[发明专利]一种直连型双台阶螺纹接头

说明书

技术领域

本发明涉及一种螺纹接头，尤其涉及一种双台阶螺纹接头。

背景技术

随着石油开采的不断发展，比较容易开采的油气田逐年减少，随之而来 的是，向着更深、更恶劣的油气田区域进行开采，开采技术也由原来的常规 开采方式向非常规开采方式转变。石油套管在井下通常要承受来自内压、外 压、拉伸、压缩、弯曲和扭转等复合工况的作用，为此，在这种情况下，石 油套管的服役条件变得十分严苛。例如，在页岩气开采过程中的长水平井与 采用分段水力压裂工艺对石油套管的连接接头结构提出了更为苛刻的性能要 求，人们期望获得一种套管接头既能够满足工况严苛的油气田钻采的工艺需 求，又能够保证钻采过程的安全可靠。

在长水平段下井操作时，带有接箍形式的螺纹连接接头容易遇阻，需要 从井口进行上下提压管柱的操作才能完成下套管作业。若井眼工况复杂，那 么该套管还有可能无法入井。

公布号为CN102224368A，公布日为2011年10月19日，名称为“油田 用的带螺纹的连接装置”的中国专利文献公开了一种油田用的带螺纹的管连 接，其包括具有内螺纹的母接头和具有用于与内螺纹配合的外螺纹的公接头。 母接头力矩台肩和公接头力矩台肩中的每一个可以是负角度的台肩，并且内 螺纹和外螺纹上的螺纹侧面也可以是负角度的承载侧面。

公开号为CN101180490A，公开日为2008年5月14日，名称为“带有 密封的管道螺纹接头”的中国专利文献涉及了一种管道螺纹接头。该螺纹接 头包括至少一个布置在阴螺纹外部的金属对金属干涉型密封，该螺纹接头远 离密封具有阴螺纹的加长部分，该部分对密封产生弹性紧固带的效果，从而 密封上的过盈干涉没有必要，由此促成了正确的配合。

发明内容

本发明的目的在于提供一种直连型双台阶螺纹接头，其能够有效地防止 螺纹接头与井壁的磕碰损坏，从而保证套管的顺利下井。此外，在套管管柱 承受拉、压、弯、扭等作用力的情况下，该螺纹接头具有较高的连接强度、 良好的抗扭性能和抗压缩性能以及超高的密封性能，其能够满足了工况条件 严苛的油气田区域的勘探钻采要求。

为了实现上述目的，本发明提出了一种直连型双台阶螺纹接头，其包括 母接头和公接头，此外，在直连型双台阶螺纹接头的轴向方向上，该母接头 依次具有：第一螺纹段、母接头台肩过渡段、母接头扭矩台肩、母接头密封 面和第二螺纹段；在直连型双台阶螺纹接头的轴向方向上，该公接头依次具 有：第三螺纹段、公接头密封面、公接头扭矩台肩、公接头台肩过渡段和第 四螺纹段；其中，第一螺纹段和第二螺纹段为内螺纹段，第三螺纹段和第四 螺纹段为外螺纹段，第一螺纹段和第四螺纹段螺纹啮合，第二螺纹段和第三 螺纹段螺纹啮合，母接头密封面和公接头密封面过盈密封。

在本发明的技术方案中，该直连型双台阶螺纹接头的密封面设计在中部 可以更好地防止接头在下入大弯曲井眼时接头弯曲，引起公接头密封面与母 接头密封面相互脱离，而导致的接头密封失效。而将密封面置于端部的接头， 在大弯曲条件下，密封面更易于引起相互脱离。

另外，由于本发明的技术方案中，在母接头上设有母接头扭矩台肩，在 公接头上设有与母接头扭矩台肩匹配的公接头扭矩台肩，这样能够保证螺纹 接头的抗扭矩能力和抗压缩能力。

在某些实施方式中，上述公接头扭矩台肩和母接头扭矩台肩为直角台肩。

在另外一些实施方式中，上述公接头扭矩台肩为负角度台肩，并且母接 头扭矩台肩与公接头扭矩台肩相匹配。

在本发明的技术方案中，负角度台肩是指该公接头扭矩台肩的根部较之 于其端部是内凹的。当公、母接头旋紧连接后，与公接头扭矩台肩相匹配的 母接头扭矩台肩的端部嵌入至公接头扭矩台肩内凹的根部，同时，母接头扭 矩台肩的根部容纳公接头扭矩台肩外凸的端部。

更进一步地，在本发明所述的直连型双台阶螺纹接头中，上述公接头扭 矩台肩的角度小于0且大于等于-15°。将扭矩台肩角度设计在此范围内既能 保证良好的气密封能力，又能提供良好的抗压缩承载能力。

进一步地，在本发明所述的直连型双台阶螺纹接头中，上述第一螺纹段、 第二螺纹段、第三螺纹段和第四螺纹段的螺纹均为偏梯形螺纹。