一种套管连接结构的制作方法

    专利查询2026-06-13  9


    本发明属于管道连接,涉及一种套管连接结构。


    背景技术:

    1、目前常用的各种套管螺纹接头,包括api和非api套管接头,在上扣后承载面和导向面均发生接触,或即使未接触,之间的空隙尺寸也很小,无法发生自由伸缩。这种螺纹接头的好处就是螺纹接头性能较稳定,拉伸连接强度可以与管体相等或更大,抗压缩载荷也可做到管体的一半以上,或者等强度。

    2、但在用于注蒸汽的稠油热采井时,套管柱进行了固井,每经历一次注蒸汽和采油,套管柱就要经历一次升温(最高可达50℃)和降温(地层温度)过程,每个周期大概持续半年左右。由于每次升温后,套管就要膨胀,而且由于套管外固井,径向的膨胀得不到充分释放,又转化成了一定比例的轴向膨胀伸长,使得套管的整个伸长比例超过了套管材料的屈服变形极限,使得管内产生的轴向压缩载荷超过了材料屈服强度(尤其是高温下材料屈服强度降低很多,普通合金钢在300℃可降低25%以上)。一旦开始降温,套管柱逐渐收缩,在降低到原来温度时,按道理应该收缩回原来的形状。但是由于在高温下产生了压缩屈服变形,降到原来的低温时,套管柱内将产生残余压缩变形无法恢复,因此套管柱内将开始产生附加的轴向拉伸载荷。在经历多次注蒸汽和采油循环后,叠加套管柱初始的轴向拉伸载荷,套管柱实际承受的轴向拉伸载荷将可能超过实际抗拉强度,从而被拉断失效。


    技术实现思路

    1、本发明的目的在于解决现有技术中套管在在升温发生形变时,高温下产生了压缩屈服变形,进而导致在低温时无法恢复,多次使用后,套管柱实际承受的轴向拉伸载荷将可能超过实际抗拉强度,从而被拉断失效的问题,提供一种套管连接结构。

    2、为达到上述目的,本发明采用以下技术方案予以实现:

    3、一种套管连接结构,其特征在于,包括接箍,所述接箍用于连接两个相邻管体,所述接箍套设在管体的外侧,所述管体的外侧壁设置有外螺纹,所述接箍的内侧壁设置有与外螺纹对应的内螺纹;

    4、所述外螺纹和内螺纹的螺纹齿的宽度和螺纹槽的宽度均相同,所述外螺纹和内螺纹的螺纹槽的宽度均大于螺纹齿的宽度。

    5、本发明的进一步改进在于:

    6、所述外螺纹和内螺纹的螺距相同;

    7、所述外螺纹和内螺纹的螺纹齿的宽度均小于螺距的长度。

    8、所述外螺纹和内螺纹的螺纹齿宽度均为螺距的0.2-0.4倍。

    9、所述外螺纹和内螺纹的螺距长度均为12.7mm-50.8mm。

    10、所述螺纹槽与螺纹齿的差值大于等于待构成的套管的预设移动量的0.5倍。

    11、所述内螺纹上螺纹齿的牙型高度大于外螺纹上螺纹齿的牙型高度。

    12、还包括弹性密封件,所述弹性密封件嵌入在接箍的内壁上,所述弹性密封件的两端分别与靠近的管体的端部相抵。

    13、所述弹性密封件包括弹性体,所述弹性体的内部设置弹簧。

    14、所述弹性密封件的长度大于待构成的套管的预设移动长度。

    15、所述弹簧的螺距大于弹簧的直径。

    16、与现有技术相比,本发明具有以下有益效果:

    17、本发明公开了一种套管连接结构,通过接箍将相邻的两个管体连接在一起构成套管,在接箍的内部和管体的外部设置有对应连接的螺纹,其中螺纹槽的宽度均大于螺纹齿的宽度,保证套管在遇见高温产生轴向的形变时,螺纹槽可以预留一定的轴向移动空间,使螺齿能够沿着螺纹槽移动,进而螺纹槽将套管的轴向伸长的力吸收,避免产生较大的压缩载合,导致套管的变形,当温度降低时,套管会轴向缩短,此时螺纹齿会沿着螺纹槽向反方向轴向移动,将螺纹吸收的压缩变形进行再次释放,使得套管内的轴向拉伸载荷也可以控制在一定范围内,不会被拉断,本发明公开的套管连接结构为套管的变形预留了拉伸空间,避免套管在受温度的影响产生压缩屈服变形,提高了套管多次使用的有效性。

