[实用新型]一种具有内外厚过渡带的直连型套管接头

说明书

本实用新型涉及一种具有内外厚过渡带的直连型套管接头，包括外扭矩台肩、第一密封面、外套管接头、母螺纹、内扭矩台肩、公螺纹、第二密封面、内套管接头、套管管体。所述第一密封面、第二密封面均为球面/锥面密封结构，通过金属过盈配合封闭所有泄漏通道；所述外套管接头、内套管接头通过母螺纹、公螺纹径向过盈配合连接，拧接过程中实现内扭矩台肩出现轴向过盈配合时，外扭矩台肩刚开始接触配合；所述内套管接头、外套管接头与套管管体之间设有内外厚过渡带。本实用新型适用于小井眼井、侧钻井等，有效减小套管接头外径和泄漏间隙截面积，保证套管密封特性，解决螺纹接头连接强度不足和抗扭台肩失效问题。

技术领域

本实用新型涉及一种具有内外厚过渡带的直连型套管接头，属于油气井工程技术领域。

背景技术

石油套管作为开采石油与天然气的重要工具，能够保证钻井过程进行和完井后整个油井的正常运行。目前，大多数油田地质结构复杂，油气埋藏深，勘探开发难度大，所以在钻达目的油层前，油井往往需要钻穿多层压力、岩性均有所差异的地层，这经常会导致井漏、井喷、缩颈等情况的发生。因此，我们需要下入套管进行固井，增加套管层次,但这样往往会导致下部井眼过小，给施工带来困难，有可能钻不到目的层造成井眼报废。油田常规的套管通常由两部分组成，即套管管体和接箍，该种方式使得裸眼与套管之间的间隙较小，不利于下套管和后续的注水泥作业。针对这一难题，科研人员设计出了无接箍直连型套管，将特殊加工的内外螺纹套在套管管体上，但对于套管结构的优化设计还需进一步研究。

经对现有技术文献的检索发现，中国专利号为201711168200.8公开一种直连型油套管多级气密封结构，采用柱面与柱面、内锥面与外锥面过盈配合方式形成多级气密封结构，可以极大提高密封的可靠性及稳定性，提高密封使用寿命，但该专利将密封球面设于内螺纹连接段，且球面与母螺纹之间间隔距离较短，加大了加工工艺难度，较为不符实际生产要求。其次，锥面对锥面密封结构具有较长的接触路径，但接触应力较低，密封能力有限，难以满足超高压油气井的工况要求，并且锥面加工难度较大，两锥面配合精度难以保证。

发明内容

为了克服上述现有技术的不足，本实用新型提供了一种具有内外厚过渡带的直连型套管接头，可有效减小石油套管外径和泄漏间隙截面积，保证石油套管的密封特性，解决螺纹接头连接强度不足和抗扭台肩失效问题。

为达到上述目的，本实用新型所采用的技术方案是：

本实用新型涉及一种具有内外厚过渡带的直连型套管接头，主要由外扭矩台肩、第一密封面、外套管接头、母螺纹、内扭矩台肩、公螺纹、第二密封面、内套管接头、套管管体组成。所述第一密封面、第二密封面均为球面/锥面密封结构，将API螺纹的非接触式密封改为接触式密封，通过金属过盈配合封闭所有泄漏通道；所述外套管接头、内套管接头通过母螺纹、公螺纹径向过盈配合连接在一起，连接过程中实现内扭矩台肩出现轴向过盈配合时，外扭矩台肩刚开始接触配合。

进一步，所述公螺纹、母螺纹均采用偏梯形螺纹，其锥度为1:10，承载面角为-5°，导向面角为18°～25°，螺距为4.23mm，螺纹牙径向过盈量为0.12～0.16mm，公螺纹齿高为1.0～1.8mm，母螺纹齿高为1.2～2.0mm。

进一步，所述内套管接头、外套管接头与套管管体之间设有内外厚过渡带，该内外厚过渡带内侧锥度为1：20，轴向方向长度为70～90mm，外侧锥度为1：10，轴向方向长度为30～ 50mm；该内外厚过渡带设有四段圆弧，其中圆弧半径R1＝R2＝250～300mm，圆弧半径 R3＝R4＝100～150mm。

进一步，所述内抗扭台肩与外抗扭台肩端面均与套管径向方向夹角18°，轴向过盈量为 0.09～0.12mm，厚度为4.8～6.2mm。

进一步，所述第一密封面锥面锥度为1:10，轴向方向长度为8.0～10.0mm，圆弧半径范围为1.6～2.0mm；所述第二密封面锥面锥度为1:10，轴向方向长度为12.0～14.0mm，圆弧半径范围为5.2～6.8mm。