鑽杆接頭的製作方法
2023-05-13 05:33:31 6
專利名稱：鑽杆接頭的製作方法
技術領域：
本發明涉及一種石油工程鑽探用具，尤其是一種鑽杆接頭。
背景技術：
石油資源是戰略資源，工業的血脈，各國政府都十分重視石油能源的生產。隨著石油勘探技術和鑽採設備的改進，專業人士很容易在地球上尋找到存儲石油的地質層。然而，當前地球上陸地淺層石油資源已經基本枯竭，沿海國家已轉向海洋石油鑽採，內陸國家通過提升鑽探能力尋求深層石油資源。伴隨而來的是深井、超深井和強化鑽井對鑽杆接頭的性能提出了更高的要求。通常使用的常規API標準鑽杆接頭是單臺肩的，該臺肩位於接頭連接螺紋的一端，當接頭緊扣之後，鑽杆扭矩主要由該臺肩面承擔，因為抗扭強度和密封性能都無法滿足複雜的地質環境要求；而市面上常見的雙臺肩鑽杆接頭，整體結構性差，不能較好地分散鑽杆接頭受到的應力，螺紋容易疲勞斷裂，過量變形導致鑽杆接頭過早報廢。
發明內容本發明的目的是克服現有技術中的缺陷，提供一種整體結構性能優良，抗扭強度高，能夠較好地分散應力的鑽杆接頭。為解決上述問題，本發明的一種鑽杆接頭，包括公接頭以及母接頭，公、母接頭通過外、母接頭螺紋相互配合連接；所述公接頭螺紋的兩側分別設置有公接頭主臺肩和公接頭副臺肩，所述母接頭螺紋的兩側分別設置有母接頭主臺肩和母接頭副臺肩；所述公、母接頭螺紋的錐度為1:6 ;所述公接頭主臺肩根部設置有截面為半圓狀的環形凹槽；當公、母接頭處於相連狀態時，在所述公、母接頭螺紋與公、母接頭主臺肩之間，以及公、母接頭螺紋與公、母接頭副臺肩之間分別設置有主臺肩密封艙和副臺肩密封艙；所述副、主臺肩密封艙的長度比為1: 1.9 2.2。所述副臺肩密封艙的長度為25mm，主臺肩密封艙的長度為47.73mm。所述凹槽截面的半徑為0.79mm。所述公接頭主臺肩和公接頭副臺肩之間的距離優選為186.54mm。所述主、副臺肩密封艙的厚度與螺紋的齒高相等。所述鑽杆接頭的內表面為光滑曲面。採用本發明結構的鑽杆接頭，與現有技術中的API接頭相比，具有以下有益效果:I)雙臺肩設計使得應力分布更均勻，在螺紋扣的兩端都能分擔載荷，剛性更強，在同樣壁厚的情況下，抗扭性能提聞30%以上；2)降低了連接處的應力集中，提高了抗疲勞性，從而延長使用壽命，允許更多的外徑磨損允許量；3)允許通過優化設計適當減少接頭外徑，增加環空空間，相應地降低環空的循環壓耗，並提高接頭可打撈能力；4)光滑的內表面設計，提高接頭的水力學性能，產生更平穩的液流，更小的紊流，減少衝蝕；減少水泥和固體顆粒沉積在接頭內的機會；5)允許通過優化設計適當增加接頭的內徑，從而降低鑽具內的循環壓耗，提高了鑽柱內泵送的效率和能力，增加了鑽柱內起下各種電纜儀器的能力。
圖1為本發明鑽杆接頭中公接頭的結構示意圖。圖2為圖1中A部的局部放大圖。圖3為本發明鑽杆接頭中母接頭的結構示意圖。圖4為本發明鑽杆接頭的裝配結構示意圖。圖5為圖4中B部的局部放大圖。圖中:公接頭I;母接頭2 ;公接頭螺紋3 ;母接頭螺紋4 ;公接頭主臺肩5a ;母接頭主臺肩5b ;公接頭副臺肩6a ;母接頭副臺肩6b ;凹槽7 ;副臺肩密封艙8 ;主臺肩密封艙9
具體實施方式
為了使本技術領域的人員更好地理解本發明技術方案，
