一种薄壁地热地埋管的螺纹连接方法及螺纹连接件与流程

本发明涉及地热注采井开发，具体为一种薄壁地热地埋管的螺纹连接方法及螺纹连接件。

背景技术：

1、我国地热资源分布广泛，储备丰富，同时地热能又具有绿色低碳、持续稳定的特点。合理开发地热能，实现可再生能源的高效利用，对我国节能减排、改善大气环境、解决能源安全问题具有重大意义。特别是对于深度在1-3千米，岩层温度50-100℃的中深层地热能，其热量主要来自于地心放射性元素的衰变以及地球形成时势能转化的热能，相比于浅层地温能具有深度更大、温度更高、蕴藏热量更大、更加持续稳定的特点，而地热地埋管道就是用于开发地热的热能源通道，低屈服强度和薄壁地埋管具有经济性好、性价比高且地层换热效率高等优点因此被被广泛采用。

2、目前现有地埋管螺纹连接存在如下主要问题：

3、1、地热地埋管对接时一般采用石油天然气开发用api-5b标准螺纹连接的bc偏梯形螺纹，具有连接强度高抗粘扣性好优点，但是在地热注采井生产阶段，地埋管较为薄弱的螺纹环封区域会在异常高压地层压力系统下（由于地层之间存在差异性压力，导致上下两个地层的压力会通过地埋管对螺纹连接件产生内挤压力导致内侧薄弱的环封区在挤压时发生内凹形变，导致脱扣，引发螺纹失效以及环封失效），发生螺纹失效包括脱扣的现象，从而引发外压泄漏，造成地层水进入生产套管污染地热加热水，导致地热井损坏而无法生产。

4、2、除了上述中地下异常高压地层压力引起地埋管连接螺纹损坏外，地热现象同样也会引起地埋管连接螺纹出现问题，距离地心放射性元素的衰变位置越近地层温度越高，深度在1-3千米的中深层地热能岩层温度能够达到100℃，而地热管一般为金属材质，长期地下高压以及高温环境下金属的热膨胀量逐渐累积，也会在较为薄弱的螺纹环封区域发生螺纹失效现象，进而引发一系列连锁反应导致生产中断。

5、针对上述问题，急需在原有薄壁地热地埋管螺纹连接件的基础上进行创新设计。

技术实现思路

1、本发明技术方案针对现有技术解决方案过于单一的技术问题，提供了显著不同于现有技术的解决方案，具体地本发明的目的在于提供一种薄壁地热地埋管的螺纹连接方法及螺纹连接件，以解决上述背景技术提出地热地埋管对接时一般采用石油天然气开发用api-5b标准螺纹连接的bc偏梯形螺纹，具有连接强度高抗粘扣性好优点，但是在地热注采井生产阶段，地埋管较为薄弱的螺纹环封区域会在异常高压地层压力系统下，发生螺纹失效包括脱扣的现象，从而引发外压泄漏，造成地层水进入生产套管污染地热加热水，导致地热井损坏而无法生产的问题。

2、为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：一种薄壁地热地埋管的螺纹连接件，包括左地埋管和右地埋管，所述左地埋管和右地埋管对接端的外部均螺纹连接有螺纹连接件，且两个螺纹连接件相对端的内部均开设有第一环形槽，并且左地埋管和右地埋管安装有环形对接件，所述左地埋管和右地埋管与螺纹连接件连接的环封区内均由内而外依次安装有两组自适应收紧组件，且左地埋管和右地埋管的内端口与螺纹连接件之间均安装有自适应抵紧组件。

3、优选的，所述环形对接件的中心处等角度开设有贯通两端的通孔，且环形对接件的两端分别滑动设置于两个所述第一环形槽的内部，并且第一环形槽的内部填充有液压油。

4、优选的，所述两组自适应收紧组件为空间错位设置且两组自适应收紧组件的组合实现了对环封区横向空间的封闭。

5、优选的，所述自适应收紧组件包括弧形槽、弧形挡块、腔槽、卡块、弧形凹槽和卡槽，且螺纹连接件的内部开设有弧形槽，所述弧形槽的内部卡合滑动有弧形挡块，且左地埋管和右地埋管的内部均开设有弧形凹槽，并且弧形挡块的端部贯穿螺纹连接件插接于弧形凹槽的内部，所述弧形挡块的内部开设有腔槽，且腔槽的内部对称式滑动设置有卡块，并且弧形凹槽的内部对称开设有与两个所述卡块插接匹配的卡槽，所述弧形槽与第一环形槽贯通连接。

