專利名稱：特殊偏梯形螺紋油套管接頭的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及應(yīng)用于石油行業(yè)的油井管螺紋接頭，具體地說(shuō)是ー種特殊偏梯形螺紋油套管接頭。
背景技術(shù)：
油井管行業(yè)中的油套管主要是通過(guò)螺紋接頭連接起來(lái)，形成油套管柱，長(zhǎng)度達(dá)到數(shù)千米，其中螺紋接頭連接的強(qiáng)度要求、密封性能，拉伸載荷及抗扭矩性能等各方面的要求較聞。 現(xiàn)有的API (美國(guó)石油學(xué)會(huì))偏梯形螺紋接頭，存在抗扭矩性能較弱，連接強(qiáng)度低，抗擠毀能力差等不足，逐漸使得油井管公司或油田尋求性能更加優(yōu)良和可靠的特殊螺紋連接結(jié)構(gòu)。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明針對(duì)上述問(wèn)題，提供ー種特殊偏梯形螺紋油套管接頭，該接頭連接強(qiáng)度高，抗壓縮載荷能強(qiáng)，同時(shí)抗扭矩性能高。按照本發(fā)明的技術(shù)方案ー種特殊偏梯形螺紋油套管接頭，包括通過(guò)螺紋連接的接箍及管體，所述接箍?jī)?nèi)壁的軸向中部設(shè)置有環(huán)狀的內(nèi)臺(tái)階柱面，所述接箍的兩端加工有標(biāo)準(zhǔn)偏梯形內(nèi)螺紋，所述偏梯形內(nèi)螺紋靠近所述內(nèi)臺(tái)階柱面的后端設(shè)置有楔形內(nèi)螺紋，所述管體端部的外壁上加工有標(biāo)準(zhǔn)偏梯形外螺紋，所述偏梯形外螺紋的前端設(shè)置有楔形外螺紋，所述楔形內(nèi)螺紋與所述楔形外螺紋的牙側(cè)角為負(fù)角度。所述牙側(cè)角的值為5° ^15°。所述楔形內(nèi)螺紋與所述楔形外螺紋的牙數(shù)為廣5牙。所述接箍?jī)?nèi)臺(tái)階柱面的端部設(shè)置有內(nèi)扭矩臺(tái)肩，所述內(nèi)扭矩臺(tái)肩上設(shè)置有凹入的內(nèi)臺(tái)肩角度，所述內(nèi)臺(tái)肩角度靠近所述接箍軸線的ー邊向外傾斜形成內(nèi)倒角；所述管體的端部設(shè)置有與所述內(nèi)扭矩臺(tái)肩相配合的外扭矩臺(tái)肩，所述外扭矩臺(tái)肩上設(shè)置有凸出的外臺(tái)肩角度，所述外臺(tái)肩角度靠近所述管體軸線的ー邊向內(nèi)傾斜形成外倒角。所述內(nèi)扭矩臺(tái)肩與所述楔形內(nèi)螺紋之間設(shè)置有內(nèi)密封面，所述外扭矩臺(tái)肩與所述楔形外螺紋之間設(shè)置有外密封面。所述內(nèi)密封面的長(zhǎng)度與所述外密封面的長(zhǎng)度相等，為
I.5飛.0mm。所述內(nèi)臺(tái)肩角度的值為90° 130°，所述外臺(tái)肩角度的值比所述內(nèi)臺(tái)肩角度的值大(T2°，所述內(nèi)倒角的值為20°飛0°，所述外倒角的值與所述內(nèi)倒角的值相等。所述外臺(tái)肩角度的值比所述內(nèi)臺(tái)肩角度的值大0.5° 1°。所述外臺(tái)肩厚度與所述內(nèi)臺(tái)肩厚度相等，為4 12mm。所述內(nèi)臺(tái)肩角度的頂點(diǎn)處設(shè)置有內(nèi)頂點(diǎn)圓弧，所述內(nèi)頂點(diǎn)圓弧的半徑為