以下結合附圖和實施方式對本發明作進一步的詳細說明。如圖1至4所示，本發明的鑽杆接頭，包括公接頭I以及母接頭2，公、母接頭1、2通過外、母接頭螺紋3、4相互配合連接；所述公接頭螺紋3的兩側分別設置有公接頭主臺肩5a和公接頭副臺肩6a，所述母接頭螺紋4的兩側分別設置有母接頭主臺肩5b和母接頭副臺肩6b，所述主臺肩是起密封以及抗扭作用，副臺肩起抗扭作用；所述公、母接頭螺紋3、4的錐度為1:6。所述公接頭主臺肩5a根部設置有截面為半圓狀的環形凹槽7，該凹槽截面的半徑R優選為0.79mm。當公、母接頭1、2處於相連狀態時，在所述公、母接頭螺紋4、3與公、母接頭主臺肩5a、5b之間，以及公、母接頭螺紋4、3與公、母接頭副臺肩6a、6b之間分別設置有主臺肩密封艙8和副臺肩密封艙9。所述副、主臺肩密封艙8、9的長度比為1: 1.9 2.2，在本發明的實施例中，所述副臺肩密封艙8的長度L1優選為25_，主臺肩密封艙9的長度L2優選為47.73mm ;公接頭主臺肩5a和公接頭副臺肩6a之間的距離L3優選為186.54mm。所述主、副臺肩密封艙8、9的厚度H與公、母接頭螺紋4、3的齒高相等。所述鑽杆接頭的內表面為光滑曲面。採用本發明結構的鑽杆接頭，與現有技術中的API接頭相比，具有以下有益效果:雙臺肩設計使得應力分布更均勻，在螺紋扣的兩端都能分擔載荷，剛性更強，在同樣壁厚的情況下，抗扭性能提高30%以上；降低了連接處的應力集中，提高了抗疲勞性，從而延長使用壽命，允許更多的外徑磨損允許量；允許通過優化設計適當減少接頭外徑，增加環空空間，相應地降低環空的循環壓耗，並提高接頭可打撈能力；光滑的內表面設計，提高接頭的水力學性能，產生更平穩的液流，更小的紊流，減少衝蝕；減少水泥和固體顆粒沉積在接頭內的機會；允許通過優化設計適當增加接頭的內徑，從而降低鑽具內的循環壓耗，提高了鑽柱內泵送的效率和能力,增加了鑽柱內起下各種電纜儀器的能力。[0030]以上所述僅是本發明的優選實施方式，應當指出的是，對於本技術領域的普通技術人員來說，在不脫離本發明原理的前提下，還可以做出若干改進和潤飾，這些改進和潤飾也應視為本發明的保護範圍。
權利要求1.一種鑽杆接頭，其特徵在於:包括公接頭以及母接頭，公、母接頭通過外、母接頭螺紋相互配合連接；所述公接頭螺紋的兩側分別設置有公接頭主臺肩和公接頭副臺肩，所述母接頭螺紋的兩側分別設置有母接頭主臺肩和母接頭副臺肩；所述公、母接頭螺紋的錐度為1:6 ;所述公接頭主臺肩根部設置有截面為半圓狀的環形凹槽；當公、母接頭處於相連狀態時，在所述公、母接頭螺紋與公、母接頭主臺肩之間，以及公、母接頭螺紋與公、母接頭副臺肩之間分別設置有主臺肩密封艙和副臺肩密封艙；所述副、主臺肩密封艙的長度比為1:1.9 2.2。
2.按權利要求1所述鑽杆接頭，其特徵在於:所述副臺肩密封艙的長度為25mm，主臺肩密封艙的長度為47.73mm。
3.按權利要求2所述鑽杆接頭，其特徵在於:所述凹槽截面的半徑為0.79mm。
4.按權利要求3所述鑽杆接頭，其特徵在於:所述公接頭主臺肩和公接頭副臺肩之間的距離優選為186.54mm。
5.按權利要求1至4任一項所述鑽杆接頭，其特徵在於:所述主、副臺肩密封艙的厚度與螺紋的齒聞相等。
6.按權利要求5所述鑽杆接頭，其特徵在於:所述鑽杆接頭的內表面為光滑曲面。
專利摘要本實用新型公開了一種鑽杆接頭，包括公接頭以及母接頭，公、母接頭通過外、母接頭螺紋相互配合連接；所述公接頭螺紋的兩側分別設置有公接頭主臺肩和公接頭副臺肩，所述母接頭螺紋的兩側分別設置有母接頭主臺肩和母接頭副臺肩；當公、母接頭處於相連狀態時，在所述公、母接頭螺紋與公、母接頭主臺肩之間，以及公、母接頭螺紋與公、母接頭副臺肩之間分別設置有主臺肩密封艙和副臺肩密封艙；所述副、主臺肩密封艙的長度比為1:1.9～2.2。採用本實用新型結構的鑽杆接頭，應力分布更均勻，在螺紋扣的兩端都能分擔載荷，剛性更強，在同樣壁厚的情況下，抗扭性能提高30%以上。
文檔編號E21B17/042GK202926233SQ20122051539
公開日2013年5月8日 申請日期2012年10月9日 優先權日2012年10月9日
發明者張國輝, 劉發順, 孫世傑, 矯健, 張博 申請人:天津德華石油裝備製造有限公司