專利名稱：一種臺肩環及螺紋接頭的制作方法
技術領域：
本實用新型涉及石油鉆探、開發和生產領域，特別涉及一種臺肩環及螺紋接頭，能夠提高螺紋接頭密封性能和抗彎曲性能。
背景技術：
API圓螺紋接頭和API偏梯形接頭是兩種使用最為廣泛的接頭形式。兩種接頭的基本結構均包括接箍和套管，其中，接箍兩端內螺紋分別和套管外螺紋連接形成一組配合。但是，兩端套管上扣到預定扭矩或預定位置后，套管鼻端部與接箍中部內螺紋面形成一個環形凹槽，由于此處幾何尺寸變化很大而且小端螺紋接觸應力很高，該部位成為應力集中和腐蝕的危險區域。為改善凹槽處的受力狀態，增加接箍厚度和鋼級是目前比較普遍的做法，由此導致成本增加，此外，接箍外徑變大將使環空間距相應減小，增加了固井等工藝的難度。相對API圓螺紋接頭而言，API圓螺紋密封性能好但抗變形能力差，原因在于API螺紋接頭凹槽處受力復雜，圓螺紋容易變形導致密封性能下降。相對于API偏梯形接頭而言，API偏梯形螺紋抵抗變形能力強但密封性能差，原因在于在承受大的彎曲變形時，偏梯形螺紋的密封性能則進一步下降或消失。目前，由于高壓井、大位移井、水平井等苛刻井要求螺紋接頭具有良好的密封性能和抗彎曲性能，故傳統的API圓螺紋和偏梯形螺紋的使用受到限制。由此，世界大石油公司或鋼管廠研發了多種性能優良的特殊螺紋接頭，但特殊螺紋接頭加工麻煩，價格高昂，比普通API螺紋高出至少50%，而且該類產品檢驗很不方便，沒有通用的標準量規和量具，只能由生產廠家進行檢驗，質量校驗困難。因此，目前急需提供能夠提高螺紋接頭密封性能和抗彎曲性能的簡易結構。
實用新型內容為了克服上述現有技術中傳統的API圓螺紋和偏梯形螺紋的使用受到限制，而特殊螺紋接頭加工麻煩，價格高昂的問題，本實用新型實施例提供了一種臺肩環及螺紋接頭，能夠提高螺紋接頭密封性能和抗彎曲性能。所述技術方案如下一種臺肩環，所述臺肩環包括環狀本體，以及設于所述環狀本體兩端的缺口，所述兩端的缺口對稱設置，每個缺口均包括圓錐面、過渡部及直角面，所述缺口的入口處設置所述圓錐面，所述圓錐面與所述直角面之間通過過渡部連接。具體地，作為優選，所述圓錐面的錐度為O. 2mm/mm O. 3mm/mm,長度為4mm 5mm ο具體地，作為優選，所述過渡部為圓弧過渡。更具體地，作為優選，所述過渡部的過渡半徑為O. 3mm。本實用新型實施例還提供了一種螺紋接頭，包括所述的臺肩環，接箍及兩個套管，所述臺肩環套在所述接箍中，所述臺肩環的兩端缺口處各抵頂著一個套管，所述套管與所述接箍通過螺紋連接，所述套管的端面與所述臺肩環的直角面對頂接觸，所述套管的內表面與所述臺肩環的圓錐面過盈配合。具體地,作為優選,所述套管的內表面與所述臺肩環的圓錐面過盈量為O. 03mm
O.IOmm0具體地，作為優選，所述臺肩環的外徑比所述接箍的最小內徑小O. 8mm I. 5mm，所述臺肩環的內徑比所述套管的內徑小6mm 8mm，所述臺肩環的長度根據所述套管與所述接箍的嚙合長度而定。本實用新型實施例提供的技術方案帶來的有益效果是所述臺肩環具有結構簡單，加工方便，生產成本低的優點，相比現有技術，本實用新型環針對API螺紋接頭的結構特點，在所述臺肩環設計包括圓錐面和直角面的缺口結構，由于螺紋接頭凹槽處整體加強并形成一個互相約束的統一體，螺紋接頭抵抗彎曲變形的能力也得到大的提升，由于套管 端面和臺肩環的直角面對頂，螺紋接頭抗扭矩能力也大大加強，另外由于應力集中的降低及幾何尺寸差異的減小，螺紋接頭內部發生腐蝕的可能性降低，因此本實用新型增強了螺紋接頭的密封性能和抗彎曲性能。此外，所述螺紋接頭只要求對套管端部局部內表面處作簡單切削處理，而且臺肩環結構簡單，加工方便，生產成本低，故此現場裝配快速，具有廣泛的應用前景。