0.5^2. 5mm ;所述外臺(tái)肩角度的頂點(diǎn)處設(shè)置有外頂點(diǎn)圓弧，所述外頂點(diǎn)圓弧的半徑比所述內(nèi)頂點(diǎn)圓弧的半徑大0. 2^0. 5mm。本發(fā)明的技術(shù)效果在于本發(fā)明在接箍及管體的標(biāo)準(zhǔn)偏梯形螺紋的端部增加了楔形螺紋，増加了接頭的連接強(qiáng)度和齒形密封性能，提高了接頭的防脫扣能力；在管端和接箍中間增加了抗扭矩臺(tái)肩，進(jìn)ー步提高了接頭的抗扭矩性能和抗壓縮載荷性能。


圖I為本發(fā)明的結(jié)構(gòu)示意圖。圖2為本發(fā)明分解后的結(jié)構(gòu)示意圖。圖3為本發(fā)明中的楔形螺紋的牙型圖。圖4為本發(fā)明中的內(nèi)扭矩臺(tái)肩的放大圖。圖5為本發(fā)明中的外扭矩臺(tái)肩的放大圖。
具體實(shí)施例方式下面結(jié)合附圖對(duì)本發(fā)明的具體實(shí)施方式
作進(jìn)ー步的說(shuō)明。圖廣圖5中，包括接箍I、管體2、偏梯形內(nèi)螺紋3、偏梯形外螺紋4、楔形內(nèi)螺紋5、楔形外螺紋6、內(nèi)扭矩臺(tái)肩7、外扭矩臺(tái)肩8、中徑線9、接箍?jī)?nèi)臺(tái)階平面10、錐度11、螺距12、齒高13、齒形牙寬14、齒形槽寬15、牙側(cè)角16、齒形圓弧17、內(nèi)臺(tái)肩厚度18、外臺(tái)肩厚度19、內(nèi)臺(tái)肩頂點(diǎn)角度20、外臺(tái)肩頂點(diǎn)角度21、內(nèi)倒角22、外倒角23、內(nèi)頂點(diǎn)圓弧24、外頂點(diǎn)圓弧25、內(nèi)密封面26、外密封面27、管體28等。如圖I、圖2所示，本發(fā)明是ー種特殊偏梯形螺紋油套管接頭，包括通過(guò)螺紋連接的接箍I及管體2、28，接箍I和管體2、28是以虛擬的中徑線9為基準(zhǔn)，以內(nèi)外螺紋進(jìn)行旋合，以管體2與管體28通過(guò)接箍I進(jìn)行若干連接形成油、套管柱，滿足油氣田生產(chǎn)使用要求。接箍I內(nèi)壁的軸向中部設(shè)置有環(huán)狀的內(nèi)臺(tái)階柱面10，接箍?jī)?nèi)臺(tái)階柱面10的長(zhǎng)度范圍是5(T200mm，増加接頭的連接強(qiáng)度和抗彎曲能力。接箍I的兩端加工有標(biāo)準(zhǔn)偏梯形內(nèi)螺紋3，偏梯形內(nèi)螺紋3靠近內(nèi)臺(tái)階柱面10的后端設(shè)置有楔形內(nèi)螺紋5。管體2、28端部的外壁上加工有標(biāo)準(zhǔn)偏梯形外螺紋4，偏梯形外螺紋4的前端設(shè)置有楔形外螺紋6。偏梯形內(nèi)螺紋3與偏梯形外螺紋4采用API標(biāo)準(zhǔn)。如圖3所示，楔形內(nèi)螺紋5與楔形外螺紋6的牙側(cè)角16為負(fù)角度，牙側(cè)角16的值為5° ^15°。楔形內(nèi)螺紋5與楔形外螺紋6的錐度11為1:16、螺距12為5. 08mm與API標(biāo)準(zhǔn)相同，齒高13為I. OOmnTl. 43mm、齒形牙寬14為I. 50mm"2. 07mm、齒形槽寬15為
