CN217558274U - 一种适用于油气井复合载荷下的特殊扣套管 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种适用于油气井复合载荷下的特殊扣套管，包括接箍以及管子；所述管子两端的结构对称设置，均依次设置外螺纹和外密封结构，所述外密封结构包括外过渡带、外密封锥面和外扭矩台肩；所述内螺纹的内承载角和外螺纹的外承载角相等，均为‑3°，内扭矩台肩的内扭角＝外扭矩台肩的外扭角＝‑15°。本实用新型的有益效果为，‑3°螺纹承载角和扭矩台肩采用‑15°逆向台肩的组合楔形设计，既能保证在高复合承载能力条件下，提供高效的抗挤抗内压连接强度，特别适用于水平井深井超深井使用；同时又能精准控制上扣位置，便于质量控制和规模化生产。

Description

一种适用于油气井复合载荷下的特殊扣套管

技术领域

本实用新型涉及油气钻采管材螺纹连接技术领域，特别涉及一种适用于油气井复合载荷下的特殊扣套管。

背景技术

石油开采专用套管是用于支撑油、气井井壁的钢管，以保证顺利进行钻井过程和完井后整个油井的正常运行。每一口井根据不同的钻井深度和地质情况，要使用几层套管。套管下井后要采用水泥固井，它与油管、钻杆不同，不可以重复使用，属于一次性消耗材料。所以，套管的消耗量占全部油井管的70％以上。

在石油工业的发展过程中，随着油井气钻采作业向更大井深、更高压力和温度、更苛刻工况条件的方向发展以及石油钻采工艺技术自身的进步，石油专用套管常用的API标准螺纹接头，已难以满足油田的开发要求。虽然API圆螺纹有比较优良的密封性能，但其螺纹部分的连接强度却只相当于管子部分的60％～80％，而API偏梯形螺纹尽管螺纹部分连接强度较高，但密封性能不理想。

套管是油气钻釆过程中不可或缺的专用管材，其质量好坏直接影响到钻釆作业的成败和油气井的寿命。套管在油气井中长期承受拉伸、压缩、弯曲、内压、外压及温度等产生的复合载荷的考验，套管中最薄弱的部分就是螺纹连接处，螺纹质量的好坏，直接影响油气井的寿命。经调查，API标准螺纹套管在国外失效事故约64％发生在螺纹连接处，国内则高达86％，现场应用证明，采用特殊螺纹的套管代替API接头是解决石油套管在复合载荷使用环境下过早失效的最有效措施之一，也是亟待解决的问题，因此国内外都非常重视特殊螺纹套管的开发和使用。

实用新型内容

针对上述现有技术中存在的技术问题，本实用新型的目的在于提供一种适用于油气井复合载荷下的特殊扣套管。

为实现上述目的，本实用新型提供的技术方案如下：

一种适用于油气井复合载荷下的特殊扣套管，包括接箍以及管子；其中，所述管子两端的结构对称设置，均依次设置外螺纹和外密封结构，所述外密封结构包括外过渡带、外密封锥面和外扭矩台肩；所述接箍两端的结构对称设置，内圆周设有内螺纹和内密封结构，所述内密封结构包括内密封锥面、内扭矩台肩；装配机紧状态时，外密封锥面与内密封锥面过盈配合连接；

所述内螺纹的内承载角和外螺纹的外承载角相等，均为-3°，内扭矩台肩的内扭角＝外扭矩台肩的外扭角＝-15°。

其中，所述外螺纹和内螺纹表面填充密封脂。

其中，所述外螺纹和外密封结构之间设置有密封槽，且密封槽内设置密封圈，其形状为矩形或者O型。

其中，内螺纹齿高＝2.38mm，外螺纹齿高＝1.98mm，内螺纹螺距＝外螺纹螺距＝5.08mm～6.35mm，内螺纹槽宽＝3.24mm，外螺纹齿宽＝3.11mm，内螺纹锥度＝外螺纹锥度＝1:16，内导向角＝外导向角＝10°，内圆弧＝外圆弧＝0.76mm～0.80mm。

所述管子与接箍螺纹连接，其拧接扭矩为To，所述To＝(Ti+Tx)/2,其中，Ti为最小值，Tx为最大值。

其中，产品规格外径＝127.0mm～355.6mm，产品规格壁厚＝6.0mm～22.0mm。

与现有技术相比，本实用新型的有益效果为，

1.-15°逆向台肩便于上卸扣扭矩的精准控制，可操作性强，便于现场施工和质量控制；

2.外螺纹前端弹性密封结构的设计，加工简单，便于质量控制；同时也增加了密封效果；

3.内密封锥面对外锥面密封过盈配合结构的设计，大大提高了螺纹接头的密封性能，确保深井、超深井、高气压井、等复杂井况下的气密封效果；

4.-3°螺纹承载角和扭矩台肩采用-15°逆向台肩的组合楔形设计，既能保证在高复合承载能力条件下，提供高效的抗挤抗内压连接强度，特别适用于水平井深井超深井使用；同时又能精准控制上扣位置，便于质量控制和规模化生产。

附图说明

图1所示为本实用新型的结构示意图；

图2所示为本实用新型的装配截面示意图；

图3所示为本实用新型的管子结构示意图；

图4所示为本实用新型的外密封结构示意图；

图5所示为本实用新型的接箍截面结构示意图；

图6所示为本实用新型的内密封结构示意图；

图7所示为本实用新型的外螺纹齿形示意图；

图8所示为本实用新型的内螺纹齿形示意图；

图中：1-管子，2-接箍，3-密封脂，4-外螺纹，5-外密封结构，6-外过渡带，7-外密封锥面，8-外扭矩台肩，9-密封槽,10-内螺纹，11-内密封结构，12-内密封锥面，13-内扭矩台肩，14-密封圈，H-内螺纹齿高，h-外螺纹齿高，P-内螺纹螺距，p-外螺纹螺距，P1-内螺纹槽宽，p2-外螺纹齿宽，A-内承载角，a-外承载角，B-内导向角，b-外导向角，R-内圆弧，r-外圆弧，C-内扭角，c-外扭角，D-产品规格外径，t-产品规格壁厚。

