一種高抗扭矩油套管螺紋連接結(jié)構(gòu)的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
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[0001]本實(shí)用新型涉及石油天然氣油套管螺紋接頭，具體地說是一種高抗扭矩油套管螺紋連接結(jié)構(gòu)。
【背景技術(shù)】
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[0002]隨著國內(nèi)油套管企業(yè)的技術(shù)改造和廠區(qū)的擴(kuò)建，油套管在國內(nèi)得到了飛速的發(fā)展，對油套管的質(zhì)量要求也越來越高。油套管是石油和天然氣生產(chǎn)的重要部件，其用量十分巨大，目前已經(jīng)占石油工業(yè)用鋼總量的50%左右。油套管加工過程包括:通徑，車絲，接箍預(yù)擰，接箍擰接，水壓測試，涂油等工序，其中，接箍擰接工序是一個非常重要的質(zhì)量控制環(huán)節(jié)。螺紋接頭部位是整個油套管聯(lián)接中最薄弱的環(huán)節(jié)，超過80%的失效事故發(fā)生于此，造成巨大的經(jīng)濟(jì)損失。影響油套管連接質(zhì)量的因素有很多，上扣扭矩就是其中之一。上扣扭矩過小，管體螺紋和接箍螺紋不能緊密結(jié)合，在使用過程中容易發(fā)生泄漏滑脫;上扣扭矩過大，又容易使油套管發(fā)生粘扣、撕裂等失效問題。目前，接箍擰接工序的質(zhì)量控制要求按美國石油協(xié)會的API 5C1標(biāo)準(zhǔn)執(zhí)行，以擰接的扭矩是否達(dá)到要求扭矩作為判斷標(biāo)準(zhǔn)，通過油套管管體外螺紋的擰接深度J值來判斷，擰接深度J值有一個相對寬松的公差帶要求，為12.7mm。
[0003]目前在油田現(xiàn)場進(jìn)行擰接的操作過程中，由于受各油田擰接設(shè)備能力以及操作員工技能水平的限制，螺紋在擰接的過程中往往沒有扭矩量化的依據(jù)，而是僅憑操作人員的經(jīng)驗(yàn)和肉眼觀察來判斷擰接是否到位，極易造成螺紋過擰導(dǎo)致螺紋損傷或者螺紋擰接松緊程度不到位，再加上內(nèi)外螺紋的尺寸配合各不相同，以及不同的擰接螺紋脂，接箍擰接后的J值變化范圍也較大，誤差在1mm之間。另外，常規(guī)API油管產(chǎn)品在接箍兩頭擰接管子后，接箍中間會留有一段空檔間隙，此間隙在油井抽油的過程中會對管體內(nèi)的流體造成渦流現(xiàn)象，一來會對流體壓力產(chǎn)生損失，二來渦流會對接箍空擋間隙產(chǎn)生沖刷作業(yè)，影響油管柱的使用壽命。
【實(shí)用新型內(nèi)容】:
[0004]本實(shí)用新型的目的是提供一種高抗扭矩油套管螺紋連接結(jié)構(gòu)，在現(xiàn)有的螺紋連接結(jié)構(gòu)上增加了扭矩臺階，使其在上扣的過程中能固定螺紋擰接深度J值，同時原螺紋承受的扭矩變?yōu)槁菁y承受的扭矩和扭矩臺階承受的扭矩兩部分，提高了螺紋的抗扭矩性能，避免螺紋過擰造成螺紋損傷，消除了原API油管接箍中間的空擋間隙，提高了油管柱的密封性能，同時避免了流體在管柱產(chǎn)生渦流對接箍沖刷的現(xiàn)象，減少了流體壓力在管柱內(nèi)的損失程度，提高了油管柱的使用壽命。
[0005]本實(shí)用新型采取的技術(shù)方案如下:
