CN212428632U - 一种双层连续管工具接头结构 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种双层连续管工具接头结构，属于钻井装置技术领域；该结构包括外管连接装置和内管连接装置，所述内管连接装置连接有内管，所述外管连接装置连接有外管，所述内管连接装置内设置有第一流道，所述第一流道与内管连通形成第一液体通道，所述内管套设于外管内，所述内管的外侧壁与所述的外管内侧壁之间存在间隙以形成管夹层，所述第一流道外侧所在的内管连接装置设置有第二流道，所述第二流道与管夹层连通形成第二液体通道；本实用新型解决了传统连续管常采用单层结构的问题，借助内外管的设计有效的实现了该结构具备双流道的效果，同时，借助该双流道且为独立设计的流道有效的实现了液体的输入和排出。

Description

一种双层连续管工具接头结构

技术领域

本实用新型涉及一种双层连续管工具接头结构，属于钻井装置技术领域。

背景技术

连续油管已广泛应用于油气田的修井、酸化、压裂、射孔、测井、完井、钻井、解堵等领域，通过连续管连接器将井下工具与连续油管进行连接。单层连续管已有现场应用，而双层连续管还处于研究阶段。

双层连续管作业的连接器，用于双层连续管井下作业时连接双层连续管和井下工具，该工具接头能同时连接双层连续管的内管、外管和井下工具，可用在双层连续管钻井、测井、解堵等场合，尤其是在海面钻进装置的应用当中，要单独增加液体的回收/排放的装置会在很大程度上增加装置的成本以及装置的施工难度，环境也并非常规环境，其要求也相对更高。

双层连续油管装置及其配套工具所具有的负压,独立回路循环通道,与井眼井筒内井液无干扰性等特性,特别适用于水平井,低压油藏,疏松砂层储层,重油和超重油,漏失严重,长井段裸眼或筛管完井等井况条件.采用双层连续油管作业进行煤层气井钻磨疏通解堵,可有效保护煤储层；进行水平井负压冲砂,可使冲砂作业有效彻底；利用双层连续油管单独的循环回路,可以很顺利地将井筒积液排出,恢复产量.应用于钻井技术,可实现带压作业或欠平衡钻井。

发明内容

本实用新型的发明目的在于：针对上述存在的问题，提供一种双层连续管工具接头结构，该工具接头能同时连接双层连续管的内管、外管和井下工具，可用在双层连续管钻井、测井、解堵等场合，具有结构简单、易安装、操作简单、工艺可行性好等优点。

本实用新型采用的技术方案如下：

一种双层连续管工具接头结构，包括外管连接装置和内管连接装置，所述内管连接装置连接有内管，所述外管连接装置连接有外管，所述内管连接装置内设置有第一流道，所述第一流道与内管连通形成第一液体通道，所述内管套设于外管内，所述内管的外侧壁与所述的外管内侧壁之间存在间隙以形成管夹层，所述第一流道外侧所在的内管连接装置设置有第二流道，所述第二流道与管夹层连通形成第二液体通道。

进一步的，所述外管连接装置包括外管连接器和用于装配外管的外管装配结构，所述内管连接装置为内管连接器，所述外管连接器与所述内管连接器装配连接。

进一步的，所述外管装配结构包括设置于外管连接器内部且用于装配外管的卡瓦，所述卡瓦与所述内管连接器之间还设置有衬套。

进一步的，所述外管连接器的一端部内侧为锥形以用于卡瓦的装配，通过锥形与卡瓦的配合实现卡瓦夹紧外管，所述外管连接器的另一端部与内管连接器装配连接。

进一步的，所述卡瓦与衬套之间还设置有垫环，所述垫环为环形弹簧垫，所述垫环包括1个外环和2个内环，所述外环与所述内环接触面为锥面。

进一步的，所述衬套包括第一衬套和第二衬套，所述第二衬套设置于第一衬套与垫环之间，所述第一衬套设置于第二衬套与内管连接器端部之间，所述第一衬套为半圆柱形，2个第一衬套成对使用。