具体实施方式

下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。

在本实用新型的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“纵向”、“横向”、“长度”、“宽度”、“厚度”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”、“顺时针”、“逆时针”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本实用新型和简化描述，而不是指示或暗示所指的设备或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本实用新型的限制。

在本专利的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”、“设置”应做广义理解，例如，可以是固定相连、设置，也可以是可拆卸连接、设置，或一体地连接、设置。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本专利中的具体含义。

此外，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多个该特征。在本实用新型的描述中，“多个”的含义是两个或两个以上，除非另有明确具体的限定。

请参阅图1-图8所示，为本实用新型提供的一种实施例结构。

本实施例提供的一种适用于油气井复合载荷下的特殊扣套管，包括接箍2以及管子1；

其中，所述管子1两端的结构对称设置，均依次设置外螺纹4和外密封结构5，所述外密封结构5包括外过渡带6、外密封锥面7和外扭矩台肩8；所述接箍2两端的结构对称设置，内圆周设有内螺纹10和内密封结构11，所述内密封结构11包括内密封锥面12、内扭矩台肩13；装配机紧状态时，外密封锥面7与内密封锥面12过盈配合连接；

所述内螺纹10的内承载角A和外螺纹4的外承载角a相等，均为-3°，内扭矩台肩13的内扭角C＝外扭矩台肩8的外扭角c＝-15°。

在优选的实施例中，所述外螺纹4和内螺纹10表面填充密封脂3。

在优选的实施例中，所述外螺纹4和外密封结构5之间，即管子1外螺纹前端，设置有密封槽9，且密封槽9内设置密封圈14，其形状为矩形或者O型。

在优选的实施例中，内螺纹齿高H＝2.38mm，外螺纹齿高h＝1.98mm，内螺纹螺距P＝外螺纹螺距p＝5.08mm～6.35mm，内螺纹槽宽P1＝3.24mm，外螺纹齿宽p2＝3.11mm，内螺纹锥度＝外螺纹锥度＝1:16，内导向角B＝外导向角b＝10°，内圆弧R＝外圆弧r＝0.76mm～0.80mm。

在优选的实施例中，所述管子1与接箍2螺纹连接，其拧接扭矩为To，所述To＝(Ti+Tx)/2,其中，Ti为最小值，Tx为最大值。

在优选的实施例中，产品规格外径D＝127.0mm～355.6mm，产品规格壁厚t＝6.0mm～22.0mm。

以上显示和描述了本实用新型的基本原理、主要特征和本实用新型的优点。本行业的技术人员应该了解，本实用新型不受上述实施例的限制，上述实施例和说明书中描述的仅为本实用新型的优选例，并不用来限制本实用新型，在不脱离本实用新型精神和范围的前提下，本实用新型还会有各种变化和改进，这些变化和改进都落入要求保护的本实用新型范围内。本实用新型要求保护范围由所附的权利要求书及其等效物界定。

Claims (4)

1.一种适用于油气井复合载荷下的特殊扣套管，其特征在于，包括接箍(2)以及管子(1)；

其中，所述管子(1)两端的结构对称设置，均依次设置外螺纹(4)和外密封结构(5)，所述外密封结构(5)包括外过渡带(6)、外密封锥面(7)和外扭矩台肩(8)；所述接箍(2)两端的结构对称设置，内圆周设有内螺纹(10)和内密封结构(11)，所述内密封结构(11)包括内密封锥面(12)、内扭矩台肩(13)；装配机紧状态时，外密封锥面(7)与内密封锥面(12)过盈配合连接；

所述内螺纹(10)的内承载角(A)和外螺纹(4)的外承载角(a)相等，均为-3°，内扭矩台肩(13)的内扭角(C)＝外扭矩台肩(8)的外扭角(c)＝-15°；

内螺纹齿高(H)＝2.38mm，外螺纹齿高(h)＝1.98mm，内螺纹螺距(P)＝外螺纹螺距(p)＝5.08mm～6.35mm，内螺纹槽宽(P1)＝3.24mm，外螺纹齿宽(p2)＝3.11mm，内螺纹锥度＝外螺纹锥度＝1:16，内导向角(B)＝外导向角(b)＝10°，内圆弧(R)＝外圆弧(r)＝0.76mm～0.80mm；

所述管子(1)与接箍(2)螺纹连接，其拧接扭矩为To，所述To＝(Ti+Tx)/2,其中，Ti为最小值，Tx为最大值。

2.根据权利要求1所述的一种适用于油气井复合载荷下的特殊扣套管，其特征在于，所述外螺纹(4)和内螺纹(10)表面填充密封脂(3)。

3.根据权利要求1所述的一种适用于油气井复合载荷下的特殊扣套管，其特征在于，所述外螺纹(4)和外密封结构(5)之间设置有密封槽(9)，且密封槽(9)内设置密封圈(14)，其形状为矩形或者O型，所述密封槽(9)设置在管子(1)上。

4.根据权利要求1所述的一种适用于油气井复合载荷下的特殊扣套管，其特征在于，产品规格外径(D)＝127.0mm～355.6mm，产品规格壁厚(t)＝6.0mm～22.0mm。

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