一種油氣井用套管組件的制作方法
【專利摘要】本實用新型提供了一種油氣井用套管組件。所述套管組件包括第一、二套管，第一套管包括第一套管管體和第一接頭，第一接頭具有超出第一套管管體的外圓周面的第一加厚部以及形成在該第一加厚部上的外螺紋；第二套管包括第二套管管體和第二接頭，第二接頭具有超出第二套管管體的外圓周面的第二加厚部及形成在該第二加厚部上的內(nèi)螺紋；內(nèi)、外螺紋的錐度均為1∶(13～19)，內(nèi)、外螺紋彼此過盈配合且均為具有承載面為負(fù)角的偏梯形螺紋，內(nèi)、外螺紋連接部分的兩端分別設(shè)置一處錐面對錐面的金屬彈性密封。本實用新型與現(xiàn)有技術(shù)中帶接箍的接箍相比，外徑減小了約8～12mm。
【專利說明】一種油氣井用套管組件

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本實用新型涉及用于形成石油天然氣工業(yè)鉆井工程中的套管柱的螺紋連接結(jié)構(gòu)，具體來講，涉及一種油氣井用套管組件，尤其是一種外加厚套管整體連接螺紋接頭。

【背景技術(shù)】
[0002]在石油天然氣工業(yè)中，鉆井工程中鉆探條件日益苛刻，對油套管管柱提出了更高的要求，而管柱是通過螺紋將套管逐支連接起來，螺紋連接又是管柱中薄弱的環(huán)節(jié)。在最新的API標(biāo)準(zhǔn)中，套管的連接是都是帶接箍的連接方式，接箍的外徑大于套管的外徑較多。在油氣井的鉆探、開采過程中，需要較小的井眼，以便減低鉆探開采成本。
[0003]然而，現(xiàn)有的套管連接結(jié)構(gòu)不能滿足油田的上述需求，因此，亟需一種用于連接油氣井用套管且具有較小外徑的螺紋連接結(jié)構(gòu)。
實用新型內(nèi)容
[0004]本實用新型的目的在于解決現(xiàn)有技術(shù)存在的上述不足中的至少一項。
[0005]例如，本實用新型的目的之一在于提供一種用于連接油氣井用套管且具有較小外徑的螺紋連接結(jié)構(gòu)。
[0006]本實用新型提供了一種油氣井用套管組件。所述套管組件包括第一套管和第二套管，其中，第一套管包括一體化形成的第一套管管體和第一接頭，第一接頭的內(nèi)圓周面與第一套管管體的內(nèi)圓周面處于同一圓周面上，且第一接頭具有超出第一套管管體的外圓周面的第一加厚部以及形成在該第一加厚部上的外螺紋；第二套管包括一體化形成的第二套管管體和第二接頭，第二接頭的內(nèi)圓周面與第二套管管體的內(nèi)圓周面處于同一圓周面上，且第二接頭具有超出第二套管管體的外圓周面的第二加厚部以及形成在該第二加厚部上的內(nèi)螺紋；外螺紋和內(nèi)螺紋的錐度均為1: (13?19)，外螺紋和內(nèi)螺紋彼此過盈配合并且均為具有承載面為負(fù)角的偏梯形螺紋，外螺紋和內(nèi)螺紋設(shè)有兩處錐面對錐面的金屬彈性密封，其中，第一金屬彈性密封由彼此配合的外螺紋的大徑尾端處與內(nèi)螺紋的端面處構(gòu)成，第二金屬彈性密封由彼此配合的外螺紋的端面鼻端處與內(nèi)螺紋的小徑處構(gòu)成。
[0007]在本實用新型的一個示例性實施例中，所述第一套管管體和第二套管管體具有相同的內(nèi)徑，第一加厚部和第二加厚部的徑向厚度均為2?4mm。
[0008]在本實用新型的一個示例性實施例中，所述第一金屬彈性密封還設(shè)有扭矩臺肩，所述第二金屬彈性密封還在內(nèi)螺紋處設(shè)有定位臺肩。