进一步的，所述外管连接器与内管连接器之间通过螺纹连接进行装配，所述外管连接器与内管连接器装配连接后通过紧定螺钉进行固定装配。

进一步的，所述内管连接器的另一端还设置有螺纹以用于连接井下工具。

进一步的，所述卡瓦外部结构为圆锥形，其圆锥大端设置有一段圆柱，卡瓦内部加工有轴向卡瓦牙和环向卡瓦牙。

进一步的，所述第一流道为贯穿内管连接器中部的通孔，所述第二流道为多个均布第一流道外侧的条形流道，所述第二流道贯穿内管连接器。

综上所述，由于采用了上述技术方案，本实用新型的有益效果是：

1、本实用新型的一种双层连续管工具接头结构解决了传统连续管常采用单层结构的问题，借助内外管的设计有效的实现了该结构具备双流道的效果，同时，借助该双流道且为独立设计的流道有效的实现了液体的输入和排出，从其结构的设计上装配方便，并且更具备连续管的适应性，降低了现场施工的难度以及装置的生产成本；

2、本实用新型的一种双层连续管工具接头结构通过外管连接装置的设计有效的实现了外管的装配，同时在轴向方向上也有效的保证了夹持件对外管的夹持效果，避免使用过程中出现外管松动脱落或者密封效果不佳的问题；

3、本实用新型的一种双层连续管工具接头结构在其结构设计上，有效的实现了各个连接部位的模块化，能够有效的对该连续管工具结构装配难度降低，同时也便于整个结构的加工，有效的突破了双层连续管工具难题。

附图说明

图1是本实用新型的结构示意图；

图2是本实用新型外管连接器的结构示意图；

图3是本实用新型内管连接器的结构示意图；

图4是本实用新型内管连接器的截面示意图；

图5是本实用新型卡瓦的结构示意图图；

图6是本实用新型卡瓦的截面示意图；

图7是本实用新型垫环的结构示意图；

图8是本实用新型密封圈装配放大结构示意图。

图中标记：1-外管、2-内管、3-外管连接器、4-内管连接器、5-第一流道、6-第二流道、7-卡瓦、71-轴向卡瓦牙、72-环向卡瓦牙、8-垫环、81-外环、82-内环、9-第一衬套、10-第二衬套、11-紧定螺钉、12-密封圈、13-挡圈、14-密封槽。

具体实施方式

下面结合附图，对本实用新型作详细的说明。

为了使本实用新型的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本实用新型进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本实用新型，并不用于限定本实用新型。

实施例1

一种双层连续管工具接头结构，如图1至图8所示，包括外管连接装置和内管连接装置，所述内管连接装置连接有内管2，所述外管连接装置连接有外管1，所述内管连接装置内设置有第一流道5，所述第一流道5与内管连通形成第一液体通道，所述内管套设于外管内，所述内管的外侧壁与所述的外管内侧壁之间存在间隙以形成管夹层，所述第一流道外侧所在的内管连接装置设置有第二流道6，所述第二流道与管夹层连通形成第二液体通道。

在本实施例中，在其结构的设计上，可以通过外管连接装置的设计来实现外管1的装配，内管连接装置实现内管3的装配，在装配过程中，采用内管3的外径小于外管1的内径，并以此实现外管1和内管3之间存在一定的间隙，从而形成管夹层，而在具体的结构设计上，利用内管3以及管夹层与开设于内管连接装置上的第一流道5和第二流道6分别连通以实现两个独立的液体通道，而在此当中，第一液体通道为液体的进液通道，而第二液体通道为排液通道，借助该结构的设计有效的实现了双层连续管的设计，解决了双层连续管的装配问题。

作为更加具体的设计，针对外管连接装置以及内管连接装置进行进一步的设计，所述外管连接装置包括外管连接器3和用于装配外管的外管装配结构，所述内管连接装置为内管连接器4，所述外管连接器3与所述内管连接器4装配连接。在整体的结构设计上，是需要将所有部件整合为一体，而在此的设计上，借助外管连接器3与内管连接器4的装配实现整体结构的装配。

作为更加优化的设计，所述外管装配结构包括设置于外管连接器3内部且用于装配外管1的卡瓦7，所述卡瓦7与所述内管连接器4之间还设置有衬套、垫环。借助衬套的设计能够有效的传递轴向力、借助垫环的设计能够缓解轴向的冲击力。

