一種補貼用偏梯型石油套管專用連接接頭的制作方法
【專利摘要】本實用新型公開了一種補貼用偏梯型石油套管專用連接接頭，包括接頭本體，所述接頭本體兩端分別開設有內螺紋，其中一端的內螺紋為標準內螺紋，另一端的內螺紋為偏梯型內螺紋。所述偏梯型內螺紋一端與同樣開設偏梯型外螺紋的套管連接后形成偏梯型螺紋連接結構。本實用新型是一種采用特殊螺紋結構，可膨脹率高，螺紋連接強度高、密封性好，作業(yè)簡單、應用范圍廣的異徑專用接頭。解決現(xiàn)有技術中可膨脹套管和螺紋連接形式的不足和一種補貼用直連偏梯型特殊石油套管的應用瓶頸問題。
【專利說明】一種補貼用偏梯型石油套管專用連接接頭
【技術領域】
[0001]本實用新型涉及用于石油工業(yè)的接頭，具體地說是一種補貼用偏梯型石油套管專用連接接頭。
【背景技術】
[0002]在油田傳統(tǒng)的油氣井作業(yè)中，隨著井深的增加，下入井眼中的套管層次也在增加，從而使可利用的井眼直徑越來越小。在深井及超深井中，井眼直徑的縮小有可能導致無法最終鉆達設計層?？膳蛎浱坠芗夹g是解決這一問題的一項新技術。目前現(xiàn)有可膨脹套管的尺寸較大，對于已有或已損壞的套管補貼作業(yè)來說，可膨脹套管不能通過較小的井眼。
[0003]另外，根據美國石油協(xié)會制定的API標準，目前石油行業(yè)套管常用的螺紋類型有兩種:圓螺紋和偏梯型螺紋。圓螺紋的特點是易于加工，密封性能，但連接強度相對較低，安裝復雜，容易出現(xiàn)錯扣；偏梯型螺紋的特點是連接強度較高，但加工成本高，密封性較差。這兩種螺紋套管各有所長，也都存在各自的不足之處。且普通螺紋在膨脹后易變形，難以保證連接強度和密封性能。
[0004]一種補貼用直連偏梯型特殊石油套管的出現(xiàn)解決了上述問題，但由于這種套管的特殊結構，需要專用接頭來連接，因此，設計開發(fā)一種具有特殊螺紋結構的補貼用石油套管專用連接接頭成為這種特殊石油套管應用發(fā)展的瓶頸問題。

【發(fā)明內容】

[0005]本實用新型的目的在于提供一種補貼用偏梯型石油套管專用連接接頭，采用特殊螺紋結構，可膨脹率高，螺紋連接強度高、密封性好，作業(yè)簡單、應用范圍廣。
[0006]為了達成上述目的，本實用新型采用了如下技術方案，一種補貼用偏梯型石油套管專用連接接頭，包括接頭本體，所述接頭本體兩端分別開設有內螺紋，其中一端的內螺紋為標準內螺紋，另一端的內螺紋為偏梯型內螺紋。
[0007]所述偏梯型內螺紋一端與同樣開設偏梯型外螺紋的套管連接后形成偏梯型螺紋連接結構。
[0008]所述偏梯型內螺紋在根部之前設置有抗壓縮載荷的承載接觸面，所述抗壓縮載荷的承載接觸面與偏梯型內螺紋段面之間的角度為25° ±3°。
[0009]所述偏梯型內螺紋的根部設置有密封凹面。
[0010]所述偏梯型外螺紋前端設置有與偏梯型內螺紋根部設置的密封凹面相接觸的密封凸面，密封凸面傾斜角度為25±3°。
[0011]所述偏梯型外螺紋前端且與密封凸面之間設置有防扭轉臺肩，所述防扭轉臺肩與偏梯型內螺紋在根部之前設置的抗壓縮載荷的承載接觸面相配合，防扭轉臺肩傾斜角度為22±2。。
[0012]所述偏梯型外螺紋一端的套管管體內部還開設有穩(wěn)定斜面，穩(wěn)定斜面傾斜角度為10±1°。[0013]相較于現(xiàn)有技術，本實用新型具有以下有益效果:
