CN202832262U

CN202832262U - 宽台阶套管接头

Info

Publication number: CN202832262U
Application number: CN 201220378476
Authority: CN
Inventors: 潘志勇; 韩礼红; 谢斌; 王建军; 王航; 宋生印; 秦长毅; 冯耀荣; 田志华
Original assignee: China National Petroleum Corp; China Petroleum and Natural Gas Co Ltd; CNPC Tubular Goods Research Institute
Current assignee: China National Petroleum Corp; China Petroleum and Natural Gas Co Ltd; CNPC Tubular Goods Research Institute
Priority date: 2012-07-31
Filing date: 2012-07-31
Publication date: 2013-03-27
Anticipated expiration: 2022-07-31

Abstract

本实用新型公开了一种宽台阶套管接头，属于石油、天然气钻井领域。该宽台阶套管接头包括第一套管端及第二套管端，第一套管端设有接箍，接箍设有内螺纹和凸肩，第二套管端包括连接部和管体，连接部设有外螺纹；台肩的面向内螺纹的第一侧面为台肩面；其中，连接部的设有外螺纹处的截面积比管体的截面积大25～40%，连接部的端面为可操作地与台肩面相互抵顶的抵挡面。本实用新型的宽台阶套管接头的连接部加厚，因此具有较宽的抵挡面，且接箍具有凸起的台肩面，保证了抵挡面和台肩面的接触面积，具有好的密封性能；此外，只需加工API偏梯形螺纹，并对连接部加厚和在接箍内设凸起的台肩面，加工简单，生产成本低，在普通数控车床上就能加工。

Description

宽台阶套管接头

技术领域

本实用新型涉及石油、天然气钻井领域，特别涉及一种宽台阶套管接头。

背景技术

套管柱是油气田勘探开发中的重要组成部分，对油气井的开发有重要作用。套管柱是由一根根的石油套管通过螺纹连接起来的长数千米的高压容器，螺纹连接处即为接头。稠油是一种高黏度重质原油，目前主要采用热力进行开采。开采工艺是将高温高压水蒸汽注入井下后闷井待稠油变稀后抽出，由于材料受高温蠕变的影响，套管柱在水蒸汽注入阶段受到轴向压力，而在抽油阶段受到轴向拉力。因此稠油开采过程中，要求接头具有良好的密封性能。然而，目前接头大多数采用的是API螺纹连接，API螺纹包括API圆螺纹或者API偏梯形螺纹。

API圆螺纹密封性能较好，但抵抗拉伸和压缩的能力差，而且在受到拉伸和压缩载荷时圆螺纹接头的密封性能下降很快；API偏梯形螺纹抵抗拉伸和压缩的能力强，但密封性能较差，所以API圆螺纹和偏梯形螺纹接头在稠油开采中的使用受到限制。由此，世界大石油公司或钢管厂研发了多种带主密封面和密封台肩的特殊螺纹接头，但此类特殊螺纹接头价格昂贵，且主密封面的加工精度要求很高，一般精度的数控车床满足不了要求，因此生产加工困难。

实用新型内容

为了解决上述API圆螺纹抵抗拉伸和压缩的能力差，API偏梯形螺纹密封性能差，带主密封面的特殊螺纹接头的加工要求高、生产加工困难及成本高的问题，本实用新型实施例提供了一种宽台阶套管接头。技术方案如下：

一方面，提供了一种宽台阶套管接头，其包括第一套管端及第二套管端，第一套管端设有连接第二套管端的接箍，接箍的内壁设有为API偏梯形螺纹的内螺纹，第二套管端包括与接箍连接的连接部，连接部的外周设有为API偏梯形螺纹的外螺纹；接箍的内壁面还凸设有一个台肩，台肩的面向内螺纹的第一侧面为台肩面；第二套管端还包括与连接部连接的管体，其中，连接部的设有外螺纹处的截面积比管体的截面积大25~40%，连接部的端面为可操作地与台肩面相互抵顶的抵挡面。

