CN204040938U - 一种油气井用套管组件 - Google Patents
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Abstract
本实用新型提供了一种油气井用套管组件。所述套管组件包括第一、二套管，第一套管包括第一套管管体和第一接头，第一接头具有超出第一套管管体的外圆周面的第一加厚部以及形成在该第一加厚部上的外螺纹；第二套管包括第二套管管体和第二接头，第二接头具有超出第二套管管体的外圆周面的第二加厚部及形成在该第二加厚部上的内螺纹；内、外螺纹的锥度均为1∶(13～19)，内、外螺纹彼此过盈配合且均为具有承载面为负角的偏梯形螺纹，内、外螺纹连接部分的两端分别设置一处锥面对锥面的金属弹性密封。本实用新型与现有技术中带接箍的接箍相比，外径减小了约8～12mm。
Description
技术领域
本实用新型涉及用于形成石油天然气工业钻井工程中的套管柱的螺纹连接结构，具体来讲，涉及一种油气井用套管组件，尤其是一种外加厚套管整体连接螺纹接头。
背景技术
在石油天然气工业中，钻井工程中钻探条件日益苛刻，对油套管管柱提出了更高的要求，而管柱是通过螺纹将套管逐支连接起来，螺纹连接又是管柱中薄弱的环节。在最新的API标准中，套管的连接是都是带接箍的连接方式，接箍的外径大于套管的外径较多。在油气井的钻探、开采过程中，需要较小的井眼，以便减低钻探开采成本。
然而，现有的套管连接结构不能满足油田的上述需求，因此，亟需一种用于连接油气井用套管且具有较小外径的螺纹连接结构。
实用新型内容
本实用新型的目的在于解决现有技术存在的上述不足中的至少一项。
例如，本实用新型的目的之一在于提供一种用于连接油气井用套管且具有较小外径的螺纹连接结构。
本实用新型提供了一种油气井用套管组件。所述套管组件包括第一套管和第二套管，其中，第一套管包括一体化形成的第一套管管体和第一接头，第一接头的内圆周面与第一套管管体的内圆周面处于同一圆周面上，且第一接头具有超出第一套管管体的外圆周面的第一加厚部以及形成在该第一加厚部上的外螺纹；第二套管包括一体化形成的第二套管管体和第二接头，第二接头的内圆周面与第二套管管体的内圆周面处于同一圆周面上，且第二接头具有超出第二套管管体的外圆周面的第二加厚部以及形成在该第二加厚部上的内螺纹；外螺纹和内螺纹的锥度均为1∶(13～19)，外螺纹和内螺纹彼此过盈配合并且均为具有承载面为负角的偏梯形螺纹，外螺纹和内螺纹设有两处锥面对锥面的金属弹性密封，其中，第一金属弹性密封由彼此配合的外螺纹的大径尾端处与内螺纹的端面处构成，第二金属弹性密封由彼此配合的外螺纹的端面鼻端处与内螺纹的小径处构成。
在本实用新型的一个示例性实施例中，所述第一套管管体和第二套管管体具有相同的内径，第一加厚部和第二加厚部的径向厚度均为2～4mm。
在本实用新型的一个示例性实施例中，所述第一金属弹性密封还设有扭矩台肩，所述第二金属弹性密封还在内螺纹处设有定位台肩。
在本实用新型的一个示例性实施例中，所述第一金属弹性密封和第二金属弹性密封的密封面的锥度均为1∶(0.7～1.1)。
在本实用新型的一个示例性实施例中，所述外螺纹和内螺纹的锥度均为1∶(15～17)。
在本实用新型的一个示例性实施例中，所述外螺纹和内螺纹的牙型高度均为0.7～1.1mm，且内螺纹的牙型高度稍高于外螺纹的牙型高度。
在本实用新型的一个示例性实施例中，所述负角的度数为10°～20°。
在本实用新型的一个示例性实施例中，所述偏梯形螺纹的螺纹导向面角度为40°～50°。
