一種海洋鉆采用隔水導管特殊螺紋母接頭的制作方法

本發明屬于石油開采鉆井設備技術領域，涉及鉆井設備的螺紋連接結構技術，特別涉及一種海洋鉆采用隔水導管特殊螺紋母接頭。

背景技術：

隔水導管是海洋石油鉆井作業中使用的一種器材。主要作用是在鉆進時建立鉆井液循環通道，支持套管和井口采油樹的重量。下入方式一般分為鉆入式和錘入式。

在油氣田開發是多采用錘入式，捶入式的隔水導管一般有兩種連接方式：

(1)一種是采用焊接方式，優點是接頭的外徑與導管的外徑相同，便于導管的錘入和保證地層對導管外壁的粘附力；缺點是焊接時間長，焊接質量要求高。

(2)一種采用接頭臺肩懸掛導管，用絲扣連接方式。常規的臺肩式隔水導管接頭的優點是作業效率比較高，一般每個接頭只需要2-3分鐘即可完成連接，缺點接頭處外徑大于管體外徑，打樁地層時導管外壁摩擦阻力較大，容易造成導管難以錘入至有效深度，并且降低了地層對導管外壁的粘附力，相應就降低了導管所能支持的重量。

隨著世界對化石能源需求的急劇攀升和石油可開采量的逐年減小，當前石油開采領域正向深井、超深井、高壓油氣井、稠油熱采井、定向井等的開采方向逐步發展，特別是海洋深水區域油氣田高壓開采，由此對隔水導管的密封性、連接強度提出了越來越苛刻的技術要求。常見的接頭在密封性、連接強度和抗扭性等方面都不能夠滿足開采環境條件惡劣的油氣井的需求。迫使人們去研究開發性能更加可靠的特殊螺紋接頭。

技術實現要素：

本發明的目的是提供一種海洋鉆采用隔水導管特殊螺紋母接頭，改進螺紋和連接處的結構，提高密封性和連接強度，使其更加適應環境條件惡劣的海洋油氣井況。

為實現本發明的目的，本發明提供了一種海洋鉆采用隔水導管特殊螺紋母接頭，所述母接頭以焊接形式與導管相連接，且與所述隔水導管管體外徑相同，所述母接頭前端設置有密封斜面；所述母接頭末端設置相配合錐面密封結構，所述錐面密封結構包括內螺紋密封錐面。

其中，所述母接頭上設有提升卡槽、內螺紋、密封斜面、內螺紋密封錐面、內扭矩臺肩；內螺紋嚙合時，內螺紋密封錐面與外螺紋密封錐面過盈配合；內螺紋接頭的內扭矩臺肩與公接頭上的外扭矩臺肩過盈配合。

其中，內螺紋采用新型偏梯形圓錐螺紋，其螺距P設定為2-3牙/in，錐度為1:5-1:6，螺紋牙頂平行于管材母線。

其中，所述偏梯形圓錐螺紋的承載面角(Q)設定為與垂直面的順時針方向角度為6°-7.5°之間，導向面角(D)設定在45°以內，螺紋齒高G為3.8mm-4.2mm。

其中，母接頭表面設置了3道以上提升卡槽。

本申請中，公接頭也是外螺紋接頭，母接頭是內螺紋接頭。

本發明與現有技術相比，母接頭設置密封斜面與外螺紋接頭設置的O型密封圈結構，使用時始終處于過盈配合，利用彈性密封增強了輔助密封效果，同時在在現場上卸扣時，內外螺紋嚙合，隨著上扣扭矩的逐漸增加，內、外密封錐面從間隙接觸逐步到預緊過盈，最終構成金屬對金屬過盈密封結構，通過雙層密封結構的支持，大大增強接頭螺紋的密封性，保證了密封效果。

附圖說明

圖1是本發明的結構示意圖；

圖2是本發明內螺紋接頭的結構示意圖；

圖3是本發明外螺紋接頭的結構示意圖；

圖4是本發明螺紋結構的放大示意圖；

圖5是本發明焊接結構的示意圖。

圖中，1-內螺紋接頭，2-O型密封圈，3-外螺紋接頭，4-提升卡槽，5-內螺紋，6-密封斜面，7-內螺紋密封錐面，8-外螺紋密封錐面，9-外螺紋，10-密封圈凹槽，11-內扭矩臺肩，12-外扭矩臺肩，Q-承載角，D-導向角,P-螺距,G-螺紋牙高，13-焊接定位錐面，14-焊接臺肩面。

具體實施方式

以下結合附圖和具體實施例對本發明作進一步詳細說明。應當理解，此處所描述的具體實施例僅僅用以解釋本發明，并不用于限定本發明。

應當說明的是，本申請中所述的“連接”和用于表達“連接”的詞語，如“相連接”、“相連”等，其既可以指代某一部件與另一部件直接連接，也可以指代某一部件通過其他部件與另一部件相連接。

