專利名稱：無接箍式石油套管的制作方法
技術領域：
本實用新型涉及的是一種石油套管，特別是一種無接箍式石油套管，屬于油井管螺紋連接技術領域。
背景技術：
目前油田使用的石油套管，大多采用API圓螺紋或偏梯形螺紋連接。采用這種連接方式，接箍外徑大于管體外徑，接箍內徑也大于管體內徑。這種連接方式可以滿足一般使用要求，但在某些特殊要求下無法使用，因此，API標準也提供了無接箍的直連型套管設計圖紙，但這種設計存在以下缺陷①管體外徑大于127mm；②采用螺紋密封，密封效果差；③加工、檢測困難。因此該設計沒有得到廣泛應用。中國專利99211519.1公布了一種改進型的不帶接箍的直連型套管，但這種結構的問題是①螺紋連接部分的外徑大于管體外徑，不滿足某些鉆井要求；②只有一個扭矩臺肩，抗過扭矩能力較差；③沒有金屬/金屬密封結構，密封效果差；④螺紋為偏梯形螺紋，易發生粘扣。
發明目的本實用新型針對現有技術的不足，提供了一種連接螺紋段的內、外徑與管體的內、外徑基本平齊的無接箍式石油套管。這種套管沒有接箍，內、外螺紋直接加工在管體上，最大限度地減小了因接箍帶來的幾何尺寸較大的問題。同時這種套管密封性能好，連接強度較高，抗過扭矩能力強，能夠滿足固井間隙小、修井時開窗側鉆等的使用條件。
為了達到上述目的，本發明采用如下技術方案。
本實用新型總體上為錐形螺紋連接的套管，其錐度為1∶16。它包括管體和連接螺紋兩個部分。這種套管沒有接箍，內、外螺紋直接加工在管體上，最大限度地減小了因接箍帶來的幾何尺寸較大的問題，使這種新型套管的內、外螺紋擰緊后，連接部分的內、外徑與管體內、外徑基本相同。
該套管連接后，有內外兩個扭矩臺肩，其中外扭矩臺肩為主臺肩，上扣時外臺肩首先接觸，承擔一定的扭矩，當扭矩較大時，外臺肩部分屈服，內臺肩承擔過大的扭矩。克服了現有技術中一個扭矩臺肩抗扭矩能力低的缺點。
在接近內臺肩處設計有金屬/金屬密封結構。使螺紋不再承擔密封功能，只承擔連接功能，為優化螺紋設計提供了更加廣闊的空間。原來的螺紋密封為非接觸式密封，必須依靠螺紋脂填充間隙才起到密封作用，本裝置采用的金屬/金屬密封為接觸式密封，密封能力大大增強。
目前API標準的直連型套管，螺紋的齒形分完整齒型和不完整齒型兩部分，雖然螺紋總長度較長，但螺紋有效長度較短。本實用新型的螺紋全部為完整齒形，使有效螺紋長度加大，保證了套管所需的強度。同時在API偏梯形螺紋的基礎上，對螺紋的齒形進行了改進，齒高1mm～1.575mm，導向面角度10°～40°，承載面角度-10°～3°。
與現有技術相比，本實用新型有顯著進步，具體表現在1、螺紋采用連接改進的偏梯形螺紋形式，連接效率高，不粘扣，壽命長。2、連接螺紋段的內、外徑與管體的內、外徑完全平齊，在油氣井中下入方便。3)采用了錐面/錐面密封結構，具有良好的氣密封性能。4)有內、外兩個扭矩臺肩，抗過扭矩能力強。
圖1為套管接頭的連接圖。
圖2外螺紋結構圖。
圖3為內螺紋結構圖。
具體實施方式
如圖所示在管體1上直接加工出連接螺紋2，并且連接螺紋段2的內、外徑與管體1的內、外徑近似相同，螺紋擰緊后，在連接螺紋2的兩端分別形成內、外扭矩臺肩4、3。在接近內扭矩臺肩4處設置金屬/金屬密封錐面5。連接螺紋2的齒形為改進型梯形螺紋，齒高1mm～1.575mm，導向面角度10°～40°，承載面角度-10°～3°。
作為一個實施例，本實用新型可用于101.6×6.65mm的套管，鋼級為N80。管體1的外徑D為101.6mm，內徑d為88.3mm，壁厚為6.65mm。材料特性屈服強度σs＝670Mpa，抗拉強度為σb＝820Mpa。連接螺紋2的外徑為101.6mm，內徑為88.3mm，材料特性同管體1。內、外螺紋的高度為1.1mm，導向面角度10°，承載面角度3°，內、外螺紋都進行磷化處理。本產品連接強度較高，密封性能達到管體內壁屈服壓力，上、卸性能可以達到5次上、卸而不粘扣。第二個實施例基本上與上述相同，不同的是油管規格為114.3×7.37mm。圖中的Lc、L3分別為內外連接螺紋段2的長度，Lb、L2為分別為內外螺紋段長度，L1為密封面5的長度，d2、d1分別為內外連接螺紋的外扭矩臺肩的直徑，θ為密封面5與軸線的夾角。La為內扭矩臺肩的長度。
權利要求1.一種無接箍式石油套管，它包括管體(1)和直接加工在管體(1)上的連接螺紋(2)兩個部分，其特征在于連接螺紋(2)的內、外徑與管體(1)的內、外徑近似相同，螺紋擰緊后，在連接螺紋(2)的兩端分別形成內、外扭矩臺肩(4)、(3)。
2.根據權利要求1所述的無接箍式石油套管，其特征在于在接近內扭矩臺肩(4)處設置金屬/金屬密封錐面(5)。
3.根據權利要求1所述的無接箍式石油套管，其特征在于連接螺紋(2)的齒形為改進型梯形螺紋，齒高1mm～1.575mm，導向面角度10°～40°，承載面角度-10°～3°。
專利摘要一種無接箍式石油套管，屬于油井管螺紋連接技術領域。它包括管體和螺紋連接兩個部分。與普通的石油套管不同之處在于該石油套管沒有接箍，內、外螺紋直接加工在管體上，內、外螺紋擰緊后，連接部分的內、外徑與管體內、外徑基本相同。該套管連接后，有內、外兩個扭矩臺肩和，在接近內臺肩處設計有金屬/金屬密封結構，為錐面/錐面密封，接頭擰緊后內、外螺紋的密封錐面過盈配合，起到密封效果。與現有技術相比，本實用新型具有密封性能好，抗扭矩能力強，而且螺紋連接部分與管體基本平齊，使套管在油氣井中下入更方便。
文檔編號E21B17/00GK2687307SQ200420024538
公開日2005年3月23日 申請日期2004年2月6日 優先權日2004年2月6日
發明者高連新, 樸龍華 申請人:無錫西姆萊斯石油專用管制造有限公司