等外径内卡瓦连续油管连接器制造技术

本实用新型专利技术提供一种等外径内卡瓦连续油管连接器，包括带扭矩旋转连接器总成和螺纹连接在带扭矩旋转连接器总成两端且结构相同的上接头总成、下接头总成，上接头总成包括上接头上连接芯管、上接头锥形斜面卡瓦、上接头连接外壳、上接头预紧弹簧、上接头下连接芯管和上接头预紧弹簧压紧圈；带扭矩旋转连接器总成包括中间上接头、中间上接头外壳、中间下接头芯管和中间下接头。本实用新型专利技术可以解决两筒上的连续油管或滚筒连续油管与井下连续油管连接时、因连续油管不能相对旋转而无法进行旋转上扣和卸扣的问题，同时该连续油管连接器接头处外径与连续油管外径保持一致，因此可以连接连续油管后通过注入头，无需对注入头进行改变，现场安装使用方便。

【技术实现步骤摘要】
等外径内卡瓦连续油管连接器
本技术属于油气开发领域，具体地，涉及一种等外径内卡瓦连续油管连接器，连续油管在钻井、完井、测井、修井等多种井下作业工程中被广泛使用。但由于连续油管在滚筒上缠绕弯曲作用，导致流过连续油管内水眼的流体容易形成二次涡流，从而极大地增加了滚筒上连续油管内水眼流体循环压耗，因此当用连续油管进行深井、超深井或钻井作业时，可用多个滚筒短的连续油管代替单个滚筒长的连续油管，达到有效降低地面滚筒循环压耗的目的。该连接器通过加工处理将连续油管末端沿轴向切割，采用内加锥形卡瓦胀紧，增加连续油管与该连接器的摩擦力，采用弹簧压紧和外加螺钉锁紧，将连续油管固定在连接芯管上，采用滑套机构实现连接时旋转上扣，采用锁紧螺钉机构，上扣后螺钉锁紧，实现大扭矩传递，完成多段连续油管之间的大轴向拉力、大周向扭矩的旋转上扣连接，从而使连续油管完成深井与超深井的钻井、完井、测井、修井等多种井下作业成为可能。
技术介绍
连续油管技术起源于二次大战，上世纪六十年代应用于石油工业，连续油管用途十分广泛：可用于洗井、注氮、注酸、修井、水平井、钻井、测井、完井作业等。连续油管具有以下优点：作业效率高，易于实现自动化，作业人员少，作业成本低，安全可靠，应用范围广，能够提高老油田、“低压、低渗、低产”三低油气藏等难动用油气藏的开发效益，尤其是在我国的非常规气藏、致密气、页岩气及煤层气等的勘探开发方面，有着广泛的应用前景。但连续油管井下作业技术存在着急需解决的问题：(1)连续油管作业时，缠绕在滚筒上的连续油管，通过注入头注入井下，由于用于作业的连续油管直径较小，连续油管内水眼直径更小，当使用连续油管作业时，缠绕在滚筒上的连续油管由于二次涡流的影响，导致缠绕在滚筒上的连续油管内水眼循环压耗较大，严重影响连续油管井下作业水功率的分配。因此，当进行井下作业时，就需要将长连续油管分别缠绕在不同的滚筒上，减小连续油管在滚筒上的内循环压耗，这就需要特殊的连续油管与连续油管之间的连接器。(2)受公路运输限制，单个滚筒上连续油管不能太长，将深井和超深井所需要的长连续油管分成多个滚筒运输到井场，下井一个滚筒连续油管再接一个滚筒的连续油管，这样才能达到用长连续油管完成井下作业的目的，也需要特殊的连续油管与连续油管之间的连接器。(3)对于连续油管深井、超深井或钻井连续油管井下作业，连续油管传递轴向拉力较大、轴向反扭矩较大，需要特殊的连续油管连接器才能满足要求。