CN114683563A - 一种采油管接头的加工安装方法及采油管接头 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种采油管接头的加工安装方法及采油管接头。采油管接头的加工安装方法包括如下步骤：采用热塑性、耐高温材质制成非金属的采油管管体，采油管管体端部的厚度大于采油管管体中心区域的厚度；加热采油管管体端部，当加热至预设温度时，挤压半固态状态下的采油管管体端部，形成接头螺纹；冷却接头螺纹，将采油管管体通过接头螺纹与外部管道连接，密封接头螺纹位置的间隙。采油管接头包括采油管管体和接头螺纹，采油管管体和接头螺纹为非金属一体成型件。本发明具有承压承载能力好、连接强度高，且密封性能好等优点。

Description

一种采油管接头的加工安装方法及采油管接头

技术领域

本发明涉及采油管路领域，尤其涉及一种采油管接头的加工安装方法及采油管接头。

背景技术

油管在服役过程中的环境相当苛刻，受力十分复杂，如轴向力、内外压、弯曲、温度等载荷，这些外载会对油管性能造成一定影响，甚至导致油管连接失效和密封失效。同时，油管在入井过程中，不合适的上扣扭矩同样会导致接头失效、影响油管接头的使用性能，扭矩过大将使扭矩台肩或密封面塑性变形过量，导致连接失效或密封失效；扭矩过小将导致密封面的接触应力不足，从而造成特殊螺纹油管接头的泄露。

同时，中国发明专利201510053262.9公开了一种非金属连续采油管连接接头，非金属采油管的最外侧包覆层的层壁中设置有沿周向彼此间隔排列的多根钢丝，包括：接头本体，其为圆筒状结构，所述接头本体一端的筒壁沿厚度方向剖开形成上下两个部分，两个部分的相对面上均设置有齿牙；以及固定体，其为圆环形，套设在所述接头本体的外周，且具有供所述多根钢丝其中之一穿过的至少一个通孔。其接头采用扣压连接、钢丝固定连接和树脂浇注连接方式结合的方式，大大提高连接接头的承压和承载能力，但其连接部位结构设计是通过钢丝等连接，结构复杂、操作不便，且可靠性差。

中国发明专利201810731094.8公开了一种预埋电缆的非金属连续管测控分层注水***及其操作方法，其重点阐述了预埋电缆的非金属连续管的现场应用工艺技术。柔性复合连续管的一端通过接头与有缆智能配水器的一端连接，有缆智能配水器的另一端与筛管丝堵及双作用凡尔连接，柔性复合连续管的另一端与注入机连接，柔性复合连续管内的预置电缆经地面控制器与PC机连接。该发明重点设计了预埋有电缆的非金属现场应用方法，主要偏重于连接对象和现场操作工艺，对接头结构未做详细阐述。可见，现有的采油管接头存在采油管接头强度低、易泄漏，且结构复杂、操作不便等问题，其无法保证生产效率和生产安全性。

