外加厚油管和套管制造技术

本实用新型专利技术公开了一种外加厚油管和套管，它用于油井的完井和采油过程中。这种油管和套管由母接头、摩擦焊口、两端管体镦粗部分、管体、公接头、金属圆滑凸起、Ｏ形胶圈、Ｏ形胶圈盘根槽、ＡＰＩ螺纹所组成。其技术特征在于管体与母接头、公接头，采用摩擦焊接构成油管和套管，公接头一端设有ＡＰＩ螺纹，ＡＰＩ螺纹尾部设有金属圆滑凸起和Ｏ形胶圈密封，母接头和公接头都是加厚加大的，因此本实用新型专利技术提供了一种螺纹联接强度与管体抗拉强度相等，并具有多重优质密封的外加厚油管和套管。（*该技术在2020年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】

本技术涉及油井完井过程中和采油过程中所使用的油管和套管，统称为石油 管。本技术不但提供了一种螺纹联接时具有优质密封和抗拉强度与管体本身抗拉强度 相等的系列外加厚油管和系列外加厚套管，并且还给出了一种新的系列外加厚油管和系列 外加厚套管的新制造方法。
技术介绍
我国每年消耗石油管达120多万吨，耗资达100亿元，加之历年勘探和开发所积累 和在用的石油管数量十分巨大，因此石油管是石油工业勘探和开发最重要的一种装备。近几年来我国各油田所使用油管和套管均采用平式油管和平式套管(即非外加 厚套管)，其联接螺纹采用API专用石油螺纹联接。平式油管和平式套管的螺纹抗拉强度 只有管体本身抗拉强度的80%左右，当油井深度增加，或遇阻解卡时常发生螺纹联接处断 裂现象。由于联接处强度低，现场使用中它的应用受到了限制。API螺纹普遍存在一定漏 失量，由于其漏失发生在井下，在地面人们看不到，这种漏失的危害又常常被忽略。为了解 决螺纹连接强度，目前国内外已有外加厚油管，它的生产方法是在钢管厂将其两端镦粗，然 后将其两端加工成专用石油螺纹，此种技术应用仅限于油管，由于它加工工艺复杂、成本非 常高，只是在油井有特殊的技术要求下使用它，在油田它应用规模很小，不能大规模推广使 用，它的联接仍采用API螺纹，因此现场使用时，也发生漏失现象，这是因为API螺纹制造间 隙公差允许0. 076 mm，这样间隙存在于啮合面或螺纹顶和根之间，螺纹密封主要依靠螺纹 密脂中所含有软金属微粒在压力作用下产生的桥接，其密封取决于紧扣圈数、加工精度及 现场操作人员规范程度，因此它的密封是上述各种因素的函数。自从上世纪60年代美国公布API螺纹标准以来至今，API螺纹仍有较大的优点， 即它结构简单，加工容易，抗扭矩大，管柱不松动，现场调配方便等诸多优点，因此本实用新 型的技术方案，仍然保留原来油管和套管上的API螺纹，只是在API螺纹的尾部增加2个容 易实施可靠的新的密封结构。目前将平式油管用摩擦焊接方法制成外加厚油管在国内未见报导，也未见其应 用，本技术所涉及的外加厚套管在国内至今未见报导，也未见其应用，目前，在我国用 摩擦焊接方法生产石油管的产品是Φ 127mm钻杆，已形成了很大的生产规模，也公布了相 应的技术标准SY/T5561-92。随着在陆上和海上油井钻井深度的增加，它需要联接强度大于或等于管体本身的 高强度套管，随着腐蚀性和高压油气井生产，以及稠油油井注入高温高压水蒸气，使API螺 纹的应用环境更加严峻，应用条件更加恶劣，这些无疑会导致油管和套管使用中发生漏失。 如果套管螺纹联接处发生漏失，则油井固井失效，产生串槽，不能实现分层开采技术，并且 由于漏失的液体腐蚀油井套管，油井寿命缩短，而油井的寿命又决定油田的寿命。如果油管 联接处发生漏失，导致每口抽油井每天产液量减少5-10%，我国有几十万口抽油井，显然每 天因螺纹联接处产生漏失量导致经济损失是十分巨大的。因此，提高螺纹连接强度，提供螺纹的优质密封是适应上述工况发展的需要。
技术实现思路
目的本技术目的是提供一种油井油管套管螺纹联接强度和管体抗拉强度相等，并 且具有多重优质密封的系列外加厚油管和系列外加厚套管。技术方案本人曾申请过油管套管联接螺纹，获专利号ZL200420086914. 3其技术方案是一 根油管或套管制作二个公接头和一个母接头。本次技术的技术方案作了两处改进，一 是将油管和套管的一端摩擦焊接一个公接头，其另一端摩擦焊接一个母接头，母接头内设 有API螺纹与公接头上的API螺纹相互连接，母接头一端缩经到与管体外经尺寸大小一 致，这种改进对于一根油管和套管的制作减少一个公接头，进而降低成本，另一处改进是将 管体与母接头和公接头摩擦焊的两端镦粗，其镦粗直径的大小与母接头和公接头内外径一 致。在现场应用中，发现用摩擦焊接方法生产的Φ 127mm钻杆在陕北油田钻井过程中在摩 擦焊口处发生断裂造成油井事故，具统计断裂次数十分微小，但是造成危害是十分巨大的， 有的将导致油井报废，因此，提高摩擦焊接处的接触面积，由此增加此处抗拉强度是必要 的。