為了更清楚地說明本實用新型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實用新型的一些實施例，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是本實用新型實施例所述臺肩環的結構圖；圖2是本實用新型實施例所述螺紋接頭的結構圖。圖中各符號表示含義如下I現場端套管，2 接箍，3臺肩環，31環狀本體，32缺口，33圓錐面，34過渡部，35直角面，4工廠端套管。
具體實施方式
為使本實用新型的目的、技術方案和優點更加清楚，下面將結合附圖對本實用新型實施方式作進一步地詳細描述。如圖I所示，一種臺肩環3，所述臺肩環3包括環狀本體31，以及設于所述環狀本體31兩端的缺口 32，所述兩端的缺口 32對稱設置，每個缺口 32均包括圓錐面33、過渡部34及直角面35，所述缺口 32的入口處設置所述圓錐面33，所述圓錐面33與所述直角面35之間通過過渡部34連接。本實用新型所述臺肩環3具有結構簡單，加工方便，生產成本低的優點，進而采用所述臺肩環3的螺紋接頭，增強了其自身的密封性能和抗彎曲性能。[0025]具體地,作為優選，所述圓錐面33的錐度為O. 2mm/mm O. 3mm/mm,長度為4mm 5mm ο具體地，作為優選，所述過渡部34為圓弧過渡。更具體地，作為優選，所述過渡部34的過渡半徑為O. 3mm。如圖2所示，本實用新型實施例還提供了一種螺紋接頭，包括所述的臺肩環3，接箍2及兩個套管，兩個套管分別為現場端套管I和工廠端套管4，所述臺肩環3套在所述接箍2中，所述臺肩環3的兩端缺口 32 (參見圖I)處各抵頂著一個套管，本例中，所述臺肩環3左端抵頂著現場端套管I，所述臺肩環3右端抵頂著工廠端套管4，所述套管與所述接箍2通過螺紋連接，本例中，現場端套管I和工廠端套管4分別與接箍2通過螺紋連接，其中，接箍2包括內螺紋，現場端套管I和工廠端套管4均包括外螺紋，所述套管1、4的端面與所述臺肩環3的直角面35對頂接觸,所述套管1、4的內表面與所述臺肩環3的圓錐面33(參見圖I)過盈配合。 如圖2所示，本實用新型環針對API螺紋接頭的結構特點，在所述臺肩環3設計包括圓錐面33 (參見圖I)和直角面35 (參見圖I)的缺口 32 (參見圖I)結構，由于螺紋接頭凹槽處整體加強并形成一個互相約束的統一體，螺紋接頭抵抗彎曲變形的能力也得到大的提升，由于套管端面和臺肩環3的直角面35 (參見圖I)對頂，螺紋接頭抗扭矩能力也大大加強，另外由于應力集中的降低及幾何尺寸差異的減小，螺紋接頭內部發生腐蝕的可能性降低，因此本實用新型增強了螺紋接頭的密封性能和抗彎曲性能。此外，所述螺紋接頭只要求對套管端部局部內表面處作簡單切削處理，而且臺肩環3結構簡單，加工方便，生產成本低，故此現場裝配快速，具有廣泛的應用前景。具體地，作為優選，所述套管1、4的內表面與所述臺肩環3的圓錐面33 (參見圖I)過盈量為O. 03mm O. 10mnin具體地，作為優選，所述臺肩環3的外徑比所述接箍2的最小內徑小O. 8mm
