一种高抗扭伸缩短节制造技术

本发明专利技术涉及一种高抗扭伸缩短节，用于油田井下完井作业。高抗扭伸缩短节，其上接头与外管相连，下接头与中心管相连，所述的外管与中心管相套装，中心管上部套装密封件，密封件以上再设置压帽与中心管相连，传扭套套装在中心管上并与外管下端相连，传扭套与中心管之间设置剪钉相轴向固定，所述的传扭套内孔与中心管外周面之间设置相配合的正多边形平面，所述的正多边形平面的边数是3∽8。本发明专利技术外管与中心管之间通过正多边形配合面传递扭矩，传递扭矩大，没有传扭键，从而解决了因井下复杂工况引起的工具零部件破坏而造成的传扭键落井问题。起的工具零部件破坏而造成的传扭键落井问题。起的工具零部件破坏而造成的传扭键落井问题。

【技术实现步骤摘要】
一种高抗扭伸缩短节


[0001]本专利技术属于油田开发完井工具
，特别是涉及一种高抗扭伸缩短节，用于高压油气井完井，用于补偿生产管柱因温度与压力变化引起的管柱伸缩。

技术介绍

[0002]伸缩短节是油田开发的重要完井工具，在海上油田、陆上高压油气井和天然气储气库井中广泛使用。该工具的作用是用于补偿生产管柱因温度与压力变化引起的管柱伸缩，防止井下封隔器解封。
[0003]目前使用的井下伸缩短节，其外管与中心管之间的扭矩传递一般是通过传扭键来实现的。在现场使用中发现，复杂的井下工况破坏了个别伸缩短节的结构，使其传扭键落井，增加了作业工序，提高了作业成本。

