稠油熱采井用內外加厚高強度套管接頭制造技術

本實用新型專利技術公開了一種稠油熱采井用內外加厚高強度套管接頭，屬于油田管柱聯接件領域。所述套管接頭順次包括：管端，管端螺紋，管體，其管體壁厚為API標準尺寸，管端外徑為API標準尺寸，所述管端至螺紋消失點形成螺紋總長度段，所述螺紋總長度段中包括有完整螺紋長度段和非完整螺紋長度段，所述管端螺紋牙型的溝槽和凸起寬度相等的地方母線為螺紋中徑線，所述完整螺紋過渡到非完整螺紋處中徑線的直徑為螺紋中徑值，其特征在于所述管端至管端外徑鐓粗終點形成管端外徑鐓粗總長度段，所述管端至管端內徑鐓粗終點形成管端內徑鐓粗總長度段。套管端部有效厚度增加，大大提高了套管接頭強度及承受軸向拉伸和壓縮的能力，降低了套管接頭失效的可能性。（*該技術在2022年保護過期，可自由使用*）

【技術實現步驟摘要】

本技術涉及稠油鉆探、開發和生產
，特別涉及一種稠油熱采井用內外加厚高強度套管接頭。
技術介紹
稠油是浙青質和膠質含量較高、粘度較大的原油。通常把地面密度大于O. 943g/l、地下粘度大于50厘泊的原油叫稠油。稠油除黏度高外，密度大。稠油的黏度隨溫度變化，改變顯著，如溫度增加8 9°C，黏度可減少一半。針對稠油具有特殊的高粘度和高凝固點特性，目前國內外對稠油的開采一般采用熱采方式，如蒸氣吞吐、驅動、熱油循環、火燒油層等，通過熱力降低稠油的黏度。由于受到稠油熱采高溫的影響，造成井下管柱嚴重損壞。調查顯示，熱采井高溫及溫度劇烈變化是套管接頭損壞的主要原因，套管接頭損壞率達到40%以上。這不僅影響了油田的正常生產，而且會造成巨大的經濟損失甚至安全事故。現有技術的套管接頭為直管形狀，如圖I所示，包括套管的管端I ’，管端螺紋2’，管體3’，螺紋消失點4’，由于螺紋錐度的影響，其管端I’壁厚小于管體3’的壁厚t’，管端外徑D’與管體3’的外徑相等，管端I’的內徑與管體內徑d’相等，為不變徑結構，該套管接頭為API標準接頭；其管端I’至螺紋消失點4’形成螺紋總長度段L1，，為API標準尺寸，其管體壁厚t’也為API標準尺寸；API是美國石油學會的英文縮寫。API的一項重要任務，就是負責石油和天然氣工業用設備的標準化工作，以確保該工業界所用設備的安全、可靠和互換性。擁有API標志的石油機械設備不僅被認為是質量可靠而且具有先進水平。根據美國石油學會API Spec 5B套管、油管和管線管螺紋的加工、測量和檢驗規范，所述螺紋中徑線的定義一個假想圓柱或圓錐的直徑，該圓柱或圓錐的母線通過牙型上溝槽和凸起寬度相等的地方，該母線稱為螺紋中徑線，圖中雙點劃線為螺紋中徑線E’，而螺紋中徑值就位于管端I’至螺紋消失點4’的螺紋總長度段L1.中，即，螺紋中徑值是指完整螺紋過渡到非完整螺紋的直徑a’，螺紋中徑值a’為API標準尺寸。針對現有技術套管接頭，專利技術人發現其至少存在以下問題由于管體內徑d’和管端外徑D’均為等徑，管體壁厚t’相對較薄，所以稠油開采中的套管接頭損壞多發生在套管螺紋接頭部位，損壞形式主要是螺紋泄漏、滑脫和斷扣，究其原因主要是由于套管在高溫下發生蠕變產生大的軸向拉伸和壓縮造成的，所以稠油熱采井用套管接頭要求具有很高的強度。現有提高套管接頭強度的辦法通常是提高套管鋼級和厚度，比如使用PllO鋼級厚壁套管代替N80鋼級API標準套管，這樣在一定程度上減少了套管接頭失效的發生，但由于套管鋼級和壁厚的增加，管材成本大幅提高，嚴重阻礙了稠油的安全經濟高效開采。因此，提升套管接頭強度，保證完井管柱安全成為稠油開發必需解決的問題。
技術實現思路
