專利名稱：作業(yè)油管螺紋連接結(jié)構(gòu)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實用新型涉及一種作業(yè)油管螺紋連接結(jié)構(gòu)。
背景技術(shù)：
油管管柱采用螺紋將單根油井管連接而成，管柱的螺紋連接部位是薄弱的關(guān)鍵環(huán) 節(jié)。在通用的API標(biāo)準(zhǔn)中，油管采用圓螺紋外加厚或不加厚的連接形式。這些連接形式在 保證管柱結(jié)構(gòu)完整性和密封完整性方面都存在一定的問題。例如，不加厚圓螺紋油管，其螺 紋連接強度只為管體強度的60% 80%，另外油氣中含有的硫化氫酸性成分會使普通API 油管發(fā)生緩慢的應(yīng)力腐蝕，導(dǎo)致油管在長期的使用過程中變形破壞。隨著石油工業(yè)的發(fā)展，尤其是深井、超深井、高壓氣井、定向井、酸性環(huán)境井的開 發(fā)，對石油油管的使用性能提出了更高的要求。具有API標(biāo)準(zhǔn)螺紋連接形式的油管和常規(guī) 特殊扣在許多情況下難以滿足生產(chǎn)需求。尤其某些油田區(qū)塊腐蝕環(huán)境惡劣，經(jīng)過反復(fù)酸化 和作為鉆桿使用后常規(guī)油管無法經(jīng)受，目前的油管扣型的抗扭矩能力和抗松動(振動)能 力等不能滿足油田使用要求。因而需要設(shè)計一種新型作業(yè)油管扣型，用于超深、超高壓和高 溫油氣井的測試、酸化、壓裂、井下作業(yè)、生產(chǎn)管柱完井工作和在特殊情況下作為小鉆桿使 用。
發(fā)明內(nèi)容針對現(xiàn)有技術(shù)中結(jié)構(gòu)上的不足，本實用新型的目的是提供一種油管特殊扣接頭， 以利于改善普通油管接頭抗過扭能力不佳，無法適用于較大的振動和過扭的井況。為實現(xiàn)上述目的，本實用新型采用的技術(shù)方案是提供一種作業(yè)油管螺紋連接結(jié) 構(gòu)，其中該結(jié)構(gòu)是一種直連型螺紋接頭，包括有一個管端部墩粗后帶有外螺紋的油管和 管端墩粗帶有內(nèi)螺紋的油管旋合擰接而成；所述油管的外螺紋和內(nèi)螺紋均為梯形錐螺紋， 所述內(nèi)、外螺紋上均設(shè)有直扭矩臺肩所構(gòu)成的主密封結(jié)構(gòu)，內(nèi)、外螺紋軸向過盈量為2. 5 10mmo所述墩粗后的油管管端的外徑大于該油管外徑4 15mm，墩粗部分和油管管子部 分的過渡圓弧半徑為20 50mm。所述梯形錐螺紋齒型的公端螺紋尾部設(shè)置有2 10mm長的圓柱直口退刀區(qū)，梯形 錐螺紋齒型的螺距為每英寸五牙或者每英寸六牙，公端螺紋齒高為1. 27 1. 575mm，母端 螺紋齒高為1. 32 1. 778mm，錐度為1 16。在所述公、母端螺紋長度的兩端設(shè)有上卸扣定位的扭矩臺肩，公端螺紋退刀處是 外扭矩臺肩，母螺紋退刀處是內(nèi)扭矩臺肩。所述內(nèi)、外扭矩臺肩與螺紋軸線的角度均為70 90度。本實用新型的效果是該結(jié)構(gòu)通過油管管端墩粗，增加完整螺紋的長度，使該扣型 油管連接結(jié)構(gòu)連接強度得以提高，可以達(dá)到管體強度的100%，改進(jìn)型的螺距和齒高設(shè)計更 能適合油管粗曠下井作業(yè)的特點，較小的螺紋過盈量設(shè)計保證了該作業(yè)油管在多次上卸扣過程中局部接觸應(yīng)力不會太大，不會發(fā)生粘扣現(xiàn)象。較厚的扭矩臺肩可以保證在過扭的情 況下接頭不受到破壞，提高接頭的抗松動能力。公母端內(nèi)孔平齊的設(shè)計使得油氣在傳送過 程中不會發(fā)生紊流現(xiàn)象，減小傳輸阻力。該結(jié)構(gòu)具有10次以上上卸扣不粘扣和抗松動能 力，用于超深、超高壓和高溫油氣井的測試、酸化、鉆探、井下作業(yè)、生產(chǎn)管柱完井工作和在 特殊情況作為小鉆桿使用。

