·14· 北京科技大学学报 第34卷 于对扣、引扣、旋扣操作.采用每英寸3牙的大螺距 反向外台肩 设计，齿高2.2mm,调整内、外螺纹加工中径，形成 了内、外螺纹负一负配合或负一正配合的过盈量，提 高了接头连接效率和抗黏扣、抗应力腐蚀的能力 内、外螺纹大端也可采用“完全退刀”的加工方式， 圆柱螺纹 消除了内、外螺纹旋扣配合在退刀角处约束形成的 应力集中 WSP-BIG适用于浅海、深海、海洋大陆架以及 锥面/锥面金属密封 沙漠地区的油气井钻井需要，主要解决导管、表层套 管等大尺寸套管下井过程中，由于风大，不易对中而 引起的对扣错扣、旋扣时间长、易黏扣等操作技术难 题.WSP-BIG的上扣速度快，不容易错扣.连接效 图8WSP-NF结构示意图 率高，抗黏扣性能好，允许多次上、卸扣. Fig.8 Structure of WSP-NF connection 2.8超高压气井油管特殊扣WSP-NF WSP-NF也是一种无接箍的接头形式，管子端 品，性能接近特殊扣产品，而加工难度远低于特殊 部经过了墩粗处理，因此具有更高的连接强度和抗 扣，并且可以与API扣型完全互换，见图9. 内压能力. WSP-NF的结构示意图见图8.WSP-NF的螺 纹采用双级螺纹形式，为圆柱螺纹，承载面角7.5°， 导向面角20°，内、外螺纹之间无径向过盈量，从而 最大限度地减少了接头的恶性径向应力.WSP-NF 的密封采用内螺纹球面/外螺纹锥面的径向金属密 封结构，配合三个台肩密封结构，同时具有内密封和 外密封能力.这种结构的优点是：球面/锥面密封属 线密封，密封面上的接触压力大，但密封面长度短， 易加工控制.密封面压大，密封效果好，再加上台阶 约束的辅助密封作用，在拉伸+弯曲+高内压的复 合载荷下密封面接触压力不下降，密封效果很好. 图9WSP-T特殊扣示意图 除了主密封外，在三个扭矩台阶处形成一个次级密 Fig.9 Structure of WSPT connection 封面和三处辅助密封结构，接头的临界承压能力达 WSP-JT具有如下特点 到管体内屈服强度的100%. (1)接头外径、现场端螺纹参数与API完全一 WSP-NF适用于各类高压气井、超高压气井，以 致，保证了与API螺纹接头的完全互换，而且加工、 及深井、超深井油管.它主要为解决高内压和高连 测量简便，施工工艺不变 接强度，以及快速上扣不黏扣等的工程技术难题而 (2)增加扭矩台肩设计，将螺纹鼻端延长，使两 设计. 个管子的端面接触，发生过盈配合，产生接触压力起 WSP-NF的连接强度达到管体强度.气密封能 密封作用. 力达到管体内壁屈服压力.允许多次上、卸扣 (3)工厂端与现场端的螺纹螺距不同，现场端 2.9可与API接头互换的简易特殊扣WSP-JT 螺距与API螺纹完全相同，工厂端螺距比现场端小. 除了开发性能更高的特殊螺纹接头外，经济型 这样就可以解决上扣时，端面对顶后，现场端上扣导 的特殊螺纹接头是另一个发展方向，尤其是可与 致的工厂端卸扣问题 API互换的经济型特殊螺纹接头，具有广阔的市场 通过这种结构设计，WSP-JT的性能达到和超 前景 过了API接头（连接强度、抗挤强度与API接头相 WSP-JT是西姆莱斯开发的一种简易特殊螺纹 同，抗内压强度、气密封性能、抗扭性能、抗黏扣性能 扣型.它是一种性能介于特殊扣与API扣之间的产 高于API接头).内平设计可有效减少气体或液体北 京 科 技 大 学 学 报 第 34 卷 于对扣、引扣、旋扣操作． 