CN115012845A - 一种浅层快装套管 - Google Patents

Abstract

本发明为一种浅层快装套管，涉及到石油开采辅助装备技术领域。本发明解决了套管对接作业中重量和管径大带来的对扣难、易错扣和粘扣，套管对接部位易应力集中导致破损的技术问题。本发明包括有套管筒体等；套管筒体的右端设置有连接母端，套管筒体的左端设置有连接公端，连接母端内部设置有限位部，连接母端内侧面与限位部之间滑动设置有限位连接筒，外螺纹连接部的左端设置有定位锁止件。本发明通过限位连接筒，便于连接母端和连接公端平直定位后，再完成对连接母端和连接公端的连接，通过连接母端与限位连接筒、限位连接筒与外螺纹连接部、定位钩与限位部三项之间的限位，完成连接母端和连接公端之间的对接安装，且便于应力分散。

Description

一种浅层快装套管

技术领域

本发明涉及石油开采辅助装备技术领域，尤其涉及一种浅层快装套管。

背景技术

目前国内油田使用的大直径浅层套管主要以API(美国石油学会)标准圆螺纹和普通5牙/英寸偏梯形螺纹接头产品为主；在现场下套作业中，由于吊环吊卡加套管悬重达到1～1.5吨，管径大、重量重、现场对扣难、易错扣和粘扣，造成下井速度慢且劳动强度大，影响下套管速度；并且为防备套管损坏，通常在下浅层套管过程中要备用一支套管，造成使用成本过高的问题，套管在使用过程中其对接部位易应力集中，导致其发生的受应力破损的现象。

针对在中石化胜利油田城中采油厂提出的“井口槽地下井工厂”的施工模式，对浅层套管的使用要求进一步提高，所以要考虑降低浅层套管使用成本，在满足浅层套管使用强度的前提下，增强套管的连接强度，并且需要提高套管的连接效率。

发明内容

本发明提供了一种具有快速定位功能的浅层快装套管，目的是解决套管对接作业中重量和管径大带来的对扣难、易错扣和粘扣，套管对接部位易应力集中导致破损的问题。

针对上述背景和技术问题，更为具体的技术实施方案是：一种浅层快装套管，包括有套管筒体，套管筒体的右端设置有连接母端，套管筒体的左端设置有连接公端，连接母端内部设置有限位部，连接母端与限位部之间形成限位滑槽，连接母端内侧面与限位部之间滑动设置有限位连接筒，限位连接筒左部位于限位滑槽内，限位连接筒内部开设有内螺纹，连接公端的左部为用于和限位连接筒螺纹配合的外螺纹连接部，外螺纹连接部的左端设置有定位锁止件，定位锁止件用于限位部和连接公端之间的定位与锁止，防止限位连接筒与外螺纹连接部螺纹配合失准。

进一步的是，连接母端和连接公端的外径相等且大于套管筒体的外径，限位连接筒的内螺纹为光滑硬质合金面，外螺纹连接部的外螺纹为粗糙硬质面。

进一步的是，连接母端的右端内侧边缘向左倒角呈倾斜面，连接公端与连接母端配合的台肩处，台肩的台阶边缘设置为与连接母端的倾斜面密封配合的凸台。

进一步的是，连接母端的内径由左向右逐渐减小，限位连接筒的最大外径由左向右逐渐减小，连接母端的内侧面与限位连接筒的外侧面倾斜角度相同。

进一步的是，限位部外侧面周向均匀开设有若干个安装滑槽和限位钩槽，安装滑槽位于相邻的限位钩槽左侧，且相邻的安装滑槽和限位钩槽连通，限位部最小直径小于套管筒体的内径，且限位部与套管筒体内壁渐变式衔接，限位钩槽的右部宽度为2H，限位钩槽的左部最大宽度为3H。