发明内容

本发明要解决的技术问题是克服现有技术的不足，提供一种承压承载能力好、连接强度高，且密封性能好的采油管接头的加工安装方法及采油管接头。

为解决上述技术问题，本发明提出的技术方案为：

一种采油管接头的加工安装方法，包括如下步骤：

1)采用热塑性、耐高温材质制成非金属的采油管管体，采油管管体端部的厚度大于采油管管体中心区域的厚度；

2)加热采油管管体端部，当加热至预设温度时，挤压半固态状态下的采油管管体端部，形成接头螺纹；

3)冷却接头螺纹，将采油管管体通过接头螺纹与外部管道连接，密封接头螺纹位置的间隙。

作为上述技术方案的进一步改进：

在步骤1)中，制成采油管管体的热塑性、耐高温材质为聚醚酮。

采油管管体端部的加厚长度是保证连接位置有足够连接强度和抗压能力为标准选择的加厚长度。

在步骤2)中，当加热至预设温度时，进行保温处理，之后挤压采油管管体端部。

加热采油管管体的预设温度为380～420℃，以50～70℃/min的速度升温至预设温度，并保温10～20min。

在步骤2)中，采用模具挤压采油管管体端部，形成牙型为梯形的接头螺纹。

在步骤3)中，采用激光或密封脂密封接头螺纹位置的间隙。

在步骤3)中，采用水冷的方式冷却接头螺纹。

一种采用上述加工安装方法制成的采油管接头，包括采油管管体和接头螺纹，所述采油管管体和所述接头螺纹为非金属一体成型件。

作为上述技术方案的进一步改进：

所述采油管管体的中心线与所述接头螺纹的中心线重合，且所述采油管管体与所述接头螺纹之间通过一锥形过渡段相互连接。

所述接头螺纹为梯形螺纹，所述梯形螺纹的牙顶面为倾斜设置，且所述梯形螺纹的牙顶两端设有圆弧倒角。

与现有技术相比，本发明的优点在于：

(1)本发明采用热塑性、耐高温材质制成采油管管体，并加热、挤压采油管管体端部形成接头螺纹，使得采油管管体和接头螺纹为非金属一体成型件，此时，采油管管体和接头螺纹具有相同的膨胀系数和一致的变形趋势，其大大提高了采油管接头的承压承载能力和连接强度，减少了油管在工作条件下的失效风险，保证了生产的安全、可靠进行。

(2)采用热塑性、耐高温材质制成非金属采油管管体，使得采油管接头耐高温、耐高压和防腐蚀性能更好，提高了采油管接头的使用寿命。

(3)本发明在加热后冷却接头螺纹，并在采油管管体与外部管道连接后密封接头螺纹位置的间隙，保证采油管管体与外部管道之间的密封性，减小了采油管接头泄漏造成的损失。

(4)本发明为一体式结构，结构简单、易操作，在节约材料成本的同时，大大提高了生产效率。

本发明考虑从控制采油管接头失效和泄漏的影响因素出发，通过改变采油管接头的加工安装方法，使得采油管接头的承压承载能力、连接强度和密封性均大大提高，且耐高温、耐高压和防腐蚀性能好，大大减少了采油管接头失效及失效带来的损失，使采油管接头在严苛工作环境中仍可安全可靠运行。本发明的采油管接头同样具有上述优点。

附图说明

在下文中将基于实施例并参考附图来对本发明进行更详细的描述。其中：

图1是本发明采油管接头的加工安装方法的流程图。

图2是本发明采油管接头的结构示意图。

图3是本发明接头螺纹的放大示意图。

图4是图2的A部的放大示意图。

图中各标号表示：

1、油管接头；11、采油管管体；12、接头螺纹；121、圆弧倒角；13、锥形过渡段；2、外部管道；3、密封环；4、U型密封圈。

具体实施方式

下面将结合说明书附图和具体实施例对本发明做进一步详细说明，但并不因此而限制本发明的保护范围。

如图1所示，本实施例的采油管接头的加工安装方法，包括如下步骤：

1)采用热塑性、耐高温材质制成非金属的采油管管体11，采油管管体11端部的厚度大于采油管管体11中心区域的厚度；

2)加热采油管管体11的端部，当加热至预设温度时，挤压半固态状态下的采油管管体11端部，形成接头螺纹12；

3)冷却接头螺纹12，将采油管管体11通过接头螺纹12与外部管道2连接，密封接头螺纹12位置的间隙。

本发明考虑从控制采油管接头1失效和泄漏的影响因素出发，通过改变采油管接头1的加工安装方法，使得采油管接头1的承压承载能力、连接强度和密封性均大大提高，且耐高温、耐高压和防腐蚀性能好，大大减少了采油管接头1失效及失效带来的损失，使采油管接头1在严苛工作环境中仍可安全可靠运行，实现了高温、高强度(＞200℃、100MPa)条件下的高效率工作。

