一種直連型雙臺(tái)階螺紋接頭的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明涉及一種螺紋接頭，尤其涉及一種雙臺(tái)階螺紋接頭。
【背景技術(shù)】
[0002] 隨著石油開采的不斷發(fā)展，比較容易開采的油氣田逐年減少，隨之而來(lái)的是，向著 更深、更惡劣的油氣田區(qū)域進(jìn)行開采，開采技術(shù)也由原來(lái)的常規(guī)開采方式向非常規(guī)開采方 式轉(zhuǎn)變。石油套管在井下通常要承受來(lái)自內(nèi)壓、外壓、拉伸、壓縮、彎曲和扭轉(zhuǎn)等復(fù)合工況的 作用，為此，在送種情況下，石油套管的服役條件變得十分嚴(yán)苛。例如，在頁(yè)巖氣開采過(guò)程中 的長(zhǎng)水平井與采用分段水力壓裂工藝對(duì)石油套管的連接接頭結(jié)構(gòu)提出了更為苛刻的性能 要求，人們期望獲得一種套管接頭既能夠滿足工況嚴(yán)苛的油氣田鉆采的工藝需求，又能夠 保證鉆采過(guò)程的安全可靠。
[0003] 在長(zhǎng)水平段下井操作時(shí)，帶有接纏形式的螺紋連接接頭容易遇阻，需要從井口進(jìn) 行上下提壓管柱的操作才能完成下套管作業(yè)。若井眼工況復(fù)雜，郝么該套管還有可能無(wú)法 入井。
[0004] 公布號(hào)為CN102224368A，公布日為2011年10月19日，名稱為。油田用的帶螺紋 的連接裝置"的中國(guó)專利文獻(xiàn)公開了一種油田用的帶螺紋的管連接，其包括具有內(nèi)螺紋的 母接頭和具有用于與內(nèi)螺紋配合的外螺紋的公接頭。母接頭力矩臺(tái)肩和公接頭力矩臺(tái)肩中 的每一個(gè)可W是負(fù)角度的臺(tái)肩，并且內(nèi)螺紋和外螺紋上的螺紋側(cè)面也可W是負(fù)角度的承載 偵師。
[000引公開號(hào)為CNlOl 180490A，公開日為2008年5月14日，名稱為"帶有密封的管道螺 紋接頭"的中國(guó)專利文獻(xiàn)涉及了一種管道螺紋接頭。該螺紋接頭包括至少一個(gè)布置在陰螺 紋外部的金屬對(duì)金屬干涉型密封，該螺紋接頭遠(yuǎn)離密封具有陰螺紋的加長(zhǎng)部分，該部分對(duì) 密封產(chǎn)生彈性緊固帶的效果，從而密封上的過(guò)盈干涉沒(méi)有必要，由此促成了正確的配合。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0006] 本發(fā)明的目的在于提供一種直連型雙臺(tái)階螺紋接頭，其能夠有效地防止螺紋接頭 與井壁的磕碰損壞，從而保證套管的順利下井。此外，在套管管柱承受拉、壓、彎、扭等作用 力的情況下，該螺紋接頭具有較高的連接強(qiáng)度、良好的抗扭性能和抗壓縮性能W及超高的 密封性能，其能夠滿足了工況條件嚴(yán)苛的油氣田區(qū)域的勘探鉆采要求。
[0007] 為了實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明提出了一種直連型雙臺(tái)階螺紋接頭，其包括母接頭和 公接頭，此外，在直連型雙臺(tái)階螺紋接頭的軸向方向上，該母接頭依次具有：第一螺紋段、母 接頭臺(tái)肩過(guò)渡段、母接頭扭矩臺(tái)肩、母接頭密封面和第二螺紋段；在直連型雙臺(tái)階螺紋接頭 的軸向方向上，該公接頭依次具有：第H螺紋段、公接頭密封面、公接頭扭矩臺(tái)肩、公接頭臺(tái) 肩過(guò)渡段和第四螺紋段；其中，第一螺紋段和第二螺紋段為內(nèi)螺紋段，第H螺紋段和第四螺 紋段為外螺紋段，第一螺紋段和第四螺紋段螺紋喃合，第二螺紋段和第H螺紋段螺紋喃合， 母接頭密封面和公接頭密封面過(guò)盈密封。