[0014]這種特殊專用接頭外徑尺寸小，可以穿過大角度的水平井、定向井的狗腿段以及環(huán)空小的井段，且小端可以與匹配的特殊石油套管同時膨脹，膨脹性能好、可膨脹率高，經膨脹作業(yè)后可以緊貼井壁，實現(xiàn)零環(huán)空，增大水泥環(huán)的尺寸和強度，為后期采油作業(yè)增加了空間。另外，這種專用小端螺紋采用特殊直連偏梯型螺紋，上扣速度快，作業(yè)簡單，易于實現(xiàn)，在螺紋的端部增加了抗壓縮載荷的承載接觸面，且角度稍大，在內螺紋的根部增加了密封凹面，提高了專用接頭膨脹作業(yè)前后套管的連接強度和、密封性能。應用于新型油田的后期補貼完井、固井和修井作業(yè)等【技術領域】。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0015]圖1為本實用新型的一種補貼用偏梯型石油套管專用連接接頭半剖示意圖；
[0016]圖2為本實用新型的一種補貼用偏梯型石油套管專用連接接頭的其中一端的內螺紋結構圖；
[0017]圖3為與本實用新型的一種補貼用偏梯型石油套管專用連接接頭相配的外螺紋結構圖。
[0018]圖中:1、接頭本體；2、標準內螺紋；3、偏梯型內螺紋；
[0019]11、偏梯型內螺紋；12、抗壓縮載荷的承載接觸面；13、密封凹面；14、接頭管體；
[0020]21、套管管體；22、偏梯型外螺紋；23、密封凸面；24、防扭轉臺肩；25、穩(wěn)定斜面。
【具體實施方式】
[0021]有關本實用新型的詳細說明及技術內容，配合【專利附圖】

【附圖說明】如下，然而附圖僅提供參考與說明之用，并非用來對本實用新型加以限制。
[0022]參考圖1所示，一種補貼用偏梯型石油套管專用連接接頭，具有特殊螺紋結構的補貼用石油套管專用連接接頭為異徑接頭，材質分為J55、N80PU10三種；大端尺寸為外徑107.95mm，小端直徑為94.28mm，小端螺紋部分可膨脹。大端螺紋為API標準圓螺紋，螺紋錐度為1:16，大端與API標準的套管相連。小端螺紋為特殊偏梯型螺紋，螺紋錐度為1:13.26。小端與具有特殊偏梯型螺紋的補貼用特殊石油套管相連。小端螺紋部分可膨脹，可膨脹率為壁厚的3%?25%。接箍內壁的軸向根部加工有環(huán)狀的內臺階凹面；端部設計了抗壓縮載荷的承載接觸面，且角度稍大用以提高套管的膨脹后連接強度及密封性能。
[0023]專用接頭的小端螺紋連接采用特殊偏梯型螺紋，螺紋錐度為1:13.26，螺距為每25.4mm5牙，螺紋高度為1.60mm，小端螺紋的齒高為1.65mm，螺紋導向面牙型角12°，螺紋承載面牙型角4°，大徑94.30mm,不完整螺紋長度19.46mm,完整螺紋長度30.48mm,管端至消失點總長度41.50mm,從管端起全頂螺紋最小長度17.70mm,內螺紋端Il孔直徑74.63mm,鏜孔深度7.94_，承載面寬度4.76_。
[0024]專用接頭的大端螺紋為API標準圓螺紋，螺紋錐度為1:13.26，螺距為每25.4mm5牙，螺紋高度為1.575mm,大端螺紋的齒高為1.60mm,螺紋導向面牙型角10°，螺紋承載面牙型角3°，大徑107.95mm,不完整螺紋長度20.85mm,完整螺紋長度31.75mm,管端至消失點總長度42.77mm,從管端起全頂螺紋最小長度18.97mm,內螺紋端Il孔直徑90.50mm,鍵孔深度7.94_，承載面寬度4.76_。[0025]圖2為偏梯型內螺紋結構示意圖；11為偏梯型內螺紋；12為抗壓縮載荷的承載接觸面，且角度稍大，為25° ±3°，提高了套管膨脹后連接強度；13為密封凹面，其位于偏梯型內螺紋的根部，提高了套管的密封性能；14為接頭管體。
[0026]圖3為外螺紋結構示意圖。圖中21為套管管體；22為偏梯型外螺紋；23為與圖2中13所匹配的密封凸面，可以提高套管膨脹前后的密封性能，傾斜角度為25±3° ;24為防扭轉臺肩，可以實現(xiàn)套管的快速上卸扣而不損傷套管螺紋，傾斜角度為22±2° ；25為穩(wěn)定斜面，可以減少應力集中，提高套管的強度，傾斜角度為10±1°。
