一种页岩油气井生产套管抗扭密封特殊螺纹接头制造技术

本实用新型专利技术涉及螺纹接头技术领域，公开了一种页岩油气井生产套管抗扭密封特殊螺纹接头，采用了正角度承载面，提高螺纹牙型刚度，提高螺纹轴向承载性能，适于页岩油气井长距离水平及大狗腿度井眼套管下入过程上提操作，适于页岩油气藏埋藏较深的特点；螺纹牙型采用了双正角度螺纹牙型，易于螺纹对扣、上扣，具有抗粘扣优点，降低加工成本，同时优化的螺纹导向面角度兼顾了增加螺纹抗压缩载荷作用，适于页岩气井长距离水平及大狗腿度井眼套管下入过程下压操作；内螺纹环形槽方便储存上扣螺纹脂，螺纹加工退刀，并优化了接箍危险截面的应力分布。布。布。

【技术实现步骤摘要】
一种页岩油气井生产套管抗扭密封特殊螺纹接头


[0001]本技术涉及螺纹接头
，具体为一种页岩油气井生产套管抗扭密封特殊螺纹接头。

技术介绍

[0002]随着天然气勘探开发的不断深入，深井(井深＞3000米)与超深井(井深＞6000米)在气田开发中所占的比例不断增大。深井与超深井井下工作环境复杂，面临着高温(井底温度高达180℃)、高压(井下压力＞80MPa)和高腐蚀介质的“三高”情况，传统的API油套管已无法满足井下的工况要求，具有较高气密封性的非API特殊螺纹油套管接头在高温高压气井开采中的应用日趋广泛。
[0003]当前套管在服役全周期中承受下入时的旋转弯曲与反复上提下放的作用、在压裂时的反复液体中高内压循环作用、地层非均匀时的外压及剪切载荷的作用，以及在投产过程中的长期气体低内压作用。页岩油气井对套管特殊螺纹提出了兼顾经济性的综合高性能要求：抗粘扣、高抗扭转、高抗压缩、抗非均匀外压及剪切、抗疲劳、高压水/低压气密封的性能。金属
‑
金属的主密封结构、牙型与牙侧的间隙、台肩角度与密封面的干涉量等螺纹关键参数需要做针对性的优化设计。目前应用于页岩油气井的套管特殊螺纹各分项性能指标或过剩或不足，工况适用性差、成本居高不下，导致套管特殊螺纹接头的密封差，抗扭转偏低，不能满足页岩油气安全高效开发的工程需求。