连续油管连接器也叫连续油管接头、锁紧器、连接器、抓紧器、铆紧器等，是一种在地面快速连接连续油管与连续油管或井下工具的一种连接工具。连续油管连接器按照锁紧方式可分为螺钉式、卡瓦式、凹槽环压制式等。大多数连续油管连接器主要不足之处在于：(1)螺钉式连续油管连接器一般是通过螺钉对连续油管外壁进行锁定连接，实现扭矩和拉力的传递，大多属于单外壁压紧作用，传递的扭矩和拉应力较小，不适用与作用力要求较大的连续油管钻井或深井和超深井等作业；同时大部分螺钉式连接器在连接过程需要绕轴旋转才能实现上扣连接，不适用于连续油管与连续油管的连接作业。(2)卡瓦式连续油管连接器一般是通过连续油管外壁加锥形卡瓦或连续油管内壁加膨胀卡瓦的单面卡紧的方式进行连接，卡瓦卡紧力受限，连接后传递的扭矩和拉应力较小，不适用与作用力要求较大的连续油管钻井或深井和超深井等作业；同时大部分卡瓦式连接器在连接过程需要绕轴向旋转紧扣才能实现卡瓦卡紧连接，不适用于连续油管与连续油管的连接作业。(3)凹槽环压式连续油管连接器大多是通过对连续油管内孔强行压入带环形槽的支撑卡瓦，利用环形槽的卡紧作用，实现与连续油管的连接，该种连接器连接时不需要旋转，可用于连续油管与连续油管之间的连接，但由于凹槽环压式大多依赖于内壁外胀压紧产生的摩擦力实现扭矩和拉力的传递，传递的扭矩和拉应力较小，对拉力和扭矩要求比较大的连续油管深井、超深井或钻井作业不适用。目前已经成功申请和授权的连续油管连接器的中国专利近50项，大多数的螺钉式和卡瓦式连续油管连接器一般是通过对连续油管外壁加螺钉固定或加卡瓦固定的形式，需要对注入头进行改装，才能完成现场连续油管井下作业。综上所述，无论是螺钉式、卡瓦式，还是凹槽环压式，这些连续油管连接器所能提供的拉力或扭矩比较小，而且连接时很多都需要旋转紧扣实现卡瓦或螺钉的拧紧，不能应用于连续油管和连续油管之间的连接，或少部分能旋转连接，但能提供的拉力或扭矩都比较小，不能满足对于拉力和扭矩要求比较大的连续油管深井、超深井或钻井作业多个滚筒连续油管连接需求。现场需要采用从连续油管内外同时加压的方式来增加连续油管连接的拉力和扭矩，这种方式多采用螺钉、卡瓦、凹槽等多种形式的混合式机构，同时在连接的过程中，大多需要通过旋转紧扣锥形卡瓦，实现内外加压的大扭矩和轴向拉力的连续油管的连接。目前市场上，单独为连续油管连接器提供旋转连接并用于深井、超深井或钻井的大轴向拉力和大周向扭矩的连续油管连接器国内还没有。
技术实现思路
为克服现有技术的缺陷，本技术的目的是提供一种连续油管与连续油管之间能够进行连接的连接器，其利用带扭矩旋转连接器总成实现连续油管上接头总成和下接头总成的旋转连接，解决当前连续油管连接器不能选装锁紧连接的问题。为了达到上述目的，设计的技术方案如下：本技术提供的等外径内卡瓦连续油管连接器，包括：用于连接上连续油管的上接头总成、用于连接下连续油管的下接头总成和带扭矩旋转连接器总成，上接头总成与下接头总成螺纹连接在带扭矩旋转连接器总成的两端；其中，上接头总成包括上接头上连接芯管、上接头锥形斜面卡瓦、上接头连接外壳、上接头预紧弹簧、上接头下连接芯管和上接头预紧弹簧压紧圈，上接头上连接芯管为变外径的圆筒，上连续油管滑套在上接头上连接芯管上；上接头锥形斜面卡瓦、上接头预紧弹簧与上接头预紧弹簧压