技术实现思路

[0004]为了解决上述技术问题，专利技术了一种高抗扭伸缩短节，解决了目前技术中存在的传扭键落井的问题，并提高了该工具的抗扭载荷。
[0005]为实现上述目的，本专利技术采用如下技术方案：
[0006]一种高抗扭伸缩短节，上接头与外管相连，下接头与中心管相连，所述的外管与中心管相套装，中心管上部套装密封件，密封件以上再设置压帽与中心管相连，传扭套套装在中心管上并与外管下端相连，传扭套与中心管之间设置剪钉相轴向固定，所述的传扭套内孔与中心管外周面之间设置相配合的正多边形平面，所述的正多边形平面的边数是3∽8。
[0007]优选地，所述的正多边形平面的边数是6。
[0008]进一步地，所述的传扭套内孔的平面与圆弧面的相交处设置轴向凹槽，所述的轴向凹槽的断面是圆弧形或矩形。再进一步地，所述的轴向凹槽是间隔设置，所述的轴向凹槽在俯视方向上设置在每个平面的左侧，各零部件的连接螺纹是右旋螺纹；还可以这样实现，所述的轴向凹槽在俯视方向上设置在每个平面的右侧，各零部件的连接螺纹是左旋螺纹。
[0009]与现有技术相比，本专利技术的优点在于：
[0010]1、本专利技术的高抗扭伸缩短节，外管与中心管之间通过正多边形配合面传递扭矩，没有传扭键，从而解决了因井下复杂工况引起的工具零部件破坏而造成的传扭键落井问题。
[0011]2、专利技术的外管与中心管之间通过正多边形配合面传递扭矩的结构传递扭矩大。
[0012]3、在较大扭矩下，中心管外表平面部的边缘会产生塑性变形而形成圆弧边缘，该圆弧边缘与外管内孔的平面部可产生自锁，从而影响中心管的轴向移动。在传扭套内孔的平面与圆弧面的相交处设置轴向凹槽，有效克服了上述的自锁问题，保证中心管自由轴向移动。
[0013]下面结合附图和具体实施例对本专利技术的技术方案做进一步描述。
附图说明
[0014]当结合附图考虑时，通过参照下面的详细描述，能够更完整地理解本专利技术并容易得知其中许多伴随的优点，但此处所说明的附图用来提供对本专利技术的进一步理解，构成本专利技术的一部分，本专利技术的示意性实施例及其说明用于解释本专利技术，并不构成对本专利技术的不当限定。
[0015]图1是本专利技术的一种高抗扭伸缩短节的结构示意图。
[0016]图2是图1中A
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A处的实施例图之一，展示了正三角形传扭面的结构示意图。
[0017]图3是图1中A
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A处的实施例图之二，展示了正六边形传扭面的结构示意图。
[0018]图4是图3的进一步实施例，图中展示了轴向凹槽的结构。
[0019]图5是图4中B处的放大图，展示了一种圆弧形断面轴向凹槽。
[0020]图6是图4中B处的放大图，展示了一种矩形断面轴向凹槽。
[0021]图中：1
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上接头，2
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压帽，3
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密封件，4
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外管，5
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中心管，6
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中剪钉孔，7
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传扭套，8
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连通孔，9
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剪钉，10
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下接头，701
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轴向凹槽，7011
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圆弧形断面轴向凹槽，7012
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矩形断面轴向凹槽。
具体实施方式
[0022]本申请说明书和权利要求书中在位置关系方面所说的“上”、“下”是以工具使用时的状态叙述，以母螺纹端为上，公螺纹端为下，在下边描述中不再一一赘述。
[0023]参见图1所示，本专利技术的一种高抗扭伸缩短节，上接头1与外管4相连，下接头10与中心管5相连，所述的外管与中心管相套装，中心管上部套装密封件3，密封件以上再设置压帽2与中心管相连，传扭套7套装在中心管上并与外管下端相连，传扭套与中心管之间设置剪钉9相轴向固定。为了满足井下工况对伸缩短节下井状态的要求，一般地，在中心管上在轴向上设置二到三层剪钉装配孔，如图1中的中剪钉孔6所示，即为除图中所示剪钉9处之外的第二层剪钉孔所处位置。为了伸缩短节在井下工作时中心管与外管能顺畅地相对移动，一般地在外管下部或传扭套上设置连通孔8。
[0024]参见图2和图3所示，所述的传扭套内孔与中心管外周面之间设置相配合的正多边形平面。所述的正多边形平面，是在中心管的外周加工出多个平面，每个平面周向均布，各平面垂直于轴向的断面上，平面的延长线相交形成正多边形。图2示出了正三角形平面结构，图3示出了正六边形平面结构。可实现地，所述的正多边形平面的边数是3∽8，其中以正六边形平面为最优结构。
[0025]通过实验发现，在较大扭矩下，中心管外表平面部的边缘会产生塑性变形而形成圆弧边缘，该圆弧边缘与外管内孔的平面部可产生自锁，从而影响中心管的轴向移动。为了解决这一问题，在传扭套内孔的平面与圆弧面的相交处设置轴向凹槽701，参见图4所示，轴向凹槽701可以设置在平面的两边，图4中只示出了其中的一边轴向凹槽，轴向凹槽的形状可以是任意形状。
[0026]为了方便加工，可实现地，所述的轴向凹槽701的断面是圆弧形或矩形。图5示出了圆弧形轴向凹槽7011的结构，图6示出了矩形轴向凹槽7012的结构。轴向凹槽的设置有效克服了上述的自锁问题，保证中心管自由轴向移动。
[0027]由于采用了正多边形传扭结构，本专利技术的伸缩短节显著提高了抗扭载荷，实验表
明，对于公称尺寸为3.5吋，外径为135mm的伸缩短节，其实验扭矩达到30,000kN.m而不损坏。
[0028]进一步地，为了减少加工切削量，所述的轴向凹槽701是间隔设置。针对右旋螺纹伸缩短节，所述的轴向凹槽在工具的俯视方向上设置在每个平面的左侧，如图4所示。同样地，针对左旋螺纹伸缩短节，所述的轴向凹槽在工具的俯视方向上设置在每个平面的右侧。
[0029]显然，本领域的技术人员基于本专利技术的宗旨所做的许多修改和变化属于本专利技术的保护范围。
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【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种高抗扭伸缩短节，上接头(1)与外管(4)相连，下接头(10)与中心管(5)相连，所述的外管与中心管相套装，中心管上部套装密封件(3)，密封件以上再设置压帽(2)与中心管相连，传扭套(7)套装在中心管上并与外管下端相连，传扭套与中心管之间设置剪钉(9)相轴向固定，其特征在于，所述的传扭套内孔与中心管外周面之间设置相配合的正多边形平面，所述的正多边形平面的边数是3∽8。2.根据权利要求1所述的一种高抗扭伸缩短节，其特征在于，所述的正多边形平面的边数是6。3.根据权利要求1所述的一种高抗扭伸缩短节，其特征在于，所述的传扭套内孔的平...

【专利技术属性】
技术研发人员：胡定清，
申请(专利权)人：惟其信石油机械天津有限公司，
类型：新型
国别省市：