在油气开采中,油套管相互连接在一起形成油、套管柱,而这种连接的最佳方式是螺纹连接。现普遍使用的是API圆螺纹和偏梯螺纹,API圆螺纹其连接效率只有管体的60~80%,同时这种螺纹形式承载面为30°,容易发生跳扣滑脱。偏梯螺纹由完整螺纹和消失螺纹组成,消失螺纹延伸到管体外表面,因而连接部位的壁厚没有减薄,螺纹承载面为3°,不易滑脱,并且接头的连接强度可与管体相同。但是偏梯螺纹按三角形位置上扣,扭矩不可预见。对API螺纹而言,上扣到最大位置,产生足够大的接触压力,必然导致接头的应力水平高,这样容易导致应力腐蚀,而且容易粘扣。同时对API圆螺纹来说,螺纹连接后在齿顶与齿底之间存在一条螺旋状的泄漏通道,对API偏梯形螺纹来说,螺旋形泄漏通道不仅存在于齿顶与齿底之间,而且存在于齿侧与齿侧之间。而钻井新技术的发展,如套管钻井、水平井、多底分支井、大位移井、小井眼钻井等,对整个管柱的要求越来越高,要求螺纹接头具备良好的强度和密封性能。论文主要完成了以下工作:1、调研分析了特殊螺纹接头的应用背景、特殊螺纹结构的基本特性、国内外特殊螺纹技术的发展过程。2、研究了特殊螺纹接头的加工工艺性,制定了特殊螺纹接头的加工工艺,编制了加工程序,研制了特殊螺纹接头加工专用的刀具、量具,并对特殊螺纹接头进行了技术特性评价。3、研制了特殊螺纹接头,应用有限元分析方法和实物试验对其安全可靠性进行了评价。主要应用有限元分析方法对设计的结构进行分析评价,计算了螺纹各参数的配合及过盈,螺纹接头的上扣扭矩及上扣状态下螺纹接头的应力、应变分布规律,螺纹接头在复合载荷下的应力、应变的分布规律。实物试验主要参考ISO13679-2002《石油天然气工业套管和油管接头试验方法》制定了特殊螺纹接头的评价方法及程序,对试制的样品进行了全尺寸评价试验,样品满足各工况的技术指标。4、研究了特殊螺纹接头的运行性,编制了《特殊螺纹接头服务手册》、《特殊螺纹接头现场修复程序》,对后续产品的使用情况进行了现场跟踪服务。