[实用新型]一种适合径向扩张变形的石油套管特殊螺纹联接装置

说明书

技术领域

本实用新型涉及一种适合径向扩张变形的石油套管特殊螺纹联接装置，用于油田开发中的膨胀套管螺纹联接装置，属于石油钻井机械类。

背景技术

在传统的油气井钻井作业中，随着井深的增加，下入井眼中的套管层次也在增加，从而使可利用的井眼直径越来越小。在深井超深井钻井中，井眼直径的不断缩小有可能导致无法最终钻达目的层。膨胀管技术正是主要针对这一问题而产生的一项新兴的钻井技术。适合径向扩张变形的特殊螺纹联接是膨胀套管技术的关键点之一，如何保证在膨胀前、膨胀过程中以及膨胀后维持管子联接的结构和密封完整性是膨胀联接所应该具备的基本要求，也是关系到整个管柱膨胀成功与否的关键。

理论分析及实物试验均表明，API标准套管螺纹及目前广泛使用的特殊螺纹均无法满足膨胀套管技术对螺纹联接的要求。所以，必须专门针对膨胀套管的下井安装工艺及服役承载工况特点，设计开发专用的可膨胀套管螺纹联接。

实用新型内容

要解决的技术问题

为了避免现有技术的不足之处，本实用新型提出一种适合径向扩张变形的石油套管特殊螺纹联接装置，可以径向扩张变形的管螺纹联接装置，它能满足管子膨胀过程及膨胀前后螺纹联接的结构完整性和密封完整性。

技术方案

本实用新型的技术特征在于：左套管5与右套管6的联接采用螺纹1，其特征在于：在左套管5的端部设有主台肩3，在右套管6的端部设有辅助扭矩台肩4，左套5与右套管6的联接螺纹1采用负角度的钩式螺纹。套管内外螺纹拧接后在前方形成密封面2。

所述的主台肩3和辅助扭矩台肩4为直角台肩，可以防止外螺纹过度拧入内螺纹，同时可以吸收一部分上扣扭矩，从而显著降低螺纹分担的扭矩，降低螺纹部分的应力水平，台肩上扣后产生一定的轴向过盈，起到辅助密封的作用。

所述的螺纹啮合螺纹牙数＞6。

所述的螺纹结构为：螺纹锥度为1∶12～1∶16，螺纹齿高为1.409～1.525mm，螺距为3.56～4.83mm，螺纹承载面的角度为-1～-10°，螺纹导入面的角度为1～10°。

所述的螺纹(1)的内螺纹的螺纹齿深是外螺纹的螺纹齿深的1.02倍。

有益效果

本实用新型提出的适合径向扩张变形的石油套管特殊螺纹联接装置，是一种内外壁都与管体平齐的无接箍的直连型连接，采用倒钩形的负角度螺纹，密封结构为金属对金属密封。上述特征使得本螺纹联接适合使用主流的刚性扩径工具对管柱进行径向扩张变形，且膨胀过程和膨胀后能保持螺纹的结构和密封完整性。

附图说明

图1：为内外螺纹联接示意图

图2：为内螺纹半剖面示意图

图3：为外螺纹半剖面示意图

1-螺纹；2-密封面；3-主台肩；4-辅助扭矩台肩；5-左套管；6-右套管；7-螺纹承载面；8-螺纹导入面。

具体实施方式

现结合实施例、附图对本实用新型作进一步描述：

本实施例中：左套管5与右套管6的螺纹1啮合螺纹牙数为7个，采用负角度的钩式螺纹，套管内外螺纹拧接后在前方形成密封面2。在左套管5的端部设有主台肩3，在右套管6的端部设有辅助扭矩台肩4，主台肩3和辅助扭矩台肩4为直角台肩，防止外螺纹过度拧入内螺纹，同时可以吸收一部分上扣扭矩，从而显著降低螺纹分担的扭矩，降低螺纹部分的应力水平，台肩上扣后产生一定的轴向过盈，起到辅助密封的作用。

实施例中的螺纹结构尺寸为：螺纹承载面的角度为-3°，导入面角度为8°，螺纹的螺距为4.572mm，螺纹在螺纹中径线上的厚度为2.260mm，螺纹的锥度为1∶16。为提高石油套管螺纹联接装置抗磨损性能，内螺纹的齿高于外螺纹的齿1.02倍。

通过本实施例的适合径向扩张变形的石油套管特殊螺纹联接装置，将一支管子上的外螺纹与另一支管子上的内螺纹直接拧合来将两支管子连接起来，并且依靠螺纹端部的密封结构实现螺纹对流体的密封，依靠管体上的台肩来控制上扣扭矩及实现辅助密封。