需要注意的是，這里所使用的術語僅是為了描述具體實施方式，而非意圖限制根據本申請的示例性實施方式。如在這里所使用的，除非上下文另外明確指出，否則單數形式也意圖包括復數形式，此外，還應當理解的是，當在本說明書中使用屬于“包含”和/或“包括”時，其指明存在特征、步驟、操作、部件或者模塊、組件和/或它們的組合。

需要說明的是，本申請的說明書和權利要求書及上述附圖中的術語“第一”、“第二”等是用于區別類似的對象，而不必用于描述特定的順序或先后次序。應該理解這樣使用的數據在適當情況下可以互換，以便這里描述的本申請的實施方式例如能夠以除了在這里圖示或描述的那些以外的順序實施。此外，術語“包括”和“具有”以及他們的任何變形，意圖在于覆蓋不排他的包含，例如，包含了一系列步驟或單元的過程、方法、系統、產品或設備不必限于清楚地列出的那些步驟或單元，而是可包括沒有清楚地列出的或對于這些過程、方法、產品或設備固有的其它步驟或單元。

為了便于描述，在這里可以使用空間相對術語，如“在……之上”、“在……上方”、“在……上表面”、“上面的”等，用來描述如在圖中所示的一個部件或者模塊或特征與其他部件或者模塊或特征的空間位置關系。應當理解的是，空間相對術語旨在包含除了部件或者模塊在圖中所描述的方位之外的在使用或操作中的不同方位。例如，如果附圖中的部件或者模塊被倒置，則描述為“在其他部件或者模塊或構造上方”或“在其他部件或者模塊或構造之上”的部件或者模塊之后將被定位為“在其他部件或者模塊或構造下方”或“在其他部件或者模塊或構造之下”。因而，示例性術語“在……上方”可以包括“在……上方”和“在……下方”兩種方位。該部件或者模塊也可以其他不同方式定位(旋轉90度或處于其他方位)，并且對這里所使用的空間相對描述作出相應解釋。

需要說明的是，在不沖突的情況下，本申請中的實施例及實施例中的特征可以相互組合。

實施例

如圖1、圖2、圖3所示，本發明實施例公開了一種海洋鉆采用隔水導管特殊螺紋接頭，設置在隔水導管兩端，包括內螺紋接頭1和外螺紋接頭3，兩端接頭分別以對焊接形式與導管相連接，內螺紋接頭1和外螺紋接頭3外徑相同，且與所述隔水導管管體外徑相同，因外徑大小一致，與有臺肩結構接頭相比，導管外壁摩擦阻力較小，使導管更容易被錘入至有效深度，并且增強了地層對導管外壁的粘附力，相應就增加了導管所能支持的重量，同時提高了作業效率及防止導管掉井的安全系數。

如圖1、圖2、圖3所示，內螺紋接頭1設置密封斜面與外螺紋接頭3設置的O型密封圈2結構在使用時始終處于過盈配合，利用彈性密封增強了輔助密封效果，同時在現場上卸扣時，內外螺紋嚙合，隨著上扣扭矩的逐漸增加，內、外密封錐面從間隙接觸逐步到預緊過盈，最終構成金屬對金屬過盈密封結構，通過雙層密封結構的支持，大大增強接頭螺紋的密封性，保證了密封效果。

如圖2、圖3所示，內、外螺紋接頭分別設置了內扭矩臺肩11、外扭矩臺肩12，在現場上卸扣使用時，隨著內外螺紋嚙合，上扣扭矩的逐漸增加，內、外扭矩臺肩從間隙接觸逐步到臺肩對臺肩過盈，當外力施加扭矩時能很好的起到抗扭矩作用，提高了接頭螺紋連接處的抗壓縮、反扭矩作用，增強了連接能力。

如圖2、圖3、圖4所示，外螺紋9和內螺紋5采用新型偏梯形圓錐螺紋，其螺距P設定為2-3牙/in，錐度為1:5-1:6，螺紋牙頂平行于管材母線。此螺紋屬于偏梯形圓錐螺紋，其承載面角(Q)設定與垂直面的順時針方向角度為6°～7.5°之間，導向面角(D)設定在45°之間，螺紋齒高G為3.8mm～4.2mm，因采用大螺距、大錐度、大承載面角的設計，上卸扣便于引扣且速度快，特別適合開采環境條件惡劣的油氣井的上下扣作業，大大降低產品使用的難度，節約了勞動時間，提高了作業效率。

如圖5所示，在優選的實施例中，提供了一種新的焊接結構，內螺紋接頭和外螺紋結構與導管的焊接面，均設置有焊接結構，焊接結構包括一個焊接定位錐面，一個焊接臺肩面，這樣的結構設計便于對正和定位，且焊接面積較小，因焊接產生的變形較小，同時也有利于現場焊接操作。

以上所述僅是本發明的優選實施方式，應當指出的是，對于本技術領域的普通技術人員來說，在不脫離本發明原理的前提下，還可以做出若干改進和潤飾，這些改進和潤飾也應視為本發明的保護范圍。