I.5mm,所述臺肩環3的內徑比所述套管1、4的內徑小6mm 8mm,所述臺肩環3的長度根據所述套管1、4與所述接箍2的嚙合長度而定。本實用新型所述螺紋接頭的安裝過程如圖2所示，為將臺肩環3正確安裝到位，首先需要把工廠端套管4和現場端套管I管端內表面加工成錐面，他們的錐面錐度和長度分別與臺肩環3的圓錐面33 (參見圖I)的錐度和長度相同，爾后，對工廠端套管4和現場端套管I的管端內表面夾角處倒圓，倒圓半徑為O. 5mm,然后從接箍2的一端裝配工廠端套管4,接著從接箍2的另一端裝入臺肩環3，最后在接箍2另一端擰緊現場端套管1，直至臺肩環3與現場端套管I和工廠端套管4緊密配合。以上所述僅為本實用新型的較佳實施例，并不用以限制本實用新型，凡在本實用新型的精神和原則之內，所作的任何修改、等同替換、改進等，均應包含在本實用新型的保護范圍之內。
權利要求1.一種臺肩環，其特征在于，所述臺肩環包括環狀本體，以及設于所述環狀本體兩端的缺口，所述兩端的缺口對稱設置，每個缺口均包括圓錐面、過渡部及直角面，所述缺口的入口處設置所述圓錐面，所述圓錐面與所述直角面之間通過過渡部連接。
2.如權利要求I所述的臺肩環，其特征在于，所述圓錐面的錐度為O.2mm/mm O. 3mm/mm,長度為4mm 5mm。
3.如權利要求I所述的臺肩環，其特征在于，所述過渡部為圓弧過渡。
4.如權利要求3所述的臺肩環，其特征在于，所述過渡部的過渡半徑為O.3mm。
5.一種螺紋接頭，其特征在于，包括權利要求1-4項權利要求所述的臺肩環，接箍及兩個 套管，所述臺肩環套在所述接箍中，所述臺肩環的兩端缺口處各抵頂著一個套管，所述套管與所述接箍通過螺紋連接，所述套管的端面與所述臺肩環的直角面對頂接觸，所述套管的內表面與所述臺肩環的圓錐面過盈配合。
6.如權利要求5所述的螺紋接頭，其特征在于，所述套管的內表面與所述臺肩環的圓維面過盈量為O. 03mm O. 10mm。
7.如權利要求6所述的螺紋接頭，其特征在于，所述臺肩環的外徑比所述接箍的最小內徑小O. 8mm I. 5mm,所述臺肩環的內徑比所述套管的內徑小6mm 8mm,所述臺肩環的長度根據所述套管與所述接箍的嚙合長度而定。
專利摘要本實用新型公開了一種臺肩環及螺紋接頭，屬于石油鉆探、開發和生產領域。所述臺肩環包括環狀本體，以及設于所述環狀本體兩端的缺口，所述兩端的缺口對稱設置，每個缺口均包括圓錐面、過渡部及直角面，所述缺口的入口處設置所述圓錐面，所述圓錐面與所述直角面之間通過過渡部連接。所述螺紋接頭包括所述的臺肩環，接箍及兩個套管。本實用新型所述臺肩環具有結構簡單，加工方便，生產成本低的優點，本實用新型針對API螺紋接頭的結構特點，在所述臺肩環設計有缺口結構，通過臺肩環的圓錐面和直角面，進而增強了螺紋接頭的密封性能和抗彎曲性能。此外，所述套管只需簡單加工即可安裝，故此現場裝配快速，具有廣泛的應用前景。
文檔編號E21B17/08GK202611604SQ201220138540
公開日2012年12月19日 申請日期2012年4月1日 優先權日2012年4月1日
發明者潘志勇, 宋生印, 劉文紅 申請人: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