CN113494249A - 一种可换式直连型偏梯螺纹油井管 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种可换式直连型偏梯螺纹油井管，包括主体管和上可换接头、下可换接头，所述主体管两端均加工有主扭矩台肩、主体管内螺纹和主体管密封台肩，所述主体管两端分别螺纹连接上可换接头和下可换接头；所述主体管和上可换接头、下可换接头的规格外径相同。本发明的有益效果为：采用直连型结构，主体管和上可换接头、下可换接头的规格外径相同，环空空间等到最大程度增加，环空上返效率等到充分利用，有利于提高钻井效率；采用上下可换接头形式，油井管重复利用率成倍提高，节能减排。
Description
技术领域
本发明涉及石油行业油井管技术领域，尤其涉及一种可换式直连型偏梯螺纹油井管。
背景技术
目前，用于石油行业的油井管，每根油井管长约10米左右，一般在管体上加工外螺纹，在接箍上加工内螺纹，一根根的管子通过接箍连接起来形成长达数千米的油套管柱。油套管柱作为一个密闭空间，从地下向地上传输具有较高压力的石油或天然气。
API 标准接箍的外径远大于管子外径，虽然接箍的长度不到管子的1％，但却决定了整个管柱与井壁的间隙，在超深井钻井、小间隙固井作业中，由于粗大接箍的存在，常常会产生因固井间隙太小而无法保证固井质量的技术难题。
随着世界对化石能源需求的急剧攀升和石油可开采量的逐年加大，当前石油开采领域正向深井、超深井、高压油气井、稠油热采井、定向井等的开采方向逐步发展，由此对油井管提出了越来越苛刻的技术要求。每根油井管重复利用次数加大，但其两端的螺纹出现粘扣、错扣及断扣等问题而失效，现有技术是采用锯断两端螺纹部分再次加工，但是这种方式缺点是10米长度管子两端加工螺纹，难度大且对于定尺的油井管无二次加工余量，只能报废。
如何解决上述问题迫在眉睫。
发明内容
针对上述现有技术中存在的技术问题，本申请的目的在于提供一种可换式直连型偏梯螺纹油井管。
为实现本发明的目的，本发明提供的技术方案如下：
一种可换式直连型偏梯螺纹油井管，包括主体管和上可换接头、下可换接头，所述主体管两端均加工有主扭矩台肩、主体管内螺纹和主体管密封台肩，所述主体管两端分别螺纹连接上可换接头和下可换接头，所述上可换接头下侧端和下可换接头上侧端均设置有接头扭矩台肩、接头外螺纹和接头密封台肩，所述接头扭矩台肩、接头外螺纹和接头密封台肩分别与主扭矩台肩、主体管内螺纹和主体管密封台肩相配合使用，所述上可换接头上侧端设置有上接头内螺纹，所述下可换接头下侧端设置有下接头外螺纹，所述上接头内螺纹和下接头外螺纹相配合使用；
所述主体管和上可换接头、下可换接头的规格外径相同。
与现有技术相比，本发明的有益效果为：
1、采用直连型结构，主体管和上可换接头、下可换接头的规格外径相同，环空空间等到最大程度增加，环空上返效率等到充分利用，有利于提高钻井效率；
2、采用上下可换接头形式，油井管重复利用率成倍提高，节能减排；
3、扭矩台肩结构的设计，使得复杂井况下抗扭效果增强，提高连接强度，扭矩台肩过盈配合也在一定程度上增强密封性，提高密封效果；
4、设计合理、接头加工难度较10米长管加工难度大大降低，提高螺纹精度及合格率，易于操作及提高生产效率高。
附图说明
图1为本申请油井管的结构示意图；
图2为本申请上可换接头的结构示意图；
图3为本申请接头外螺纹和下接头外螺纹的齿型结构示意图；
图4为本申请主体管的结构示意图；
图5为本申请密封锥面结构示意图；
图6为本申请下可换接头的结构示意图；
图7为本申请上接头内螺纹和下接头外螺纹的齿型示意图。
图中，1.上可换接头，2.密封圈，3.主体管，4.下可换接头，5.上接头内螺纹，6.接头扭矩台肩，7.密封槽，8.上接头外螺纹，9.接头密封台肩，10.主扭矩台肩，11.主体管内螺纹，12.主体管密封台肩，13.密封锥面，14.缩颈内镗孔，15.下接头外螺纹。
具体实施方式