采用每英寸 3 牙的大螺距 设计，齿高 2. 2 mm，调整内、外螺纹加工中径，形成 了内、外螺纹负--负配合或负--正配合的过盈量，提 高了接头连接效率和抗黏扣、抗应力腐蚀的能力． 内、外螺纹大端也可采用“完全退刀”的加工方式， 消除了内、外螺纹旋扣配合在退刀角处约束形成的 应力集中． WSP--BIG 适用于浅海、深海、海洋大陆架以及 沙漠地区的油气井钻井需要，主要解决导管、表层套 管等大尺寸套管下井过程中，由于风大，不易对中而 引起的对扣错扣、旋扣时间长、易黏扣等操作技术难 题． WSP--BIG 的上扣速度快，不容易错扣． 连接效 率高，抗黏扣性能好，允许多次上、卸扣． 2. 8 超高压气井油管特殊扣 WSP--NF WSP--NF 也是一种无接箍的接头形式，管子端 部经过了墩粗处理，因此具有更高的连接强度和抗 内压能力． WSP--NF 的结构示意图见图 8． WSP--NF 的螺 纹采用双级螺纹形式，为圆柱螺纹，承载面角 7. 5°， 导向面角 20°，内、外螺纹之间无径向过盈量，从而 最大限度地减少了接头的恶性径向应力． WSP--NF 的密封采用内螺纹球面/外螺纹锥面的径向金属密 封结构，配合三个台肩密封结构，同时具有内密封和 外密封能力． 这种结构的优点是: 球面/锥面密封属 线密封，密封面上的接触压力大，但密封面长度短， 易加工控制． 密封面压大，密封效果好，再加上台阶 约束的辅助密封作用，在拉伸 + 弯曲 + 高内压的复 合载荷下密封面接触压力不下降，密封效果很好． 除了主密封外，在三个扭矩台阶处形成一个次级密 封面和三处辅助密封结构，接头的临界承压能力达 到管体内屈服强度的 100% ． WSP--NF 适用于各类高压气井、超高压气井，以 及深井、超深井油管． 它主要为解决高内压和高连 接强度，以及快速上扣不黏扣等的工程技术难题而 设计． WSP--NF 的连接强度达到管体强度． 气密封能 力达到管体内壁屈服压力． 允许多次上、卸扣． 2. 9 可与 API 接头互换的简易特殊扣 WSP--JT 除了开发性能更高的特殊螺纹接头外，经济型 的特殊螺纹接头是另一个发展方向，尤其是可与 API 互换的经济型特殊螺纹接头，具有广阔的市场 前景． WSP--JT 是西姆莱斯开发的一种简易特殊螺纹 扣型． 它是一种性能介于特殊扣与 API 扣之间的产 图 8 WSP--NF 结构示意图 Fig． 8 Structure of WSP-NF connection 品，性能接近特殊扣产品，而加工难度远低于特殊 扣，并且可以与 API 扣型完全互换，见图 9． 图 9 WSP--JT 特殊扣示意图 Fig． 9 Structure of WSP-JT connection WSP--JT 具有如下特点． ( 1) 接头外径、现场端螺纹参数与 API 完全一 致，保证了与 API 螺纹接头的完全互换，而且加工、 测量简便，施工工艺不变． ( 2) 增加扭矩台肩设计，将螺纹鼻端延长，使两 个管子的端面接触，发生过盈配合，产生接触压力起 密封作用． ( 3) 工厂端与现场端的螺纹螺距不同，现场端 螺距与 API 螺纹完全相同，工厂端螺距比现场端小． 这样就可以解决上扣时，端面对顶后，现场端上扣导 致的工厂端卸扣问题． 通过这种结构设计，WSP--JT 的性能达到和超 过了 API 接头( 连接强度、抗挤强度与 API 接头相 同，抗内压强度、气密封性能、抗扭性能、抗黏扣性能 高于 API 接头) ． 内平设计可有效减少气体或液体 ·14·