[实用新型]一种热采井用套管螺纹连接结构

说明书

技术领域

本实用新型涉及一种热采井套管螺纹连接结构，主要应用于石油工业热采井套管螺纹连接技术领域。 

背景技术

稠油在我国石油产量中占有相当的比重，目前热采井多采用注蒸汽开采方式，注蒸汽开采包括注蒸汽、焖井、放喷、投产四个阶段，初始加热阶段，套管材料受轴向压缩载荷，并在一定的温度下达到屈服；进一步加热过程中产生塑性变形；温度恒定时，材料发生应力松弛；冷却过程中，轴向应力由压缩载荷转变为拉伸载荷，进一步冷却产生拉伸塑性变形。套管损坏问题在稠油开采过程中普遍存在，特别在螺纹丝扣处，经常发生螺纹泄漏。目前热采井大部分采用偏梯形螺纹接头，由于偏梯形螺纹接头蒸汽密封效果差，且由于螺纹过盈量较大，螺纹根部应力水平高，在拉伸和压缩交变载荷作用下极易发生损坏，因此热采井用套管对连接强度、抗压缩强度及密封性能均提出很高的要求。因此，为延长热采井套管寿命，提高稠油油藏勘探开发效益，迫切需要连接强度、抗压缩强度和密封性能优良且成本较低的热采井用套管螺纹接头。 

发明内容

本实用新型的目的是为了延长热采井套管寿命，提高稠油油藏勘探开发效益，而提出的一种连接强度、抗压缩强度和密封性能优良且成本较低的热采井用套管螺纹连接结构。 

本实用新型采用接箍式连接，在接箍上设有母螺纹，在管体上设有公螺纹。接箍母螺纹是由内螺纹、密封斜面、圆柱段和直角台肩依次排布组成，管体公螺纹是由外螺纹、密封斜面、圆柱段和端面直角台肩；接箍的内螺纹、密封斜面、圆柱段和直角台肩与管体的外螺纹、密封斜面、圆柱段和端面直角台肩形成一一对应关系。 

上述方案还包括：接箍母螺纹的密封斜面和管体上公螺纹的密封斜面与轴线方向呈15°～20°角。 

在接箍的外螺纹和管体的内螺纹均为偏梯形螺纹，螺距选择5牙/in，螺纹锥度为1：16，螺纹的承载面角选择+3°，导向面角选择为10°。 

在接箍和管体上的圆柱段为间隙配合，间隙大小为0.4mm-0.8mm。 

本实用新型结构吸收了接箍式、直角台肩、小斜面密封等结构的优点，与现有技术相比，具有显著进步，具体表现在以下几个方面： 

1)设计了接箍式结构，增加接头的连接强度；

2)设计了直角台肩结构，直角台肩能够承担更大压缩载荷，提高了套管接头的抗压缩能力；

3)设计了小斜面密封结构，提高了套管接头的密封能力，并分担直角台肩承受压缩载荷；

4)设计套管和接箍上加工偏梯形螺纹，不需要改变刀具，采用现有的偏梯形螺纹刀具可以满足，提高生产效率，节约成本。

附图说明

图1  现有的偏梯形螺纹接头配合结构示意图 

图2  本实用新型螺纹接头配合结构示意图

图3  本实用新型外螺纹端结构放大示意图

图4  本实用新型内螺纹端结构放大示意图

图5  本实用新型螺纹结构放大示意图

图中：1是接箍母螺纹端，2是接箍母螺纹的内螺纹， 3是接箍母螺纹的密封斜面，4是接箍母螺纹的圆柱段，5是接箍母螺纹的直角台肩，6是管体公螺纹端，7是管体公螺纹的端面直角台阶，8是管体公螺纹的圆柱段，9是管体公螺纹的密封斜面，10管体公螺纹的外螺纹；M代表螺纹锥度为，K代表螺纹的承载面角, L代表螺纹的导向面角。

具体实施方式

以下结合附图对本实用新型做进一步的详述：现行的偏梯形螺纹接头配合结构，仅有螺纹连接，中间没有台肩结构和密封结构(见图1)。本实用新型的管体外螺纹端6和接箍内螺纹端1配合形成连接(见图2)。在管体公螺纹端6上依次有外螺纹10、密封斜面9、圆柱段8、端部直角台肩7(见图3)。在接箍母螺纹端1上依次加工有内螺纹2、密封斜面3、圆柱面4、直角台肩5(见图4)。螺纹螺距选择5牙/in，螺纹锥度M为1：16，螺纹的承载面角K（是指螺纹承载面与垂直管体轴线的夹角）设定+3°，是指螺纹承载面与垂直管体轴线的夹角；导向面角L（是指螺纹导向面与垂直管体轴线的夹角）设定10° (见图5)。两组密封斜面配合，和端面直角台肩7与直角台肩5分别形成金属过盈配合，两组圆柱段形成间隙配合，间隙大小为0.4mm-0.8mm。