[0027]補貼用特殊套管外徑尺寸設計為較小,管體外徑為81.60mm,壁厚為6.34mm,材質分為J55、N80PU10三種。管體外徑具有可膨脹率高，可膨脹率為壁厚的3%?25%。接箍內壁的軸向根部加工有環(huán)狀的內臺階凹面；端部設計了抗壓縮載荷的承載接觸面，且角度稍大用以提高套管的膨脹后連接強度及密封性能。
[0028]圖2所示的內螺紋端與具有如圖3所示特殊直連偏梯型螺紋的石油套管相連。螺紋連接嚙合后的螺紋牙數(shù)為12個，采用大角度的密封配合凹凸面，圖2中的13與圖3中的23配合后形成較緊密的金屬一金屬的雙金屬密封面，提高了偏梯型螺紋的密封性能，且這種密封面在套管膨脹后會更加貼合，從而保證套管膨脹后的密封性能；圖2中的12與圖3中的24配合后形成防扭轉臺肩副，可以防止外螺紋過度擰入內螺紋而導致的粘扣，同時吸收部分上扣扭矩，降低螺紋部分的應力集中，實現(xiàn)套管的快速上卸扣而不損傷套管螺紋；圖3中的25的傾斜角度經過流體流過的仿真和試驗，可以避免管體內流體產生消耗能量的紊流，從而利于測井工具的下入和后期壓裂等含液作業(yè)。
[0029]本實用新型的異徑接頭在小端內螺紋內壁的軸向根部加工有環(huán)狀的內臺階凹面；與特殊套管的外螺紋的密封凸面配合，形成金屬密封面，提高了節(jié)油和套管套管膨脹前后的密封性能；螺紋端部增加了抗壓縮載荷的承載接觸面，且角度稍大；大大提高了接頭和套管的膨脹后連接強度。
[0030]以上所述僅為本實用新型的較佳實施例，非用以限定本實用新型的專利范圍，其他運用本實用新型的專利精神的等效變化，均應俱屬本實用新型的專利范圍。
【權利要求】
1.一種補貼用偏梯型石油套管專用連接接頭，包括接頭本體，其特征在于，所述接頭本體兩端分別開設有內螺紋，其中一端的內螺紋為標準內螺紋，另一端的內螺紋為偏梯型內螺紋。
2.根據權利要求1所述的一種補貼用偏梯型石油套管專用連接接頭，其特征在于，所述偏梯型內螺紋一端與同樣開設偏梯型外螺紋的套管連接后形成偏梯型螺紋連接結構。
3.根據權利要求1所述的一種補貼用偏梯型石油套管專用連接接頭，其特征在于，所述偏梯型內螺紋在根部之前設置有抗壓縮載荷的承載接觸面，所述抗壓縮載荷的承載接觸面與偏梯型內螺紋段面之間的角度為25° ±3°。
4.根據權利要求1所述的一種補貼用偏梯型石油套管專用連接接頭，其特征在于，所述偏梯型內螺紋的根部設置有密封凹面。
5.根據權利要求2所述的一種補貼用偏梯型石油套管專用連接接頭，其特征在于，所述偏梯型外螺紋前端設置有與偏梯型內螺紋根部設置的密封凹面相接觸的密封凸面，密封凸面傾斜角度為25±3°。
6.根據權利要求5所述的一種補貼用偏梯型石油套管專用連接接頭，其特征在于，所述偏梯型外螺紋前端且與密封凸面之間設置有防扭轉臺肩，所述防扭轉臺肩與偏梯型內螺紋在根部之前設置的抗壓縮載荷的承載接觸面相配合，防扭轉臺肩傾斜角度為22±2°。
7.根據權利要求2所述的一種補貼用偏梯型石油套管專用連接接頭，其特征在于，所述偏梯型外螺紋一端的套管管體內部還開設有穩(wěn)定斜面，穩(wěn)定斜面傾斜角度為10±1°。
【文檔編號】E21B17/08GK203383748SQ201320397488
【公開日】2014年1月8日 申請日期:2013年7月5日 優(yōu)先權日:2013年7月5日
【發(fā)明者】呂廣忠, 楊勇, 張建喬, 鄧玉珍 申請人:中國石油化工股份有限公司, 中國石油化工股份有限公司勝利油田分公司地質科學研究院