[发明专利]一种高强度、抗腐蚀铝合金特殊螺纹油井管

说明书

本发明涉及一种高强度、抗腐蚀铝合金特殊螺纹油井管。其技术方案是：包括铝合金管子和铝合金接箍，在铝合金管子的外端外表面加工有外螺纹，在铝合金接箍端部的内壁加工有内螺纹，在铝合金接箍的两端的内螺纹之间设有凸起的扭矩台阶，在接箍的内螺纹的后端设有锥形内密封面，在管子的外螺纹的外端设计有外密封面，通过外密封面与锥形内密封面配合。有益效果是：本发明采用铝合金材料制成，其重量小减轻井柱整体重量，为大位移井的降低开采成本；另外，铝合金材料抗腐蚀、抗剪切，特殊的密封设计能够在井柱保证服役寿命的同时，减少含二氧化碳、硫化氢和氯离子腐蚀油井的采油成本。

技术领域

本发明涉及石油工业管具，特别涉及一种高强度、抗腐蚀铝合金特殊螺纹油井管。

背景技术

油气井是获取原油和天然气的通道，石油套管是维持油井运行的生命线，由于地质条件不同，井下受力状态复杂，拉、压、弯、扭应力综合作用作用于管体，这对套管本身的质量提出了较高的要求，一旦套管本身由于某种原因而损坏，可能导致整口井的减产，甚至报废。如何在腐蚀环境下还要求套管本身具有抗腐蚀性能，在地质条件复杂的地方还要求套管具有抗挤毁性能，一直是油气井设计、制造领域的主要研究方向。我国每年仅钻柱断裂掉井事故即达1 000 起左右，据钻井承包商协会（ IADC） 统计，每起钻柱断裂事故平均直接损失10.6 万美元。钻柱或套管柱损坏有时会导致油井报废。我国西部油田1 口油井的成本约几千万元甚至上亿元人民币。套管的寿命直接决定油井的寿命，油井的寿命又决定了油田寿命，所以，油井管的安全可靠性、使用寿命和经济性与石油工业关系极其重大。

随着油气井开采条件的日益苛刻，油井管面临的腐蚀环境越来越苛刻。其中CO2、H2S和Cl-等介质的综合腐蚀已经成为世界石油工业腐蚀防护研究的主要难题和研究热点。因上述介质腐蚀失效所造成的事故不仅给油田造成了巨大的经济损失，而且还产生了严重的社会后果。为此，国内外对CO2、H2S和Cl-腐蚀与防护开展了大量的研究工作并取得许多积极的应用效果，其中采用高含Cr(Mo,Ni)的改良型13Cr和22Cr双相不锈钢被认为是抗腐蚀的理想材料。但是该类不锈钢材料由于含有大量的Cr、Ni或Ti等价格昂贵的战略元素，大大增加了钢管的成本，从而限制了其在油气田的广泛使用。因此，各油气田迫切需要“经济型”的抗腐蚀油套管，以满足自身生产的需要。经过大量的试验研究证明，该系列产品有良好的抗CO2、H2S和Cl-腐蚀性，同时由于选用铝合金元素，降低了产品生产、制造成本，是一种价格适中的“经济型”非API系列油套管产品。此外，在生产此类油套管时我们进行了其它更为严格的质量控制保证了产品性能的稳定。同时，整体采用钢管的油井柱，整体重量也较高，这对于大位移井（深井、超深井）的开采是极为不利的，轻量化铝合金材料的应用可以最大限度地降低大位移井的开采难度。铝合金特殊螺纹管子和接箍的拧接配合区别于传统钢管必须使用丝扣油，丝扣油内含铅对人体有害，拧接的过程中不可避免的散落在地面上，对环境造成污染，本发明的管子和接箍的拧接不需要使用丝扣油，是油井管中的“绿色产品”。

发明内容

本发明的目的就是针对现有技术存在的上述缺陷，提供一种高强度、抗腐蚀铝合金特殊螺纹油井管，采用铝合金管制造，内外壁光滑、壁厚均匀，加工制造较马氏体不锈钢管简单，且具有高强度、抗腐蚀、重量轻等特点，配合专业设计的铝合金专用特殊螺纹，其使用性能、成本较钢管更为贴合油井管市场需求。

本发明提到的一种高强度、抗腐蚀铝合金特殊螺纹油井管，其技术方案是：包括铝合金管子（1）和铝合金接箍（2），在铝合金管子（1）的外端外表面加工有外螺纹（1-1），在铝合金接箍（2）端部的内壁加工有内螺纹（2-1），在铝合金接箍（2）的两端的内螺纹（2-1）之间设有凸起的扭矩台阶（2-3），在接箍的内螺纹（2-1）的后端设有锥形内密封面（2-2），在管子（1）的外螺纹的外端设计有外密封面，通过外密封面与锥形内密封面（2-2）配合。

优选的，在铝合金管子（1）的外螺纹的外端设计有圆弧为R1的第一外密封面（1-4），靠近扭矩台阶（2-3）的部位设计有圆弧为R2的第二外密封面（1-5），第一外密封面（1-4）和第二外密封面（1-5）的两段圆弧构成了完整的外密封面。