[实用新型]一种快速上卸的螺纹套管接头

说明书

技术领域

本实用新型涉及石油管，特别涉及一种快速上卸的螺纹套管接头。

背景技术

钻井作业费用及套管成本是油气开采过程中的重要组成部分，尤其以海上作业为代表。海上作业成本高昂，每口海上钻井用套管使用量在2000～6000米以上，套管拧接次数在200～600次以上，仅入井拧接时间在2～5天以内，每天用于租用海上作业船及作业的费用都高达上百万元，因而在复杂海上环境的钻井过程中，效率显得非常重要。套管的下入效率，套管及接头的安全系数，包括连接效率、密封能力等是衡量海上钻井用套管产品的重要指标。

常用API套管接头包括圆螺纹与偏梯形螺纹。API圆螺纹齿形采用均为30°的导向和承载面，螺距为3.175mm，锥度为1∶16。圆螺纹的特点是对扣容易，但是其连接效率一般只有80％左右，具有易滑脱的缺点，且上卸扣速度慢，入井效率低下。API偏梯形螺纹齿形采用10°导向面和3°承载面的设计，螺距为5.08mm，外径为4-1/2″(英寸)～13-3/8″(英寸)时，螺纹的锥度为1∶16；外径大于16″(英寸)时，螺纹的锥度为1∶12。偏梯形螺纹接头的特点是连接效率高，但是其应用在海上蜂窝式钻井作业，对扣性能较差，易错扣，且上扣速度低下，入井效率低下。API标准的圆螺纹与偏梯形螺纹接头应用在海上作业时都有上卸扣速度低下的劣势，无形中增加了作业成本。

中国专利CN201020506375.2设计了一种快速上卸扣的快速上扣套管接头，接头螺纹采用改进的偏梯形组成，螺距为4牙/每英寸，螺纹锥度1∶12，上扣速度是比标准API套管提高20％左右。但是该接头的快速上卸扣是通过将齿形螺距增大，改变螺纹形貌来实现，减小了螺纹之间啮合的线长度。

中国专利CN200720096474.6提供了一种石油套管特殊螺纹接头，这种接头结构由套管外螺纹件和接箍内螺纹件构成，其螺纹锥度为1∶11.76，螺距为4牙/每英寸；套管位于与接箍连接端设置有台阶，接箍内设置凸台，台阶端面与凸台端面紧密接触。该专利采用了4牙/in的结构，一定程度上提高了上扣效率，但对于大口径套管还存在对扣困难的情况。

中国专利CN200710134704.8一种石油套管特殊螺纹接头，所述外螺纹件通过螺纹与接箍啮合连接在一起，其特征在于：螺纹的锥度为1∶6～1∶8，螺纹的螺距是每英寸3牙，螺纹的高度是2.05～2.45mm，螺纹的齿顶、齿底平行于管子的轴线。该专利结构采用了1∶6～1∶8的螺纹锥度，增加了螺纹滑脱失效的风险；同时在接箍中部存在“J”环区，由此易行成涡流，造成对螺纹的严重冲蚀。

中国专利CN98207389.5提供了一种用于油田的螺纹接头，该螺纹接头由用于结构完整性的螺纹连接结构和用于密封完整性的金属密封面结构组成。螺纹牙型结构形式为偏梯形或圆形。该专利所采用的主、副金属密封形式对于具有气密封要求高的产品是合理的，但由于上扣效率低下，对于海洋钻探用套管不适用。

中国专利ZL201120362137.3提供了一种高速上扣螺纹接头，该接头通过增大螺纹螺距与锥度，增大螺纹导向角度，具有对扣容易，上扣提高的特点，但是其上扣效率提高幅度有限，且加工难度与成本都较高。

发明内容

本实用新型的目的在于设计一种快速上卸的螺纹套管接头，容易对扣、可快速上扣，缩短套管拧接时间，减少海洋钻井成本。

为达到上述目的，本实用新型的技术方案是：

一种快速上卸的螺纹套管接头，包括外内螺纹配合的管体和接箍；所述的管体外螺纹与接箍内螺纹配合的螺纹牙型结构形式为双头偏梯形螺纹结构，螺纹齿顶、齿底锥度与母线之间角度τ成1∶12～1∶16之间，螺纹承载角度α-5°～3°，螺纹导向角度β10°～50°；螺纹齿宽t为0.1英寸，螺纹导程P为2.5牙/英寸，即10.16mm；接箍端口内增加Q孔设计，接箍外径D、Q孔的内径值Q与长度值q的对应关系为：

现有技术中涉及到的是API标准规定的偏梯形BTC系列5齿/英寸或者LTC系列8齿/英寸的螺纹接头，其余非标准系列都是采用3-8齿/英寸的螺纹接头。

本实用新型套管接头设计中：

1、标准的外部结构尺寸

套管接头结构外部尺寸包括接箍外径尺寸及其公差，管体尺寸及其公差，本实用新型阐述的产品结构外部尺寸与API标准相同。