进一步的是，限位连接筒的左端内侧周向均匀设置有若干个限位齿，限位齿的右端顺时针方向边缘倒角呈倾斜结构，限位齿位于相邻的安装滑槽内。

进一步的是，定位锁止件包括有安装环，安装环限位转动设置在外螺纹连接部左端的内部，安装环上设置有端口间隙，安装环的左侧面周向固接有若干个定位钩，定位钩与限位钩槽限位滑动配合，安装环的内侧面设置为弧形，安装环的左侧面与限位部的右端面贴合，安装环内侧面的左侧边缘与限位部的右端面内侧边缘贴合，安装环内侧面的右侧边缘与套管筒体的内侧面贴合。

进一步的是，定位钩的左部设置为梯形，定位钩的梯形部最大宽度为2H，定位钩的右部为连接柱，定位钩上连接柱的逆时针侧面与其上梯形逆时针方向的边缘相邻，定位钩的连接柱宽度为H。

进一步的是，定位钩的梯形部通过限位齿与限位钩槽的左部紧密配合，定位钩的连接柱通过限位齿与限位钩槽的右部紧密配合。

进一步的是，还包括有密封环，密封环设置在连接母端的右部内侧，密封环位于台肩与限位连接筒之间，密封环为耐磨软性材质。

本发明具有如下优点：本发明通过滑动设置的限位连接筒，便于连接母端和连接公端平直定位后，再通过外螺纹连接部和限位连接筒的螺纹配合，完成对连接母端和连接公端的连接，防止外螺纹连接部和限位连接筒螺纹配合时错扣和对扣失败，通过连接母端与限位连接筒之间的限位，限位连接筒受到向内的挤压力，同样限位连接筒受到压力加强与外螺纹连接部之间的挤压力，限位连接筒与外螺纹连接部螺纹配合更为紧密，与此同时通过限位齿使定位钩与限位钩槽之间形成限位，使外螺纹连接部与限位部之间形成左右轴向和周向上的限位，综上通过连接母端与限位连接筒、限位连接筒与外螺纹连接部、定位钩与限位部三项之间的限位，完成连接母端和连接公端之间的对接安装，同时将套管工作中所受的应力进行分散，平均施加到连接母端和连接公端上，通过限位连接筒与密封环的接触，增大密封环的形变，使密封环对连接母端与连接公端之间缝隙的封堵更为紧密。

附图说明

图1为本发明的立体结构示意图。

图2为本发明的连接母端立体结构剖面图。

图3为本发明的限位连接筒立体结构剖面图。

图4为本发明的限位部立体结构示意图。

图5为本发明的连接公端和定位锁止件立体结构示意图。

图6为本发明的限位部和定位锁止件立体结构放大图。

图7为本发明的连接母端与连接公端配合的立体结构剖面图。

图中附图标记的含义：1-套管筒体，2-连接母端，21-限位滑槽，3-连接公端，31-台肩，4-限位部，41-安装滑槽，42-限位钩槽，5-限位连接筒，6-限位齿，7-外螺纹连接部，8-安装环，9-定位钩，10-密封环。

具体实施方式

在本文中提及实施例意味着，结合实施例描述的特定特征、结构或特性可以包含在本发明的至少一个实施例中。在说明书中的各个位置出现该短语并不一定均是指相同的实施例，也不是与其它实施例互斥的独立的或备选的实施例。本领域技术人员显式地和隐式地理解的是，本文所描述的实施例可以与其它实施例相结合。

实施例1

一种浅层快装套管，如图1-图7所示，包括有套管筒体1，套管筒体1的右端设置有用于套管连接的连接母端2，套管筒体1的左端设置有用于套管连接的连接公端3，套管筒体1、连接母端2和连接公端3为一体件，连接母端2内部设置有限位部4，连接母端2与限位部4之间形成限位滑槽21，连接母端2内侧面与限位部4之间滑动设置有限位连接筒5，限位连接筒5用于连接母端2和连接公端3配合限位，限位连接筒5左部位于限位滑槽21内，限位连接筒5内部开设有内螺纹，连接公端3的左部为用于和限位连接筒5螺纹配合的外螺纹连接部7，限位连接筒5与外螺纹连接部7螺纹配合用于套管的连接，外螺纹连接部7的左端设置有用于限位部4和连接公端3之间的定位与锁止的定位锁止件，定位锁止件与限位部4配合，防止限位连接筒5与外螺纹连接部7螺纹配合失准。