以下结合附图和具体实施例对本发明作进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。
需要注意的是，这里所使用的术语仅是为了描述具体实施方式，而非意图限制根据本申请的示例性实施方式。当在本说明书中使用属于“包含”和/ 或“包括”时，其指明存在特征、步骤、操作、部件或者模块、组件和/ 或它们的组合。
需要说明的是，在不冲突的情况下，本申请中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。
如图1-图7所示，本申请实施例提供了一种可换式直连型偏梯螺纹油井管，包括主体管3和上可换接头1、下可换接头4，所述主体管3两端结构相同，均加工有主扭矩台肩10、主体管内螺纹11和主体管密封台肩12，所述主体管3两端分别螺纹连接上可换接头1和下可换接头4，所述上可换接头1下侧端和下可换接头4上侧端结构同样相同，均设置有接头扭矩台肩6、接头外螺纹8和接头密封台肩9，所述接头扭矩台肩6、接头外螺纹8和接头密封台肩9分别与主扭矩台肩10、主体管内螺纹11和主体管密封台肩12相配合使用，所述上可换接头1上侧端设置有上接头内螺纹5，所述下可换接头4下侧端设置有下接头外螺纹15，所述上接头内螺纹5和下接头外螺纹15相配合使用；
所述主体管3和上可换接头1、下可换接头4的规格外径相同。
其中，所述主扭矩台肩10与所述接头扭矩台肩6在装配时过盈配合，其过盈量为0.05mm-0.10mm。
其中，所述主体管密封台肩12与接头密封台肩9在装配时间隙配合，其间隙量=0.127mm-0.254mm，在工作状态时过盈配合。
上述技术方案具有如下技术效果：
1、采用直连型结构，主体管和上可换接头、下可换接头的规格外径相同，环空空间等到最大程度增加，环空上返效率等到充分利用，有利于提高钻井效率；
2、采用上下可换接头形式，油井管重复利用率成倍提高，节能减排；
3、扭矩台肩结构的设计，使得复杂井况下抗扭效果增强，提高连接强度，扭矩台肩过盈配合也在一定程度上增强密封性，提高密封效果；
4、设计合理、接头加工难度较10米长管加工难度大大降低，提高螺纹精度及合格率，易于操作及提高生产效率高。
在优选的实施例中，本申请中的油井管在使用的时候，一根油井管的上接头内螺纹5和相连接的另一根油井管的下接头外螺纹15螺纹连接，如图7所示，上接头内螺纹5和下接头外螺纹15的齿高H为1.575mm、螺距P为7牙/英寸、锥度T为1:12、牙型角B为13°，此种螺纹结构有利于提高连接强度。
在优选的实施例中，如图3所示，本申请中的主体管内螺纹11和接头外螺纹8的齿高h为1.41mm、螺距T为7牙/英寸、锥度t为1:16、牙型角a为60°，采用60°圆螺纹，提高螺纹强度，且密封性好。
在优选的实施例中，所述主体管3和上可换接头1、下可换接头4的规格外径为114.3mm。
在优选的实施例中，如图6所示，所述下接头外螺纹15内孔设置缩颈内镗孔14，其中水平夹角θ为6°。缩颈后加工6°圆锥面，使得此处内径壁厚360°圆周方向壁厚均匀，外螺纹受力均匀，提高连接效果。
在优选的实施例中，如图5所示，主体管扣尾设置密封锥面13，其锥角Q为2.86°-3°。上述采用密封锥面结构，有利于增强密封效果。
在优选的实施例中，所述上可换接头1下侧端和下可换接头4上侧端均设置有密封槽7，所述密封槽7内设置有密封圈2，采用密封圈结构，弥补在复合载荷下，金属密封的不足。
上述的一种可换式直连型偏梯螺纹油井管的加工过程，包括如下步骤：
a)锯床下料：控制端面切斜度≤3mm；
b) 机加工主体管内螺纹:首先粗加工并保证单边加工余量0.3-0.45mm，其次用密封面刀加工扭矩台肩和密封台肩，最后用螺纹成型刀加工内螺纹，要求每次加工量单边0.10-0.15mm，转速范围400—450r/m；
c) 主体管内螺纹表面镀铜处理：电镀液中电镀10-30min，电流密度为3A/dm2，镀铜的电镀液为：硫酸铜250-300g/L，硫酸60g/L，盐酸60mg/L；