[0009]在本實用新型的一個示例性實施例中，所述第一金屬彈性密封和第二金屬彈性密封的密封面的錐度均為1: (0.7?1.1)。
[0010]在本實用新型的一個示例性實施例中，所述外螺紋和內(nèi)螺紋的錐度均為I: (15 ?17)。
[0011]在本實用新型的一個示例性實施例中，所述外螺紋和內(nèi)螺紋的牙型高度均為0.7?1.1mm，且內(nèi)螺紋的牙型高度稍高于外螺紋的牙型高度。
[0012]在本實用新型的一個示例性實施例中，所述負(fù)角的度數(shù)為10°?20°。
[0013]在本實用新型的一個示例性實施例中，所述偏梯形螺紋的螺紋導(dǎo)向面角度為40。?50°。
[0014]與現(xiàn)有技術(shù)相比，本實用新型的有益效果包括:具有較小外徑，例如，與現(xiàn)有技術(shù)中帶接箍的接箍相比，外徑減小了約8?12_ ;接頭內(nèi)徑與整個管柱的內(nèi)徑在整個套管柱上齊平，減少了管柱內(nèi)紊流，提高了流動效率；內(nèi)、外密封采用錐面對錐面金屬密封，多重密封，提高了接頭的密封性能；外加厚鐓粗，提高了接頭的連接強度，同時提供較大的環(huán)空間隙；承載面負(fù)角螺紋設(shè)計，導(dǎo)向面大角度設(shè)計，易于上扣，具有良好的連接和彎曲性能。

【專利附圖】

【附圖說明】
[0015]通過下面結(jié)合附圖進行的描述，本實用新型的上述和其他目的和特點將會變得更加清楚，其中:
[0016]圖1示出了根據(jù)本實用新型的油氣井用套管組件的一個示例性實施例的局部剖視圖；
[0017]圖2示出了圖1的油氣井用套管組件的內(nèi)螺紋或外螺紋的螺紋牙型結(jié)構(gòu)示意圖。
[0018]附圖標(biāo)記說明如下:
[0019]a_第一加厚部、b_第一金屬彈性密封、c-內(nèi)螺紋與外螺紋的連接部分、d-第二金屬彈性密封、Q1-螺紋承載面角度、以及θ2-螺紋導(dǎo)向面角度。

【具體實施方式】
[0020]在下文中，將參照附圖和示例性實施例來詳細(xì)說明本實用新型的油氣井用套管組件。
[0021]圖1示出了根據(jù)本實用新型的油氣井用套管組件的一個示例性實施例的局部剖視圖。圖2示出了圖1的油氣井用套管組件的內(nèi)螺紋或外螺紋的螺紋牙型結(jié)構(gòu)示意圖。
[0022]在本實用新型的一個示例性實施例中，如圖1和圖2所示，油氣井用套管組件包括第一套管和第二套管。
[0023]第一套管包括一體化形成的第一套管管體和第一接頭。其中，第一接頭的內(nèi)圓周面與第一套管管體的內(nèi)圓周面處于同一圓周面上，且第一接頭具有超出第一套管管體的外圓周面的第一加厚部a以及形成在該第一加厚部a上的外螺紋。例如，第一加厚部a可以為通過鐓粗處理而形成的鐓粗加厚部。
[0024]第二套管包括一體化形成的第二套管管體和第二接頭。其中，第二接頭的內(nèi)圓周面與第二套管管體同軸設(shè)置(例如，第二接頭的內(nèi)圓周面與第二套管管體的內(nèi)圓周面處于同一圓周面上)，且第二接頭具有超出第二套管管體的外圓周面的第二加厚部以及形成在該第二加厚部上的內(nèi)螺紋。例如，第二加厚部可以為通過鐓粗處理而形成的鐓粗加厚部。