本发明由套管筒体1、连接母端2和连接公端3形成完整筒体结构，且通过在连接母端2内滑动设置的限位连接筒5，便于连接母端2和连接公端3之间先平直定位再螺纹配合完成固定，在两个套管的对接安装过程中，操作人员首先使上侧套管的连接公端3对接下侧套管的连接母端2，连接公端3与连接母端2对接平直后旋转上侧的套管，当操作人员无法转动上侧套管时证明两个套管完成了对接安装，在连接母端2和连接公端3之间的平直定位过程中，外螺纹连接部7的定位锁止件首先与限位部4完成定位配合，在外螺纹连接部7顺时针转动通过螺纹配合带动限位连接筒5向右移动时，定位锁止件与限位部4完成锁止，至此完成限位部4与外螺纹连接部7的定位和锁止，当外螺纹连接部7通过螺纹配合带动限位连接筒5向右移动至极限位置后，外螺纹连接部7和连接母端2通过中间的限位连接筒5限位配合，完成两个套管筒体1的安装。

实施例2

在实施例1的基础之上，如图1、图2和图5所示，连接母端2和连接公端3的外径相等且大于套管筒体1的外径，由于套管的端口连接处受应力影响易发生破裂，为保证其支撑强度并且便于零件的加工，将连接母端2和连接公端3的壁厚加宽，防止应力的过度集中导致套管泄露，限位连接筒5的内螺纹为光滑硬质合金面，外螺纹连接部7的外螺纹为粗糙硬质面，通过限位连接筒5光滑的内螺纹与外螺纹连接部7粗糙的外螺纹配合，防止粘扣情况的发生。

连接母端2的右端内侧边缘向左倒角呈倾斜面，通过连接母端2的倾斜面便于连接公端3进入，连接公端3与连接母端2配合的台肩31处，台肩31的台阶边缘设置为与连接母端2的倾斜面密封配合的凸台，连接母端2的倾斜面与台肩31的凸台配合形成密封。

在连接公端3和连接母端2的对接过程中，为便于连接公端3进入连接母端2，且增大连接公端3与连接母端2之间的密封面积，将连接母端2的右端内侧边缘向左倒角呈倾斜面，且连接公端3与连接母端2配合的台肩31处，台肩31的台阶边缘设置为与连接母端2的倾斜面密封配合的凸台，连接公端3和连接母端2对接时，连接母端2的倾斜面便于连接公端3进入，连接母端2的右端与台肩31配合后，台肩31的凸台与连接母端2的倾斜面紧密贴合完成更好效果的密封。

如图2所示，连接母端2的内径由左向右逐渐减小，限位连接筒5的最大外径由左向右逐渐减小，连接母端2的内侧面与限位连接筒5的外侧面倾斜角度相同。

连接母端2需对其内部滑动设置的限位连接筒5进行限位，以此在连接公端3与限位连接筒5形成螺纹限位后，通过连接母端2与限位连接筒5的限位，间接完成对连接母端2与连接公端3的限位连接，并且限位连接筒5在连接母端2与连接公端3之间，限位连接筒5位置越向右其与连接母端2和连接公端3配合越紧密，连接母端2与连接公端3完成平直对接定位后，再通过旋转连接公端3带动限位连接筒5与连接母端2形成限位固定关系，因此不会发生螺纹对扣失败和错扣的情况，并且限位连接筒5与连接母端2的配合减小了套管受力时，外螺纹连接部7与限位连接筒5之间螺纹配合应力集中情况的发生。

如图4和图6所示，限位部4外侧面周向均匀开设有若干个相连通的安装滑槽41和限位钩槽42，安装滑槽41位于相邻的限位钩槽42左侧，限位部4最小直径小于套管筒体1的内径，且限位部4与套管筒体1内壁渐变式衔接，加宽限位部4厚度增强其工作强度的同时，在套管的工作中减少限位部4对流动液体的阻力，限位钩槽42的右部宽度为2H，限位钩槽42的左部最大宽度为3H。

