CN2351541Y - 无接箍有台肩双级同步螺纹管 - Google Patents

Abstract

一种用于石油钻井的无接箍有台肩双级同步螺纹管,该管采用螺纹无过渡接箍管体直联形式,管径及内径在管体全长上无径向变化,联结时为双级、同步螺纹有台肩联结,螺纹齿采用圆柱、偏梯形状,承载角3度、旋扣角为10度,旋扣面齿顶角半径0.76毫米,该管可适用于油井管柱壁厚较小,油井环形空间严重受限,要求螺纹联结扭矩大,抗滑扣能力强,管柱密封性高,使用寿命长的油井管柱,特别是在井下作业空间严重受限的油井具有推广价值。

Description

无接箍有台肩双级同步螺纹管

本实用新型涉及一种用于石油钻井的无接箍有台阶双级同步螺纹管，属于钻井管材料。

螺纹是石油及天然气油井管柱联接延伸和拆卸的最佳形式。在传统的石油及天然气油井管柱联接螺纹系列中，所有的螺纹均为一级联接形式，且大都以接箍作为两相邻管体间的过渡。这是为了满足对联接强度及高压流体密封的要求。为此，油井管柱的壁厚或管体及其附属物内径和外径的变化均较大，管柱本身所占用的空间相应增大了，其结果是以牺牲油井作业空间和增大油井管柱钢材的消耗量为代价。同时，由于接箍的直径远大于管体的直径，破坏了管柱“形体”的连续性，使油井作业过程中经常发生油井支撑管柱与作业管柱间的干涉现象，增加了作业工艺的难度。典型的例子为钻井施工中当出现满眼钻具卡钻需要套铣作业时，由于传统套铣管柱为有接箍过渡，便极大地减小了井壁与被套铣管柱间的环形空间，套铣管柱有时就会受阻或者增大套铣工作量，增大作业难度和成本。

八十年代末期间一度出现过的双台肩螺纹虽然也具有无接箍有台肩的优点，在一定程度上也能够克服传统油井管柱螺纹不足，但由于其齿形的承载角和旋扣角均较大(分别为7.5°和20°)，使得螺纹的自锁能力较低，容易因作业过程中的弹性变形或联接延伸及拆卸作业中的疏忽使螺纹自行卸开，造成恶性事故。同时较大的螺纹齿偏角还使得螺纹部分承载状况变得恶劣，增大了内螺纹直径胀大、外螺纹直径缩小的趋势，在一定意义上减少了螺纹抗滑扣的能力，这是十分危险的。

本实用新型的目的可以有效地解决上述各类螺纹管子缺陷，而提供一种联接扭矩大、抗滑扣能力强、自锁性好、密封性能高的石油管材--无接箍有台肩双级同步螺纹管。

本实用新型是这样实现的：

本实用新型是在4¹/2时--9³/4时内外径无径向变化的石油钻井管材的螺纹连接位置采用管体直接连接形式，制做而成，即管柱螺纹为无过渡接箍，管柱内外螺纹不采用过渡接箍，加工时可直接在管体一端加工成公螺纹另一端母螺纹，便可以无需在连接管体两端再配以附属物或进行镦粗处理。

本实用新型的管材连接采用了双级、同步、有台肩螺纹；是将管柱的内螺纹和外螺纹分别加工为螺纹切入方位及切入角相同，并具有相同的齿型、相同的螺距等参数的双级螺纹，使各级内外螺纹的强度比相同，螺纹形状呈圆柱、偏梯形螺纹，梯形角分别为3度和10度，螺纹采用圆柱而非圆锥形式，在螺纹各部位均以圆弧过渡，旋扣面齿顶圆弧半径为0.76毫米。

本实用新型优点在于：

由于本实用新型采用了：

螺纹无过渡接箍，管体直联形式，管柱内外螺纹不采用过渡接箍，而直接在管体上加工而成，无需在管体两端再配以附属物或进行镦粗处理，不仅减少了加工工艺过程及钢材消耗量，有利于降低生产成本，而且可以有效地保证管柱材料的机械性能不受外界因素的影响。尤其是有利于减少管柱的横截面积及占用的空间，为油井的作业空间留有了较大的余地，使油井管柱内作业的难度下降，作业工艺变简单。