具体讲，本发明采用热塑性、耐高温材质制成采油管管体11，并直接加热、挤压采油管管体11的端部形成接头螺纹12，使得采油管管体11和接头螺纹12为非金属一体成型件，此时，采油管管体11和接头螺纹12具有相同的膨胀系数和一致的变形趋势，其大大提高了采油管接头1的承压、承载能力和连接强度，减少了油管在工作条件下的失效风险，保证了生产的安全、可靠进行。采用热塑性、耐高温材质制成非金属的采油管管体11，使得采油管接头1的耐高温、耐高压和防腐蚀性能更好，提高了采油管接头1的使用寿命。本发明在加热后冷却接头螺纹12，并在采油管管体11与外部管道2连接后密封接头螺纹12位置的间隙，保证采油管管体11与外部管道2之间的密封性，减小了采油管接头1泄漏造成的损失。同时，本发明为一体式结构，结构简单、易操作，在节约材料成本的同时，大大提高了生产效率。

本实施例中，在步骤1)中，制成采油管管体11的热塑性、耐高温材质为聚醚酮。其使得采油管接头1的耐高温、耐高压和防腐蚀性能好，提高了采油管接头1的使用寿命。

进一步地，在步骤1)中，采油管管体11的端部加厚长度是保证连接位置有足够连接强度和抗压能力为标准选择的加厚长度。采油管管体11的端部加厚提供了接头螺纹12挤压成型的空间；采油管管体11端部的加厚长度使得采油管管体11与外部管道2有足够的连接面积，使得管体之间可牢固连接，保证了采油管接头1具有足够的连接强度和抗压能力。

本实施例中，采油管管体11为圆筒状结构，采油管管体11端部的加厚长度为30～40cm。在其他实施例中，采油管管体11端部的加厚长度可根据采油管管体11的长度进行调节，只要保证管体之间具有足够的连接强度和抗压能力即可。

进一步地，在步骤2)中，当加热至预设温度时，进行保温处理，之后挤压采油管管体11端部。保温处理使得采油管管体11端部更充分的熔融，保证后续接头螺纹12的成形效果。

本实施例中，加热采油管管体11的预设温度为400℃，以60℃/min的速度升温至预设温度，并保温15min。其使得加热采油管管体11端部可快速升温至熔融状态，并充分熔融。在其他实施例中，预设温度、升温速度及保温时间只要能够保证采油管管体11端部充分熔融即可，如加热采油管管体11的预设温度可设置为380～420℃，升温速度可设置为50～70℃/min，保温时间可设置为10～20min。

进一步地，在步骤2)中，采用模具挤压采油管管体11端部，形成牙型为梯形的接头螺纹12。使得采油管管体11采用非金属材质时仍具有足够的连接强度和承载能力；同时，模具的耐温能力需适应采油管管体11端部的加热温度。

进一步地，在步骤3)中，采用激光密封接头螺纹12位置的间隙，以保证采油管管体11与外部管道2之间的密封性，减小了采油管接头1泄漏造成的损失。本实施例中，采用功率为180W的激光密封。在其他实施例中，也可采用密封脂密封接头螺纹12位置的间隙。

本实施例中，在步骤3)中，采用水冷的方式冷却接头螺纹12，以使接头螺纹12有效冷却，与外部管道2可靠连接。

如图2所示，本实施例示出了采用采油管接头1加工安装方法制成的采油管接头1，采油管管体11和接头螺纹12为非金属一体成型件。本发明的采油管接头1同样具有采油管接头加工安装方法的上述优点，采用本发明加工安装方法制成的采油管接头1能够在温度大于200℃以及压强达100MPa的条件下有效工作，同时，其结构简单、节约材料。