与现有技术相比，本实用新型的有益效果包括：具有较小外径，例如，与现有技术中带接箍的接箍相比，外径减小了约8～12mm；接头内径与整个管柱的内径在整个套管柱上齐平，减少了管柱内紊流，提高了流动效率；内、外密封采用锥面对锥面金属密封，多重密封，提高了接头的密封性能；外加厚镦粗，提高了接头的连接强度，同时提供较大的环空间隙；承载面负角螺纹设计，导向面大角度设计，易于上扣，具有良好的连接和弯曲性能。
附图说明
通过下面结合附图进行的描述，本实用新型的上述和其他目的和特点将会变得更加清楚，其中：
图1示出了根据本实用新型的油气井用套管组件的一个示例性实施例的局部剖视图；
图2示出了图1的油气井用套管组件的内螺纹或外螺纹的螺纹牙型结构示意图。
附图标记说明如下：
a-第一加厚部、b-第一金属弹性密封、c-内螺纹与外螺纹的连接部分、d-第二金属弹性密封、θ1-螺纹承载面角度、以及θ2-螺纹导向面角度。
具体实施方式
在下文中，将参照附图和示例性实施例来详细说明本实用新型的油气井用套管组件。
图1示出了根据本实用新型的油气井用套管组件的一个示例性实施例的局部剖视图。图2示出了图1的油气井用套管组件的内螺纹或外螺纹的螺纹牙型结构示意图。
在本实用新型的一个示例性实施例中，如图1和图2所示，油气井用套管组件包括第一套管和第二套管。
第一套管包括一体化形成的第一套管管体和第一接头。其中，第一接头的内圆周面与第一套管管体的内圆周面处于同一圆周面上，且第一接头具有超出第一套管管体的外圆周面的第一加厚部a以及形成在该第一加厚部a上的外螺纹。例如，第一加厚部a可以为通过镦粗处理而形成的镦粗加厚部。
第二套管包括一体化形成的第二套管管体和第二接头。其中，第二接头的内圆周面与第二套管管体同轴设置(例如，第二接头的内圆周面与第二套管管体的内圆周面处于同一圆周面上)，且第二接头具有超出第二套管管体的外圆周面的第二加厚部以及形成在该第二加厚部上的内螺纹。例如，第二加厚部可以为通过镦粗处理而形成的镦粗加厚部。
外螺纹和内螺纹的锥度均为1∶(13～19)，优选为1∶(15～17)。外螺纹和内螺纹均为具有承载面为负角的偏梯形螺纹。外螺纹和内螺纹彼此过盈配合，如图1中的内螺纹与外螺纹的连接部分c所示。外螺纹和内螺纹设有两处锥面对锥面的金属弹性密封，其中，第一金属弹性密封b由彼此配合的外螺纹的大径尾端处与内螺纹的端面处构成，第二金属弹性密封d由彼此配合的外螺纹的端面鼻端处与内螺纹的小径处构成。此外，在外螺纹大径处的扭矩台肩可以为13°～17°，优选为15°。
在本示例性实施例中，第一套管管体和第二套管管体具有相同的内径，第一加厚部a和第二加厚部的径向厚度分别约为2～6mm，优选为，2～4mm。
在本示例性实施例中，第一金属弹性密封b还设有扭矩台肩，第二金属弹性密封d还在内螺纹处设有定位台肩。第一金属弹性密封和第二金属弹性密封的密封面的锥度分别为1∶(0.7～1.1)，优选地，可以为1∶(0.8～1.0)。
在本示例性实施例中，如图2所示，外螺纹或内螺纹的牙型高度为h，牙型高度h约为0.7～1.1mm，优选为，0.8～1.0mm，且内螺纹的牙型高度稍高于外螺纹的牙型高度，例如，内螺纹的牙型高度高于外螺纹的牙型高度0.1mm。外螺纹或内螺纹的牙型结构呈具有承载面为负角的偏梯形螺纹，该偏梯形螺纹具有螺纹承载面角度θ1以及螺纹导向面角度θ2。例如，螺纹承载面角度θ1的度数可以为10°～20°，螺纹导向面角度θ2的度数可以为40°～50°。