作为更加具体的设计，所述外管连接器3的一端部内侧为锥形以用于卡瓦7的装配，通过锥形与卡瓦7的配合实现卡瓦夹紧外管，所述外管连接器3的另一端部与内管连接器4装配连接。借助锥形的结构，当然卡瓦7也为锥形结构，在外管连接器3装配时，在轴向移动时，锥形结构将会对卡瓦7产生均匀的力促使卡瓦向内收缩，实现夹持功能。更加具体的，所述外管连接器3内部的锥形长度大于卡瓦7的锥形长度，以为装配预留装配余量。

为了更好的实现轴向的缓冲效果，更加具体的设计，所述卡瓦与衬套之间还设置有垫环8，所述垫环8为环形弹簧垫，所述垫环包括1个外环81和2个内环82，所述外环81与所述内环82接触面为锥面。以附图为说明，2个内环82相向装配，形成类似于“工”的结构，具有环形锥形凹槽，外环81装配于圆锥形凹槽内，并实现锥形面的装配。更加具体的，垫环8用于传递工作轴向载荷和补偿轴向变形，并承受工作时可能出现的冲击载荷。

针对衬套进行进一步的设计，所述衬套包括第一衬套9和第二衬套10，所述第二衬套10设置于第一衬套9与垫环之间，所述第一衬套9设置于第二衬套10与内管连接器端部之间，所述第一衬套9为半圆柱形，2个第一衬套9成对使用。

针对第二衬套10进行具体的描述，第二衬套10位于金属垫环下部，并在外管连接器3与连续管外管1构成的内部空间内，用于传递轴向载荷和密封双层连续管工具接头环空空间的钻井液。第二衬套10为圆柱形，其内壁侧和外壁侧均设置有密封槽，密封槽内用于安置密封圈12和挡圈13。更加具体的，其内壁侧和外壁侧分别设置有2个环形密封槽。

更加具体的，所述外管1的长度延伸至第一衬套9和第二衬套10匹配的断面处，具体的，该外管1的端面与第二衬套10匹配。在此当中，管夹层、第一衬套9内侧壁与内管2外侧壁之间的间隙以及第二流道6连通形成第二液体通道。作为更加具体的，所述第一衬套9包括2个半圆柱结构。安装时，使第二衬套10的下端面与第一衬套9的上端面接触、第一衬套9的下端面与内管连接器4的上台肩面接触。

而在具体的结构设计上，所述外管连接器3与内管连接器4之间通过螺纹连接进行装配，所述外管连接器3与内管连接器4装配连接后通过紧定螺钉11进行固定装配。作为具体的描述，在此设计中，外管连接器3设置有内螺纹，内管连接器4设置有外螺纹，该内螺纹与外管连接器3端部具有间距以用于紧定螺钉的装配。而紧定螺钉11的具体装配为：在外管连接器3和内管连接器4圆周上均布多个螺纹孔，并将紧定螺钉11装配于螺纹孔内以用于防止螺纹倒扣。作为更加具体的描述，所述内管连接器4的另一端还设置有螺纹以用于连接井下工具。

作为更加具体的设计，作为具体的结构设计，所述卡瓦7外部结构为圆锥形，其圆锥大端设置有一段圆柱，卡瓦7内部加工有轴向卡瓦牙71和环向卡瓦牙72。其中轴向卡瓦牙71用于承受扭矩，环向卡瓦牙72用于承受轴向载荷。考虑受力均匀。另外，卡瓦7周向均布开槽。其开槽的效果具体为：在卡瓦7的两端部均开条形槽，该条形槽均为圆周阵列分布，且两端部的条形槽交叉设置。考虑卡瓦7需要环向变形、卡瓦牙需要具有较高硬度，卡瓦7材料选择20CrMnTi。所述卡瓦7的轴向牙型段和环向牙型段在卡瓦轴向上可分段独立或者相互贯通相交，本实施例仅列出了在卡瓦轴向上分段独立的轴向牙和环向牙。

针对内管连接器作为更加具体的设计，所述第一流道5为贯穿内管连接器中部的通孔，所述第二流道6为多个均布第一流道外侧的条形流道，所述第二流道6贯穿内管连接器。在此设计中，以附图为说明，第二流道6为圆周阵列分布，以保证内管连接器4的整体刚度。

