專利名稱：一種能夠降低聯接螺紋應力集中的石油厚壁套管的制作方法
技術領域：
一種能夠降低聯接螺紋應力 集中的石油厚壁套管技術領域本實翔新型涉及石油、天然氣井中的套管結構。
技術背景在石鈾天然氣鉆井工程中，對于通常地層所采用的套管一般是按AH系歹i腿取合適的薄壁套管。薄壁套管由于其壁較薄，剛 度小，柔性相對較好，故當套管在彎曲并眼段或狗腿嚴重井段下入 時，可以允許有一定彎曲，不會損壞聯接螺紋。但在鹽巖層的鉆井 過程中，由于巖層在高溫下的塑性流動，造成井眼縮頸，導致起下 鉆阻卡，并引起較大的非均勻外載作用于下人的套管外壁,致使套 管很快失效。為此，人們提出用非API厚壁套管來下入鹽巖層，以 抵抗鹽巖展的外載;但存在問題是，由于套管壁厚增加，剛度增大， 不易變形,在彎曲并眼段或狗腿嚴重井段不易下人，同時導致套管 的聯接錄統受力復雜，應力集中，引起脫扣、斷裂或密封失效。因 此，如何改養套管聯接螺紋的受力狀況，使其不致過早失效，是一 個迫切需賽解決的問題。發明內容本實孺新型的目的在于，提出一種既不削弱套管壁的強度，又 能降低聯癱蠊紋應力集中的厚壁套管結構。為達到上述目的，本實用新型采用以下技術方案
厚壁套管包括套管本體1及兩端的聯接螺紋3，其特征在于， 在距螺紋3末端L處的套管本體1上設置了一個凹槽2。由于新設置的凹槽2的幾何形狀、位置、深度以及寬度與降低 螺紋應力集中的效果密切相關,為了獲得最佳效果，運用了有限元 力學分析方法研究了在相同地層情況、相同井眼條件下，不同幾何 形狀、不閾開口位置及開口深度與寬度對聯接螺紋應力水平的影 響,從而稱出凹槽2的外輪廓線以采用橢圓曲線為最佳。橢圓曲 線與套^t本體1的母線相割，其割線長度a為0. 5 ~ 1米，相割段 的最大深度t為2 ~4毫米，相割線的起點與螺紋3末端的距離L 應為0.3~0.5米。本實用新型的優點是1、 由于設置了凹槽2，套管1的剛度降低，柔性相對提高，在鹽巖層彎曲井眼段或狗眼嚴重井段容易下入。2、 由于在凹槽區的剛度相對減小，柔性相對增大，從而有效地改善了聯接媒紋的應力分布，降低了應力集中，提高了螺紋聯接的 密封性能，使其失效概率大大降低。3、 由于橢圓曲線過渡平緩，可避免凹槽區出現應力集中;且由力學分析可知，設置該凹槽不會導致該區的管壁過薄而影響其強 度04、 在現有機械加工水平下，該凹槽的幾何形狀不會造成機械 加工困難。


圖1是本實用新型的結構示意圖。
圖2是圖1中A的放大圖。
具體實施方式
厚壁套管包括套管本體1及兩端的聯接螺紋3。在距螺紋3 末端0.3~0.5米處的套管本體1上加工了一個凹槽2，凹槽2的外輪廓線為橢圓曲線，該橢圓曲線與套管本體1的母線相割，其割 線長度a為O. 5 ~ 1米，相割段的最大深度t為2 ~4毫米。
權利要求1 、一種能夠降低聯接螺紋應力集中的石油厚壁套管，包括套管本體(1)及兩端的聯接螺紋(3 )，其特征在于，在距螺紋(3)末 端L處的審管本體(1)上設置了一個凹槽(2)，凹槽(2)的外輪廓 線為橢圓幽線，該橢圓曲線與套管本體(1)的母線相割。
2、根攝權利要求1所述的能夠降低聯接螺紋應力集中的厚壁 套管，其特征在于，凹槽(2)的寬度a為0. 5 ~ 1米，凹槽(2)的深 度t為2 ~4毫米，凹槽(2)與聯接螺紋(3)末端的距離L為0.3 ~ 0.5米。
專利摘要一種能夠降低聯接螺紋應力集中的石油厚壁套管，其特點是，在聯接螺紋附近設置了外輪廓線為橢圓曲線的凹槽，從而使其剛度減小，柔性相對提高，改善了聯接螺紋的應力分布，減小了應力集中，降低了套管的失效概率，并有利于厚壁套管在彎曲井眼段或狗腿嚴重井段的下人。本實用新型特別適用于鹽巖層油、氣井中的厚壁套管。
文檔編號E21B17/08GK201037382SQ20072007922
公開日2008年3月19日 申請日期2007年4月18日 優先權日2007年4月18日
發明者施太和, 曾德智, 李再軍, 林元華, 白登相 申請人:西南石油大學