d) 机加工上可换接头外螺纹和上接头内螺纹：首先粗加工并保证单边加工余量0.3-0.45mm，其次用密封面刀加工扭矩台肩和密封台肩，最后用螺纹成型刀加工内螺纹，要求每次加工量单边0.10-0.15mm，转速范围400—450r/m；
e）可换接头外螺纹和上接头内螺纹镀铜处理：电镀液中电镀10-30min，电流密度为3A/dm2，镀铜的电镀液为：硫酸铜250-300g/L，硫酸60g/L，盐酸60mg/L；
f）下可换接头内孔缩径处理：用缩径机压缩可换接头一端内径，使其内径收缩2.5-3mm，并机加缩径内镗孔，使其水平夹角为6°；
g) 机加工下可换接头下接头外螺纹和接头外螺纹：首先粗加工并保证单边加工余量0.3-0.45mm，其次用密封面刀加工扭矩台肩和密封台肩，最后用螺纹成型刀加工内螺纹，要求每次加工量单边0.10-0.15mm，转速范围400—450r/m；
h) 装配密封圈：装配前清理毛刺飞边等；
i) 上扣装配上、下可换接头：按各种产品规格及上卸扣标准执行。
以上所述仅是本发明的优选实施方式，应当指出的是，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。
Claims (9)
1.一种可换式直连型偏梯螺纹油井管，其特征在于，包括主体管（3）和上可换接头（1）、下可换接头（4），所述主体管（3）两端均加工有主扭矩台肩（10）、主体管内螺纹（11）和主体管密封台肩（12），所述主体管（3）两端分别螺纹连接上可换接头（1）和下可换接头（4），所述上可换接头（1）下侧端和下可换接头（4）上侧端均设置有接头扭矩台肩（6）、接头外螺纹（8）和接头密封台肩（9），所述接头扭矩台肩（6）、接头外螺纹（8）和接头密封台肩（9）分别与主扭矩台肩（10）、主体管内螺纹（11）和主体管密封台肩（12）相配合使用，所述上可换接头（1）上侧端设置有上接头内螺纹（5），所述下可换接头（4）下侧端设置有下接头外螺纹（15），所述上接头内螺纹（5）和下接头外螺纹（15）相配合使用；
所述主体管（3）和上可换接头（1）、下可换接头（4）的规格外径相同。
2.根据权利要求1所述的一种可换式直连型偏梯螺纹油井管，其特征在于，所述上可换接头（1）下侧端和下可换接头（4）上侧端均设置有密封槽（7），所述密封槽（7）内设置有密封圈（2）。
3.根据权利要求1所述的一种可换式直连型偏梯螺纹油井管，其特征在于，一根油井管的上接头内螺纹（5）和相连接的另一根油井管的下接头外螺纹（15）螺纹连接，且上接头内螺纹（5）和下接头外螺纹（15）的齿高为1.575mm、螺距为7牙/英寸、锥度为1:12、牙型角为13°。
4.根据权利要求1所述的一种可换式直连型偏梯螺纹油井管，其特征在于，所述主体管内螺纹（11）和接头外螺纹（8）的齿高为1.41mm、螺距为7牙/英寸、锥度为1:16、牙型角为55°。
5.根据权利要求1所述的一种可换式直连型偏梯螺纹油井管，其特征在于，所述主扭矩台肩（10）与所述接头扭矩台肩（6）在装配时过盈配合，其过盈量为0.05mm-0.10mm。
6.根据权利要求1所述的一种可换式直连型偏梯螺纹油井管，其特征在于，所述主体管密封台肩（12）与接头密封台肩（9）在装配时间隙配合，其间隙量=0.127mm-0.254mm，在工作状态时过盈配合。
7.根据权利要求1所述的一种可换式直连型偏梯螺纹油井管，其特征在于，所述主体管（3）和上可换接头（1）、下可换接头（4）的规格外径为114.3mm。
8.根据权利要求1所述的一种可换式直连型偏梯螺纹油井管，其特征在于，所述下接头外螺纹（15）内孔设置缩颈内镗孔（16），其中水平夹角为6°。
9.根据权利要求1所述的一种可换式直连型偏梯螺纹油井管，其特征在于，主体管扣尾设置密封锥面（13），其锥角为2.86°-3°。
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