2.55mnT3. 03mm、齒形圓弧17半徑為0. lOmnTO. 50mm。楔形內(nèi)螺紋5與楔形外螺紋6的牙數(shù)為1飛牙。在加工時(shí)，偏梯形螺紋向楔形螺紋變形過(guò)渡時(shí)應(yīng)平滑過(guò)渡，過(guò)渡面長(zhǎng)度不能大于I個(gè)螺距，并且其楔形外螺紋6的牙數(shù)總長(zhǎng)度要比楔形內(nèi)螺紋5的牙數(shù)總長(zhǎng)度大(0. 3 1)個(gè)螺距的距離長(zhǎng)度，最佳是0. 5牙的距離，這樣保證其配合時(shí)留有足夠余量不會(huì)發(fā)生干渉。如圖4所示，接箍I內(nèi)臺(tái)階柱面10的端部設(shè)置有內(nèi)扭矩臺(tái)肩7，內(nèi)扭矩臺(tái)肩7上設(shè)置有凹入的內(nèi)臺(tái)肩角度20，內(nèi)臺(tái)肩角度20靠近接箍I軸線的ー邊向外傾斜形成內(nèi)倒角22。內(nèi)臺(tái)肩角度20的值為90° 130°，內(nèi)倒角22的值為20° 50°。內(nèi)扭矩臺(tái)肩7與楔形內(nèi)螺紋5之間設(shè)置有內(nèi)密封面26，內(nèi)密封面26的長(zhǎng)度為I. 5^5. Omm，內(nèi)臺(tái)肩厚度18為4 12臟。內(nèi)臺(tái)肩角度20的頂點(diǎn)處設(shè)置有內(nèi)頂點(diǎn)圓弧24，內(nèi)頂點(diǎn)圓弧24的半徑為0. 5^2. 5mm。如圖5所示，管體2、28的端部設(shè)置有與內(nèi)扭矩臺(tái)肩7相配合的外扭矩臺(tái)肩8，外扭矩臺(tái)肩8上設(shè)置有凸出的外臺(tái)肩角度21，外臺(tái)肩角度21靠近管體2、28軸線的ー邊向內(nèi)傾斜形成外倒角23。外臺(tái)肩角度21的值比內(nèi)臺(tái)肩角度20的值大(T2°，最好大0.5° 1°。外倒角23的值與內(nèi)倒角22的值相等。外扭矩臺(tái)肩8與楔形外螺紋6之間設(shè)置有外密封面27，外密封面27的長(zhǎng)度與內(nèi)密封面26的長(zhǎng)度相等，外臺(tái)肩厚度19與內(nèi)臺(tái)肩厚度18相等。外臺(tái)肩角度21的頂點(diǎn)處設(shè)置有外頂點(diǎn)圓弧25，外頂點(diǎn)圓弧25的半徑比內(nèi)頂點(diǎn)圓弧24的半徑大0. 2 0. 5mm。本發(fā)明操作時(shí)，將接箍I的任意一端先套入管體2上，套入時(shí)應(yīng)將接箍I的內(nèi)螺紋與管體2的外螺紋先套入3 7扣，套扣時(shí)應(yīng)輕緩，將內(nèi)外螺紋對(duì)扣然后人力旋入，以人力旋合不動(dòng)是為止，將已經(jīng)手緊旋合在一起的接箍I和管體2用石油管道擰接機(jī)器進(jìn)行進(jìn)一歩的機(jī)器擰接達(dá)到機(jī)器擰接時(shí)的過(guò)盈配合狀態(tài)。