专利名称：一种油田套管、油管用高连接强度圆螺纹连接结构的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及一种油田套管、油管圆螺纹连接结构。
背景技术：
目前油田套管、油管连接均是采用接箍进行螺纹连接，在油田套管、油管的螺纹连 接中较多的是采用API (美理石油学会)标准圆螺纹连接结构。API圆螺纹连接的管螺纹为 牙形角60度，直径锥度1 16，的锥形管螺纹。其优点是加工容易，使用方便，密封性好。 但是，API圆螺纹只用完整螺纹连接，在钢管螺纹连接的最后一牙处钢管壁厚被削弱减薄 了一个牙高。对于牙距为3. 175mm的套管和油管为1.81mm，对于牙距为2. 54mm的油管为 1.412mm，从而使钢管连接强度大大下降，极不利于套管、油管的安全使用，再者，使用API 圆螺纹连接的接箍的两端柱形镗孔通过锥形孔与有内螺纹的连接孔连接，柱形镗孔壁面为 光面，因而在接箍结构上无螺纹的非连接部分在接箍的整体上占有比例大，对接管连接强 度产生了极为不利的影响。另外，目前，此类油套管及其接箍螺纹的加工，通常采用的主要工艺是车螺纹及其 车螺纹前后的检验、标记和保护等辅助措施，未对材料进行特殊处理。油套管及其接箍用材 相对普通工业用材要好，即使进口的油套管管材材料组织相对致密，由于油套管实际使用 环境极其恶劣，受力很大，在现场操作过程中，常因受到转速过高、扭矩过大及螺纹上卸次 数等因素影响出现粘扣现象，从而导致油套管柱失效，甚至可能导致整口井报废，产生巨大 经济损失。螺纹粘扣是石油用管常见的失效现象。美国API标准规定油管10上9卸，套管 3上2卸未发生粘扣即为合格。为此，国内外很多专家学者针对这一重大难题，千方百计寻 找解决方法，如提高螺纹的光洁度、改变螺纹形状、接箍内表面的磷化和镀铜处理等工艺方 法，但都未在根本上解决粘扣问题。
实用新型内容本实用新型的目的在于克服现有技术中的缺陷，提供一种螺纹连接强度高、密封 性能好，加工容易，使用方便的油田套管，油管用高连接强度圆螺纹连接结构。同时本实用 新型的另一个目的在于，通过在螺纹表面涂覆合金涂层的结构解决螺纹粘扣问题。为实现上述目的，本实用新型的技术方案是采用一种油田套管、油管用高连接强 度圆螺纹连接结够，其特征在于管螺纹为牙形角60度，直径锥度1 16的锥形管螺纹，锥 形管螺纹由牙形完整的API圆螺蚊和与API圆螺纹接续的牙顶保留着钢管表面黑皮的黑皮 螺绞结构，黑皮螺纹牙根径随锥形管螺纹节圆直径的增大而增大，黑皮圆螺纹牙顶黑皮面 积随黑皮圆螺纹牙根径的增大而增加，黑皮圆螺纹牙高随黑皮牙螺纹牙顶黑皮面积的增加 而减小，接箍螺纹为与锥形管螺纹配合的牙形角为60度，直径锥度为1 16的牙形完整的 锥形圆螺蚊，接箍接管孔由对扣锥孔和与其连接的连接孔构成，接箍锥形圆螺纹制作在锥 孔和连接孔壁面上。[0007]另外，在所述螺纹的表面均勻涂覆有调配好的合金元素层，所述合金元素的比例 为碳硼镁=2 3 1，所述合金元素层的厚度为0. 05 0. 30mm。本实用新型的优点和有益效果在于该油田套管，油管高连接强度圆螺纹连接结 构用于油田套管、油管的连接时，钢管螺纹连接最后一牙为牙顶保留有钢管表面黑皮的牙 形不全的不完整牙，其牙根很浅大大减少了此处钢管壁厚的削弱，从而大大提高了螺纹连 接强度。接箍省去了光壁画的柱形镗孔，而且接箍对扣锥孔孔壁面上制有螺纹，既减少了接 箍非连接部分的比例又增加了连接螺纹长度，从而降低了螺纹径向过盈连接时接箍与钢管 间单位连接长度上的相互作周力，进一步提高了螺纹连.接强度。再者，钢管与接箍螺纹 径向过盈连接时接箍螺纹对钢管螺对钢管螺纹只刮削黑皮牙侧面和牙根，由于黑皮牙槽浅 刮削量恨小刮削下来的铁屑充填到钢管黑皮螺纹牙顶处的空隙中，从而避免了粘扣和紧扣 不到位现象的发生。通过采用本实用新型所提供的技术方案，在螺纹表面涂覆合金层约为 0. 05 1. 2mm,使其表面光洁无裂纹，可使明显提高螺纹表面质量，其硬度高达30 60HRC， 从而提高了硬度及耐磨性，减少了粘扣现象，延长了油套管及其接箍的使用寿命，有利于石 油的开发和生产。
