一种接头组件、套管装置、油气井开采系统及其应用制造方法及图纸

本发明专利技术公开了一种接头组件、套管装置、油气井开采系统及其应用，该接头组件包括：第一接头和第二接头；第一接头设有外螺纹和第一密封部；第二接头设有内螺纹和第二密封部；第一密封部的长度与第一接头外径比为0.05:1～0.06:1，第一密封部包括第一密封面和第一台肩；第二密封部的长度与第一密封部的长度比为1.6:1～1.7:1，第二密封部包括第二密封面和第二台肩；第一密封面与第一接头的轴线之间的夹角和第二密封面与第二接头的轴线之间的夹角为12

【技术实现步骤摘要】
一种接头组件、套管装置、油气井开采系统及其应用


[0001]本专利技术涉及管道
，特别涉及一种接头组件、套管装置、油气井开采系统及其应用。

技术介绍

[0002]套管管柱是采用螺纹将单根油井管连接而成，总长度延绵几千米下入地下，以进行油气开采。在使用时通常通过接箍把两根管子通过螺纹连接在一起，在通用的API标准中，套管采用圆螺纹或偏梯螺纹连接形式。这种接头的优点是技术成熟、生产成本比较低，管柱的接头连接部位是薄弱的关键环节。

技术实现思路

[0003]专利技术人在工作中发现，在深井、超深井、高压气井、定向井、酸性环境井的开发过程中，现有的符合API标准螺纹连接的套管和接箍容易发生断裂、拖滑和泄露等现象，现有的套管和接箍组件已无法达到生产要求。为了丰富产品类型，增加选择空间，专利技术人做出了本专利技术创造。本专利技术实施例提供了一种接头组件、套管装置、油气井开采系统及其应用。
[0004]第一方面，本专利技术实施例提供一种接头组件，可以包括：第一接头和第二接头；所述第一接头的外表面开设有外螺纹，且在其端部的外表面设有第一密封部；所述第二接头的内表面开设有与所述外螺纹匹配的内螺纹，且在远离其端部的内表面设有与所述第一密封部匹配的第二密封部；
[0005]所述第一密封部的长度与所述第一接头外径比为0.05:1～0.06:1，所述第一密封部可以包括第一密封面和第一台肩；所述第二密封部的长度与所述第一密封部的长度比为1.6:1～1.7:1，所述第二密封部可以包括与所述第一密封面匹配的第二密封面和与所述第一台肩匹配的第二台肩；所述第一密封面与所述第一接头的轴线之间的夹角为12
°
～16
°
，所述第一台肩与所述第一接头的轴线之间的夹角为60
°
～80
°
；所述第二密封面与所述第二接头的轴线之间的夹角为12
°
～16
°
，所述第二台肩与所述第二接头的轴线之间的夹角为60
°
～80
°
；
[0006]所述第一接头与所述第二接头在螺纹连接的密封状态下，所述第一密封面和所述第二密封面过盈接触，所述第一台肩和所述第二台肩抵接。
[0007]可选的，所述第一密封部的长度与所述第一接头外径比为0.052:1～0.057:1，所述第二密封部的长度与所述第一密封部的长度比为1.63:1～1.68:1；所述第一密封面与所述第一接头的轴线之间的夹角为13
°
～15.5
°
，所述第一台肩与所述第一接头的轴线之间的夹角为65
°
～74
°
；所述第二密封面与所述第二接头的轴线之间的夹角为13
°
～15.5
°
，所述第二台肩与所述第二接头的轴线之间的夹角为65
°
～74
°
。
[0008]可选的，所述第一密封面的粗糙度不小于Ra1.6；
[0009]和/或，
[0010]所述第二密封面的粗糙度不小于Ra1.6。
[0011]可选的，所述第一密封部还可以包括：配合所述第一台肩的第一辅助台肩，所述第一辅助台肩位于所述第一台肩和所述第一密封面之间，所述第一辅助台肩与所述第一接头的轴线之间的夹角为18
°
～22
°
；
[0012]所述第二密封部还可以包括：配合所述第二台肩且与所述第一辅助台肩匹配的第二辅助台肩，所述第二辅助台肩位于所述第二台肩和所述第二密封面之间，所述第二辅助台肩与所述第二接头的轴线之间的夹角为18
°
～22
°
；
[0013]所述第一接头与所述第二接头在螺纹连接的密封状态下，所述第一辅助台肩和所述第二辅助台肩过盈接触；且所述第一台肩的延长线和第一辅助台肩的延长线的第一交点，与所述第二台肩的延长线和第二辅助台肩的延长线的第二交点的轴向间距为零。
[0014]可选的，所述第一辅助台肩与所述第一接头的轴线之间的夹角为18.5
°
～20
°
，所述第二辅助台肩与所述第二接头的轴线之间的夹角为18.5
°
～20
°
。
[0015]可选的，所述第一密封部还可以包括位于所述第一密封面和所述第一辅助台肩之间的第一过渡面，所述第一过渡面与所述第一接头的轴线之间的夹角为3
°
～5
°
；
[0016]所述第二密封部还可以包括位于所述第二密封面和所述第二辅助台肩之间的第二过渡面，所述第二过渡面与所述第二接头的轴线之间的夹角为3
°
～5
°
。
[0017]可选的，所述第一过渡面与所述第一接头的轴线之间的夹角为3.2