當(dāng)接箍I與管體2在機(jī)器擰接過(guò)盈旋緊配合后，其楔形內(nèi)螺紋5、楔形外螺紋6達(dá)到了過(guò)渡配合狀態(tài)形成一定的密封性，同時(shí)內(nèi)臺(tái)肩厚度18與外臺(tái)肩厚度19達(dá)到了過(guò)盈配合，因其兩者的臺(tái)肩厚度與齒高導(dǎo)向面在同一個(gè)平面上，接觸面較大，大大増加了其高抗扭 矩性能和壓縮載荷能力及拉伸載荷的能力。機(jī)緊的位置和扭矩大小可以按照API標(biāo)準(zhǔn)操作或エ藝文件另行規(guī)定，但是必須滿足內(nèi)臺(tái)肩厚度18與外臺(tái)肩厚度19在機(jī)緊旋合后不得有任何間隙。同樣的緊固方法將其接箍I和管體28是以虛擬的中徑線9為基準(zhǔn)進(jìn)行緊密配合，達(dá)到管體28與管體2通過(guò)接箍I進(jìn)行若干連接形成油、套管柱滿足油氣田生產(chǎn)使用要求。在油田下井時(shí)將其一個(gè)個(gè)的連接件機(jī)緊連接形成數(shù)千米的油套管柱。本發(fā)明在接箍I及管體2、28的標(biāo)準(zhǔn)偏梯形螺紋的端部増加了楔形螺紋，増加了接頭的連接強(qiáng)度和齒形密封性能，提高了接頭的防脫扣能力；在管端和接箍中間增加了抗扭矩臺(tái)肩，進(jìn)ー步提高了接頭的抗扭矩性能和抗壓縮載荷性能；増加了接箍的總體長(zhǎng)度，提高了接頭的連接強(qiáng)度和抗彎曲能力。本發(fā)明加工簡(jiǎn)單方便，使用范圍廣，安全可靠；能夠承受外界高強(qiáng)度復(fù)雜的力施加而不泄露或損壞，滿足油田的使用要求。
權(quán)利要求
1.ー種特殊偏梯形螺紋油套管接頭，包括通過(guò)螺紋連接的接箍(I)及管體(2、28)，所述接箍(I)內(nèi)壁的軸向中部設(shè)置有環(huán)狀的內(nèi)臺(tái)階柱面(10)，其特征是所述接箍(I)的兩端加工有標(biāo)準(zhǔn)偏梯形內(nèi)螺紋(3)，所述偏梯形內(nèi)螺紋(3)靠近所述內(nèi)臺(tái)階柱面(10)的后端設(shè)置有楔形內(nèi)螺紋(5)，所述管體(2、28)端部的外壁上加工有標(biāo)準(zhǔn)偏梯形外螺紋(4)，所述偏梯形外螺紋(4)的前端設(shè)置有楔形外螺紋(6)，所述楔形內(nèi)螺紋(5)與所述楔形外螺紋(6)的牙側(cè)角(16)為負(fù)角度。
2.按照權(quán)利要求I所述的特殊偏梯形螺紋油套管接頭，其特征是所述牙側(cè)角(16)的值為5° 15°。
3.按照權(quán)利要求I所述的特殊偏梯形螺紋油套管接頭，其特征是所述楔形內(nèi)螺紋(5)與所述楔形外螺紋(6)的牙數(shù)為1飛牙。
4.按照權(quán)利要求I所述的特殊偏梯形螺紋油套管接頭，其特征是所述接箍(I)內(nèi)臺(tái)階柱面(10)的端部設(shè)置有內(nèi)扭矩臺(tái)肩(7)，所述內(nèi)扭矩臺(tái)肩(7)上設(shè)置有凹入的內(nèi)臺(tái)肩角度(20)，所述內(nèi)臺(tái)肩角度(20)靠近所述接箍(I)軸線的ー邊向外傾斜形成內(nèi)倒角(22);所述管體(2、28)的端部設(shè)置有與所述內(nèi)扭矩臺(tái)肩(7)相配合的外扭矩臺(tái)肩(8)，所述外扭矩臺(tái)肩(8)上設(shè)置有凸出的外臺(tái)肩角度(21)，所述外臺(tái)肩角度(21)靠近所述管體(2、28)軸線的一邊向內(nèi)傾斜形成外倒角(23 )。