进一步地，接头螺纹12呈矩形宽齿状且带有倾斜角度的接头螺纹12，其使得采油管管体11采用非金属材质时仍具有足够的连接强度和承载能力。同时，矩形宽齿状的齿宽和高度应保证接头螺纹12的承载能力和连接强度。在其他实施例中，接头螺纹12的螺纹形状只要能够保证非金属材质状态下具有足够的连接强度和承载能力即可，如也可设置为弧形接头螺纹等。进一步地，如图3所示，接头螺纹12为梯形螺纹。其使得采油管管体11采用非金属材质时仍具有足够的连接强度和承载能力。同时，梯形螺纹的齿宽和高度应保证接头螺纹12的承载能力和连接强度。在其他实施例中，接头螺纹12的螺纹形状只要能够保证非金属材质状态下具有足够的连接强度和承载能力即可，如也可设置为弧形接头螺纹等。同时，梯形螺纹的牙顶面为倾斜设置，其使得油管接头1与外部管道2相互限位，避免脱扣现象的发生。梯形螺纹12的牙顶两端设有圆弧倒角121，以防止接头螺纹12发生磕碰损坏。本实施例中，梯形螺纹的左端倾斜角度为2°，右端倾斜角度为3°，牙顶面倾斜角度为2°在其他实施例中，梯形螺纹的倾斜角度和牙顶面倾斜角度可根据实际情况进行调整。进一步地，如图4所示，采油管管体11的中心线与接头螺纹12的中心线重合，且采油管管体11与接头螺纹12之间通过一锥形过渡段13相互连接。其使得采油管管体11的两端逐步加厚，有助于加工成型接头螺纹12。本实施例中，锥形过渡段13的角度为10°，在其他实施例中，接头螺纹12可根据实际情况进行调整。

更进一步地，如图1所示，接头螺纹12的两端与外部管道2之间设有密封环3和U型密封圈4。接头螺纹12上设有密封凸环，U型密封圈4与密封凸环密封配合。密封环3和U型密封圈4的设置实现了油管接头1与外部管道2之间的有效密封。虽然已经参考优选实施例对本发明进行了描述，但在不脱离本发明的范围的情况下，可以对其进行各种改进并且可以用等效物替换其中的部件。尤其是，只要不存在结构冲突，各个实施例中所提到的各项技术特征均可以任意方式组合起来。本发明并不局限于文中公开的特定实施例，而是包括落入权利要求的范围内的所有技术方案。

Claims (10)

1.一种采油管接头的加工安装方法，其特征在于，包括如下步骤：

1)采用热塑性、耐高温材质制成非金属的采油管管体，采油管管体端部的厚度大于采油管管体中心区域的厚度；

2)加热采油管管体端部，当加热至预设温度时，挤压半固态状态下的采油管管体端部，形成接头螺纹；

3)冷却接头螺纹，将采油管管体通过接头螺纹与外部管道连接，密封接头螺纹位置的间隙。

2.根据权利要求1所述的采油管接头的加工安装方法，其特征在于，在步骤1)中，制成采油管管体的热塑性、耐高温材质为聚醚酮。

3.根据权利要求1所述的采油管接头的加工安装方法，其特征在于，采油管管体端部的加厚长度是保证连接位置有足够连接强度和抗压能力为标准选择的加厚长度。

4.根据权利要求1至3中任意一项所述的采油管接头的加工安装方法，其特征在于，在步骤2)中，当加热至预设温度时，进行保温处理，之后挤压采油管管体端部。

5.根据权利要求4任意一项所述的采油管接头的加工安装方法，其特征在于，加热采油管管体的预设温度为380～420℃，以50～70℃/min的速度升温至预设温度，并保温10～20min。

6.根据权利要求1至3中任意一项所述的采油管接头的加工安装方法，其特征在于，在步骤2)中，采用模具挤压采油管管体端部，形成牙型为梯形的接头螺纹。

7.根据权利要求1至3中任意一项所述的采油管接头的加工安装方法，其特征在于，在步骤3)中，采用激光或密封脂密封接头螺纹位置的间隙。

8.一种采用权利要求1至7中任意一项所述的加工安装方法制成的采油管接头，其特征在于，包括采油管管体和接头螺纹，所述采油管管体和所述接头螺纹为非金属一体成型件。

9.根据权利要求8所述的采油管接头，其特征在于，所述采油管管体的中心线与所述接头螺纹的中心线重合，且所述采油管管体与所述接头螺纹之间通过一锥形过渡段相互连接。

10.根据权利要求8所述的采油管接头，其特征在于，所述接头螺纹为梯形螺纹，所述梯形螺纹的牙顶面为倾斜设置，且所述梯形螺纹的牙顶两端设有圆弧倒角。

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