在上述具体的结构设计基础上，作为外管1的装配方式，通过拧紧外管连接器3与内管连接器4之间的连接螺纹，使外管连接器3上部的内锥面与卡瓦7的外锥面压紧，进而促使卡瓦牙压入外管1，依靠外管连接器3内锥面与卡瓦7外锥面的摩擦力、卡瓦7内壁面与双层连续管外管1的摩擦力，承担双层连续管工具接头工作时轴向载荷和工作扭矩，实现卡瓦与双层连续管外管的连接、外管与双层连续管工具接头的连接。

其次，作为内管2的装配方式，通过专用工具，将内管2压入内管连接器4上部的环形凹槽，环形凹槽两侧辅以密封槽，其内安装密封圈12和挡圈13来密封钻井液。作为具体的描述，所述内管连接器4用于连接外管连接器3的端部还设置有用于内管2装配的装配部，该装配部上开设有多个环形凹槽，内管2装配于该装配部上。更加具体的设计，该环形槽的两侧还设置有密封槽，在该环形槽内装配有密封圈12以及挡圈13。借助该方式有效的实现了该结构的密封效果。

作为更加具体的描述，根据实际状态，以附图1中上端为使用时的上部、下端为使用时的下部。针对外管连接器3进行描述，外管连接器3中部的内圆锥面与卡瓦7外圆锥面压紧，促使卡瓦牙与外管1压紧，实现卡瓦7与外管1连接。外管连接器3中部的圆柱结构内安装有垫环8(金属垫)、第一衬套9和第二衬套10，用于传递轴向载荷和补偿轴向变形。外管连接器3下端的连接螺纹与内管连接器上端的连接螺纹配合，使外管连接器3与卡瓦7压紧、卡瓦7与外管1压紧，实现卡瓦7夹持外管1的功能。外管连接器3的螺纹下端沿周向均布螺纹孔，用于安装止退紧定螺钉11，防止螺纹倒扣。

实施例2

基于实施例1的基础上，针对内管连接器4进行进一步的设计，内管连接器4的上部设置有均布的环形凹槽，用于连接内管2。同时，环形凹槽两侧设置有密封槽，用于安装密封圈12和挡圈13来密封钻井液。

而在其更加具体的结构设计上，内管连接器4中部设置有爱克母梯形螺纹，用于连接外管连接器3。爱克母螺纹两侧均设置有密封槽，用于安装密封圈12和挡圈13来密封钻井液。爱克母螺纹下侧密封槽的下部设置有周向开槽，用于安装紧定螺钉11。作为具体的描述，外管连接器是3上设置有与内管连接器匹配的爱克母螺纹。

作为更加具体的设计，内管连接器4下部设置有数字螺纹，用于连接井下工具。数字螺纹下部还设置有圆柱部分以用于与井下工具配套，而在圆柱部分上设置有密封槽，密封槽内可装配密封圈12和挡圈13。以密封钻井液、形成钻井液输入流通通道。

在爱克母螺纹与数字螺纹之间的设置有加厚圆柱以便于拧紧螺纹时夹持内管连接器4。

实施例3

在实施例1的基础上且与实施例1不同的是，在本结构的设计基础上，理论上作为可应用的，第一液体通道为液体的排液通道，而第二液体通道为进液通道。

作为具体的描述，所述第一流道5与内管2连通形成的第一液体通道为排液通道，所述第二流道6与管夹层连通形成的第二液体通道为进液通道。

实施例4

基于实施例1至实施例3的结构设计基础上，提供一种双层连续管工具接头装配方法，以下的描述中，根据实际状态，以附图1为例，上端(外管连接器的上端部)为使用时的上部、下端(内管连接器连接工具的下端部)为使用时的下部。

一种双层连续管工具接头结构装配方法，包括以下步骤：

a、外管连接装置装配，选取外管1，并从外管1下端依次套入外管连接器3、卡瓦7、垫环8、带密封装置的第二衬套10；

b、内管2与内管连接器4的装配，将内管连接器4的上台肩面与内管2下端面对齐，并保持内管连接器4位置固定；而后利用工具，将内管2压入内管连接器4的环形凹槽内，完成内管连接器4与内管2的连接；

c、安装第一衬套9，将2个半圆环的第一衬套9安装到装配后的内管2外，并向下移动第二衬套10，使第二衬套10的下端面与第一衬套9的上端面接触、第一衬套9的下端面与内管连接器4的上台肩面接触；

