CN2687307Y - 无接箍式石油套管 - Google Patents
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Abstract
一种无接箍式石油套管,属于油井管螺纹连接技术领域。它包括管体和螺纹连接两个部分。与普通的石油套管不同之处在于:该石油套管没有接箍,内、外螺纹直接加工在管体上,内、外螺纹拧紧后,连接部分的内、外径与管体内、外径基本相同。该套管连接后,有内、外两个扭矩台肩和,在接近内台肩处设计有金属/金属密封结构,为锥面/锥面密封,接头拧紧后内、外螺纹的密封锥面过盈配合,起到密封效果。与现有技术相比,本实用新型具有密封性能好,抗扭矩能力强,而且螺纹连接部分与管体基本平齐,使套管在油气井中下入更方便。
Description
技术领域
本实用新型涉及的是一种石油套管,特别是一种无接箍式石油套管,属于油井管螺纹连接技术领域。
背景技术
目前油田使用的石油套管,大多采用API圆螺纹或偏梯形螺纹连接。采用这种连接方式,接箍外径大于管体外径,接箍内径也大于管体内径。这种连接方式可以满足一般使用要求,但在某些特殊要求下无法使用,因此,API标准也提供了无接箍的直连型套管设计图纸,但这种设计存在以下缺陷:①管体外径大于127mm;②采用螺纹密封,密封效果差;③加工、检测困难。因此该设计没有得到广泛应用。中国专利99211519.1公布了一种改进型的不带接箍的直连型套管,但这种结构的问题是:①螺纹连接部分的外径大于管体外径,不满足某些钻井要求;②只有一个扭矩台肩,抗过扭矩能力较差;③没有金属/金属密封结构,密封效果差;④螺纹为偏梯形螺纹,易发生粘扣。
发明目的
本实用新型针对现有技术的不足,提供了一种连接螺纹段的内、外径与管体的内、外径基本平齐的无接箍式石油套管。这种套管没有接箍,内、外螺纹直接加工在管体上,最大限度地减小了因接箍带来的几何尺寸较大的问题。同时这种套管密封性能好,连接强度较高,抗过扭矩能力强,能够满足固井间隙小、修井时开窗侧钻等的使用条件。
为了达到上述目的,本发明采用如下技术方案。
本实用新型总体上为锥形螺纹连接的套管,其锥度为1∶16。它包括管体和连接螺纹两个部分。这种套管没有接箍,内、外螺纹直接加工在管体上,最大限度地减小了因接箍带来的几何尺寸较大的问题,使这种新型套管的内、外螺纹拧紧后,连接部分的内、外径与管体内、外径基本相同。
该套管连接后,有内外两个扭矩台肩,其中外扭矩台肩为主台肩,上扣时外台肩首先接触,承担一定的扭矩,当扭矩较大时,外台肩部分屈服,内台肩承担过大的扭矩。克服了现有技术中一个扭矩台肩抗扭矩能力低的缺点。
在接近内台肩处设计有金属/金属密封结构。使螺纹不再承担密封功能,只承担连接功能,为优化螺纹设计提供了更加广阔的空间。原来的螺纹密封为非接触式密封,必须依靠螺纹脂填充间隙才起到密封作用,本装置采用的金属/金属密封为接触式密封,密封能力大大增强。
目前API标准的直连型套管,螺纹的齿形分完整齿型和不完整齿型两部分,虽然螺纹总长度较长,但螺纹有效长度较短。本实用新型的螺纹全部为完整齿形,使有效螺纹长度加大,保证了套管所需的强度。同时在API偏梯形螺纹的基础上,对螺纹的齿形进行了改进,齿高1mm~1.575mm,导向面角度10°~40°,承载面角度-10°~3°。
与现有技术相比,本实用新型有显著进步,具体表现在:1、螺纹采用连接改进的偏梯形螺纹形式,连接效率高,不粘扣,寿命长。2、连接螺纹段的内、外径与管体的内、外径完全平齐,在油气井中下入方便。3)采用了锥面/锥面密封结构,具有良好的气密封性能。4)有内、外两个扭矩台肩,抗过扭矩能力强。
附图说明
图1为套管接头的连接图。
图2外螺纹结构图。
图3为内螺纹结构图。
具体实施方式
如图所示:在管体1上直接加工出连接螺纹2,并且连接螺纹段2的内、外径与管体1的内、外径近似相同,螺纹拧紧后,在连接螺纹2的两端分别形成内、外扭矩台肩4、3。在接近内扭矩台肩4处设置金属/金属密封锥面5。连接螺纹2的齿形为改进型梯形螺纹,齿高1mm~1.575mm,导向面角度10°~40°,承载面角度-10°~3°。
作为一个实施例,本实用新型可用于101.6×6.65mm的套管,钢级为N80。管体1的外径D为101.6mm,内径d为88.3mm,壁厚为6.65mm。材料特性:屈服强度σs=670Mpa,抗拉强度为σb=820Mpa。连接螺纹2的外径为101.6mm,内径为88.3mm,材料特性同管体1。内、外螺纹的高度为1.1mm,导向面角度10°,承载面角度3°,内、外螺纹都进行磷化处理。本产品连接强度较高,密封性能达到管体内壁屈服压力,上、卸性能可以达到5次上、卸而不粘扣。第二个实施例基本上与上述相同,不同的是油管规格为114.3×7.37mm。图中的Lc、L3分别为内外连接螺纹段2的长度,Lb、L2为分别为内外螺纹段长度,L1为密封面5的长度,d2、d1分别为内外连接螺纹的外扭矩台肩的直径,θ为密封面5与轴线的夹角。La为内扭矩台肩的长度。
Claims (3)
1、一种无接箍式石油套管,它包括管体(1)和直接加工在管体(1)上的连接螺纹(2)两个部分,其特征在于:连接螺纹(2)的内、外径与管体(1)的内、外径近似相同,螺纹拧紧后,在连接螺纹(2)的两端分别形成内、外扭矩台肩(4)、(3)。
2、根据权利要求1所述的无接箍式石油套管,其特征在于:在接近内扭矩台肩(4)处设置金属/金属密封锥面(5)。
3、根据权利要求1所述的无接箍式石油套管,其特征在于:连接螺纹(2)的齿形为改进型梯形螺纹,齿高1mm~1.575mm,导向面角度10°~40°,承载面角度-10°~3°。
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CN 200420024538 CN2687307Y (zh) | 2004-02-06 | 2004-02-06 | 无接箍式石油套管 |
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Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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CN101824969A (zh) * | 2010-04-09 | 2010-09-08 | 衡阳华菱连轧管有限公司 | 双台肩双密封面螺纹接头及采用该螺纹接头的无接箍式油井管 |
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2004
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