紧圈分别位于上连续油管直径较小的区段与上接头上连接芯管之间的空腔内，上接头预紧弹簧的一端顶紧上接头锥形斜面卡瓦的端面，另一端顶紧上接头预紧弹簧压紧圈的端面；上接头下连接芯管滑套在上接头上连接芯管的末端，上接头连接外壳滑套在上连续油管与上接头下连接芯管上，并通过上接头连续油管锁紧螺钉将上连续油管压紧在上接头上连接芯管上；下接头总成包括与上接头上连接芯管结构相同的下接头上连接芯管、与上接头锥形斜面卡瓦结构相同的下接头锥形斜面卡瓦、与上接头连接外壳结构相同的下接头连接外壳、与上接头预紧弹簧结构相同的下接头预紧弹簧、与上接头下连接芯管结构相同的下接头下连接芯管、与上接头预紧弹簧压紧圈结构相同的下接头预紧弹簧压紧圈；带扭矩旋转连接器总成包括中间上接头、中间上接头外壳、中间下接头芯管和中间下接头，中间上接头外壳通过螺钉与中间上接头连接，中间下接头通过螺纹与中间上接头连接，上接头下连接芯管通过螺纹与中间上接头连接，下接头下连接芯管通过螺纹与中间下接头连接。此外，优选的方案是，上连续油管包括一体结构的连续油管本体和连续油管切割体，连续油管本体为没有切割的连续油管，连续油管切割体由连续油管本体的下端沿轴向均布切割而成，连续油管切割体的外径小于连续油管本体的外径，连续油管切割体的末端弯折后与上接头上连接芯管贴合。另外，优选的方案是，上接头上连接芯管的外形为圆筒，在上接头上连接芯管一本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种等外径内卡瓦连续油管连接器，其特征在于，包括用于连接上连续油管的上接头总成、用于连接下连续油管的下接头总成和带扭矩旋转连接器总成，所述上接头总成与所述下接头总成螺纹连接在所述带扭矩旋转连接器总成的两端；其中，所述上接头总成包括上接头上连接芯管、上接头锥形斜面卡瓦、上接头连接外壳、上接头预紧弹簧、上接头下连接芯管和上接头预紧弹簧压紧圈，所述上接头上连接芯管为变外径的圆筒，所述上连续油管滑套在所述上接头上连接芯管上；所述上接头锥形斜面卡瓦、所述上接头预紧弹簧与所述上接头预紧弹簧压紧圈分别位于所述上连续油管直径较小的区段与所述上接头上连接芯管之间的空腔内，所述上接头预紧弹簧的一端顶紧所述上接头锥形斜面卡瓦的端面，另一端顶紧所述上接头预紧弹簧压紧圈的端面；所述上接头下连接芯管滑套在所述上接头上连接芯管的末端，所述上接头连接外壳滑套在所述上连续油管与所述上接头下连接芯管上，并通过上接头连续油管锁紧螺钉将所述上连续油管压紧在所述上接头上连接芯管上；所述下接头总成包括与所述上接头上连接芯管结构相同的下接头上连接芯管、与所述上接头锥形斜面卡瓦结构相同的下接头锥形斜面卡瓦、与所述上接头连接外壳结构相同的下接头连接外壳、与所述上接头预紧弹簧结构相同的下接头预紧弹簧、与所述上接头下连接芯管结构相同的下接头下连接芯管、与所述上接头预紧弹簧压紧圈结构相同的下接头预紧弹簧压紧圈；所述带扭矩旋转连接器总成包括中间上接头、中间上接头外壳、中间下接头芯管和中间下接头，所述中间上接头外壳通过螺钉与所述中间上接头连接，所述中间下接头通过螺纹与所述中间上接头连接，所述上接头下连接芯管通过螺纹与所述中间上接头连接，所述下接头下连接芯管通过螺纹与所述中间下接头连接。...