本实用新型的油气井用套管组件可以称为外加厚套管整体连接螺纹接头。在本实用新型的油气井用套管组件中，内螺纹与外螺纹(无接箍)通过扭矩，旋合配合，使接头达到期望的连接强度。在内螺纹与外螺纹的连接部分c处，锥面对锥面产生金属过盈配合，达到期望的接触应力，从而起到气密封的作用。
也就是说，本实用新型所提供的油气井用套管组件包括一个形成在镦粗加厚部上的外螺纹和一个形成在镦粗加厚部上的内螺纹，外螺纹和内螺纹通过拧接产生过盈配合，并且在内螺纹和外螺纹设有两处锥面对锥面的金属弹性密封，一处为外螺纹的大径尾端处和内螺纹的端面处，并有扭矩台肩；另一处位于外螺纹的端面鼻端处和内螺纹的小径处，并再内螺纹处有定位台肩。本实用新型的油气井用套管组件的外径(即，外螺纹和内螺纹结合部的外径)比套管管体的外径仅增大2～6mm或者仅增大2～4mm，这比现有技术中带接箍的接箍外径减小了约8～12mm。
综上所述，本实用新型的油气井用套管组件(即，外加厚套管整体连接螺纹接头，可简称为接头)的优点包括：
(1)、接头内径与整个管柱的内径在整个套管柱上齐平，减少了管柱内紊流，提高了流动效率。
(2)内、外密封采用锥面对锥面金属密封，多重密封，提高了接头的密封性能。
(3)外加厚镦粗，提高了接头的连接强度，同时提供较大的环空间隙。
(4)承载面负角螺纹设计，导向面大角度设计，易于上扣，具有良好的连接和弯曲性能。
尽管上面已经结合附图和示例性实施例描述了本实用新型，但是本领域普通技术人员应该清楚，在不脱离权利要求的精神和范围的情况下，可以对上述实施例进行各种修改。
Claims (8)
1.一种油气井用套管组件，其特征在于，所述套管组件包括第一套管和第二套管，其中，
第一套管包括一体化形成的第一套管管体和第一接头，第一接头的内圆周面与第一套管管体的内圆周面处于同一圆周面上，且第一接头具有超出第一套管管体的外圆周面的第一加厚部以及形成在该第一加厚部上的外螺纹；
第二套管包括一体化形成的第二套管管体和第二接头，第二接头的内圆周面与第二套管管体的内圆周面处于同一圆周面上，且第二接头具有超出第二套管管体的外圆周面的第二加厚部以及形成在该第二加厚部上的内螺纹；
外螺纹和内螺纹的锥度均为1∶(13～19)，外螺纹和内螺纹彼此过盈配合并且均为具有承载面为负角的偏梯形螺纹，外螺纹和内螺纹设有锥面对锥面的第一金属弹性密封和第二金属弹性密封，其中，第一金属弹性密封由彼此配合的外螺纹的大径尾端处与内螺纹的端面处构成，第二金属弹性密封由彼此配合的外螺纹的端面鼻端处与内螺纹的小径处构成。
2.根据权利要求1所述的油气井用套管组件，其特征在于，所述第一套管管体和第二套管管体具有相同的内径，第一加厚部和第二加厚部的径向厚度均为2～4mm。
3.根据权利要求1所述的油气井用套管组件，其特征在于，所述第一金属弹性密封还设有扭矩台肩，所述第二金属弹性密封还在内螺纹处设有定位台肩。
4.根据权利要求1所述的油气井用套管组件，其特征在于，所述第一金属弹性密封和第二金属弹性密封的密封面的锥度均为1∶(0.7～1.1)。
5.根据权利要求1所述的油气井用套管组件，其特征在于，所述外螺纹和内螺纹的锥度均为1∶(15～17)。
6.根据权利要求1所述的油气井用套管组件，其特征在于，所述外螺纹和内螺纹的牙型高度均为0.7～1.1mm，且内螺纹的牙型高度稍高于外螺纹的牙型高度。
7.根据权利要求1所述的油气井用套管组件，其特征在于，所述负角的度数为10°～20°。
8.根据权利要求1所述的油气井用套管组件，其特征在于，所述偏梯形螺纹的螺纹导向面角度为40°～50°。
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