CN104373057A - 一种低压气田水平井用气密封螺纹接头套管 - Google Patents

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王建东
李建民
冯耀荣
朱天寿
胡福源
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China National Petroleum Corp
CNPC Tubular Goods Research Institute
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China National Petroleum Corp
CNPC Tubular Goods Research Institute
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    • E21—EARTH DRILLING; MINING
    • E21B—EARTH DRILLING, e.g. DEEP DRILLING; OBTAINING OIL, GAS, WATER, SOLUBLE OR MELTABLE MATERIALS OR A SLURRY OF MINERALS FROM WELLS
    • E21B17/00—Drilling rods or pipes; Flexible drill strings; Kellies; Drill collars; Sucker rods; Cables; Casings; Tubings
    • E21B17/02—Couplings; joints
    • E21B17/08—Casing joints

Abstract

本发明公开一种低压气田水平井用气密封螺纹接头套管，包括管体和连接在管体两端与管体为一体的内螺纹接头和外螺纹接头，内螺纹接头和外螺纹接头上设置有远离外螺纹接头扭矩台肩的密封结构，所述密封结构为外螺纹为锥面对应内螺纹为球面；密封结构型式采用外螺纹锥面对内螺纹球面，密封表面采用与螺纹等螺距的螺旋形处理，增加接触长度和接触压力，且在上扣过程中具有良好抗粘扣和拉伸下的密封作用，且密封位置远离台肩，具有密封可靠，防止密封面损伤和高抗压缩的特点。

Description

一种低压气田水平井用气密封螺纹接头套管
技术领域
本发明涉及完井生产套管柱，具体涉及一种低压气田水平井用气密封螺纹接头套管。
背景技术
中国低压气田面积大，低压(储层压力小于70MPa)，单井产量低。为有效开发该气田，主要采用水平井增大储层接触面积和多级分段体积压裂。设计满足该气田的螺纹接头套管是降低开发成本的有效措施之一。
目前采用带台肩和密封面的特殊螺纹接头套管存在几个如下显著缺点：
1)采用偏梯螺纹，导向面小间隙，不易对扣且上扣易粘扣；
2)螺纹承载面采用负角度，加工效率低成本高，不满足该气田低成本要求；
3)螺纹承载面和导向面接触，齿顶和齿底平行管体轴线，难于检测；
4)密封表面采用光洁面，接触长度短及压力低，拉伸下易于分离；密封位置靠近台肩(3～4mm)，在吊装和对扣中易发生损伤。
5)台肩采用负角度结构，现场不易清洗。
发明内容
本发明的目的克服现有技术缺项，提供一种现场易于上扣、清洗和检测方便，对密封面有良好保护作用的低压气田水平井用气密封螺纹接头套管。
为了实现上述目的，本发明采用的技术方案如下：
一种低压气田水平井用气密封螺纹接头套管，包括管体和连接在管体两端与管体为一体的内螺纹接头和外螺纹接头，内螺纹接头和外螺纹接头上设置有远离外螺纹接头扭矩台肩的主密封结构，所述主密封结构外螺纹为锥面、对应内螺纹为球面，密封表面为与内外螺纹等螺距的螺旋形。
所述内螺纹接头和外螺纹接头的螺纹导向面角度大于45°。
所述内螺纹接头和外螺纹接头的螺纹承载面角度为零度。
所述密封结构距离扭矩台肩6～9mm。
内螺纹接头和外螺纹接头上扣后，两导向面间隙为0.06～0.13mm。
所述内螺纹扭矩台肩为直角台肩。
所述主密封螺旋面中径母线与内、外螺纹接头螺纹中径母线夹角为5～20°。
本发明具有以下优点：
本发明的低压气田水平井用气密封螺纹接头套管，密封结构型式采用外螺纹锥面对内螺纹球面，且密封位置远离台肩，密封表面采用与螺纹等螺距的螺旋形处理，增加接触长度和接触压力，且在上扣过程中具有良好抗粘扣和拉伸下的密封作用，具有密封可靠，防止密封面损伤和高抗压缩的特点。
进一步，螺纹采用大导向面和上扣后大间隙，现场操作易对扣和抗粘扣能力。
附图说明
图1本发明的结构示意图；
图2本发明中密封面表面螺旋面形式示意图。
具体实施方式
以下结合附图对本发明内容进行详细描述：
本发明结构示意图如图1和图2，本发明提供了一种保证气井安全高效开发的特殊螺纹接头套管，包括管体和连接在管体两端与管体为一体的内螺纹接头和外螺纹接头，内螺纹接头和外螺纹接头上设置有远离外螺纹接头扭矩台肩的密封结构，所述密封结构为外螺纹为锥面对应内螺纹为球面，密封表面为与内外螺纹等螺距的螺旋形。内螺纹接头和外螺纹接头上扣后密封表面螺旋面形式形成有效密封接触，所述内螺纹接头和外螺纹接头的螺纹承导向面4-1角度大于45°，大导向面间隙，易于对扣和螺纹脂流动。
所述内螺纹接头和外螺纹接头的螺纹承载面角度为零度。
所述密封结构距离扭矩台肩6～9mm；内螺纹接头和外螺纹接头上扣后，两导向面间隙为0.06～0.13mm；所述内螺纹扭矩台肩为直角台肩。
表1和表2为本发明的部件组成及优点：
表1螺纹结构组成及功能
表2内外密封面表面结构特征
可根据具体工况的要求，选用不同规格的该密封特殊螺纹接头套管。采用数控机床加工。接箍与管体同钢级或高一个钢级，内螺纹磷化厚度15～25um。上扣时两端均匀涂抹API螺纹脂，夹持接箍中部，工厂端采用最大扭矩上扣，现场端采用最佳扭矩上扣。

Claims (7)

1.一种低压气田水平井用气密封螺纹接头套管，其特征在于：包括管体和连接在管体两端与管体为一体的内螺纹接头和外螺纹接头，内螺纹接头和外螺纹接头上设置有远离外螺纹接头扭矩台肩(1)的主密封结构(2)，所述主密封结构外螺纹为锥面、对应内螺纹为球面，密封表面为与内外螺纹等螺距的螺旋形。
2.根据权利要求1所述的低压气田水平井用气密封螺纹接头套管，其特征在于：所述内螺纹接头和外螺纹接头的螺纹导向面(4-1)角度大于45°。
3.根据权利要求1所述的低压气田水平井用气密封螺纹接头套管，其特征在于：所述内螺纹接头和外螺纹接头的螺纹承载面(4-2)角度为零度。
4.根据权利要求2或3所述的低压气田水平井用气密封螺纹接头套管，其特征在于：所述密封结构距离扭矩台肩(1)6～9mm。
5.根据权利要求2或3所述的低压气田水平井用气密封螺纹接头套管，其特征在于：内螺纹接头和外螺纹接头上扣后，两导向面间隙为0.06～0.13mm。
6.根据权利要求2或3所述的低压气田水平井用气密封螺纹接头套管，其特征在于：所述内螺纹扭矩台肩(1)为直角台肩。
7.根据权利要求2或3所述的低压气田水平井用气密封螺纹接头套管，其特征在于：所述主密封螺旋面中径母线(2-2)与内、外螺纹接头螺纹中径母线(2-1)夹角为5～20°。
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