一種高抗扭雙臺肩鑽杆接頭的製作方法

2023-09-20 16:08:35 1

專利名稱：一種高抗扭雙臺肩鑽杆接頭的製作方法
技術領域：
本實用新型涉及石油鑽井技術領域，特別涉及一種高抗扭雙臺肩鑽杆接頭。
背景技術：
近年來，由於油氣井深度不斷增加，深井、定向井、水平井不斷增多，這些井摩阻巨 大，井眼尺寸有限，要求鑽杆有足夠的抗扭強度，同時有較小外徑的鑽杆接頭尺寸。目前普 遍使用的API標準鑽杆無法滿足這些井的需求，這就需要開發非API標準的高抗扭強度鑽 杆，以達到油氣鑽探對鑽杆的技術要求，目前，API標準鑽杆接頭的抗扭強度稍低於管體，API標準鑽杆接頭是一種具有旋 轉臺肩的錐管螺紋接頭，內外螺紋接頭旋緊後，旋轉臺肩緊密接觸，起密封作用。如果鑽杆 承受的扭矩大於接頭的抗扭強度，便發生內螺紋接頭的脹大或外螺紋接頭的伸長變形。顯 然要增加鑽杆接頭的抗扭強度，就必須增大外徑、減小內徑，但過大的外徑、過小的內徑，將 影響鑽杆下井、增加鑽柱的摩阻、阻礙泥漿的流動。所以API標準鑽杆接頭的抗扭強度低於 鑽杆管體、且尺寸較大。許多廠家開發了各種非API標準的雙臺肩鑽杆接頭，雙臺肩鑽杆接頭的基本設計 思想就是在保留API標準接頭臺肩A的基礎上增加了一個內臺肩B，顯然接頭的抗扭強度有 了增加，在不增加甚至減小鑽杆接頭外徑、並且擴大內徑的情況下，接頭的抗扭強度等於或
稍高於管體。例如美國專利5908212、5549336、中國專利公開號2725501、2734974、和 2809191
都採用了非API標準的雙臺肩鑽杆接頭，只是尺寸與結構細節有各自不同的設計。但由於 接頭仍然採用錐管螺紋，所以在扭矩比較大時，內螺紋接頭仍然有脹大變形傾向。

實用新型內容本實用新型的目的是提供一種高抗扭雙臺肩鑽杆接頭，其抗扭強度等於或高於 鑽杆管體，並且接頭外徑的尺寸較小。本實用新型採用的技術方案是高抗扭雙臺肩鑽杆接頭，主要由外螺紋接頭和內 螺紋接頭組成，外螺紋接頭和內螺紋接頭有中心孔，外螺紋接頭有一個軸向延伸的外螺紋， 外螺紋根部有環形外臺肩，外螺紋根部有環形端面；內螺紋接頭有一個軸向延伸的內螺紋， 內螺紋根部有環形內臺肩，內螺紋頭部有環形端面；其特徵在於所述的外螺紋接頭的外 螺紋和內螺紋接頭的內螺紋採用的是圓柱管螺紋；並且圓柱管螺紋是雙頭螺紋。外螺紋接頭的外螺紋和內螺紋接頭的內螺紋牙型與API標準接頭螺紋的牙型相 同；外螺紋接頭的外螺紋和內螺紋接頭的內螺紋螺距與API標準接頭螺紋螺距相同。雙臺肩鑽杆接頭的抗扭強度與兩個臺肩的面積和有關，兩個臺肩的面積和越大， 接頭的抗扭強度越高，本發明高抗扭雙臺肩鑽杆接頭，其連接螺紋3採用圓柱管螺紋，所以 與錐管螺紋相比，兩個扭矩臺肩的面積和達到了理論最大值，因此抗扭強度也達到了理論 最大值。所以在保持接頭抗扭強度等於或稍大於鑽杆管體的情況下，可進一步減少接頭外徑，可以將接頭直徑減少到理論最小值。鑽杆接頭直徑越小，鑽杆流線型越好、鑽柱摩阻也 越小、流體流動約順暢；本實用新型的有益效果本實用新型高抗扭雙臺肩鑽杆接頭，由於採用圓柱管螺 紋，抗扭強度達到了鑽杆接頭能夠達到的理論最大值，所以在保持接頭抗扭強度等於或稍 大於管體的情況下，與API標準接頭及目前人們使用的雙臺肩接頭相比，能縮小接頭外徑， 鑽柱摩阻大幅下降、流體流動性明顯改善；採用雙頭螺紋能提高上扣速度。