6、优选的，所述弧形槽与两个所述卡块之间的腔槽贯通连接，且卡槽和卡块的上表面均为斜面设计。

7、优选的，所述自适应抵紧组件包括环形凹槽、第二环形槽和环形插块，且左地埋管和右地埋管与螺纹连接件的对接端口均开设有环形凹槽，所述螺纹连接件与左地埋管和右地埋管对接端的内部均开设有第二环形槽，且第二环形槽的内部滑动设置有环形插块，所述环形插块的端部与环形凹槽相匹配对应，且第二环形槽与第一环形槽贯通连接。

8、一种薄壁地热地埋管的螺纹连接方法，包括以下步骤：

9、s1：将左地埋管和右地埋管分别置于两个螺纹连接件的边侧，随后通过旋转螺纹连接件使螺纹连接件逐渐套在左地埋管外壁上，且随着旋转的进行左地埋管的端部会逐渐对弧形挡块产生向内的挤压推动作用，从而使得弧形挡块将弧形槽内部的液压油推入第一环形槽；

10、s2：由于第一环形槽内部填满了液压油因此填充进入第一环形槽内部的液压油会以油压的形式进入第二环形槽中并推动暂未受到限位作用的环形插块，从而使得环形插块逐渐从螺纹连接件的内部伸出；

11、s3：紧接着，螺纹连接件逐步旋转套设在左地埋管上，当左地埋管完全就位时此时环形凹槽恰好套在环形插块的外端，同时，弧形挡块恰好与弧形凹槽对应，左地埋管与螺纹连接件连接完成，随后旋转右侧的螺纹连接件并逐渐向其内部推进右地埋管，同时根据上述原理完成右地埋管与螺纹连接件的连接，左地埋管和右地埋管与螺纹连接件的连接过程，具有的优点为：安装省时省力，传统的左右管通过连接件连接时，由于连接件为固定件，需要同时抬起左右管，并需要同时旋转左右管对连接件对接，需要大量的人力物力和机械设备。

12、与现有技术相比，本发明的有益效果是：

13、1、安装方面：本发明采用相互转动连接的两个螺纹连接件作为一个连接件本体，在连接时，可按照先后顺序对左右地埋管进行连接，同时连接时无需转动管道仅需要旋转连接件即可实现对两侧地埋管的对接，相较于传统的连接件对接管道时省时省力；

14、2、地层异常高压现象和地热现象使环封区受损方面（环封区保护方面）：当管道安装完毕投入使用时，由于地层之间存在差异性压力，两个地层的压力会通过地埋管对螺纹连接件产生内挤压力，简单来说就是地层差异性压力会通过左地埋管和右地埋管对两个螺纹连接件产生向中的作用力，当受到向中作用力后，两个螺纹连接件会逐步靠近并通过环形对接件挤压第一环形槽内部的液压油，当第一环形槽内部液压油受到压力时会同时向多个弧形槽和一个第二环形槽内注油，受油后，弧形槽内部压力逐渐增大并会向外推动弧形挡块，使弧形挡块逐渐进入到弧形凹槽内部并与之卡合，与此同时随着油压的继续注入，弧形挡块无法继续移动因此油液会对两个卡块产生外扩的推力，从而使得两个卡块逐步进入到对应的卡槽中，卡块在进入卡槽内后，其斜面会逐渐接触并抵紧在卡槽的斜面上，且随着油液对卡块的逐渐加压，卡块通过斜面对卡槽斜面产生的挤压力也越来越大，从而使得左地埋管（右地埋管）较为薄弱的环封区受到跟随地层压力而自适应变化的收紧作用，同时如图和图所示，弧形挡块等角度且呈空间封闭式分布，也就是一个环形截面内被多组弧形挡块的组合实现了整体环绕，总得来说能够对左地埋管（右地埋管）较为薄弱的环封区受到跟随地层压力而自适应变化的收紧作用。

15、同时，当油液注入至第二环形槽的内部时，在油压作用下环形插块会继续向外移动并插接抵紧在环形凹槽的内部，同时在油压的持续作用下环形插块对环形凹槽的挤压力也逐渐增大，从而进一步提升左地埋管（右地埋管）环封区与螺纹连接件之间连接的稳定性看，而且在地层地热发生时，连接件系统内部的液压油在地热作用下会自适应发生膨胀，膨胀后会同上述对环封区产生自适应的挤压式防护效果，最终同样能够在地热发生时对左地埋管（右地埋管）较为薄弱的环封区受到跟随地层压力而自适应变化的收紧作用。