[发明专利]一种油管和套管组合的密封螺纹结构及工厂端装配方法

说明书

本发明提供了一种油管和套管组合的密封螺纹结构及工厂端装配方法，包括管体、装配短节、接箍、防松锁固螺纹脂、防粘扣油套管螺纹脂和密封圈；管体端部设有外螺纹及鼻肩，鼻肩端面加工有密封槽。接箍为左右轴向对称结构，两端设有与管体外螺纹匹配的内螺纹；装配短节为带定位台肩的外螺纹接头；装配时先连接装配短节，使接箍端面与装配短节定位台肩接触；管体外螺纹再旋入接箍另一侧，使管体端面与装配短节端面接触并产生接触压力；随后卸掉装配短节，在管体端面装入密封圈。本发明精确控制工厂端的上扣位置和上扣扭矩，有效保证油、套管在现场使用时接箍内两侧的管体鼻肩间形成稳定的接触压力，从而有效确保整个管串的连接和密封功能。

【技术领域】

本发明涉及属于石油、天然气、煤层气等能源勘探开发用油套管技术领域， 尤其涉及一种油管和套管组合的密封螺纹结构及工厂端装配方法。

【背景技术】

在石油、天然气、煤层气等能源勘探开发过程中，需要使用油、套管串来 稳固井壁，形成油气通道。近几十年来我国各油田的油管和套管螺纹连接的方 式为使用单根的油、套管形成油套管串。并采用API专用石油螺纹联接，API 螺纹有加工容易、现场配接短节方便，从而加工成本低以及适应重复上扣等优 点。但随着油井钻井深度的增加、腐蚀性和高压油气井的生产、以及稠油油井 注入高温高压水蒸汽，使API螺纹的应用环境更加严峻，应用条件更加恶劣。 如油井注蒸汽时应用环境为：压力15Mpa，温度340℃。此时传统API螺纹耐 温150℃将被突破。API螺纹是在优质密封脂的配合下达到密封的，340℃的高 温首先破坏密封脂，进而联接螺纹密封工况遭到破坏。另外，API螺纹的联接 强度只是管体抗拉强度的80％，提高油井井下管柱整体强度办法之一是增加 管体的厚度。管体越厚，管柱越重，管柱越重所用钢材的成本就会增加，油井 管柱负荷也会增大，这样就会对用户产生双重不利因素。目前国内虽然有多种 非API特殊石油套管联接螺纹，但它们共同特点是：在金属对金属的密封均采 用锥面密封和端面密封。由于原API螺纹公母扣旋合时，相对位移变化范围大， 为保证公母扣的接触位移，往往牺牲原来API螺纹结构，而采用非API螺纹， 进而达到一定的位移数值。非API螺纹加工难度大，成本高，不利于大面积推 广使用。根据现场资料统计，API螺纹用于油井抽油时，由于工厂端反扭矩松 扣、台肩面对顶不到位或现场端上扣扭矩不足的问题，导致螺纹产生漏失，每 口抽油井每天产液量减少5～10％，因螺纹漏失导致的经济损失是十分巨大。

因此，有必要研究一种油管和套管组合的密封螺纹结构及工厂端装配方 法，以克服上述一种或多种问题。

【发明内容】

有鉴于此，本发明提供了一种油管和套管组合的密封螺纹结构及工厂端装 配方法，可以克服现有技术中螺纹连接装配时可能出现的工厂端反扭矩松扣、 台肩面对顶不到位或现场端上扣扭矩不足的问题。

一方面，本发明提供一种油管和套管组合的密封螺纹结构，所述油管和套管 组合的密封螺纹结构包括：管体、接箍、防松锁固螺纹脂、防粘扣油套管螺纹脂、 装配短节和密封圈，所述管体端部加工有外螺纹，外螺纹前端加工有鼻肩，鼻肩 端面设有密封槽。所述接箍为左右轴向对称结构，两端分别加工有与管体外螺纹 匹配的内螺纹，在接箍中部加工有中空圆柱段，所述装配短节为带定位台肩的外 螺纹接头，所述管体端螺纹连接与接箍装配时，需要同时使用防松锁固螺纹脂和 防粘扣油套管螺纹脂。密封圈放置在鼻肩端面的密封槽内。

如上所述的方面和任一可能的实现方式，进一步提供一种实现方式，所述管 体两端的螺纹为API螺纹或非API特殊螺纹。

如上所述的方面和任一可能的实现方式，进一步提供一种实现方式，所述管 体端面鼻肩的截面厚度大于等于2.5mm，轴向长度小于等于4mm。

如上所述的方面和任一可能的实现方式，进一步提供一种实现方式，所述管 体端面鼻肩端面壁厚中心处设有密封槽，密封槽的宽度小于等于截面厚度的1/2, 轴向深度为密封槽宽度的3/4。

如上所述的方面和任一可能的实现方式，进一步提供一种实现方式，所述接 箍内螺纹与管体端面外螺纹相匹配。