為了克服現有技術套管接頭在高溫下發生蠕變承受大的軸向拉伸力和壓縮力時造成的螺紋泄漏、滑脫和斷扣等失效現象，而導致的影響油田正常生產，甚至安全事故的發生，本技術實施例提供了一種稠油熱采井用內外加厚高強度套管接頭。所述技術方案如下一種稠油熱采井用內外加厚高強度套管接頭，順次包括管端，管端螺紋，管體，其管體壁厚為API標準尺寸，管端外徑為API標準尺寸，所述管端至螺紋消失點形成螺紋總長度段，所述螺紋總長度段中包括有完整螺紋長度段和非完整螺紋長度段，所述管端螺紋牙型的溝槽和凸起寬度相等的地方母線為螺紋中徑線，所述完整螺紋過渡到非完整螺紋處中徑線的直徑為螺紋中徑值，所述管端至管端外徑鐓粗終點形成管端外徑鐓粗總長度段，所述管端至管端內徑鐓粗終點形成管端內徑鐓粗總長度段。具體地，所述管端外徑鐓粗總長度段內管端外加厚后構成鐓粗后的管端外徑，鐓粗后的管端外徑大于管體的外徑。具體地，所述管端內徑鐓粗總長度段內管端內加厚后構成鐓粗后的管端內徑，鐓 粗后的管端內徑小于管體內徑。具體地，所述鐓粗后的螺紋中徑值和管端至螺紋消失點形成的螺紋總長度均為API標準尺寸。進一步地，所述管體壁厚與管端外加厚和管端內加厚相加構成鐓粗后的管端壁厚，鐓粗后的管端壁厚大于API標準尺寸的管體壁厚。進一步地，所述管端外徑鐓粗總長度段內管端外加厚厚度為I. 3 I. 8mm，所述管端內徑鐓粗總長度段內管端內加厚厚度為I. 5 2mm，鐓粗后的管端橫截面積比管體橫截面積大25 40%。具體地，所述鐓粗后的管端至螺紋消失點的螺紋總長度等于API標準尺寸的管端至螺紋消失點的螺紋總長度，所述鐓粗后的管端至管端外徑鐓粗終點的管端外徑鐓粗總長度大于API標準尺寸的管端至螺紋消失點的螺紋總長度，所述鐓粗后的管端至管端內徑鐓粗終點的管端內徑鐓粗總長度大于管端至管端外徑鐓粗終點的管端外徑鐓粗總長度。具體地，所述管端螺紋為API標準偏梯形螺紋牙型，其螺紋中徑值等于API標準尺寸的管端外徑的螺紋中徑值。進一步地，所述鐓粗后的管端外徑鐓粗長度段比API標準尺寸的管端至螺紋消失點的螺紋總長度段大20 50mm，鐓粗后的管端內徑鐓粗長度段比鐓粗后的管端外徑鐓粗長度段大80 100mm。進一步地，所述管端外徑鐓粗終點處的鐓粗過渡倒角β i為5 8°，所述管端內徑鐓粗終點處的過渡倒角β 2為2 3°。本技術實施例提供的技術方案帶來的有益效果是I、通過將套管接頭的管端鐓粗，使套管螺紋接頭部位有效使用厚度增加，大大提高了套管接頭強度及承受軸向拉伸和壓縮的能力，避免套管接頭失效。2、僅對套管管端作外徑加厚和內徑加厚鐓粗處理，而不改變管端至螺紋消失點的螺紋總長度和管體壁厚，均為API標準尺寸，而且螺紋中徑值與API標準相同，這樣可以方便的聯接API標準接箍。3、套管接頭螺紋采用API標準偏梯形螺紋牙型和尺寸，互換性好。4、連接強度高，抗熱變形好，密封性能可靠，較好的解決了長期以來稠油熱采套管接頭損壞率較高的難題，降低了生產成本。附圖說明為了更清楚地說明本技術實施例中的技術方案，下面將對實施例描述中所需要使用的附圖作簡單地介紹，顯而易見地，下面描述中的附圖僅僅是本技術的一些實施例，對于本領域普通技術人員來講，在不付出創造性勞動的前提下，還可以根據這些附圖獲得其他的附圖。圖I是現有技術的API標準套管接頭結構示意圖的剖視圖；圖I中各符號表示含義如下1’管端，2’管端螺紋，3’管體，4’螺紋消失點，D’管端外徑，d’管體內徑，E’螺紋中徑線，t’管體壁厚，L1，是管端I’至螺紋消失點4’的螺紋總長度段，a’螺紋中徑值，L4,是完整螺紋長度段，L5,是非完整螺紋長度段；圖2是本技術實施例提供的稠油熱采井用內外加厚高強度套管接頭結構示意圖的剖視圖；圖2中各符號表示含義如下1管端，2管端螺紋，3管體，4螺紋消失點，5管端外徑繳粗終點，6管端內徑繳粗終點，D管體外徑，d管體內徑，D1繳粗后的管端外徑，(I1繳粗后的管端內徑，E螺紋中徑線，t管體壁厚，h鐓粗后的管端壁厚，At1管端外加厚，At2管端內加厚，L1是管端I至螺紋消失點4的螺紋總長度段，L2是管端外徑鐓粗長度段，L3是管端內徑鐓粗長度段，L4是完整螺紋長度段，L5是非完整螺紋長度段，a螺紋中徑值，β !是管端外徑鐓粗過渡倒角，β 2是管端內徑鐓粗過渡倒角。具體實施方式為使本技術的目的、技術方案和優點更加清楚，下面將結合附圖對本技術實施方式作進一步地詳細描述。參見圖2所示，本技術實施本文檔來自技高網...