圖1是本實用新型高抗扭雙臺肩鑽杆接頭結構剖面示意圖。圖中，1.外螺紋接頭，2.外臺肩，3.連接螺紋，4.內臺肩，5.內螺紋接頭。
具體實施方式
實施例1 以一個規格139mm鋼級S135的高抗扭雙臺肩鑽杆接頭為例，對本實用
新型作進一步詳細說明。參閱圖1。本實用新型高抗扭雙臺肩鑽杆接頭，主要由外螺紋接頭1和內螺紋接 頭5組成，外螺紋接頭1和內螺紋接頭5的外徑為170mm ；外螺紋接頭1和內螺紋接頭5有 一個直徑為95mm的中心孔，外螺紋接頭1有一個軸向延伸的外螺紋，外螺紋根部有環形外 臺肩，外螺紋根部有環形端面；內螺紋接頭5有一個軸向延伸的內螺紋，內螺紋根部有環形 內臺肩，內螺紋頭部有環形端面。所述的外螺紋接頭1的外螺紋和內螺紋接頭5的內螺紋 採用的是圓柱管螺紋，圓柱管螺紋的外徑為142mm，螺紋長度為120mm ；並且圓柱管螺紋是 雙頭螺紋。螺紋牙型與API標準接頭採用的牙型相同，螺紋螺距與API標準接頭螺紋相同。 高抗扭雙臺肩鑽杆接頭與API標準和我國行業標準規定的規格139mm、鋼級S135鑽杆接頭 尺寸(D = 184mm、內徑d = 89mm)比較，接頭外徑尺寸更小，而抗扭強度更高。實施例2 參閱圖1。以一個規格127mm鋼級S135高抗扭雙臺肩鑽杆接頭為例說 明。外螺紋接頭1和內螺紋接頭5的外徑為160mm，中心孔直徑為85mm，圓柱管螺紋的 外徑為130mm，螺紋長度為120mm，螺紋牙型與API標準接頭採用的牙型相同，為等邊三角型 粗牙螺紋；接頭螺紋3採用雙頭螺紋，螺紋螺距與API標準接頭螺紋相同。與API標準和我 國行業標準規定的規格127mm、鋼級S135鑽杆接頭尺寸(外徑D = 168mm、內徑d = 70mm) 比較，接頭尺寸更小，而抗扭強度更高。接頭螺紋3是外螺紋接頭1的外螺紋和內螺紋接頭5的內螺紋總稱。
權利要求一種高抗扭雙臺肩鑽杆接頭，主要由外螺紋接頭(1)和內螺紋接頭(5)組成，外螺紋接頭(1)和內螺紋接頭(5)有中心孔，外螺紋接頭(1)有一個軸向延伸的外螺紋，外螺紋根部有環形外臺肩，外螺紋根部有環形端面；內螺紋接頭(5)有一個軸向延伸的內螺紋，內螺紋根部有環形內臺肩，內螺紋頭部有環形端面；其特徵在於所述的外螺紋接頭(1)的外螺紋和內螺紋接頭(5)的內螺紋採用的是圓柱管螺紋；並且圓柱管螺紋是雙頭螺紋。
專利摘要高抗扭雙臺肩鑽杆接頭，應用於石油鑽井技術領域。主要由外螺紋接頭和內螺紋接頭組成，外螺紋接頭和內螺紋接頭有中心孔，外螺紋接頭有一個軸向延伸的外螺紋，外螺紋根部有環形外臺肩，外螺紋根部有環形端面；內螺紋接頭有一個軸向延伸的內螺紋，內螺紋根部有環形內臺肩，內螺紋頭部有環形端面；其特徵在於所述的外螺紋接頭的外螺紋和內螺紋接頭的內螺紋採用的是圓柱管螺紋；並且圓柱管螺紋是雙頭螺紋。效果是由於採用圓柱管螺紋，抗扭強度達到了鑽杆接頭能夠達到的理論最大值，可縮小接頭外徑，鑽柱摩阻大幅下降、流體流動性明顯改善；採用雙頭螺紋可提高上扣速度。
文檔編號E21B17/042GK201705225SQ201020242088
公開日2011年1月12日 申請日期2010年6月21日 優先權日2010年6月21日
發明者王新虎, 許欣 申請人:中國石油天然氣集團公司;中國石油天然氣集團公司管材研究所