而后依次向下移动垫环8、卡瓦7，使垫环8下端面与第二衬套10上端面接触、卡瓦7下端面与垫环8上端面接触；

再向下移动外管连接器3，使外管连接器3下端面在第一衬套10的下端面之下，初步完成衬套1的安装；

d、安装外管连接器3，继续向下移动外管连接器3，并通过其上的螺纹将其与内管连接器4的螺纹连接，直至螺纹拧紧力矩达到设计要求；

e、安装紧定螺钉11，外管连接器3与内管连接器4螺纹连接完成后，在外管连接器3下端轴向均布开孔位置安装止退紧定螺钉11，防止螺纹倒扣。

综上所述：

1、本实用新型的一种双层连续管工具接头结构解决了传统连续管常采用单层结构的问题，借助内外管的设计有效的实现了该结构具备双流道的效果，同时，借助该双流道且为独立设计的流道有效的实现了液体的输入和排出，从其结构的设计上装配方便，并且更具备连续管的适应性，降低了现场施工的难度以及装置的生产成本；

2、本实用新型的一种双层连续管工具接头结构通过外管连接装置的设计有效的实现了外管的装配，同时在轴向方向上也有效的保证了夹持件对外管的夹持效果，避免使用过程中出现外管松动脱落或者密封效果不佳的问题；

3、本实用新型的一种双层连续管工具接头结构在其结构设计上，有效的实现了各个连接部位的模块化，能够有效的对该连续管工具结构装配难度降低，同时也便于整个结构的加工，有效的突破了双层连续管工具难题。

以上所述仅为本实用新型的较佳实施例而已，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、等同替换和改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种双层连续管工具接头结构，其特征在于：包括外管连接装置和内管连接装置，所述内管连接装置连接有内管，所述外管连接装置连接有外管，所述内管连接装置内设置有第一流道，所述第一流道与内管连通形成第一液体通道，所述内管套设于外管内，所述内管的外侧壁与所述的外管内侧壁之间存在间隙以形成管夹层，所述第一流道外侧所在的内管连接装置设置有第二流道，所述第二流道与管夹层连通形成第二液体通道。

2.如权利要求1所述的一种双层连续管工具接头结构，其特征在于：所述外管连接装置包括外管连接器和用于装配外管的外管装配结构，所述内管连接装置为内管连接器，所述外管连接器与所述内管连接器装配连接。

3.如权利要求2所述的一种双层连续管工具接头结构，其特征在于：所述外管装配结构包括设置于外管连接器内部且用于装配外管的卡瓦，所述卡瓦与所述内管连接器之间还设置有衬套。

4.如权利要求3所述的一种双层连续管工具接头结构，其特征在于：所述外管连接器的一端部内侧为锥形以用于卡瓦的装配，通过锥形与卡瓦的配合实现卡瓦夹紧外管，所述外管连接器的另一端部与内管连接器装配连接。

5.如权利要求3所述的一种双层连续管工具接头结构，其特征在于：所述卡瓦与衬套之间还设置有垫环，所述垫环为环形弹簧垫，所述垫环包括1个外环和2个内环，所述外环与所述内环接触面为锥面。

6.如权利要求5所述的一种双层连续管工具接头结构，其特征在于：所述衬套包括第一衬套和第二衬套，所述第二衬套设置于第一衬套与垫环之间，所述第一衬套设置于第二衬套与内管连接器端部之间，所述第一衬套为半圆柱形，2个第一衬套成对使用。

7.如权利要求3所述的一种双层连续管工具接头结构，其特征在于：所述外管连接器与内管连接器之间通过螺纹连接进行装配，所述外管连接器与内管连接器装配连接后通过紧定螺钉进行固定装配。

8.如权利要求7所述的一种双层连续管工具接头结构，其特征在于：所述内管连接器的另一端还设置有螺纹以用于连接井下工具。

9.如权利要求3所述的一种双层连续管工具接头结构，其特征在于：所述卡瓦外部结构为圆锥形，其圆锥大端设置有一段圆柱，卡瓦内部加工有轴向卡瓦牙和环向卡瓦牙。

10.如权利要求2所述的一种双层连续管工具接头结构，其特征在于：所述第一流道为贯穿内管连接器中部的通孔，所述第二流道为多个均布第一流道外侧的条形流道，所述第二流道贯穿内管连接器。

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