技术实现思路

[0004]针对现有技术中存在如何提高页岩油气井对套管特殊螺纹接头的密封和抗扭转的技术问题，本技术提供一种页岩油气井生产套管抗扭密封特殊螺纹接头。
[0005]本技术是通过以下技术方案来实现：
[0006]一种页岩油气井生产套管抗扭密封特殊螺纹接头，包括套管内螺纹接箍和套管外螺纹，所述套管内螺纹接箍和套管外螺纹螺纹连接，所述套管内螺纹接箍沿套管轴向依次设有内螺纹段、套管内螺纹密封面和套管内螺纹扭矩台肩；所述套管外螺纹沿套管轴向依次设有外螺纹段、套管外螺纹密封面和套管外螺纹扭矩台肩；所述内螺纹段与外螺纹段螺纹连接，所述套管内螺纹密封面与套管外螺纹密封面密封过盈配合，所述套管内螺纹扭矩台肩和套管外螺纹扭矩台肩过盈配合。
[0007]优选的，内螺纹段包括若干内螺纹，所述内螺纹一侧为套管内螺纹承载面，另一侧为套管内螺纹导向面，所述套管内螺纹承载面角度为2.5～3.5
°
；套管内螺纹导向面的角度为10～12
°
。
[0008]优选的，外螺纹段包括若干外螺纹，所述外螺纹一侧为套管外螺纹承载面，另一侧为套管外螺纹导向面，所述套管外螺纹承载面角度为2.5～3.5
°
；套管外螺纹导向面的角度为10～12
°
。
[0009]优选的，套管内螺纹密封面与内螺纹段末端之间设有套管接箍环形槽，用于退刀、
储存螺纹脂及应力释放。
[0010]进一步的，套管接箍环形槽的轴向长度为1～1.5倍螺距。
[0011]优选的，套管内螺纹扭矩台肩和套管外螺纹扭矩台肩采用低负角度台肩结构，台肩角度具体参数为(
‑
12～
‑
10
°
)
±
25
′
。
[0012]优选的，套管外螺纹的鼻端与套管内螺纹接箍的台肩部位之间形成锥面
‑
锥面金属密封面。
[0013]优选的，套管外螺纹的管体内壁对接口设置有扩张的锥面，与套管内螺纹接箍的对接的交界处平齐。
[0014]优选的，套管内螺纹接箍和套管外螺纹表面均镀有钨合金涂层，其中镀层厚度为15
‑
25um。
[0015]优选的，套管内螺纹接箍和套管外螺纹均为钢制套管接头，表面硬度HRC≤32。
[0016]与现有技术相比，本技术具有以下有益的技术效果：
[0017]本技术提供了一种页岩油气井生产套管抗扭密封特殊螺纹接头，采用了正角度承载面，提高螺纹牙型刚度，提高螺纹轴向承载性能，适于页岩油气井长距离水平及大狗腿度井眼套管下入过程上提操作，适于页岩油气藏埋藏较深的特点；螺纹牙型采用了双正角度螺纹牙型，易于螺纹对扣、上扣，具有抗粘扣优点，降低加工成本，同时优化的螺纹导向面角度兼顾了增加螺纹抗压缩载荷作用，适于页岩气井长距离水平及大狗腿度井眼套管下入过程下压操作；内螺纹环形槽方便储存上扣螺纹脂，螺纹加工退刀，并优化了接箍危险截面的应力分布，有效的提高页岩油气井对套管特殊螺纹接头的密封和抗扭转。
[0018]进一步的，通过在套管外螺纹鼻端与套管内螺纹之间形成锥面
‑
锥面金属密封结构，提高密封性能，形成马鞍形分布密封接触压力，并使得密封接触压力峰值下降，降低上扣过程的粘着磨损风险，在复合载荷作用下保持密封接触压力和宽度，提高页岩油气井压裂载荷循环及非均匀外挤、剪切载荷条件的水密封性能，满足页岩油气井生产阶段的气密封性能要求。
[0019]进一步的，采用低负角度台肩，保证螺纹接头机械性能，控制鼻端变形，并降低应力集中，提高接头抗压缩性能，兼顾接头密封稳健性，便于上扣位置控制及提高抗过扭矩性能，易于清洗。
附图说明
[0020]图1为本技术中特殊螺纹接头剖面结构示意图；
[0021]图2为本技术中特殊螺纹接头的螺纹及密封形式示意图。
[0022]图中：1
‑
套管内螺纹接箍；2
‑
套管外螺纹；3
‑
套管接箍环形槽；4
‑
套管内螺纹密封面；5
‑
套管外螺纹密封面；6
‑
套管内螺纹扭矩台肩；7
‑
套管外螺纹扭矩台肩，8
‑
套管内螺纹承载面；9
‑
套管内螺纹导向面；10
‑
套管外螺纹承载面；11
‑
套管外螺纹导向面。
具体实施方式
[0023]为了使本
的人员更好地理解本技术方案，下面将结合本技术实施例中的附图，对本技术实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本技术一部分的实施例，而不是全部的实施例。基于本技术中的实
施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都应当属于本技术保护的范围。
[0024]需要说明的是，本技术的说明书和权利要求书及上述附图中的术语“第一”、“第二”等是用于区别类似的对象，而不必用于描述特定的顺序或先后次序。应该理解这样使用的数据在适当情况下可以互换，以便这里描述的本技术的实施例能够以除了在这里图示或描述的那些以外的顺序实施。此外，术语“包括”和“具有”以及他们的任何变形，意图在于覆盖不排他的包含，例如，包含了一系列步骤或单元的过程、方法、系统、产品或设备不必限于清楚地列出的那些步骤或单元，而是可包括没有清楚地列出的或对于这些过程、方法、产品或设备固有的其它步骤或单元。...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种页岩油气井生产套管抗扭密封特殊螺纹接头，其特征在于，包括套管内螺纹接箍(1)和套管外螺纹(2)，所述套管内螺纹接箍(1)和套管外螺纹(2)螺纹连接，所述套管内螺纹接箍(1)沿套管轴向依次设有内螺纹段、套管内螺纹密封面(4)和套管内螺纹扭矩台肩(6)；所述套管外螺纹(2)沿套管轴向依次设有外螺纹段、套管外螺纹密封面(5)和套管外螺纹扭矩台肩(7)；所述内螺纹段与外螺纹段螺纹连接，所述套管内螺纹密封面(4)与套管外螺纹密封面(5)密封过盈配合，所述套管内螺纹扭矩台肩(6)和套管外螺纹扭矩台肩(7)过盈配合。2.根据权利要求1所述的一种页岩油气井生产套管抗扭密封特殊螺纹接头，其特征在于，所述内螺纹段包括若干内螺纹，所述内螺纹一侧为套管内螺纹承载面(8)，另一侧为套管内螺纹导向面(9)，所述套管内螺纹承载面(8)角度为2.5～3.5
°
；套管内螺纹导向面(9)的角度为10～12
°
。3.根据权利要求1所述的一种页岩油气井生产套管抗扭密封特殊螺纹接头，其特征在于，所述外螺纹段包括若干外螺纹，所述外螺纹一侧为套管外螺纹承载面(10)，另一侧为套管外螺纹导向面(11)，所述套管外螺纹承载面(10)角度为2.5～3.5
°
；套管外螺纹导向面(11)的角度为10～12
°
。4.根据权利要求1所述的一种页岩油气井生产套管抗扭密封特殊螺纹接头，其特征在于，所述套管内螺纹密封面(4)与内螺纹...

【专利技术属性】
技术研发人员：王鹏，吉楠，冯春，韩礼红，杨尚谕，朱丽娟，白小亮，尹成先，杨鹏，
申请(专利权)人：中国石油天然气集团有限公司，
类型：新型
国别省市：