專(zhuān)利名稱(chēng)：一種能夠降低聯(lián)接螺紋應(yīng)力集中的石油厚壁套管的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
一種能夠降低聯(lián)接螺紋應(yīng)力 集中的石油厚壁套管技術(shù)領(lǐng)域本實(shí)翔新型涉及石油、天然氣井中的套管結(jié)構(gòu)。
技術(shù)背景在石鈾天然氣鉆井工程中，對(duì)于通常地層所采用的套管一般是按AH系歹i腿取合適的薄壁套管。薄壁套管由于其壁較薄，剛 度小，柔性相對(duì)較好，故當(dāng)套管在彎曲并眼段或狗腿嚴(yán)重井段下入 時(shí)，可以允許有一定彎曲，不會(huì)損壞聯(lián)接螺紋。但在鹽巖層的鉆井 過(guò)程中，由于巖層在高溫下的塑性流動(dòng)，造成井眼縮頸，導(dǎo)致起下 鉆阻卡，并引起較大的非均勻外載作用于下人的套管外壁,致使套 管很快失效。為此，人們提出用非API厚壁套管來(lái)下入鹽巖層，以 抵抗鹽巖展的外載;但存在問(wèn)題是，由于套管壁厚增加，剛度增大， 不易變形,在彎曲并眼段或狗腿嚴(yán)重井段不易下人，同時(shí)導(dǎo)致套管 的聯(lián)接錄統(tǒng)受力復(fù)雜，應(yīng)力集中，引起脫扣、斷裂或密封失效。因 此，如何改養(yǎng)套管聯(lián)接螺紋的受力狀況，使其不致過(guò)早失效，是一 個(gè)迫切需賽解決的問(wèn)題。發(fā)明內(nèi)容本實(shí)孺新型的目的在于，提出一種既不削弱套管壁的強(qiáng)度，又 能降低聯(lián)癱蠊紋應(yīng)力集中的厚壁套管結(jié)構(gòu)。為達(dá)到上述目的，本實(shí)用新型采用以下技術(shù)方案
厚壁套管包括套管本體1及兩端的聯(lián)接螺紋3，其特征在于， 在距螺紋3末端L處的套管本體1上設(shè)置了一個(gè)凹槽2。由于新設(shè)置的凹槽2的幾何形狀、位置、深度以及寬度與降低 螺紋應(yīng)力集中的效果密切相關(guān),為了獲得最佳效果，運(yùn)用了有限元 力學(xué)分析方法研究了在相同地層情況、相同井眼條件下，不同幾何 形狀、不閾開(kāi)口位置及開(kāi)口深度與寬度對(duì)聯(lián)接螺紋應(yīng)力水平的影 響,從而稱(chēng)出凹槽2的外輪廓線以采用橢圓曲線為最佳。橢圓曲 線與套^t本體1的母線相割，其割線長(zhǎng)度a為0. 5 ~ 1米，相割段 的最大深度t為2 ~4毫米，相割線的起點(diǎn)與螺紋3末端的距離L 應(yīng)為0.3~0.5米。本實(shí)用新型的優(yōu)點(diǎn)是1、 由于設(shè)置了凹槽2，套管1的剛度降低，柔性相對(duì)提高，在鹽巖層彎曲井眼段或狗眼嚴(yán)重井段容易下入。2、 由于在凹槽區(qū)的剛度相對(duì)減小，柔性相對(duì)增大，從而有效地改善了聯(lián)接媒紋的應(yīng)力分布，降低了應(yīng)力集中，提高了螺紋聯(lián)接的 密封性能，使其失效概率大大降低。3、 由于橢圓曲線過(guò)渡平緩，可避免凹槽區(qū)出現(xiàn)應(yīng)力集中;且由力學(xué)分析可知，設(shè)置該凹槽不會(huì)導(dǎo)致該區(qū)的管壁過(guò)薄而影響其強(qiáng) 度04、 在現(xiàn)有機(jī)械加工水平下，該凹槽的幾何形狀不會(huì)造成機(jī)械 加工困難。


圖1是本實(shí)用新型的結(jié)構(gòu)示意圖。
圖2是圖1中A的放大圖。
具體實(shí)施方式
厚壁套管包括套管本體1及兩端的聯(lián)接螺紋3。在距螺紋3 末端0.3~0.5米處的套管本體1上加工了一個(gè)凹槽2，凹槽2的外輪廓線為橢圓曲線，該橢圓曲線與套管本體1的母線相割，其割 線長(zhǎng)度a為O. 5 ~ 1米，相割段的最大深度t為2 ~4毫米。
權(quán)利要求1 、一種能夠降低聯(lián)接螺紋應(yīng)力集中的石油厚壁套管，包括套管本體(1)及兩端的聯(lián)接螺紋(3 )，其特征在于，在距螺紋(3)末 端L處的審管本體(1)上設(shè)置了一個(gè)凹槽(2)，凹槽(2)的外輪廓 線為橢圓幽線，該橢圓曲線與套管本體(1)的母線相割。
2、根攝權(quán)利要求1所述的能夠降低聯(lián)接螺紋應(yīng)力集中的厚壁 套管，其特征在于，凹槽(2)的寬度a為0. 5 ~ 1米，凹槽(2)的深 度t為2 ~4毫米，凹槽(2)與聯(lián)接螺紋(3)末端的距離L為0.3 ~ 0.5米。
專(zhuān)利摘要一種能夠降低聯(lián)接螺紋應(yīng)力集中的石油厚壁套管，其特點(diǎn)是，在聯(lián)接螺紋附近設(shè)置了外輪廓線為橢圓曲線的凹槽，從而使其剛度減小，柔性相對(duì)提高，改善了聯(lián)接螺紋的應(yīng)力分布，減小了應(yīng)力集中，降低了套管的失效概率，并有利于厚壁套管在彎曲井眼段或狗腿嚴(yán)重井段的下人。本實(shí)用新型特別適用于鹽巖層油、氣井中的厚壁套管。
文檔編號(hào)E21B17/08GK201037382SQ20072007922
公開(kāi)日2008年3月19日 申請(qǐng)日期2007年4月18日 優(yōu)先權(quán)日2007年4月18日
發(fā)明者施太和, 曾德智, 李再軍, 林元華, 白登相 申請(qǐng)人:西南石油大學(xué)