具体技术方案作法如下1、对于不同公称直径的油管联接螺纹，在端部联接处采用该公称直径所对应的外 加厚油管API螺纹联接。对于不同公称直径的套管联接螺纹，在端部联接处，如套管公称直 径分别为4. 5吋采用5. 0吋、5. 0吋采用5. 5吋、6. 625吋采用7. 0吋、7. 0吋采用7. 625吋 的API套管螺纹联接。2、对于一根油管和套管摩擦焊接前将其管体两端镦粗。3、对一根油管或套管制作一个公接头和一个母接头，母接头一端设有API螺纹， 一端制成缩径结构。4、油管或套管两端公接头和母接头与对应公称直径的管体采用摩擦焊接的方法 焊接成一个整体，构成外加厚油管和套管。5、公、母接头的结构由两部分组成，一是保留原API螺纹结构，二是在公接头尾部 设有API螺纹，API螺纹尾部设有金属圆滑凸起和0形胶圈盘根槽，0形胶圈盘根槽内安装 0形胶圈。6、油管和套管公接头内径与其管体内径相同。7、油田采油所用的旧油管可用上述方法作再生处理，即先将原油管两端的API螺 纹车掉，将两端镦粗，再将预先加工好的新型公接头和母接头用摩擦焊接方法焊在管体的 两端，构成外加厚油管。有益效果本专利技术将油井的油管和套管的端部联接采用外加厚螺纹联接，进而使管体抗拉 强度和螺纹抗拉强度相等，则导致油井所用钢材大幅度下降。如一口油井深2000m、外 径0114. 3mm、壁厚6. 35mm、钢级N80、16. 9kgf/m的油管，当采用本技术方案时，其管 体和螺纹抗拉强度均为(11. 432-10. 162) X0. 785cm2X60000N/cm2 = 129. IXlO4N;当采用原方案即平式油管联接方法，当壁厚达到8mm、20. 97kgf/m时管体的最大抗拉负荷为 (11. 432-9. 832) X0. 785cm2X60000N/cm2X0. 8 = 128. 2X IO4N0 当两种技术方案抗拉强 度相同，当不计联接处钢材重量的增加时，本技术方案所用钢材为16. 9kgf/mX2000m = 33800kgf = 33. 8X 103kgf = 33. 8X IO3X9. 8N0 即质量为 33. 8t。原方案所用钢材为 20. 97kgf/mX 2000m = 41. 94X IO3X 9. 8N0即质量为41. 94t。两方案比较，原方案多用钢 材为41. 94t-33. 8t = 8. 14t。则新方案节约成本为(41. 94t_33. 8t) X0. 63 万元 /t = 5. 13万元。显然，当油井深度增大，油管或套管公称直径增大及油井数量增多时，采用本实 用新型将节约更多的费用。目前，我国各无缝钢管厂所生产的无缝钢管，存在最大质量问题是钢管的外径几 何形状不能满足油田用户的要求。例如用户要求钢厂生产0127. 4mmX6. 43mm的无缝 钢管时，用户要求的外径形状公差最小尺寸为0127. 4mm,最大尺寸为0128. 4mm时， 钢厂交货时很多钢管的外径尺寸存在较大的椭圆度和公差达不到用户要求，长轴外径最大 可达0129. Oinm,短本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种外加厚油管和套管，包括母接头、公接头、Ｏ形胶圈、Ｏ形胶圈盘根槽、金属圆滑凸起、管体镦粗部分、摩擦焊口、管体及ＡＰＩ螺纹，其特征在于管体［４］与母接头［１］、管体［４］与公接头［５］采用摩擦焊接的方法焊成一个整体，构成油管和套管，公接头［５］的一端设有ＡＰＩ螺纹［９］，ＡＰＩ螺纹［９］的尾部设有金属圆滑凸起［６］和Ｏ形胶圈盘根槽［８］，Ｏ形胶圈盘根槽［８］的槽内安装Ｏ形胶圈［７］。

【技术特征摘要】
1.一种外加厚油管和套管，包括母接头、公接头、0形胶圈、0形胶圈盘根槽、金属圆滑 凸起、管体镦粗部分、摩擦焊口、管体及API螺纹，其特征在于管体[4]与母接头[1]、管体 [4]与公接头[5]采用摩擦焊接的方法焊成一个整体，构成油管和套管，公接头[5]的一端 设有API螺纹[9]，API螺纹[9]的尾部设有金属圆滑凸起[6]和0形胶圈盘根槽[8]，0形 胶圈盘根槽[8]的槽内安装0形胶圈[7]。2.根据权利要求1所述的外加厚油管和套管，其特征在于对于不同公称直径的油管公 接头[5]与母接头[1]的联接API螺纹[9]，在端部联接处采用该管体[4]公称直径所对应 的外加厚油管API螺纹[9]联接，且油...

【专利技术属性】
技术研发人员：孟祥湖，
申请(专利权)人：孟祥湖，
类型：实用新型
国别省市：21[中国|辽宁]