°
～4.7
°
，所述第二过渡面与所述第二接头的轴线之间的夹角为3.2
°
～4.7
°
。
[0018]可选的，所述外螺纹所在的外螺纹段的锥度为1:18～1:14，所述内螺纹所在的内螺纹段的锥度为1:18～1:14。
[0019]可选的，所述外螺纹所在的外螺纹段的锥度为1:17～1:15，所述内螺纹所在的内螺纹段的锥度为1:17～1:15。
[0020]可选的，所述外螺纹的齿顶和齿底均平行于所述第一接头的轴线，且所述外螺纹的齿顶间隙为0.2
±
0.015mm，所述外螺纹的齿侧间隙为0.02
±
0.0015mm；所述内螺纹的齿顶和齿底均平行于所述第一接头的轴线，且所述内螺纹的齿顶间隙为0.2
±
0.015mm，所述内螺纹的齿侧间隙为0.02
±
0.0015mm。
[0021]可选的，所述第一接头与所述第二接头在螺纹连接的密封状态下，所述外螺纹和所述内螺纹过盈接触，且所述外螺纹和所述内螺纹的过盈量不大于δ；
[0022]其中，
[0023]式中，A为常数，为0.152
×
10
‑3；σ
s
为材料的屈服强度，D为第二接头的外径，d为第一接头的外径，d
m
为第一接头端部的内径。
[0024]可选的，所述第一密封部的各个连接点位均设置有圆角；和/或，所述第二密封部的各个连接点位均设置有圆角。
[0025]第二方面，本专利技术实施例提供一种套管装置，可以包括：套管和接箍，所述套管装置中包括如第一方面所述的接头组件；
[0026]其中，所述套管的端部设有第一接头，所述接箍的端部设有第二接头。
[0027]第三方面，本专利技术实施例提供一种油气井开采系统，包括：如第二方面所述的套管装置。
[0028]第四方面，本专利技术实施例提供一种如第一方面所述的接头组件在油气井开采系统
中的应用。
[0029]本专利技术实施例中提供的上述本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种接头组件，其特征在于，包括：第一接头和第二接头；所述第一接头的外表面开设有外螺纹，且在其端部的外表面设有第一密封部；所述第二接头的内表面开设有与所述外螺纹匹配的内螺纹，且在远离其端部的内表面设有与所述第一密封部匹配的第二密封部；所述第一密封部的长度与所述第一接头外径比为0.05:1～0.06:1，所述第一密封部包括第一密封面和第一台肩；所述第二密封部的长度与所述第一密封部的长度比为1.6:1～1.7:1，所述第二密封部包括与所述第一密封面匹配的第二密封面和与所述第一台肩匹配的第二台肩；所述第一密封面与所述第一接头的轴线之间的夹角为12
°
～16
°
，所述第一台肩与所述第一接头的轴线之间的夹角为60
°
～80
°
；所述第二密封面与所述第二接头的轴线之间的夹角为12
°
～16
°
，所述第二台肩与所述第二接头的轴线之间的夹角为60
°
～80
°
；所述第一接头与所述第二接头在螺纹连接的密封状态下，所述第一密封面和所述第二密封面过盈接触，所述第一台肩和所述第二台肩抵接。2.根据权利要求1所述的接头组件，其特征在于，所述第一密封部的长度与所述第一接头外径比为0.052:1～0.057:1，所述第二密封部的长度与所述第一密封部的长度比为1.63:1～1.68:1；所述第一密封面与所述第一接头的轴线之间的夹角为13
°
～15.5
°
，所述第一台肩与所述第一接头的轴线之间的夹角为65
°
～74
°
；所述第二密封面与所述第二接头的轴线之间的夹角为13
°
～15.5
°
，所述第二台肩与所述第二接头的轴线之间的夹角为65
°
～74
°
。3.根据权利要求1所述的接头组件，其特征在于，所述第一密封面的粗糙度不小于Ra1.6；和/或，所述第二密封面的粗糙度不小于Ra1.6。4.根据权利要求1所述的接头组件，其特征在于，所述第一密封部还包括：配合所述第一台肩的第一辅助台肩，所述第一辅助台肩位于所述第一台肩和所述第一密封面之间，所述第一辅助台肩与所述第一接头的轴线之间的夹角为18
°
～22
°
；所述第二密封部还包括：配合所述第二台肩且与所述第一辅助台肩匹配的第二辅助台肩，所述第二辅助台肩位于所述第二台肩和所述第二密封面之间，所述第二辅助台肩与所述第二接头的轴线之间的夹角为18
°
～22
°
；所述第一接头与所述第二接头在螺纹连接的密封状态下，所述第一辅助台肩和所述第二辅助台肩过盈接触；且所述第一台肩的延长线和第一辅助台肩的延长线的第一交点，与所述第二台肩的延长线和第二辅助台肩的延长线的第二交点的轴向间距为零。5.根据权利要求4所述...

【专利技术属性】
技术研发人员：刘玉贵，乐宏，陈力力，刘文学，马勇，苏金洋，孙宇，汪瑶，史彬，张志良，梅丽，闫泓，
申请(专利权)人：中国石油天然气股份有限公司靖江特殊钢有限公司，
类型：发明
国别省市：