本实用新型上述的实施例实现了如下技术效果：

1、解决了现有技术中的常规尺寸螺纹接头与井筒之间的环空空间过小的问题；

2、固井环空间隙大大增加，以及大大降低下井过程中管柱遇阻的概率，非常适合用于井眼较小、需要较大环空间隙的井况以及斜井、水平井等复杂井况；

3、接箍套管螺纹接头具有优异的密封性能、良好的连接强度以及抗过扭及抗压缩性能。

显然，上述所描述的实施例仅仅是本实用新型一部分的实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都应当属于本实用新型保护的范围。

需要注意的是，这里所使用的术语仅是为了描述具体实施方式，而非意图限制根据本申请的示例性实施方式。如在这里所使用的，除非上下文另外明确指出，否则单数形式也意图包括复数形式，此外，还应当理解的是，当在本说明书中使用术语“包含”和/或“包括”时，其指明存在特征、步骤、工作、器件、组件和/或它们的组合。

需要说明的是，本申请的说明书和权利要求书及上述附图中的术语“第一”、“第二”等是用于区别类似的对象，而不必用于描述特定的顺序或先后次序。应该理解这样使用的数据在适当情况下可以互换，以便这里描述的本申请的实施方式能够以除了在这里图示或描述的那些以外的顺序实施。

以上所述仅为本实用新型的优选实施例而已，并不用于限制本实用新型，对于本领域的技术人员来说，本实用新型可以有各种更改和变化。凡在本实用新型的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。