直连型螺纹接头的制作方法

本发明涉及油气开采领域，具体而言，涉及一种直连型螺纹接头。

背景技术：

1、相比接箍式套管螺纹接头，由于直连型螺纹接头是内外齐平，管柱在水平井、斜井等一些油气井下井时遇阻的概率更小；而且直连型螺纹接头比接箍式套管螺纹接头的外径要小很多，从而直连型螺纹接头可以增大井筒的环空间隙，方便后期井下施工。

2、中国专利cn105604499公开了一种名称为“一种直连型双台肩螺纹接头”的发明专利，该专利技术采用两级螺纹设计方式，密封结构及台肩部位均设计在中间，该专利技术具有一定的密封性能及较高的连接强度。但是该技术由于公母管端没有设计密封结构导致内外流体容易进入螺纹部位，导致抗外压性能降低，同时导致螺纹产生腐蚀，内外密封性能无法做到管体的100％。

3、中国专利cn207278202公开了一种名称为“直连型套管螺纹接头”的专利，该专利技术设计有专门的内密封结构和外密封结构，具有优异的内外密封性能和抗压缩性能，但是其由于上扣拧接需要内台肩和外台肩均需要产生过盈接触，导致其需要上扣扭矩很高，不方便油田现场操作，而且其要求对螺纹接头的加工精度很高，否则有可能只有一端台肩接触或两端过盈接触的台肩其中一个台肩受力过大产生屈服。

4、中国专利cn211422548公开了一种名称为“直连型套管螺纹接头”的发明专利，该专利技术设计有专门的内密封结构和外密封结构，具有优异的内外密封性能和抗压缩性能，其内螺纹接头的外密封面与外台肩之间设计复杂过渡面，同时，其外螺纹接头的内密封面与内台肩之间设计复杂过渡面，造成加工效率低；其次，在密封面与螺纹之间缺少凹槽结构设计，造成鼻端应力水平较高。

技术实现思路

1、本发明的主要目的在于提供一种直连型螺纹接头，该直连型螺纹接头不仅具有优异的抗外压密封性能和抗压缩性能，可以用于井眼较小、需要较大环空间隙、同时对外压性能和抗压缩性能要求苛刻的复杂井况，还可以降低鼻端应力水平。

2、为了实现上述目的，本发明提供了一种直连型螺纹接头，直连型螺纹接头具有轴线，直连型螺纹接头包括：内螺纹接头；外螺纹接头，至少部分外螺纹接头伸入内螺纹接头内，沿轴线，外螺纹接头由外侧向内侧依次设有第一外台肩、第一外密封面、第一螺纹、第一凹槽、第一内密封面和第一内台肩，内螺纹接头由外侧向内侧依次设有第二外台肩、第二外密封面、第二凹槽、第二螺纹、第二内密封面和第二内台肩；外螺纹接头和内螺纹接头通过第一螺纹和第二螺纹连接，且第一外密封面和第二外密封面密封配合，第一内密封面和第二内密封面密封配合，当第一外台肩和第二外台肩接触时，第一内台肩和第二内台肩间隙配合。

3、进一步地，第一外密封面的中点与第一外台肩之间具有距离l10，距离l10与第二外密封面的长度l20满足关系：l10/l20＝0.3～1.2；和/或，第一外密封面的长度l11与第二外密封面的长度l20满足关系：l11/l20＝0.15～1。

4、进一步地，第二内密封面的中点与第二内台肩之间具有距离l22，距离l22与第一内密封面的长度l12满足关系：l22/l12＝0.3～1.2；和/或，第二内密封面的长度l21与第一内密封面的长度l12满足关系：l21/l12＝0.15～1。

5、进一步地，第一外台肩相对于轴线倾斜设置，沿轴线，自外侧至内侧的方向，第一外台肩与轴线之间的距离逐渐增加；第二外台肩相对于轴线倾斜设置，沿轴线，自外侧至内侧的方向，第二外台肩与轴线之间的距离逐渐增加，第一外台肩和第二外台肩过盈配合。

6、进一步地，第一外台肩与外螺纹接头的横截面之间具有角度α1，角度α1的范围为：0°≤α1≤15°，第二外台肩与内螺纹接头的横截面之间具有角度β1，角度β1的范围为：0°≤β1≤15°，且满足：0°≤α1-β1≤1°。

7、进一步地，第一外密封面相对于轴线倾斜设置，沿轴线，自外侧至内侧的方向，第一外密封面与轴线之间的距离逐渐减小；第二外密封面相对于轴线倾斜设置，沿轴线，自外侧至内侧的方向，第二外密封面与轴线之间的距离逐渐减小，第一外密封面与第二外密封面过盈配合。