    18、进一步的,本发明中,螺纹齿的宽度为小于螺距的长度,保证螺纹齿在形变移动中有充分的空间可以移动。

    19、进一步的,本发明中,内螺纹的螺纹齿的牙型高度大于外螺纹上螺纹齿的牙型高度,保证在形变的过程中,形变产生的损伤主要在外螺纹上,便于后期的观察修复。

    20、进一步的,本发明中,在接箍的内部嵌有弹性密封件,在安装时既提高两端的管体连接的密封性,还能对管体的轴向安装进行限位。

    21、进一步的,本发明中,弹性密封件包括弹簧和弹性体,弹簧在弹性体的内部,起到定位的作用,避免在形变过程中弹性密封体产生位移,保证了管体安装的密封性。



    技术特征:

    1.一种套管连接结构,其特征在于,包括接箍(1),所述接箍(1)用于连接两个相邻管体(2),所述接箍(1)套设在管体(2)的外侧,所述管体(2)的外侧壁设置有外螺纹,所述接箍(1)的内侧壁设置有与外螺纹对应的内螺纹;

    2.根据权利要求1所述的一种套管连接结构,其特征在于,所述外螺纹和内螺纹的螺距相同;

    3.根据权利要求2所述的一种套管连接结构,其特征在于,所述外螺纹和内螺纹的螺纹齿宽度均为螺距的0.2-0.4倍。

    4.根据权利要求2所述的一种套管连接结构,其特征在于,所述外螺纹和内螺纹的螺距长度均为12.7mm-50.8mm。

    5.根据权利要求1所述的一种套管连接结构,其特征在于,所述螺纹槽与螺纹齿的差值大于等于待构成的套管的预设移动量的0.5倍。

    6.根据权利要求1所述的一种套管连接结构,其特征在于,所述内螺纹上螺纹齿的牙型高度大于外螺纹上螺纹齿的牙型高度。

    7.根据权利要求1所述的一种套管连接结构,其特征在于,还包括弹性密封件(3),所述弹性密封件(3)嵌入在接箍(1)的内壁上,所述弹性密封件(3)的两端分别与靠近的管体(2)的端部相抵。

    8.根据权利要求7所述的一种套管连接结构,其特征在于,所述弹性密封件(3)包括弹性体(5),所述弹性体(5)的内部设置弹簧(4)。

    9.根据权利要求8所述的一种套管连接结构,其特征在于,所述弹性密封件(3)的长度大于待构成的套管的预设移动长度。

    10.根据权利要求8所述的一种套管连接结构,其特征在于,所述弹簧(4)的螺距大于弹簧(4)的直径。


    技术总结
    本发明公开了一种套管连接结构,通过接箍将相邻的两个管体连接在一起构成套管,在接箍的内部和管体的外部设置有对应连接的螺纹,其中螺纹槽的宽度均大于螺纹齿的宽度,保证套管在遇见高温产生轴向的形变时,螺纹槽可以预留除一定的轴向移动空间,螺纹槽将套管的轴向伸长的力吸收,避免产生较大的压缩载合,导致套管的变形,当温度降低时,套管会轴向缩短,此时螺纹齿会沿着螺纹槽轴向移动,将螺纹吸收的压缩变形进行再次释放,使得套管内的轴向拉伸载荷也可以控制在一定范围内,不会被拉断,本发明公开的套管连接结构为套管的变形预留了拉伸空间,避免套管在受温度的影响产生压缩屈服变形,提高了套管使用的有效性。

    技术研发人员:申昭熙,张超,郝学磊,韩礼红,王建军,杨思齐,牟易升
    受保护的技术使用者:中国石油天然气集团有限公司
    技术研发日:
    技术公布日:2024/11/26
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