[0006]—種高抗扭矩油套管螺紋連接結(jié)構(gòu)，包括鋼管和接箍，在鋼管的連接段設(shè)置有錐狀偏梯形管體外螺紋，在接箍的內(nèi)壁兩端均設(shè)置有與相對接的兩個鋼管的外螺紋相配合的錐狀偏梯形管體內(nèi)螺紋，其特征是:在接箍的內(nèi)壁中間部分設(shè)置有扭矩臺肩，扭矩臺肩的寬度與擰接深度相等，扭矩臺肩的內(nèi)徑小于等于鋼管的內(nèi)徑，所述接箍的內(nèi)螺紋與扭矩臺肩的連接處設(shè)置有臺階退刀槽，接箍內(nèi)螺紋的首尾兩端設(shè)有錐形密封面，在接箍的兩端口內(nèi)壁上設(shè)置有導(dǎo)向角，在鋼管的頂端設(shè)有倒角，鋼管和接箍通過外螺紋和內(nèi)螺紋進(jìn)行嚙合上扣，接箍的錐形密封面與鋼管外螺紋接觸部分過盈配合，鋼管的頂端端面與扭矩臺肩的側(cè)面緊密貼合。
[0007]進(jìn)一步，所述扭矩臺肩的內(nèi)徑等于鋼管的內(nèi)徑。
[0008]由于在現(xiàn)有的接箍上增加了扭矩臺肩，使其在上扣的過程中能固定螺紋擰接深度J值，同時扭矩由原螺紋單獨(dú)承受分散為螺紋和扭矩臺肩兩部分共同承受，提高了螺紋的抗扭矩性能，避免螺紋過擰造成螺紋損傷，油管在反復(fù)使用的條件下不易發(fā)生螺紋損傷的現(xiàn)象。同時扭矩臺肩消除了原API油管接箍中間的空擋間隙，使管體與管體之間平滑過渡，提高油管柱的密封性能，扭矩臺肩的凸出高度大于等于鋼管管壁的厚度，這樣就避免了在抽油過程中流體在管柱產(chǎn)生渦流對接箍沖刷的現(xiàn)象，減少了流體壓力在管柱內(nèi)的損失程度，提高了油管柱的使用壽命。在接箍內(nèi)螺紋與扭矩臺肩的連接處設(shè)置有臺階退刀槽，在鋼管與接箍的擰接的過程中多余的螺紋脂可以擠到臺階退刀槽內(nèi)。在接箍的兩端口內(nèi)壁上設(shè)置有導(dǎo)向角，鋼管的頂端設(shè)有倒角，便于鋼管連接螺紋段與接箍的自定心對中擰接，防止螺紋在擰接過程中出現(xiàn)單邊磨損的缺陷，與現(xiàn)有技術(shù)擰接對比，此螺紋連接形式可承受的扭矩是API油管螺紋連接形式的1.5?1.8倍。
【附圖說明】
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[0009]圖1為本實(shí)用新型的結(jié)構(gòu)不意圖；
[00?0]圖2為接雜的結(jié)構(gòu)不意圖；
[0011 ]圖中:1-鋼管;2-接箍；11-外螺紋；12-倒角；21-內(nèi)螺紋;22-扭矩臺肩；23-臺階退刀槽;24-錐形密封面;25-導(dǎo)向角。
【具體實(shí)施方式】
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[0012]下面將結(jié)合附圖對本實(shí)用新型的技術(shù)方案進(jìn)行清楚、完整地描述。
[0013]—種高抗扭矩油套管螺紋連接結(jié)構(gòu)，如圖1?圖2所示，包括鋼管I和接箍2，在鋼管I的連接段設(shè)置有錐狀偏梯形管體外螺紋11，在接箍2的內(nèi)壁兩端均設(shè)置有與相對接的兩個鋼管I的外螺紋11相配合的錐狀偏梯形管體內(nèi)螺紋21，在接箍2的內(nèi)壁中間部分設(shè)置有扭矩臺肩22，扭矩臺肩22的寬度與擰接深度相等，扭矩臺肩22的內(nèi)徑等于鋼管I的內(nèi)徑，所述接箍2的內(nèi)螺紋21與扭矩臺肩22的連接處設(shè)置有臺階退刀槽23，接箍2內(nèi)螺紋21的首尾兩端設(shè)有錐形密封面24，在接箍2的兩端口內(nèi)壁上設(shè)置有導(dǎo)向角25，在鋼管I的頂端設(shè)有倒角12，鋼管I和接箍2通過外螺紋11和內(nèi)螺紋21進(jìn)行嚙合上扣，接箍2的錐形密封面24與鋼管I外螺紋11接觸部分過盈配合，鋼管I的頂端端面與扭矩臺肩22的側(cè)面緊密貼合。
