專利名稱：一種接箍的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及煤層氣開采領(lǐng)域，特別涉及一種接箍。
背景技術(shù)：
煤層氣，俗稱瓦斯，是賦存在煤層中以甲烷為主要成分、以吸附在煤基質(zhì)顆粒表面為主、部分游離于煤孔隙中或溶解于煤層水中的烴類氣體，是一種新型潔凈能源和優(yōu)質(zhì)化工原料。煤層氣一般位于地下500m左右的深度，煤層氣儲層具有低壓、低滲和低產(chǎn)的特點(diǎn)，一般通過水力壓裂方式對煤層氣進(jìn)行開采，開采時(shí)需要的管材量較大，要求開采用管柱的螺紋須滿足一定的水密封能力，還要盡量控制其制作成本。目前,煤層氣開采用管柱螺紋使用的是API (American Petroleum Institute,美國石油學(xué)會)標(biāo)準(zhǔn)圓螺紋，這種螺紋的齒底圓弧半徑和齒頂圓弧半徑全部均勻不變，齒底圓弧半徑為O. 43mm，齒頂圓弧半徑為O. 51mm，該尺寸參數(shù)的螺紋嚙合時(shí)存在間隙較大的螺旋形通道，另外，管柱在水平井中下入時(shí)的摩擦阻力較大，管柱要承受較大的扭矩。在實(shí)現(xiàn)本發(fā)明的過程中，發(fā)明人發(fā)現(xiàn)現(xiàn)有技術(shù)至少存在以下問題現(xiàn)有技術(shù)中螺紋的齒底圓弧半徑和齒頂圓弧半徑全部均勻不變，而齒頂和齒底圓弧半徑相差較大，所以內(nèi)外螺紋嚙合后存在間隙較大的螺旋形通道，當(dāng)水力壓裂壓力較大時(shí)，螺紋嚙合處容易發(fā)生泄漏，且在水平井中承受較大的扭矩載荷時(shí)，螺紋接頭容易損壞，這使得API標(biāo)準(zhǔn)圓螺紋的使用受到一定限制。

發(fā)明內(nèi)容
為了解決現(xiàn)有技術(shù)螺紋嚙合處間隙較大導(dǎo)致容易發(fā)生泄漏和螺紋接頭抗扭矩能力差的問題，本發(fā)明實(shí)施例提供了一種接箍。所述技術(shù)方案如下—種接箍，用于煤層氣開采，所述接箍內(nèi)設(shè)置有內(nèi)螺紋，所述內(nèi)螺紋的螺距大小相同，所述內(nèi)螺紋的齒頂圓弧半徑大小不同，所述內(nèi)螺紋的齒底圓弧半徑大小不同，且所述齒頂圓弧半徑和所述齒底圓弧半徑均處在O. 43mm-0. 51mm的范圍內(nèi)。具體的，作為優(yōu)選，從所述內(nèi)螺紋的端部到所述內(nèi)螺紋的中部，所述內(nèi)螺紋的齒頂圓弧半徑由O. 51mm線性減小到O. 43mm。具體的，作為優(yōu)選，從所述內(nèi)螺紋的端部到所述內(nèi)螺紋的手緊位置，所述內(nèi)螺紋的齒頂圓弧半徑為O. 51mm ;從所述內(nèi)螺紋的手緊位置到所述內(nèi)螺紋的機(jī)緊位置，所述內(nèi)螺紋的齒頂圓弧半徑由O. 51_線性減小到O. 43mm ;從所述內(nèi)螺紋的機(jī)緊位置到所述內(nèi)螺紋的中部，所述內(nèi)螺紋的齒頂圓弧半徑為O. 43mm。作為優(yōu)選，從所述內(nèi)螺紋的端部到所述內(nèi)螺紋的中部，所述內(nèi)螺紋的齒底圓弧半徑由O. 43mm線性增大到O. 51mm。作為優(yōu)選，從所述內(nèi)螺紋的端部到所述內(nèi)螺紋的手緊位置，所述內(nèi)螺紋的齒底圓弧半徑為O. 43mm ;從所述內(nèi)螺紋的手緊位置到所述內(nèi)螺紋的機(jī)緊位置，所述內(nèi)螺紋的齒底圓弧半徑由O. 43_線性增大到O. 51mm ;從所述內(nèi)螺紋的機(jī)緊位置到所述內(nèi)螺紋的中部，所述內(nèi)螺紋的齒底圓弧半徑為O. 51mm。本發(fā)明實(shí)施例提供的技術(shù)方案帶來的有益效果是本發(fā)明實(shí)施例在API螺紋接箍的基礎(chǔ)上，內(nèi)螺紋的螺距大小不變，對內(nèi)螺紋齒頂和齒底的圓弧半徑作出改變，使齒頂和齒底的圓弧半徑的尺寸在O. 43mm-0. 51mm的范圍內(nèi)各不相同，內(nèi)外螺紋嚙合時(shí)，相比現(xiàn)有技術(shù)，減小內(nèi)外螺紋的齒頂圓弧半徑和齒底圓弧半徑的差異，減小了內(nèi)外螺紋嚙合后存在的間隙，大幅提升內(nèi)外螺紋嚙合后的水密封能力，增大了螺紋的抗扭矩能力，增強(qiáng)了螺紋連接管柱的安全可靠性；另外，本發(fā)明易于加工，結(jié)構(gòu)簡單，成本較低但效果顯著。