8、进一步地，第一外密封面与轴线之间具有角度α2，角度α2的范围为：3.50°≤α2≤9.90°，第二外密封面与轴线之间具有角度β2，角度β2的范围为：3.50°≤β2≤9.90°，且满足：0°≤α2-β2≤1.5°。

9、进一步地，外螺纹接头上还设有第一连接面，第一连接面连接于第一外密封面和第一外台肩之间，第一连接面与第一外密封面呈夹角设置，且第一连接面低于或齐平于第一外密封面的朝向第一外台肩的一端；或者，沿轴线，第一外密封面自第一外台肩延伸至第一螺纹。

10、进一步地，第一内密封面相对于轴线倾斜设置，沿轴线，自外侧至内侧的方向，第一内密封面与轴线之间的距离逐渐减小；第二内密封面相对于轴线倾斜设置，沿轴线，自外侧至内侧的方向，第二内密封面与轴线之间的距离逐渐减小，第一内密封面与第二内密封面过盈配合。

11、进一步地，第一内密封面与轴线之间具有角度α3，角度α3的范围为：3.50°≤α3≤9.90°，第二内密封面与轴线之间具有角度β3，角度β3的范围为：3.50°≤β3≤9.90°，且满足：0°≤β3-α3≤1.5°。

12、进一步地，内螺纹接头上还设有第二连接面，第二连接面连接于第二内密封面和第二内台肩之间，第二连接面与第二内密封面呈夹角设置，且第二连接面低于或齐平于第二内密封面的朝向第二内台肩的一端；或者，沿轴线，由外侧向内侧，第二内密封面自第二螺纹延伸至第二内台肩。

13、进一步地，第一内台肩相对于轴线倾斜设置，沿轴线，自外侧至内侧的方向，第一内台肩与轴线之间的距离逐渐增加；第二内台肩相对于轴线倾斜设置，沿轴线，自外侧至内侧的方向，第二内台肩与轴线之间的距离逐渐增加；第一内台肩与外螺纹接头的横截面之间具有角度α4，角度α4的范围为：0°≤α4≤15°，第二内台肩与内螺纹接头的横截面之间具有角度β4，角度β4范围为：0°≤β4≤15°。

14、进一步地，第二内密封面的长度l21的范围为：2mm≤l21≤5mm；和/或，第一外密封面的长度l11的范围为：2mm≤l11≤5mm。

15、应用本发明的技术方案，一方面，通密封配合的第一内密封面和第二内密封面形成内密封部，密封配合的第一外密封面和第二外密封面形成外密封部，第一螺纹和第二螺纹相连接形成螺纹部，通过采用独立的内密封部，使得直连型螺纹接头具有优异的内压密封性能，同时采用了独立的外密封部，使得直连型螺纹接头具有优异的外密封性能，且内密封部和外密封部分别位于螺纹部的两侧，可以防止外部介质进入螺纹部位造成应力腐蚀，内外双重密封使得直连型螺纹接头的内外密封性能可达到管体的100％；另一方面，当用户使用时，按规定的上扣扭矩旋合内螺纹接头和外螺纹接头，第一外台肩和第二外台肩产生接触，而第一内台肩和第二内台肩之间存在间隙，第一内台肩和第二内台肩之间的间隙可以使直连型螺纹接头的轴向具有一定的压缩空间，当直连型螺纹接头承受较大的压缩载荷时，第一外台肩和第二外台肩之间以及第一内台肩和第二内台肩之间均产生接触，使得直连型螺纹接头压缩性能可达到接头连接强度的100％，不仅极大方便了油田现场的使用，还可以避免因直连型螺纹接头的加工精度低而导致其中一个台肩出现受力产生过大屈服的问题；再一方面，通过在第二外密封面和第二螺纹之间设置第二凹槽，不仅可以降低内螺纹接头的第二鼻端的轴向刚度，还可以实现释放应力的作用，通过在第一螺纹和第一内密封面之间设置第一凹槽，不仅可以降低外螺纹接头的第一鼻端的轴向刚度，还可以实现释放应力的作用，从而能进一步提高直连型螺纹接头的抗压缩性能，这样，不仅可以降低鼻端应力水平，还可以避免在外密封和外台肩之间以及内密封面和内台肩之间设置复杂过渡曲面，以降低加工难度，从而可以提高加工效率。综上所述，本发明的直连型螺纹接头不仅具有优异的抗外压密封性能和抗压缩性能，可以用于井眼较小、需要较大环空间隙、同时对外压性能和抗压缩性能要求苛刻的复杂井况，还可以降低鼻端应力水平以及提高加工效率。