图1为油田套管、油管用高强度圆螺纹连接结构的接箍与钢管螺纹连接结构图；图2为图1的A部局部放大图。
具体实施方式
以下结合附图和实施例，对本实用新型的具体实施方式
作进一步描述。以下实施 例仅用于更加清楚地说明本实用新型的技术方案，而不能以此来限制本实用新型的保护范围。如附图1、图2所示，该油田套管、油管用高连接强度圆螺纹连接结构的钢管1、2的 管螺纹为牙形角为60度，直径锥度为1 16的锥形管螺纹。锥形管螺纹由牙形完整的API 圆螺纹6和与API圆螺纹接续的牙顶保留着钢管表面黑皮7的黑皮圆螺纹5构成，黑皮圆 螺纹牙根径随锥形管螺纹节圆直径的增大面增大，黑皮圆螺纹牙顶黑皮面积随黑皮圆螺纹 牙根径的增大面增加，黑皮圆螺纹牙高随黑皮圆螺纹牙顶黑皮面积的增加而减少。接箍2 螺纹为与管螺纹配合的牙形角为60度，直径锥度为1 16的牙形完整的锥形圆螺纹。接 箍接管孔由锥度为65度的对扣锥孔8和与其连接的连接孔3构成，接箍锥形圆螺纹制作在 锥孔和连接孔壁面上。本实用新型对生产前的油套管管料及接箍料先经行检验以确保符合API标准， 然后分别在油套管两端外表面及其接箍内表面加工出螺纹，并将调配好的合金元素均勻 涂覆在螺纹表面，其中合金元素的比例为碳硼镁=2 3 1，涂覆厚度为0.05
0.30mm。用高能激发器沿螺纹的轴向运动对已涂覆涂层的螺纹经行激发，移动速度为
1.5 20mm/s，同时油套管管体或接箍以10 lOOr/min速度旋转。经此螺纹处理后，再进 行螺纹涂脂防护、油套管及其接箍标记、试压，通径，防腐，打包等步骤，即完成油套管的加 工。以上所述仅是本实用新型的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技 术人员来说，在不脱离本实用新型技术原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改 进和润饰也应视为本实用新型的保护范围。
权利要求1.一种油田套管、油管用高连接强度圆螺纹连接结构，其特征在于管螺纹为牙形角 60度，直径锥度1 16的锥形管螺纹，锥形管螺纹由牙形完整的API圆螺蚊和与APl圆螺 纹接续的牙顶保留着钢管表面黑皮的黑皮螺绞结构，黑皮螺纹牙根径随锥形管螺纹节圆直 径的增大而增大，黑皮圆螺纹牙顶黑皮面积随黑皮圆螺纹牙根径的增大而增加，黑皮圆螺 纹牙高随黑皮牙螺纹牙顶黑皮面积的增加而减小，接箍螺纹为与锥形管螺纹配合的牙形角 为60度，直径锥度为1 16的牙形完整的锥形圆螺蚊，接箍接管孔由对扣锥孔和与其连接 的连接孔构成，接箍锥形圆螺纹制作在锥孔和连接孔壁面上。
2.如权利要求1所述的油田套管、油管用高连接强度圆螺纹连接结构，其特征在于， 在所述螺纹的表面均勻涂覆有调配好的合金元素层，所述合金元素层的厚度为0. 05 0. 30mmo
专利摘要本实用新型公开了一种油田套管、油管用高连接强度圆螺纹连接结构的管螺纹为锥形管螺纹、由牙形完整的API圆螺纹和与其接续的黑皮圆螺纹构成，黑皮圆螺纹的牙顶黑皮面积、牙根径随锥形管螺纹节径的增大而增加，黑皮圆螺纹的牙高随牙顶黑皮面积的增加而减小。在所述螺纹的表面均匀涂覆有调配好的合金元素层，所述合金元素的比例为碳∶硼∶镁＝2∶3∶1，所述合金元素层的厚度为0.05～0.30mm。接箍螺纹为与锥形管螺纹配合的锥形圆螺纹，接箍接管孔由对扣锥孔和与其连接的连接孔构成，接箍锥形圆螺纹制作在锥孔和连接孔的壁画上。用于油田套管、油管连接强度高，避免了粘扣及紧扣不到位现象的发生。
文档编号C23C24/08GK201843528SQ20102017059
公开日2011年5月25日 申请日期2010年4月27日 优先权日2010年4月27日
发明者王震, 陈戈, 龚育才 申请人:无锡法斯特能源开发科技有限公司