进一步地，台肩的顶面处的内径等于第二套管端的内径。

进一步地，台肩面为倾斜面，且台肩面与垂直于第一套管端的轴线的平面之间的夹角范围为-0.5~0.3°；抵挡面为倾斜面，且抵挡面与台肩面平行。

进一步地，接箍的内壁还设有一个连接内螺纹和台肩面的过渡段。

进一步地，过渡段沿着第二套管端的轴线方向的长度范围为21~25mm。

进一步地，连接部的外周面还依次设有第一圆锥面、与第一圆锥面连接的第二圆锥面及与第二圆锥面连接的柱面，柱面与外螺纹连接。

进一步地，第二圆锥面的倾斜角度大于第一圆锥面的倾斜角度。

进一步地，抵挡面与连接部的外周面之间为一个过渡圆角连接，且过渡圆角与第一圆锥面连接。

进一步地，接箍的内壁还设有一信号槽，台肩还包括与台肩面相对的第二侧面，信号槽与台肩的第二侧面交接。

进一步地，信号槽沿着平行第一套管端的轴线方向的长度范围为13~16mm，且信号槽的底面距离台肩的顶面之间的距离范围为2.5~2.8mm。

本实用新型实施例提供的技术方案带来的有益效果是：克服了现有API圆螺纹抵抗拉伸和压缩的能力差，API偏梯形螺纹密封性能差，带主密封面的特殊螺纹接头的加工要求高、生产加工困难及成本高的问题。具体地，本实用新型的宽台阶套管接头的第二套管端的连接部加厚，因此具有较宽的抵挡面，且接箍具有凸起的台肩面，因此，当本实用新型的宽台阶套管接头受到轴向压缩时抵挡面和台肩面完全接触而且接触压力不会过高，当本实用新型的宽台阶套管接头受到轴向拉伸时抵挡面和台肩面仍有部分接触，所以对于高温高压水蒸气具有好的气密封性能；再结合接箍内螺纹和第二套管端的外螺纹的API偏梯形螺纹的联合作用下对稠油具有很好的密封性能。此外，只需加工API偏梯形螺纹，并对连接部加厚和在接箍内设凸起的台肩面，加工简单，生产成本低，在普通数控车床上就能加工，具有广泛的应用前景。

附图说明

为了更清楚地说明本实用新型实施例中的技术方案，下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本实用新型的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1是本实用新型实施例提供的宽台阶套管接头的结构示意图；

图2是图1中接箍的结构示意图；以及

图3是图1中的套管的结构示意图。

具体实施方式

为使本实用新型的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合附图对本实用新型实施方式作进一步地详细描述。

参见图1，本实用新型实施例提供了一种宽台阶套管接头，其包括相互套接的第一套管端（未标号）和第二套管端2。其中，第一套管端设有用于连接第二套管端2的接箍1。

请结合参照图2，接箍1的内壁设有内螺纹11、连接内螺纹11的柱面过渡面13、由柱面过渡面13凸出延伸的台肩15及一个信号槽17。内螺纹11为API偏梯形螺纹。台肩15的面向柱面过渡面13的第一侧面为台肩面14，优选地，台肩面14和柱面过渡面13之间通过圆角141连接。优选地，台肩面14为倾斜面，且与垂直于第一套管端的轴线的平面之间的夹角范围为-0.5~0.3°。信号槽17连接台肩15的与台肩面14相对的第二侧面，该信号槽17在套管柱作电磁检测时用于准确定位。信号槽17沿着平行第一套管端的轴线方向的长度（即是信号槽17的宽度）范围为13~16mm，且信号槽17的底面距离台肩15的顶面（即是信号槽17的深度）之间的距离范围为2.5~2.8mm。优选地，台肩15的顶面处的内径等于第二套管端2的内径。

显然地，在其它实施方式中，接箍1也可以是单独的一个连接相邻两个套管的连接零件，当接箍1是一个单独的连接零件时，接箍1的每一端的内壁分别设有上述的内螺纹11、柱面过渡面13、台肩15。

请结合参照图3，第二套管端2包括与接箍1连接的连接部27及管体28。连接部27的端面为与接箍1的台肩面14平行、且可相互抵顶的抵挡面21，且该抵挡面21与连接部27的外周面之间为过渡圆角22连接。连接部27的外周面设有外螺纹25，且该外螺纹25为API偏梯形螺纹。连接部27的抵挡面21与外螺纹25之间的区域为过渡段3，且该过渡段3沿着所述第二套管端2的轴线方向的长度范围为21~25mm，这样，较长的过渡段3使得本实用新型的石油管套接头在承受拉伸和压缩时抵挡面21的接触压力更均匀。优选地，在本实施方式中，该过渡段3包括与过渡圆角22连接的第一圆锥面23、与第一圆锥面23连接的第二圆锥面24及与第二圆锥面24连接的柱面29；其中，第二圆锥面24的倾斜角度大于第一圆锥面23的倾斜角度，在本实施方式中，抵挡面21与柱面29和外螺纹25的交接处（最近的外螺纹25）的距离为21~25mm之间。优选地，抵挡面21为倾斜面，且与台肩面14平行。优选地，连接部27进行了外加厚处理，且此时，连接部27的设有外螺纹25处的截面积比管体28的截面积大25~40%，以增强了本实用新型的石油管套接头的抵抗变形的能力，并同时也能增大了抵挡面21的面积。