【技术特征摘要】
1.一种等外径内卡瓦连续油管连接器，其特征在于，包括用于连接上连续油管的上接头总成、用于连接下连续油管的下接头总成和带扭矩旋转连接器总成，所述上接头总成与所述下接头总成螺纹连接在所述带扭矩旋转连接器总成的两端；其中，所述上接头总成包括上接头上连接芯管、上接头锥形斜面卡瓦、上接头连接外壳、上接头预紧弹簧、上接头下连接芯管和上接头预紧弹簧压紧圈，所述上接头上连接芯管为变外径的圆筒，所述上连续油管滑套在所述上接头上连接芯管上；所述上接头锥形斜面卡瓦、所述上接头预紧弹簧与所述上接头预紧弹簧压紧圈分别位于所述上连续油管直径较小的区段与所述上接头上连接芯管之间的空腔内，所述上接头预紧弹簧的一端顶紧所述上接头锥形斜面卡瓦的端面，另一端顶紧所述上接头预紧弹簧压紧圈的端面；所述上接头下连接芯管滑套在所述上接头上连接芯管的末端，所述上接头连接外壳滑套在所述上连续油管与所述上接头下连接芯管上，并通过上接头连续油管锁紧螺钉将所述上连续油管压紧在所述上接头上连接芯管上；所述下接头总成包括与所述上接头上连接芯管结构相同的下接头上连接芯管、与所述上接头锥形斜面卡瓦结构相同的下接头锥形斜面卡瓦、与所述上接头连接外壳结构相同的下接头连接外壳、与所述上接头预紧弹簧结构相同的下接头预紧弹簧、与所述上接头下连接芯管结构相同的下接头下连接芯管、与所述上接头预紧弹簧压紧圈结构相同的下接头预紧弹簧压紧圈；所述带扭矩旋转连接器总成包括中间上接头、中间上接头外壳、中间下接头芯管和中间下接头，所述中间上接头外壳通过螺钉与所述中间上接头连接，所述中间下接头通过螺纹与所述中间上接头连接，所述上接头下连接芯管通过螺纹与所述中间上接头连接，所述下接头下连接芯管通过螺纹与所述中间下接头连接。2.根据权利要求1所述的等外径内卡瓦连续油管连接器，其特征在于，所述上连续油管包括一体结构的连续油管本体和连续油管切割体，所述连续油管本体为没有切割的连续油管，所述连续油管切割体由所述连续油管本体的下端沿轴向均布切割而成，所述连续油管切割体的外径小于所述连续油管本体的外径，所述连续油管切割体的末端弯折后与所述上接头上连接芯管贴合。3.根据权利要求2所述的等外径内卡瓦连续油管连接器，其特征在于，所述上接头上连接芯管的外形为圆筒，在所述上接头上连接芯管一端的外壁上加工有六道环形密封槽和三道半圆形压紧槽，其中的三道环形密封槽与三道半圆形压紧槽交替分布，后三道环形密封槽连续分布；在所述上接头上连接芯管的中间段上加工有锯齿形卡瓦和凹槽，所述凹槽与所述上连续油管切割体围成一个空腔，所述上接头预紧弹簧与所述上接头预紧弹簧压紧圈分别位于所述空腔内，所述上连续油管切割体的末端通过所述上接头连续油管锁紧螺钉压紧在所述凹槽上，所述上接头上连接芯管另一端的外壁为锥形，在所述上接头上连接芯管的锥形外壁上加工有外螺纹。4.根据权利要求3所述的等外径内卡瓦连续油管连接器，其特征在于，所述上接头锥形斜面卡瓦为由四瓣结构相同的锥形卡瓦组成的圆筒形结构，所述上接头锥形斜面卡瓦的外径与所述上连续油管切割体的内径相等，所述上接头锥形斜面卡瓦的长度小于所述上连续油管切割体的长度，在所述上接头锥形斜面卡瓦的内壁上加工有与所述上接头上连接芯管的锯齿形卡瓦相配合的锯齿形卡瓦，在所述上接头锥形斜面卡瓦的外壁上加工有用于卡紧所述上连续油管切割体的锯齿形卡瓦。5.根据权利要求4所述的等外径内卡瓦连续油管连接器，其特征在于，所述上接头连接外壳的外形为圆筒，所述上接头连接外壳的外径与所述上连续油管的外径相等，在所述上接头连接外壳的内壁上从所述上接头总成至所述带扭矩旋转连接器总成方向加工有内径依次减小的一、二、三级台阶，在一级台阶的末端沿周向均匀加工有用于安装所述上接头连续油管锁紧螺钉的螺钉孔。6.根据权利要求5所述的等外径内卡瓦连续油管连接器，其特征在于，所述上接头下连接芯管的外形为圆筒，在所述上接头下连接芯管的外壁上加工有一、二、三级台阶，所述上接头下连接芯管外壁的一级台阶与所述上接头连接外壳的二级台阶相配合，所述上接头下连接芯管外壁的二级台阶...

【专利技术属性】
技术研发人员：金锐，侯学军，宋洪奇，赵鹏才，侯伟煌，郭柏云，
申请(专利权)人：重庆科技学院，
类型：新型
国别省市：重庆,50