[实用新型]一种页岩气井用套管气密封螺纹接头

说明书

本实用新型公开了一种页岩气井用套管气密封螺纹接头，该接头采用了小负角度承载面，提高螺纹牙抗拉伸性能，适于页岩气井长距离水平及大狗腿度井眼套管下入过程上提操作，适于我国页岩气藏埋藏较深的特点；螺纹牙型采用了低正角度导向面，易于螺纹对扣、上扣，具有抗粘扣优点，同时兼顾了增加螺纹抗压缩载荷作用，适于页岩气井长距离水平及大狗腿度井眼套管下入过程下压操作。

【技术领域】

本实用新型属于螺纹接头技术领域，具体涉及一种页岩气井用套管气密封螺纹接头。

【背景技术】

我国页岩气开发具有低成本控制、长距离水平井、井身大狗腿度、高压大排量多级压裂、套管作业和完井等特点。套管服役全周期承受下入时的旋转弯曲与反复上提下放、压裂时的反复液体高内压循环及地层非均匀外压和剪切载荷、投产过程长期气体低内压作用。页岩气井对套管特殊螺纹提出了兼顾经济性的综合高性能要求：抗粘扣、高抗扭转、高抗压缩、抗非均匀外压及剪切、抗疲劳、高压水/低压气密封性能。金属-金属主密封结构、牙型与牙侧间隙、台肩角度与密封面干涉量等螺纹关键参数需要做针对性的优化设计。目前应用于页岩气井的套管特殊螺纹各分项性能指标或过剩或不足，工况适用性差、成本居高不下，不能满足页岩气安全高效开发的工程需求。

【实用新型内容】

本实用新型的目的在于克服上述现有技术的缺点，提供一种页岩气井用套管气密封特殊螺纹接头；该接头替代现有的套管特殊螺纹，针对页岩气井钻井、下套管、体积压裂和投产工况特点，体现抗粘扣、高抗扭转、高抗压缩、抗非均匀外压及剪切、抗疲劳、高压水/低压气密封性能等综合高性能特点。

为达到上述目的，本实用新型采用以下技术方案予以实现：

一种页岩气井用套管气密封螺纹接头，包括同轴的套管接箍和套管，套管接箍套装在套管外，二者螺纹配合；沿套管的轴向，套管接箍和套管的接触部分为依次连接的第一接触部分、第二接触部分和第三接触部分；第二接触部分中，套管的外螺纹承载面和套管径向之间的夹角为-3°，套管的外螺纹导向面和套管径向之间的夹角为12°。

本实用新型的进一步改进在于：

优选的，第一接触部分中，套管外螺纹的牙顶与套管接箍内螺纹的齿底之间设置有第一牙顶间隙；第二接触部分中，套管外螺纹的牙顶与套管接箍内螺纹的齿底之间设置有第二牙顶间隙，第一牙顶间隙的宽度大于第二牙顶间隙的宽度。

优选的，第二牙顶间隙的宽度范围为0.05mm～0.2mm。

优选的，套管的外螺纹导向面与套管接箍的内螺纹导向面之间设置有牙侧间隙。

优选的，牙侧间隙的宽度范围为0.02mm～0.1mm。

优选的，第三接触部分中，套管接箍包括依次连接的完整螺纹段、部分牙槽、过渡段和锥面段，套管包括依次连接的倾斜平面段和弧面段；倾斜平面段和完整螺纹段接触，弧面段同时和部分牙槽、过渡段及锥面段配合。

优选的，弧面段和部分牙槽之间设置有缝隙，弧面段和过渡段之间设置有缝隙。

优选的，沿套管的轴线方向，部分牙槽和过渡段的长度之和为0.8～1.5倍的螺距。

优选的，弧面段和锥面段接触，二者形成弧面-锥面金属的径向干涉密封结构。

优选的，套管和套管接箍啮合的底端接触面为台肩面，台肩面和套管径向之间的夹角为 -4°～-10°。

与现有技术相比，本实用新型具有以下有益效果：