请再次参照图1，当需要将第二套管端2和第一套管端连接时，第二套管端2的连接部27安装在第一套管端的接箍1内。此时，接箍1内螺纹11和第二套管端2的外螺纹25螺纹连接，且接箍1的台肩面14与第二套管端2的抵挡面21相互抵顶。由于台肩15的顶面处的内径等于第二套管端2的内径，因此，当抵挡面21与台肩面14相互抵顶时，台肩15的顶面与第二套管端2的内部平齐，这样避免了由于几何差异可能导致的应力集中和应力腐蚀。

本实用新型的宽台阶套管接头的第二套管端2的连接部27加厚，因此具有较宽的抵挡面21，且接箍1具有凸起的台肩面14，因此，当本实用新型的宽台阶套管接头受到轴向压缩时抵挡面21和台肩面14完全接触而且接触压力不会过高，当本实用新型的宽台阶套管接头受到轴向拉伸时抵挡面21和台肩面14仍有部分接触，所以对于高温高压水蒸气具有很好的气密封性能；再结合接箍1内螺纹11和第二套管端2的外螺纹25的API偏梯形螺纹的联合作用下对稠油具有好的密封性能。此外，只需加工API偏梯形螺纹，并对连接部27加厚和在接箍1内设凸起的台肩面14，加工简单，生产成本低，在普通数控车床上就能加工，具有广泛的应用前景。

以上所述仅为本实用新型的较佳实施例，并不用以限制本实用新型，凡在本实用新型的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。

Claims

1.一种宽台阶套管接头，其包括第一套管端及第二套管端（2），所述第一套管端设有连接所述第二套管端（2）的接箍（1），所述接箍（1）的内壁设有为API偏梯形螺纹的内螺纹（11），所述第二套管端（2）包括与所述接箍（1）连接的连接部（27），所述连接部（27）的外周设有为API偏梯形螺纹的外螺纹（25）；

其特征在于，所述接箍（1）的内壁面还凸设有一个台肩（15），所述台肩（15）的面向所述内螺纹（11）的第一侧面为台肩面（14）；

所述第二套管端（2）还包括与所述连接部（27）连接的管体（28），其中，所述连接部（27）的设有所述外螺纹（25）处的截面积比所述管体（28）的截面积大25~40%，所述连接部（27）的端面为可操作地与所述台肩面（14）相互抵顶的抵挡面（21）。

2.根据权利要求1所述的宽台阶套管接头，其特征在于，所述台肩（15）的顶面处的内径等于所述第二套管端（2）的内径。

3.根据权利要求1所述的宽台阶套管接头，其特征在于，所述台肩面（14）为倾斜面，且所述台肩面（14）与垂直于所述第一套管端的轴线的平面之间的夹角范围为-0.5~0.3°；所述抵挡面（21）为倾斜面，且所述抵挡面（21）与所述台肩面（14）平行。

4.根据权利要求1所述的宽台阶套管接头，其特征在于，所述接箍（1）的内壁还设有一个连接所述内螺纹（11）和所述台肩面（14）的过渡段（3）。

5.根据权利要求4所述的宽台阶套管接头，其特征在于，所述过渡段（3）沿着所述第二套管端（2）的轴线方向的长度范围为21~25mm。

6.根据权利要求4所述的宽台阶套管接头，其特征在于，所述连接部（27）的外周面还依次设有第一圆锥面（23）、与所述第一圆锥面（23）连接的第二圆锥面（24）及与所述第二圆锥面（24）连接的柱面（29），所述柱面（29）与所述外螺纹（25）连接。

7.根据权利要求6所述的宽台阶套管接头，其特征在于，所述第二圆锥面（24）的倾斜角度大于所述第一圆锥面（23）的倾斜角度。

8.根据权利要求6所述的宽台阶套管接头，其特征在于，所述抵挡面（21）与所述连接部（27）的外周面之间为一个过渡圆角（22）连接，且所述过渡圆角（22）与所述第一圆锥面（23）连接。

9.根据权利要求1所述的宽台阶套管接头，其特征在于，所述接箍（1）的内壁还设有一信号槽（17），所述台肩（15）还包括与所述台肩面（14）相对的第二侧面，所述信号槽（17）与所述台肩（15）的第二侧面交接。

10.根据权利要求9所述的宽台阶套管接头，其特征在于，所述信号槽（17）沿着平行所述第一套管端的轴线方向的长度范围为13~16mm，且所述信号槽（17）的底面距离所述台肩（15）的顶面之间的距离范围为2.5~2.8mm。