為了更清楚地說明本發(fā)明實(shí)施例中的技術(shù)方案，下面將對實(shí)施例描述中所需要使用的附圖作簡單地介紹，顯而易見地，下面描述中的附圖僅僅是本發(fā)明的一些實(shí)施例，對于本領(lǐng)域普通技術(shù)人員來講，在不付出創(chuàng)造性勞動的前提下，還可以根據(jù)這些附圖獲得其他的附圖。圖1是本發(fā)明實(shí)施例提供的接箍的結(jié)構(gòu)示意圖。其中1齒頂,2齒底,3端部,4手緊位置,5機(jī)緊位置,6中部。
具體實(shí)施例方式為使本發(fā)明的目的、技術(shù)方案和優(yōu)點(diǎn)更加清楚，下面將結(jié)合附圖對本發(fā)明實(shí)施方式作進(jìn)一步地詳細(xì)描述。如圖1所示，本發(fā)明實(shí)施例提供了一種接箍，用于煤層氣開采，所述接箍內(nèi)設(shè)置有內(nèi)螺紋，所述內(nèi)螺紋的螺距大小相同，所述內(nèi)螺紋的齒頂I圓弧半徑大小不同，所述內(nèi)螺紋的齒底2圓弧半徑大小不同，且所述齒頂I圓弧半徑和所述齒底2圓弧半徑均處在
O.43mm-0. 51mm 的范圍內(nèi)。其中，內(nèi)螺紋中的各個(gè)螺距大小相同，均與API螺紋接箍內(nèi)螺紋螺距相同且不變，螺距為齒厚和齒槽寬度之和，本發(fā)明實(shí)施例中螺距是相同的，當(dāng)然，本領(lǐng)域技術(shù)人員可知，螺距相同可以是內(nèi)螺紋的齒厚和齒槽寬度均相同不變，從而使螺距不變，也可以是內(nèi)螺紋的齒厚和齒槽寬度均發(fā)生變化，但最終齒厚和齒槽寬度之和不變，即螺距不變即可。本發(fā)明實(shí)施例為了盡可能的降低成本，且提高接箍的普遍適用性，在API螺紋接箍的基礎(chǔ)上，內(nèi)螺紋的螺距大小相同且不變，對內(nèi)螺紋齒頂I圓弧半徑和齒底2圓弧半徑作出改變，使齒頂I圓弧半徑和齒底2圓弧半徑的尺寸在O. 43mm-0. 51mm的范圍內(nèi)各不相同，由于現(xiàn)有技術(shù)中，所有的齒頂圓弧半徑均為O. 51mm,而齒底圓弧半徑均為O. 43mm,而本發(fā)明實(shí)施例使所有齒頂I圓弧半徑均改變?yōu)樾∮诘扔贠. 51mm，使所有齒底2圓弧半徑均改變?yōu)榇笥诘扔贠. 43mm，從整體上而言，當(dāng)內(nèi)外螺紋嚙合時(shí)，減小了內(nèi)外螺紋齒頂I圓弧半徑和齒底2圓弧半徑的總體差異，外螺紋是指與接箍螺紋連接的套管或管柱上的外螺紋，外螺紋用于和接箍內(nèi)螺紋嚙合，減小了內(nèi)外螺紋嚙合后存在的整體間隙，大幅提升內(nèi)外螺紋嚙合后的水密封能力，同時(shí)內(nèi)外螺紋嚙合后的抗扭矩能力增大，增強(qiáng)螺紋連接管柱的安全可靠性；另外，本發(fā)明易于加工，結(jié)構(gòu)簡單，成本較低但效果顯著。如圖1所示，具體的，作為優(yōu)選，從所述內(nèi)螺紋的端部3到所述內(nèi)螺紋的中部6，所述內(nèi)螺紋的齒頂I圓弧半徑由O. 51mm線性減小到O. 43mm。具體的，作為優(yōu)選，從所述內(nèi)螺紋的端部3到所述內(nèi)螺紋的手緊位置4，所述內(nèi)螺紋的齒頂I圓弧半徑為O. 51mm ;從所述內(nèi)螺紋的手緊位置4到所述內(nèi)螺紋的機(jī)緊位置5，所述內(nèi)螺紋的齒頂I圓弧半徑由O. 