【技術保護點】
一種稠油熱采井用內外加厚高強度套管接頭，順次包括：管端，管端螺紋，管體，其管體壁厚為API標準尺寸，管端外徑為API標準尺寸，所述管端至螺紋消失點形成螺紋總長度段，所述螺紋總長度段中包括有完整螺紋長度段和非完整螺紋長度段，所述管端螺紋牙型的溝槽和凸起寬度相等的地方母線為螺紋中徑線，所述完整螺紋過渡到非完整螺紋處中徑線的直徑為螺紋中徑值，其特征在于所述管端至管端外徑鐓粗終點形成管端外徑鐓粗總長度段，所述管端至管端內徑鐓粗終點形成管端內徑鐓粗總長度段。

【技術特征摘要】
1.一種稠油熱采井用內外加厚高強度套管接頭，順次包括管端，管端螺紋，管體，其管體壁厚為API標準尺寸，管端外徑為API標準尺寸，所述管端至螺紋消失點形成螺紋總長度段，所述螺紋總長度段中包括有完整螺紋長度段和非完整螺紋長度段，所述管端螺紋牙型的溝槽和凸起寬度相等的地方母線為螺紋中徑線，所述完整螺紋過渡到非完整螺紋處中徑線的直徑為螺紋中徑值，其特征在于所述管端至管端外徑鐓粗終點形成管端外徑鐓粗總長度段，所述管端至管端內徑鐓粗終點形成管端內徑鐓粗總長度段。2.根據權利要求I所述的稠油熱采井用內外加厚高強度套管接頭，其特征在于，所述 體的外徑。3.根據權利要求I所述的稠油熱采井用內外加厚高強度套管接頭，其特征在于，所述 管端內徑繳粗總長度段內管端內加厚后構成繳粗后的管端內徑，繳粗后的管端內徑小于管體內徑。4.根據權利要求I所述的稠油熱采井用內外加厚高強度套管接頭，其特征在于，所述鐓粗后的螺紋中徑值和管端至螺紋消失點形成的螺紋總長度均為API標準尺寸。5.根據權利要求I或2或3所述的稠油熱采井用內外加厚高強度套管接頭，其特征在于，所述管體壁厚與管端外加厚和管端內加厚相加構成鐓粗后的管端壁厚，鐓粗后的管端壁厚大于API標準尺寸的管體壁厚。6.根據權利要求I或2或3所述的稠油熱采井用內外加厚高強度套管接頭，其特征在于，所...

【專利技術屬性】
技術研發人員：潘志勇，韓禮紅，
申請(專利權)人：中國石油天然氣集團公司，中國石油天然氣集團公司管材研究所，
類型：實用新型
國別省市：