圖1為本實用新型的油管連接結(jié)構(gòu)的示意圖；圖2為本實用新型的油管梯形螺紋的牙型結(jié)構(gòu)。A、油管公端B、油管母端C、外螺紋D、內(nèi)扭矩臺肩E、外扭矩臺肩a-梯形螺紋承載面角度 梯形螺紋導(dǎo)入面角度h_梯形螺紋高度
具體實施方式
結(jié)合附圖及實施例對本實用新型的作業(yè)油管螺紋連接結(jié)構(gòu)加以說明。本實用新型的作業(yè)油管螺紋連接結(jié)構(gòu)，該結(jié)構(gòu)包括有一個管端部墩粗后帶有外螺 紋的油管和管端墩粗帶有內(nèi)螺紋的油管旋合擰接而成；所述油管的外螺紋和內(nèi)螺紋均為 梯形錐螺紋，所述內(nèi)、外螺紋上均設(shè)有直扭矩臺肩所構(gòu)成的主密封結(jié)構(gòu)，螺紋軸向過盈量為 2. 5 10mm。所述墩粗后的油管管端的外徑大于該油管外徑4 15mm，墩粗部分和油管管 子部分的過渡圓弧半徑為20 50mm。所述梯形錐螺紋齒型的公端螺紋尾部設(shè)置有2 10mm長的圓柱直口退刀區(qū)，梯形 錐螺紋齒型的螺距為每英寸五牙或者每英寸六牙，公端螺紋齒高為1. 27 1. 575mm，母端 螺紋齒高為1.32 1.778mm，錐度為1 16。在所述公、母端螺紋長度的兩端設(shè)有上卸扣 定位的扭矩臺肩，公端螺紋退刀處是外扭矩臺肩，母螺紋退刀處是內(nèi)扭矩臺肩，所述內(nèi)、外 扭矩臺肩與螺紋軸線的角度均為70 90度。如圖1所示，該作業(yè)油管螺紋連接結(jié)構(gòu)包括油管公端A和油管母端B兩部分組成， 為直連型連接。所述油管端部墩粗，油管公端A加工在管端墩粗部分，由梯形的外螺紋C和 內(nèi)止扭矩臺肩D組成；油管母端B加工在管端墩粗部分，由梯形的內(nèi)螺紋和外止扭矩臺肩E 組成。油管梯形螺紋的牙型結(jié)構(gòu)如圖2所示，所述梯形螺紋導(dǎo)入面0為10 45度，承 載面a為0 5度，根據(jù)外徑規(guī)格的不同，公端螺紋齒高h(yuǎn)為1.27 1.575mm，螺距分別為 t = 4. 233或5. 08mm，螺紋錐度1 16。所述梯型內(nèi)螺紋的牙型角、導(dǎo)入面角度、承載面角 度、螺距、錐度均與外螺紋一致，齒高h(yuǎn)對應(yīng)分別為1. 32 1. 778mm。出廠前油管公端和油管母端都擰好保護(hù)帽的，運輸至油田，需要下井時一根油管 的公端與另一根油管的母端擰接進(jìn)行下井，形成密閉的油管柱直至幾千米深的采油氣層。 在擰接上扣過程中，油管公端A與油管母端B進(jìn)行旋合擰接，油管公端的梯形外螺紋C和母 端上的梯形內(nèi)螺紋旋緊配合在一起，直至開始發(fā)生過盈，產(chǎn)生一定的接觸應(yīng)力，最后當(dāng)油管 公端A和油管母端B的內(nèi)、外止扭矩臺肩接觸時，旋合扭矩立即快速上升到達(dá)設(shè)計的扭矩值 時自動停止旋合，為油管公端A和油管母端B之間提供準(zhǔn)確的擰接定位。而且由于扭矩臺 肩的厚度較后，所以過扭矩能力很強。過扭矩能力能達(dá)到最佳扭矩的2. 5倍以上。此時油管公端A和油管母端B能保證連接強度超過管體強度，并且在周期性震動載荷下，接頭不易 松動，而且容易擰接到位，減少作業(yè)時間。