如图3和图6所示，限位连接筒5的左端内侧周向均匀焊接有若干个限位齿6，限位齿6的右端顺时针方向边缘倒角呈倾斜结构，限位齿6位于相邻的安装滑槽41内，限位连接筒5通过限位齿6沿限位部4的外侧部移动。

如图5和图7所示，定位锁止件包括有安装环8，安装环8限位转动设置在外螺纹连接部7左端的内部，安装环8上设置有端口间隙，端口间隙便于将安装环8安装至外螺纹连接部7，安装环8的左侧面周向焊接有若干个定位钩9，定位钩9与限位钩槽42限位滑动配合，用于限位部4和外螺纹连接部7的连接，安装环8的内侧面设置为弧形，安装环8的左侧面与限位部4的右端面贴合，安装环8内侧面的左侧边缘与限位部4的右端面内侧边缘贴合，以此使安装环8的内侧面与限位部4的内侧面形成弧形衔接，防止套管内流动液体的冲刷时应力集中，安装环8内侧面的右侧边缘与套管筒体1的内侧面贴合，安装环8与套管筒体1弧形平滑衔接防冲刷和应力集中。

如图6所示，定位钩9的左部设置为梯形，定位钩9的梯形分别与限位齿6和限位钩槽42相配合，定位钩9的梯形部最大宽度为2H，定位钩9的右部为连接柱，定位钩9上连接柱的逆时针侧面与其上梯形逆时针方向的边缘相邻，定位钩9的连接柱宽度为H，定位钩9的梯形部通过限位齿6与限位钩槽42的左部紧密配合，定位钩9的连接柱通过限位齿6与限位钩槽42的右部紧密配合。

在连接母端2与连接公端3进行平直对接时，通过定位锁止件辅助其二者的定位，连接公端3向连接母端2插接时，外螺纹连接部7通过安装环8使定位钩9分别插接进入限位钩槽42内，定位钩9的宽度恰好沿限位钩槽42右部进入，并且在旋转连接公端3时，外螺纹连接部7通过安装环8带动定位钩9顺时针向限位钩槽42内钩锁，定位钩9顺时针的左部向限位钩槽42左部进入，同时配合向右移动的限位连接筒5，限位连接筒5带动限位齿6向右插接，限位齿6沿安装滑槽41向限位钩槽42内滑动，限位齿6与定位钩9接触后会继续推动其完成与限位钩槽42的配合，并且在限位连接筒5向右移动至极限位置后，此时限位齿6宽度已配合定位钩9的宽度于限位钩槽42处完成紧密的限位配合，通过定位钩9配合安装环8，完成了限位部4与外螺纹连接部7于左右轴向和周向的限位，左右轴向的限位增强了连接母端2与连接公端3周向连接强度，同时分摊了套管轴向受力时的应力集中情况，周向限位防止外螺纹连接部7左端在限位连接筒5的作用下内凹。

实施例3

在实施例2的基础之上，如图2和图7所示，还包括有密封环10，密封环10安装在连接母端2的右部内侧，密封环10位于台肩31与限位连接筒5之间，为增强连接母端2与连接公端3之间的密封效果，通过密封环10封堵台肩31与连接母端2之间的缝隙，密封环10为耐磨软性材质，搭配限位连接筒5与密封环10的接触和挤压，增大密封环10的形变，进而使密封环10对连接母端2与连接公端3之间缝隙的封堵更为紧密。

以上公开的本发明优选实施例只是用于帮助阐述本发明。优选实施例并没有详尽叙述所有的细节，也不限制该发明仅为的具体实施方式。显然，根据本说明书的内容，可作很多的修改和变化。本说明书选取并具体描述这些实施例，是为了更好地解释本发明的原理和实际应用，从而使所属技术领域技术人员能很好地理解和利用本发明。本发明仅受权利要求书及其全部范围和等效物的限制。

Claims (10)