[0008] 在本發(fā)明的技術(shù)方案中，該直連型雙臺(tái)階螺紋接頭的密封面設(shè)計(jì)在中部可W更好 地防止接頭在下入大彎曲井眼時(shí)接頭彎曲，引起公接頭密封面與母接頭密封面相互脫離， 而導(dǎo)致的接頭密封失效。而將密封面置于端部的接頭，在大彎曲條件下，密封面更易于引起 相互脫離。
[0009] 另外，由于本發(fā)明的技術(shù)方案中，在母接頭上設(shè)有母接頭扭矩臺(tái)肩，在公接頭上設(shè) 有與母接頭扭矩臺(tái)肩匹配的公接頭扭矩臺(tái)肩，送樣能夠保證螺紋接頭的抗扭矩能力和抗壓 縮能力。
[0010] 在某些實(shí)施方式中，上述公接頭扭矩臺(tái)肩和母接頭扭矩臺(tái)肩為直角臺(tái)肩。
[0011] 在另外一些實(shí)施方式中，上述公接頭扭矩臺(tái)肩為負(fù)角度臺(tái)肩，并且母接頭扭矩臺(tái) 肩與公接頭扭矩臺(tái)肩相匹配。
[0012] 在本發(fā)明的技術(shù)方案中，負(fù)角度臺(tái)肩是指該公接頭扭矩臺(tái)肩的根部較之于其端部 是內(nèi)凹的。當(dāng)公、母接頭旋緊連接后，與公接頭扭矩臺(tái)肩相匹配的母接頭扭矩臺(tái)肩的端部嵌 入至公接頭扭矩臺(tái)肩內(nèi)凹的根部，同時(shí)，母接頭扭矩臺(tái)肩的根部容納公接頭扭矩臺(tái)肩外凸 的端部。
[0013] 更進(jìn)一步地，在本發(fā)明所述的直連型雙臺(tái)階螺紋接頭中，上述公接頭扭矩臺(tái)肩的 角度小于0且大于等于-15°。將扭矩臺(tái)肩角度設(shè)計(jì)在此范圍內(nèi)既能保證良好的氣密封能 力，又能提供良好的抗壓縮承載能力。
[0014] 進(jìn)一步地，在本發(fā)明所述的直連型雙臺(tái)階螺紋接頭中，上述第一螺紋段、第二螺紋 段、第H螺紋段和第四螺紋段的螺紋均為偏梯形螺紋。
[0015] 進(jìn)一步地，在本發(fā)明所述的直連型雙臺(tái)階螺紋接頭中，上述偏梯形螺紋的導(dǎo)向面 為正角度導(dǎo)向面，所述偏梯形螺紋的承載面為負(fù)角度承載面。正角度導(dǎo)向面設(shè)計(jì)是為了方 便接頭相互旋合，不易引起螺紋損壞；負(fù)角度承載面設(shè)計(jì)是為了防止旋合后的接頭在大拉 伸力作用下而引起的脫扣危險(xiǎn)。
[0016] 更進(jìn)一步地，在本發(fā)明所述的直連型雙臺(tái)階螺紋接頭中，上述正角度導(dǎo)向面的角 度為15~45°。本案發(fā)明人通過(guò)大量實(shí)驗(yàn)發(fā)現(xiàn)，導(dǎo)向面角度在此范圍內(nèi)，螺紋對(duì)扣與抗粘 扣性能最優(yōu)。
[0017] 更進(jìn)一步地，在本發(fā)明所述的直連型雙臺(tái)階螺紋接頭中，上述負(fù)角度承載面的角 度為-1~-15°。承載面負(fù)角度越大越有利于螺紋抗拉伸劃脫，但同時(shí)其不利于螺紋加工， 且易于引起應(yīng)力集中，因此在本技術(shù)方案中，-1~-15°是一個(gè)優(yōu)選范圍。
[0018] 進(jìn)一步地，在本發(fā)明所述的直連型雙臺(tái)階螺紋接頭中，上述第一螺紋段和/或第 二螺紋段的長(zhǎng)度為30~70mm。該長(zhǎng)度單位是針對(duì)不同外徑與壁厚的鋼管，在保證拉伸條件 下，發(fā)明人通過(guò)大量實(shí)驗(yàn)獲得的優(yōu)選數(shù)值。
[0019] 更進(jìn)一步地，在本發(fā)明所述的直連型雙臺(tái)階螺紋接頭中，上述第一螺紋段和/或 第二螺紋段的錐度為1:16。