權(quán)利要求一種作業(yè)油管螺紋連接結(jié)構(gòu)，其特征是該結(jié)構(gòu)是一種直連型螺紋接頭，包括有一個管端部墩粗后帶有外螺紋的油管和管端墩粗帶有內(nèi)螺紋的油管旋合擰接而成；所述油管的外螺紋和內(nèi)螺紋均為梯形錐螺紋，所述內(nèi)、外螺紋上均設(shè)有直扭矩臺肩所構(gòu)成的主密封結(jié)構(gòu)，內(nèi)、外螺紋軸向過盈量為2.5～10mm。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的作業(yè)油管螺紋連接結(jié)構(gòu)，其特征是所述墩粗后的油管管 端部的外徑大于該油管外徑4 15mm，墩粗部分和油管管子部分的過渡圓弧半徑為20 50mmo
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的作業(yè)油管螺紋連接結(jié)構(gòu)，其特征是所述梯形錐螺紋齒型的 公端螺紋尾部設(shè)置有2 10mm長的圓柱直口退刀區(qū)，梯形錐螺紋齒型的螺距為每英寸五牙 或者每英寸六牙，公端螺紋齒高為1. 27 1. 575mm,母端螺紋齒高為1. 32 1. 778mm,錐度 為 1 16。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的作業(yè)油管螺紋連接結(jié)構(gòu)，其特征是在所述公、母端螺紋長度 的兩端設(shè)有上卸扣定位的扭矩臺肩，公端螺紋退刀處是外扭矩臺肩，母螺紋退刀處是內(nèi)扭 矩臺肩。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的作業(yè)油管螺紋連接結(jié)構(gòu)，其特征是所述內(nèi)、外扭矩臺肩與螺 紋軸線的角度均為70 90度。
專利摘要本實用新型提供一種作業(yè)油管螺紋連接結(jié)構(gòu)，該結(jié)構(gòu)是一種直連型螺紋接頭，包括有一個管端部墩粗后帶有外螺紋的油管和管端墩粗帶有內(nèi)螺紋的油管旋合擰接而成；油管的外螺紋和內(nèi)螺紋均為梯形錐螺紋，內(nèi)、外螺紋上均設(shè)有直扭矩臺肩所構(gòu)成的主密封結(jié)構(gòu)，內(nèi)、外螺紋軸向過盈量為2.5～10mm。本實用新型的效果是該結(jié)構(gòu)通過油管管端墩粗，增加完整螺紋的長度，使該扣型油管連接結(jié)構(gòu)連接強度得以提高，達(dá)到管體強度的100％，保證了該作業(yè)油管在多次上卸扣過程中局部接觸應(yīng)力不會太大，不會發(fā)生粘扣現(xiàn)象，提高接頭的抗松動能力。該結(jié)構(gòu)具有10次以上上卸扣不粘扣和抗松動能力，用于超深、超高壓和高溫油氣井的測試、酸化、鉆探、井下作業(yè)、生產(chǎn)管柱完井工作和在特殊情況作為小鉆桿使用。
文檔編號E21B17/042GK201756919SQ20102025307
公開日2011年3月9日 申請日期2010年7月9日 優(yōu)先權(quán)日2010年7月9日
發(fā)明者史彬, 呂春莉, 吳稀勇, 屈強, 張軍, 徐志謙, 李毅, 柳玉偉, 梅麗, 王京, 王春河, 閆龍, 陳濤, 駱敬輝 申請人:天津鋼管集團(tuán)股份有限公司