51mm線性減小到O. 43mm ;從所述內(nèi)螺紋的機(jī)緊位置5到所述內(nèi)螺紋的中部6，所述內(nèi)螺紋的齒頂I圓弧半徑為O. 43mm。其中，手緊位置4是指內(nèi)外螺紋嚙合過盈量為零時(shí)，外螺紋套管管端的位置；機(jī)緊位置5是指按預(yù)定扭矩用機(jī)器進(jìn)行緊固上扣后，外螺紋套管管端達(dá)到的位置；接箍兩側(cè)的內(nèi)螺紋關(guān)于其中部6對稱，以上為兩種優(yōu)選的齒頂I圓弧半徑變化方案，當(dāng)然，本領(lǐng)域技術(shù)人員可知，還可有其它變化方案，如從內(nèi)螺紋的端部3到手緊位置4，齒頂I圓弧半徑由O. 51mm線性減小到O. 43mm,或者，從內(nèi)螺紋的端部3到機(jī)緊位置5，齒頂I圓弧半徑由
O.51_線性減小到O. 43_等，只要使內(nèi)螺紋的齒頂I圓弧半徑有減小的變化，從而使內(nèi)外螺紋嚙合后存在的整體間隙減小即可。如圖1所示，具體的，作為優(yōu)選，從所述內(nèi)螺紋的端部3到所述內(nèi)螺紋的中部6，所述內(nèi)螺紋的齒底2圓弧半徑由O. 43mm線性增大到O. 51_。具體的，作為優(yōu)選，從所述內(nèi)螺紋的端部3到所述內(nèi)螺紋的手緊位置4，所述內(nèi)螺紋的齒底2圓弧半徑為O. 43mm ;從所述內(nèi)螺紋的手緊位置4到所述內(nèi)螺紋的機(jī)緊位置5，所述內(nèi)螺紋的齒底2圓弧半徑由O. 43mm線性增大到O. 51mm ;從所述內(nèi)螺紋的機(jī)緊位置5到所述內(nèi)螺紋的中部6，所述內(nèi)螺紋的齒底2圓弧半徑為O. 51mm。其中，內(nèi)螺紋的齒底2圓弧半徑變化趨勢與齒頂I圓弧半徑變化趨勢相反，以上為兩種優(yōu)選的齒底2圓弧半徑變化方案，當(dāng)然，本領(lǐng)域技術(shù)人員可知，還可有其它變化方案，如從內(nèi)螺紋的端部3到手緊位置4，齒底2圓弧半徑由O. 43mm線性增大到O. 51mm，或者，從內(nèi)螺紋的端部3到機(jī)緊位置5，齒底2圓弧半徑由O. 43_線性增大到O. 51_等，只要使內(nèi)螺紋的齒底2圓弧半徑有增大的變化，從而使內(nèi)外螺紋嚙合后存在的整體間隙減小即可。本發(fā)明實(shí)施例中，由API螺紋接箍改進(jìn)制備本發(fā)明實(shí)施例的接箍時(shí)，具體過程如下1.使用數(shù)控車床先加工接箍所有螺紋齒底2圓弧半徑為O. 51mm,所有螺紋齒頂I圓弧半徑為O. 43mm ；2.從接箍端部3到中部6，螺紋齒頂I圓弧半徑可按如下兩種方式加工變化a.從接箍端部3到中部6,齒頂I圓弧半徑由O. 51mm線性減小到O. 43mm ；b.從接箍端部3到手緊位置4,齒頂I圓弧半徑為O. 51mm,從手緊位置4到機(jī)緊位置5,齒頂I圓弧半徑由O. 51mm線性減小到O. 43mm ;從機(jī)緊位置5到中部6,齒頂I圓弧半徑為O. 43mm ；3.從接箍端部3到中部6，螺紋齒底2圓弧半徑可按如下兩種方式加工變化a.從接箍端部3到中部6,齒底2圓弧半徑由O. 43mm線性增大到O. 51mm ；b.從接箍端部3到手緊位置4，齒底2圓弧半徑為O. 43mm,從手緊位置4到機(jī)緊位置5，齒底2圓弧半徑由O. 43mm線性增大到O. 51mm ;從機(jī)緊位置5到中部6，齒底2圓弧半徑為O. 51mm ;4.螺紋其它尺寸與API圓螺紋相同。由API螺紋接箍改進(jìn)制得本發(fā)明實(shí)施例的接箍，此接箍與API圓螺紋套管外螺紋配合后的水密封能力得到大幅提升，同時(shí)，由于改變范圍內(nèi)從手緊位置4到機(jī)緊位置5接箍齒底2和齒頂I處的密封過盈量均呈線性增大，內(nèi)外螺紋配合后的抗扭矩能力也大幅提高。本發(fā)明加工簡單方便，與API圓螺紋相比，具有廣泛的應(yīng)用前景。以上所述僅為本發(fā)明的較佳實(shí)施例，并不用以限制本發(fā)明，凡在本發(fā)明的精神和原則之內(nèi)，所作的任何修改、等同替換、改進(jìn)等，均應(yīng)包含在本發(fā)明的保護(hù)范圍之內(nèi)。