[0025]外螺紋和內(nèi)螺紋的錐度均為1: (13?19)，優(yōu)選為1: (15?17)。外螺紋和內(nèi)螺紋均為具有承載面為負(fù)角的偏梯形螺紋。外螺紋和內(nèi)螺紋彼此過盈配合，如圖1中的內(nèi)螺紋與外螺紋的連接部分c所示。外螺紋和內(nèi)螺紋設(shè)有兩處錐面對錐面的金屬彈性密封，其中，第一金屬彈性密封b由彼此配合的外螺紋的大徑尾端處與內(nèi)螺紋的端面處構(gòu)成，第二金屬彈性密封d由彼此配合的外螺紋的端面鼻端處與內(nèi)螺紋的小徑處構(gòu)成。此外，在外螺紋大徑處的扭矩臺肩可以為13°?17°，優(yōu)選為15°。
[0026]在本示例性實施例中，第一套管管體和第二套管管體具有相同的內(nèi)徑，第一加厚部a和第二加厚部的徑向厚度分別約為2?6mm,優(yōu)選為,2?4_。
[0027]在本示例性實施例中，第一金屬彈性密封b還設(shè)有扭矩臺肩，第二金屬彈性密封d還在內(nèi)螺紋處設(shè)有定位臺肩。第一金屬彈性密封和第二金屬彈性密封的密封面的錐度分別為1: (0.7?1.1)，優(yōu)選地，可以為1: (0.8?1.0)。
[0028]在本示例性實施例中，如圖2所示，外螺紋或內(nèi)螺紋的牙型高度為h，牙型高度h約為0.7?1.1mm，優(yōu)選為，0.8?1.0mm，且內(nèi)螺紋的牙型高度稍高于外螺紋的牙型高度，例如，內(nèi)螺紋的牙型高度高于外螺紋的牙型高度0.1mm。外螺紋或內(nèi)螺紋的牙型結(jié)構(gòu)呈具有承載面為負(fù)角的偏梯形螺紋，該偏梯形螺紋具有螺紋承載面角度Q1以及螺紋導(dǎo)向面角度θ2。例如，螺紋承載面角度Q1的度數(shù)可以為10°?20°，螺紋導(dǎo)向面角度92的度數(shù)可以為40。?50。。
[0029]本實用新型的油氣井用套管組件可以稱為外加厚套管整體連接螺紋接頭。在本實用新型的油氣井用套管組件中，內(nèi)螺紋與外螺紋(無接箍)通過扭矩，旋合配合，使接頭達到期望的連接強度。在內(nèi)螺紋與外螺紋的連接部分c處，錐面對錐面產(chǎn)生金屬過盈配合，達到期望的接觸應(yīng)力，從而起到氣密封的作用。
[0030]也就是說，本實用新型所提供的油氣井用套管組件包括一個形成在鐓粗加厚部上的外螺紋和一個形成在鐓粗加厚部上的內(nèi)螺紋，外螺紋和內(nèi)螺紋通過擰接產(chǎn)生過盈配合，并且在內(nèi)螺紋和外螺紋設(shè)有兩處錐面對錐面的金屬彈性密封，一處為外螺紋的大徑尾端處和內(nèi)螺紋的端面處，并有扭矩臺肩；另一處位于外螺紋的端面鼻端處和內(nèi)螺紋的小徑處，并再內(nèi)螺紋處有定位臺肩。本實用新型的油氣井用套管組件的外徑(即，外螺紋和內(nèi)螺紋結(jié)合部的外徑)比套管管體的外徑僅增大2?6mm或者僅增大2?4mm，這比現(xiàn)有技術(shù)中帶接箍的接箍外徑減小了約8?12mm。
[0031]綜上所述，本實用新型的油氣井用套管組件(即，外加厚套管整體連接螺紋接頭，可簡稱為接頭)的優(yōu)點包括:
[0032](I)、接頭內(nèi)徑與整個管柱的內(nèi)徑在整個套管柱上齊平，減少了管柱內(nèi)紊流，提高了流動效率。
[0033](2)內(nèi)、外密封采用錐面對錐面金屬密封，多重密封，提高了接頭的密封性能。
[0034](3)外加厚鐓粗，提高了接頭的連接強度，同時提供較大的環(huán)空間隙。
[0035](4)承載面負(fù)角螺紋設(shè)計，導(dǎo)向面大角度設(shè)計，易于上扣，具有良好的連接和彎曲性能。
[0036]盡管上面已經(jīng)結(jié)合附圖和示例性實施例描述了本實用新型，但是本領(lǐng)域普通技術(shù)人員應(yīng)該清楚，在不脫離權(quán)利要求的精神和范圍的情況下，可以對上述實施例進行各種修改。