[0014]出廠前接箍2的一邊先與一根鋼管I的連接段擰接到位，運(yùn)輸至油田，需要下井時再與另一根鋼管進(jìn)行擰接下井，形成密閉的套管柱。在擰接上扣過程中，鋼管I與接箍2進(jìn)行旋合擰接，鋼管I上的外螺紋11和接箍2上的內(nèi)螺紋21旋緊配合在一起直至開始發(fā)生過盈，產(chǎn)生一定的接觸應(yīng)力。當(dāng)鋼管I的頂端面和接箍2的止扭矩臺肩22接觸時，旋合扭矩立即快速上升到達(dá)設(shè)計(jì)的扭矩值時自動停止旋合，為鋼管I和接箍2之間提供準(zhǔn)確的擰接定位。此時鋼管I和接箍2能保證連接強(qiáng)度達(dá)到或超過管體強(qiáng)度，受到內(nèi)壓或外壓時不會先與管體發(fā)生泄漏。然后下放管柱繼續(xù)進(jìn)行下一根鋼管I的上扣連接。
[0015]本實(shí)用新型所述的高抗扭矩油套管螺紋連接結(jié)構(gòu)實(shí)施方式不限于上例，還有很多等功能代換結(jié)構(gòu)，只要采用本實(shí)用新型的技術(shù)思路的所有技術(shù)方案均屬本實(shí)用新型的保護(hù)范圍。
【主權(quán)項(xiàng)】
1.一種高抗扭矩油套管螺紋連接結(jié)構(gòu)，包括鋼管(I)和接箍(2)，在鋼管(I)的連接段設(shè)置有錐狀偏梯形管體外螺紋(11)，在接箍(2)的內(nèi)壁兩端均設(shè)置有與相對接的兩個鋼管(I)的外螺紋(11)相配合的錐狀偏梯形管體內(nèi)螺紋(21)，其特征是:在接箍(2)的內(nèi)壁中間部分設(shè)置有扭矩臺肩(22)，扭矩臺肩(22)的寬度與擰接深度相等，扭矩臺肩(22)的內(nèi)徑小于等于鋼管(I)的內(nèi)徑，所述接箍(2)的內(nèi)螺紋(21)與扭矩臺肩(22)的連接處設(shè)置有臺階退刀槽(23)，接箍(2)內(nèi)螺紋(21)的首尾兩端設(shè)有錐形密封面(24)，在接箍(2)的兩端口內(nèi)壁上設(shè)置有導(dǎo)向角(25)，在鋼管(I)的頂端設(shè)有倒角(12)，鋼管(I)和接箍(2)通過外螺紋(11)和內(nèi)螺紋(21)進(jìn)行嚙合上扣，接箍(2)的錐形密封面(24)與鋼管(I)外螺紋(11)接觸部分過盈配合，鋼管(I)的頂端端面與扭矩臺肩(22)的側(cè)面緊密貼合。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述高抗扭矩油套管螺紋連接結(jié)構(gòu)，其特征是:所述扭矩臺肩(22)的內(nèi)徑等于鋼管(I)的內(nèi)徑。
【專利摘要】一種高抗扭矩油套管螺紋連接結(jié)構(gòu)，包括鋼管和接箍，在鋼管的連接段設(shè)置有外螺紋，在接箍的內(nèi)壁兩端均設(shè)置有內(nèi)螺紋，在接箍的內(nèi)壁中間部分設(shè)置有扭矩臺肩，扭矩臺肩的內(nèi)徑小于等于鋼管的內(nèi)徑，所述接箍的內(nèi)螺紋與扭矩臺肩的連接處設(shè)置有臺階退刀槽，接箍內(nèi)螺紋的首尾兩端設(shè)有錐形密封面，在接箍的兩端口內(nèi)壁上設(shè)置有導(dǎo)向角，管體的頂端設(shè)有倒角，鋼管和接箍通過外螺紋和內(nèi)螺紋進(jìn)行嚙合上扣，接箍的錐形密封面與鋼管外螺紋接觸部分過盈配合，鋼管的頂端端面與扭矩臺肩的側(cè)面緊密貼合。本實(shí)用新型提高了螺紋的抗扭矩性能，避免螺紋過擰造成螺紋損傷，提高了油管柱的密封性能，增加了油管柱的使用壽命。
【IPC分類】E21B17/042
【公開號】CN205330561
【申請?zhí)枴緾N201620026503
【發(fā)明人】邱吉, 許才斌, 施太和, 馮玉明, 姚偉民, 敬磊
【申請人】江蘇常寶鋼管股份有限公司
【公開日】2016年6月22日
【申請日】2016年1月12日