1.一种浅层快装套管，其特征是：包括有套管筒体（1），套管筒体（1）的右端设置有连接母端（2），套管筒体（1）的左端设置有连接公端（3），连接母端（2）内部设置有限位部（4），连接母端（2）与限位部（4）之间形成限位滑槽（21），连接母端（2）内侧面与限位部（4）之间滑动设置有限位连接筒（5），限位连接筒（5）左部位于限位滑槽（21）内，限位连接筒（5）内部开设有内螺纹，连接公端（3）的左部为用于和限位连接筒（5）螺纹配合的外螺纹连接部（7），外螺纹连接部（7）的左端设置有定位锁止件，定位锁止件用于限位部（4）和连接公端（3）之间的定位与锁止，防止限位连接筒（5）与外螺纹连接部（7）螺纹配合失准。

2.按照权利要求1所述的一种浅层快装套管，其特征是：连接母端（2）和连接公端（3）的外径相等且大于套管筒体（1）的外径，限位连接筒（5）的内螺纹为光滑硬质合金面，外螺纹连接部（7）的外螺纹为粗糙硬质面。

3.按照权利要求1所述的一种浅层快装套管，其特征是：连接母端（2）的右端内侧边缘向左倒角呈倾斜面，连接公端（3）与连接母端（2）配合的台肩（31）处，台肩（31）的台阶边缘设置为与连接母端（2）的倾斜面密封配合的凸台。

4.按照权利要求1所述的一种浅层快装套管，其特征是：连接母端（2）的内径由左向右逐渐减小，限位连接筒（5）的最大外径由左向右逐渐减小，连接母端（2）的内侧面与限位连接筒（5）的外侧面倾斜角度相同。

5.按照权利要求1所述的一种浅层快装套管，其特征是：限位部（4）外侧面周向均匀开设有若干个安装滑槽（41）和限位钩槽（42），安装滑槽（41）位于相邻的限位钩槽（42）左侧，且相邻的安装滑槽（41）和限位钩槽（42）连通，限位部（4）最小直径小于套管筒体（1）的内径，且限位部（4）与套管筒体（1）内壁渐变式衔接，限位钩槽（42）的右部宽度为2H，限位钩槽（42）的左部最大宽度为3H。

6.按照权利要求5所述的一种浅层快装套管，其特征是：限位连接筒（5）的左端内侧周向均匀设置有若干个限位齿（6），限位齿（6）的右端顺时针方向边缘倒角呈倾斜结构，限位齿（6）位于相邻的安装滑槽（41）内。

7.按照权利要求6所述的一种浅层快装套管，其特征是：定位锁止件包括有安装环（8），安装环（8）限位转动设置在外螺纹连接部（7）左端的内部，安装环（8）上设置有端口间隙，安装环（8）的左侧面周向固接有若干个定位钩（9），定位钩（9）与限位钩槽（42）限位滑动配合，安装环（8）的内侧面设置为弧形，安装环（8）的左侧面与限位部（4）的右端面贴合，安装环（8）内侧面的左侧边缘与限位部（4）的右端面内侧边缘贴合，安装环（8）内侧面的右侧边缘与套管筒体（1）的内侧面贴合。

8.按照权利要求7所述的一种浅层快装套管，其特征是：定位钩（9）的左部设置为梯形，定位钩（9）的梯形部最大宽度为2H，定位钩（9）的右部为连接柱，定位钩（9）上连接柱的逆时针侧面与其上梯形逆时针方向的边缘相邻，定位钩（9）的连接柱宽度为H。

9.按照权利要求8所述的一种浅层快装套管，其特征是：定位钩（9）的梯形部通过限位齿（6）与限位钩槽（42）的左部紧密配合，定位钩（9）的连接柱通过限位齿（6）与限位钩槽（42）的右部紧密配合。

10.按照权利要求3所述的一种浅层快装套管，其特征是：还包括有密封环（10），密封环（10）设置在连接母端（2）的右部内侧，密封环（10）位于台肩（31）与限位连接筒（5）之间，密封环（10）为耐磨软性材质。

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