5.按照權(quán)利要求4所述的特殊偏梯形螺紋油套管接頭，其特征是所述內(nèi)扭矩臺(tái)肩(7)與所述楔形內(nèi)螺紋(5)之間設(shè)置有內(nèi)密封面(26)，所述外扭矩臺(tái)肩(8)與所述楔形外螺紋(6)之間設(shè)置有外密封面(27)。
6.按照權(quán)利要求5所述的特殊偏梯形螺紋油套管接頭，其特征是所述內(nèi)密封面(26)的長(zhǎng)度與所述外密封面(27)的長(zhǎng)度相等，為I. 5^5. 0mm。
7.按照權(quán)利要求4所述的特殊偏梯形螺紋油套管接頭，其特征是所述內(nèi)臺(tái)肩角度(20)的值為90° 130°，所述外臺(tái)肩角度(21)的值比所述內(nèi)臺(tái)肩角度(20)的值大(T2°，所述內(nèi)倒角(22)的值為20°飛0°，所述外倒角(23)的值與所述內(nèi)倒角(22)的值相等。
8.按照權(quán)利要求7所述的特殊偏梯形螺紋油套管接頭，其特征是所述外臺(tái)肩角度(21)的值比所述內(nèi)臺(tái)肩角度(20)的值大0.5° 1°。
9.按照權(quán)利要求4所述的特殊偏梯形螺紋油套管接頭，其特征是所述外臺(tái)肩厚度(19)與所述內(nèi)臺(tái)肩厚度(18)相等，為ri2mm。
10.按照權(quán)利要求4所述的特殊偏梯形螺紋油套管接頭，其特征是所述內(nèi)臺(tái)肩角度(20)的頂點(diǎn)處設(shè)置有內(nèi)頂點(diǎn)圓弧(24)，所述內(nèi)頂點(diǎn)圓弧(24)的半徑為0.5^2. 5mm ;所述外臺(tái)肩角度(21)的頂點(diǎn)處設(shè)置有外頂點(diǎn)圓弧(25)，所述外頂點(diǎn)圓弧(25)的半徑比所述內(nèi)頂點(diǎn)圓弧(24)的半徑大0. 2^0. 5mm。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種特殊偏梯形螺紋油套管接頭，包括通過(guò)螺紋連接的接箍及管體，所述接箍?jī)?nèi)壁的軸向中部設(shè)置有環(huán)狀的內(nèi)臺(tái)階柱面，所述接箍的兩端加工有標(biāo)準(zhǔn)偏梯形內(nèi)螺紋，所述偏梯形內(nèi)螺紋靠近所述內(nèi)臺(tái)階柱面的后端設(shè)置有楔形內(nèi)螺紋，所述管體端部的外壁上加工有標(biāo)準(zhǔn)偏梯形外螺紋，所述偏梯形外螺紋的前端設(shè)置有楔形外螺紋，所述楔形內(nèi)螺紋與所述楔形外螺紋的牙側(cè)角為負(fù)角度。本發(fā)明在接箍及管體的標(biāo)準(zhǔn)偏梯形螺紋的端部增加了楔形螺紋，增加了接頭的連接強(qiáng)度和齒形密封性能，提高了接頭的防脫扣能力；在管端和接箍中間增加了抗扭矩臺(tái)肩，進(jìn)一步提高了接頭的抗扭矩性能和抗壓縮載荷性能。
文檔編號(hào)E21B17/08GK102852469SQ201210125088
公開(kāi)日2013年1月2日 申請(qǐng)日期2012年4月25日 優(yōu)先權(quán)日2012年4月25日
發(fā)明者馮波, 耿玉娟 申請(qǐng)人:無(wú)錫西姆萊斯石油專用管制造有限公司