[0020] 進(jìn)一步地，在本發(fā)明所述的直連型雙臺(tái)階螺紋接頭中，上述公接頭扭矩臺(tái)肩和母 接頭扭矩臺(tái)肩的厚度為2~5mm。針對(duì)不同外徑與壁厚的鋼管，在該厚度范圍內(nèi)，扭矩臺(tái)肩 設(shè)計(jì)成相應(yīng)數(shù)值，可W進(jìn)一步保證接頭的抗壓縮和抗扭轉(zhuǎn)性能。
[0021] 進(jìn)一步地，在本發(fā)明所述的直連型雙臺(tái)階螺紋接頭中，上述母接頭密封面和公接 頭密封面的錐度為1:4~1:10。發(fā)明人通過(guò)大量實(shí)驗(yàn)發(fā)現(xiàn)，將錐度控制在上述范圍內(nèi)，可W 達(dá)到預(yù)期的密封效果。
[0022] 進(jìn)一步地，在本發(fā)明所述的直連型雙臺(tái)階螺紋接頭中，上述母接頭臺(tái)肩過(guò)渡段和 公接頭臺(tái)肩過(guò)渡段均為水平段。
[0023] 本發(fā)明所述的直連型雙臺(tái)階螺紋接頭通過(guò)密封面+扭矩臺(tái)肩的設(shè)置，使得該接頭 具有良好的抗壓縮能力和抗扭矩能力W及優(yōu)良的氣密封性能。
[0024] 本發(fā)明所述的直連型雙臺(tái)階螺紋接頭在公、母接頭上分別均設(shè)置了兩段螺紋段， W使得該接頭具有優(yōu)異的連接強(qiáng)度。
[00巧]本發(fā)明所述的直連型雙臺(tái)階螺紋接頭能夠在工作條件嚴(yán)苛的油氣田中服役，完全 可W承受拉、壓、彎、扭等高強(qiáng)度荷載作用下的鉆探工作。
【附圖說(shuō)明】
[0026] 圖1為本發(fā)明所述的直連型雙臺(tái)階螺紋接頭在一種實(shí)施方式下的結(jié)構(gòu)示意圖。
[0027] 圖2為圖1所示的直連型雙臺(tái)階螺紋接頭中的公、母接頭旋緊連接后的結(jié)構(gòu)示意 圖。
[0028] 圖3為本發(fā)明所述的直連型雙臺(tái)階螺紋接頭中的公接頭在一種實(shí)施方式下的結(jié) 構(gòu)示意圖。
[0029] 圖4為本發(fā)明所述的直連型雙臺(tái)階螺紋接頭中的母接頭在一種實(shí)施方式下的結(jié) 構(gòu)示意圖。
[0030] 圖5為本發(fā)明所述的直連型雙臺(tái)階螺紋接頭中的公接頭扭矩臺(tái)肩和母接頭扭矩 臺(tái)肩在一種實(shí)施方式下的結(jié)構(gòu)示意圖。
[0031] 圖6為圖5所示的公接頭扭矩臺(tái)肩和母接頭扭矩臺(tái)肩在公、母接頭旋緊連接狀態(tài) 下的結(jié)構(gòu)示意圖。
[0032] 圖7為本發(fā)明所述的直連型雙臺(tái)階螺紋接頭中的公接頭扭矩臺(tái)肩和母接頭扭矩 臺(tái)肩在另一種實(shí)施方式下的結(jié)構(gòu)示意圖。
[0033] 圖8為圖7所示的公接頭扭矩臺(tái)肩和母接頭扭矩臺(tái)肩在公、母接頭旋緊連接狀態(tài) 下的結(jié)構(gòu)示意圖。
[0034] 圖9為本發(fā)明所述的直連型雙臺(tái)階螺紋接頭中的偏梯形螺紋的結(jié)構(gòu)示意圖。
【具體實(shí)施方式】
[0035] 下面將結(jié)合說(shuō)明書附圖和具體的實(shí)施例對(duì)本發(fā)明所述的直連型雙臺(tái)階螺紋接頭 做進(jìn)一步的解釋和說(shuō)明，然而，該解釋和說(shuō)明并不對(duì)本發(fā)明的技術(shù)方案構(gòu)成不當(dāng)限定。
[0036] 圖1和圖2分別顯示了本發(fā)明所述的直連型雙臺(tái)階螺紋接頭在一種實(shí)施方式下的 結(jié)構(gòu)。
[0037] 如圖1和圖2所示，在該種實(shí)施方式下的直連型雙臺(tái)階螺紋接頭T包括套母接頭1 和公接頭2。在直連型雙臺(tái)階螺紋接頭的軸向方