權(quán)利要求
1.一種接箍，用于煤層氣開采，所述接箍內(nèi)設(shè)置有內(nèi)螺紋，其特征在于，所述內(nèi)螺紋的螺距大小相同，所述內(nèi)螺紋的齒頂圓弧半徑大小不同，所述內(nèi)螺紋的齒底圓弧半徑大小不同，且所述齒頂圓弧半徑和所述齒底圓弧半徑均處在0.43mm-0.51mm的范圍內(nèi)。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的接箍，其特征在于，從所述內(nèi)螺紋的端部到所述內(nèi)螺紋的中部，所述內(nèi)螺紋的齒頂圓弧半徑由0.51mm線性減小到0.43mm。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的接箍，其特征在于，從所述內(nèi)螺紋的端部到所述內(nèi)螺紋的手緊位置，所述內(nèi)螺紋的齒頂圓弧半徑為0.51mm ;從所述內(nèi)螺紋的手緊位置到所述內(nèi)螺紋的機(jī)緊位置，所述內(nèi)螺紋的齒頂圓弧半徑由0.51_線性減小到0.43mm ;從所述內(nèi)螺紋的機(jī)緊位置到所述內(nèi)螺紋的中部，所述內(nèi)螺紋的齒頂圓弧半徑為0.43_。
4.根據(jù)權(quán)利要求1-3任意一項(xiàng)權(quán)利要求所述的接箍，其特征在于，從所述內(nèi)螺紋的端部到所述內(nèi)螺紋的中部，所述內(nèi)螺紋的齒底圓弧半徑由0.43mm線性增大到0.51_。
5.根據(jù)權(quán)利要求1-3任意一項(xiàng)權(quán)利要求所述的接箍，其特征在于，從所述內(nèi)螺紋的端部到所述內(nèi)螺紋的手緊位置，所述內(nèi)螺紋的齒底圓弧半徑為0.43mm ;從所述內(nèi)螺紋的手緊位置到所述內(nèi)螺紋的機(jī)緊位置，所述內(nèi)螺紋的齒底圓弧半徑由0.43_線性增大到0.51mm ；從所述內(nèi)螺紋的機(jī)緊 位置到所述內(nèi)螺紋的中部，所述內(nèi)螺紋的齒底圓弧半徑為0.51mm。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種接箍，用于煤層氣開采，所述接箍內(nèi)設(shè)置有內(nèi)螺紋，所述內(nèi)螺紋的螺距大小相同，所述內(nèi)螺紋的齒頂圓弧半徑大小不同，所述內(nèi)螺紋的齒底圓弧半徑大小不同，且所述齒頂圓弧半徑和所述齒底圓弧半徑均處在0.43mm-0.51mm的范圍內(nèi)。本發(fā)明在API螺紋接箍的基礎(chǔ)上，內(nèi)螺紋的螺距大小不變，對內(nèi)螺紋齒頂和齒底圓弧半徑作出改變，使齒頂和齒底的圓弧半徑的尺寸在0.43mm-0.51mm的范圍內(nèi)各不相同，內(nèi)外螺紋嚙合時(shí)，相比現(xiàn)有技術(shù)，減小內(nèi)外螺紋的齒頂圓弧半徑和齒底圓弧半徑的差異，減小了內(nèi)外螺紋嚙合后存在的間隙，大幅提升內(nèi)外螺紋嚙合后的水密封能力，增大了螺紋的抗扭矩能力，增強(qiáng)了螺紋連接管柱的安全可靠性；另外，本發(fā)明易于加工，結(jié)構(gòu)簡單，成本較低但效果顯著。
文檔編號E21B17/042GK103075114SQ20131001779
公開日2013年5月1日 申請日期2013年1月17日 優(yōu)先權(quán)日2013年1月17日
發(fā)明者潘志勇, 申昭熙, 宋生印 申請人:中國石油天然氣集團(tuán)公司, 中國石油天然氣集團(tuán)公司管材研究所