【權(quán)利要求】
1.一種油氣井用套管組件，其特征在于，所述套管組件包括第一套管和第二套管，其中， 第一套管包括一體化形成的第一套管管體和第一接頭，第一接頭的內(nèi)圓周面與第一套管管體的內(nèi)圓周面處于同一圓周面上，且第一接頭具有超出第一套管管體的外圓周面的第一加厚部以及形成在該第一加厚部上的外螺紋； 第二套管包括一體化形成的第二套管管體和第二接頭，第二接頭的內(nèi)圓周面與第二套管管體的內(nèi)圓周面處于同一圓周面上，且第二接頭具有超出第二套管管體的外圓周面的第二加厚部以及形成在該第二加厚部上的內(nèi)螺紋； 外螺紋和內(nèi)螺紋的錐度均為1: (13?19)，外螺紋和內(nèi)螺紋彼此過盈配合并且均為具有承載面為負(fù)角的偏梯形螺紋，外螺紋和內(nèi)螺紋設(shè)有錐面對錐面的第一金屬彈性密封和第二金屬彈性密封，其中，第一金屬彈性密封由彼此配合的外螺紋的大徑尾端處與內(nèi)螺紋的端面處構(gòu)成，第二金屬彈性密封由彼此配合的外螺紋的端面鼻端處與內(nèi)螺紋的小徑處構(gòu)成。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的油氣井用套管組件，其特征在于，所述第一套管管體和第二套管管體具有相同的內(nèi)徑，第一加厚部和第二加厚部的徑向厚度均為2?4mm。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的油氣井用套管組件，其特征在于，所述第一金屬彈性密封還設(shè)有扭矩臺肩，所述第二金屬彈性密封還在內(nèi)螺紋處設(shè)有定位臺肩。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的油氣井用套管組件，其特征在于，所述第一金屬彈性密封和第二金屬彈性密封的密封面的錐度均為1: (0.7?1.1)。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的油氣井用套管組件，其特征在于，所述外螺紋和內(nèi)螺紋的錐度均為1: (15?17)。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的油氣井用套管組件，其特征在于，所述外螺紋和內(nèi)螺紋的牙型高度均為0.7?1.1mm，且內(nèi)螺紋的牙型高度稍高于外螺紋的牙型高度。
7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的油氣井用套管組件，其特征在于，所述負(fù)角的度數(shù)為10°?20。。
8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的油氣井用套管組件，其特征在于，所述偏梯形螺紋的螺紋導(dǎo)向面角度為40°?50°。
【文檔編號】E21B17/08GK204040938SQ201420430608
【公開日】2014年12月24日 申請日期:2014年7月31日 優(yōu)先權(quán)日:2014年7月31日
【發(fā)明者】楊蘭田, 成海濤, 朱家強, 趙中清, 馬新中, 李雙貴, 宋令璽, 尹學(xué)東, 呂慶鋼, 黃云, 熊祺, 黃英, 滕建明, 邊華川 申請人:攀鋼集團成都鋼釩有限公司, 中國石油化工股份有限公司