另外在管柱的外径及内径全长上，均无径向变化。管径内外均是同样的直径，具有良好的“形体”连续性，整个管材没有任何的凸台和凹陷。管柱内外“形体”良好的连续性有利于管柱在油井内轴向运动自由度的提高，管柱轴向自由度愈高，油井管柱间相互碰撞及干涉的可能性愈小，愈有利于防止油井壁卡阻，提高了油井作业过程中的安全性。

油井管柱内径的一致性，还有利地防止油井流体的压力损失及流速变化，这对于防止油井流体发生涡流、保证管壁不被冲蚀破坏极有为有利。

本实用新型采用了“双级、同步、有台肩螺纹联接”方式还将满足于因油井作业时，井下空间受限，对井下钢管强度及螺纹连接强度要求、更大的特殊要求。

本实用新型由以下实施例给出

下面结合附图予以说明

附图：本实用新型结构示意图

一种无接箍有台肩双级同步螺纹管；其特征在于用该管连接后的管柱体为直联形式，管柱螺纹为无过渡接箍，该管柱外径1与内径10的公扣与母扣一端管壁8接触端上面车有一个90度的定位肩2、螺纹齿形为圆柱、偏梯形：梯形角分别为3度(承载角4)和10度(旋扣角3)，内螺纹5、9外螺纹6、7各部均以圆弧过渡，旋扣角3面齿顶圆弧半径为R0.76毫米，该螺纹在联结时采用了双级、同步螺纹、有台肩联结方式是为了避免彼此联结的管柱避免出现一对螺纹的强度及刚性不一致而引发的某一部位早期失效的情况发生，而是使两级螺纹间相互补充和强化。采用同步螺纹有利于内外双级螺纹同时旋入到位，防止相互间的干涉。采用有台肩螺纹形式，有利于内外螺纹旋合后的定位及对流体的密封。内外螺纹台肩间的接触压力足够大，可以有效防止流体泄漏，这对于保证螺纹的安全联接、防止被流体冲蚀破坏具有重要意义，另外，本实用新型的螺纹采用圆柱、偏梯形螺纹，梯形角分别为3度和10度。螺纹采用圆柱而非圆锥形式可尽量减小管柱的壁厚，以适应管壁较小的要求。螺纹的齿型采用偏梯形有利于螺纹的旋合及大承载量，尤其是承载角采用3度，可以最大限度地减小螺纹齿在高载荷状态下的径向分力，降低外螺纹直径收缩及内螺纹直径胀大扩径的趋势，有利于提高螺纹的稳定性及抗滑扣的能力。

此外管体径10内的“螺纹各部均以圆弧过渡，旋扣面齿顶圆弧半径R0.76mm“。螺纹各部位的过渡圆弧有利于降低管柱表面因加工螺纹而破坏的”形体“轮廓的连续性所形成的应力集中系数，这对于提高螺纹部位的疲劳极限和使用可靠性至关重要。螺纹部位合理的过渡圆弧可以使管柱两端旋扣角为10度及旋扣面齿顶圆弧半径R0.76mm，有利于螺纹联接时旋入，不易发生错扣等复杂情况；同时可以减少螺纹旋合过程中螺纹齿的磨损，防止螺纹磨损过程中产生的金属细屑造成螺纹齿侧间的粘结。

Claims (3)

1、一种无接箍有台肩双级同步螺纹管；其特征在于：用该管连接的管柱体为直联形式，管柱螺纹为无过渡接箍，该管柱外径(1)与内径(10)的公扣与母扣一端管壁(8)接触端上面有一个90度定位肩(2)，螺纹齿形为圆柱、偏梯形、承载角(4)和旋扣角(3)而内螺纹(5)、(9)、外螺纹(6)、(7)各部位均呈圆弧过渡。

2、根据权利要求1所述的螺纹管；其特征在于旋扣角(3)的面齿顶圆弧半径为R:0.76毫米。

3、根据权利要求1所述的螺纹管；其特征在于该管联结为双级、同步螺纹有台肩联结方式；螺纹形状呈圆柱、偏梯形，其梯形角为3度和10度。

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