一種石油鑽具螺紋接頭的製作方法

2023-10-20 02:12:07

專利名稱：一種石油鑽具螺紋接頭的製作方法
技術領域：
本實用新型涉及石油機械技術領域，具體涉及一種石油鑽具螺紋接頭。
背景技術：
目前油氣田中使用得比較普遍的螺紋接頭扣型是API-NC扣，這種扣在螺紋的根部有一個0.97mm的圓弧。據事故統計分析結果表明，接頭失效事故大多發生在接頭內外螺紋處，最主要的失效模式是疲勞和腐蝕疲勞。大量研究表明，現有接頭在正常使用情況下，應力水平在公母扣的大端螺紋根部比較高，應力集中很大，而應力集中是導致疲勞裂紋產生的一個重要因素。因此，現有的螺紋接頭存在著應力集中高、易產生疲勞失效事故發生的缺陷。

發明內容
本實用新型是要克服現有技術螺紋牙底應力集中、易產生疲勞裂紋失效事故發生的缺陷。
為克服現有技術的缺陷，本實用新型的技術解決方案是一種石油鑽具螺紋接頭，其上的螺紋牙由承載面1、導向面、牙底組成，所述的承載面1與牙底圓弧相切，其特殊之處在於導向面由圓弧面2、垂直面3和斜面4三部分組成，所述圓弧面2是以O點為圓心，牙底圓弧半徑為1.38～1.42mm的弧面，O點座標是X＝(R-0.97)×sin60，Y＝0.97×2+(R-0.97)×cos60；垂直面3與對稱牙型中軸線平行，它與斜面4的相交點距中徑線的垂直距離是0.19～0.21mm；所述斜面64是對稱牙型的根部導向面。
上述牙底圓弧半徑為1.42mm，圓心座標是(0.390，2.165)，所述垂直面3與斜面4的相交點距中徑線的垂直距離是0.2mm。
上述公扣外螺紋錐度是1∶6.23。
與現有技術相比，本實用新型的優點是1、本方案是在NC46扣的基礎上擴大扣底圓弧半徑和調整螺紋錐度，在保持螺紋完整性的同時起到應力鬆弛的作用，明顯降低了牙底的應力集中，經測算外螺紋危險部位的牙底等效應力由原來的600Mpa降低為400Mpa；2、本實用新型的方案可大大提高鑽具螺紋的使用壽命，試驗表明，採用此技術可以降低鑽柱事故率50％，提高鑽柱接頭疲勞壽命1倍以上；3、本方案對於公扣根部的應力集中有更好的效果。


圖1是本實用新型的結構示意圖；圖2是本實用新型結構設計示意圖。
附圖標記說明如下1——承載面，2——圓弧面，3——垂直面，4——斜面。
具體實施方式
參見圖和圖2，設XY坐標線，O點為圓心。本實用新型由承載面1、導向面、牙底組成，導向面包括圓弧面2、垂直面3和斜面4。所說的承載面1與牙底圓弧相切。所說的圓弧面2是以(0.390，2.165)為圓心坐標、牙底圓弧半徑為1.42mm的弧面FCD。所說的垂直面3與API-NC扣對稱牙型的中軸線平行，即線條DE，它與斜面4的相交點E距中徑線的垂直距離是0.2mm。所述斜面4與承載面1上對應的部位相對稱，也即是API-NC扣對稱牙型的部分導向面。同時，將外螺紋錐度調整到1∶6.23。
本實用新型在使用時，單獨的公扣或母扣也可與NC46等其它扣型配合使用。
權利要求1.一種石油鑽具螺紋接頭，其上的螺紋牙由承載面(1)、導向面、牙底組成，所述的承載面(1)與牙底圓弧相切，其特徵在於導向面由圓弧面(2)、垂直面(3)和斜面(4)三部分組成，所述圓弧面(2)是以O點為圓心，牙底圓弧半徑為1.38～1.42mm的弧面，O點座標是X＝(R-0.97)×sin60，Y＝0.97×2+(R-0.97)×cos60；垂直面(3)與對稱牙型中軸線平行，它與斜面(4)的相交點距中徑線的垂直距離是0.19～0.21mm；所述斜面(4)是對稱牙型的根部導向面。
2.根據權利要求1所述的一種石油鑽具螺紋接頭，其特徵在於所述牙底圓弧半徑為1.42mm，圓心座標是(0.390，2.165)，所述垂直面(3)與斜面(4)的相交點距中徑線的垂直距離是0.2mm。
3.根據權利要求1或2所述的一種石油鑽具螺紋接頭，其特徵在於所述公扣外螺紋錐度是1∶6.23。
專利摘要本實用新型涉及石油機械技術領域，具體涉及一種石油鑽具螺紋接頭。要克服現有技術螺紋牙底應力集中、易產生疲勞裂紋失效事故發生的缺陷。技術方案是承載面與牙底圓弧相切，導向面由圓弧面、垂直面和斜面組成，圓弧面以O點為圓心，牙底圓弧半徑為1.38～1.42的弧面，O點坐標是X＝(R－0.97)×sin60，Y＝0.97×2+(R－0.97)×cos60；垂直面與對稱牙型中軸線平行，與斜面的相交點距中徑線的垂直距離是0.19～0.21mm；斜面是對稱牙型的根部導向面。
文檔編號E21B12/00GK2610060SQ0321872
公開日2004年4月7日 申請日期2003年4月11日 優先權日2003年4月11日
發明者宋延鵬, 李武, 張亞林 申請人:西安納特石油技術有限責任公司