專利名稱：鉆桿接頭的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種石油工程鉆探用具，尤其是一種鉆桿接頭。
背景技術(shù)：
石油資源是戰(zhàn)略資源，工業(yè)的血脈，各國政府都十分重視石油能源的生產(chǎn)。隨著石油勘探技術(shù)和鉆采設(shè)備的改進(jìn)，專業(yè)人士很容易在地球上尋找到存儲(chǔ)石油的地質(zhì)層。然而，當(dāng)前地球上陸地淺層石油資源已經(jīng)基本枯竭，沿海國家已轉(zhuǎn)向海洋石油鉆采，內(nèi)陸國家通過提升鉆探能力尋求深層石油資源。伴隨而來的是深井、超深井和強(qiáng)化鉆井對(duì)鉆桿接頭的性能提出了更高的要求。通常使用的常規(guī)API標(biāo)準(zhǔn)鉆桿接頭是單臺(tái)肩的，該臺(tái)肩位于接頭連接螺紋的一端，當(dāng)接頭緊扣之后，鉆桿扭矩主要由該臺(tái)肩面承擔(dān)，因?yàn)榭古?qiáng)度和密封性能都無法滿足復(fù)雜的地質(zhì)環(huán)境要求；而市面上常見的雙臺(tái)肩鉆桿接頭，整體結(jié)構(gòu)性差，不能較好地分散鉆桿接頭受到的應(yīng)力，螺紋容易疲勞斷裂，過量變形導(dǎo)致鉆桿接頭過早報(bào)廢。
發(fā)明內(nèi)容本發(fā)明的目的是克服現(xiàn)有技術(shù)中的缺陷，提供一種整體結(jié)構(gòu)性能優(yōu)良，抗扭強(qiáng)度高，能夠較好地分散應(yīng)力的鉆桿接頭。為解決上述問題，本發(fā)明的一種鉆桿接頭，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(cè)分別設(shè)置有公接頭主臺(tái)肩和公接頭副臺(tái)肩，所述母接頭螺紋的兩側(cè)分別設(shè)置有母接頭主臺(tái)肩和母接頭副臺(tái)肩；所述公、母接頭螺紋的錐度為1:6 ;所述公接頭主臺(tái)肩根部設(shè)置有截面為半圓狀的環(huán)形凹槽；當(dāng)公、母接頭處于相連狀態(tài)時(shí)，在所述公、母接頭螺紋與公、母接頭主臺(tái)肩之間，以及公、母接頭螺紋與公、母接頭副臺(tái)肩之間分別設(shè)置有主臺(tái)肩密封艙和副臺(tái)肩密封艙；所述副、主臺(tái)肩密封艙的長度比為1: 1.9 2.2。所述副臺(tái)肩密封艙的長度為25mm，主臺(tái)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(tái)肩和公接頭副臺(tái)肩之間的距離優(yōu)選為186.54mm。所述主、副臺(tái)肩密封艙的厚度與螺紋的齒高相等。所述鉆桿接頭的內(nèi)表面為光滑曲面。采用本發(fā)明結(jié)構(gòu)的鉆桿接頭，與現(xiàn)有技術(shù)中的API接頭相比，具有以下有益效果:I)雙臺(tái)肩設(shè)計(jì)使得應(yīng)力分布更均勻，在螺紋扣的兩端都能分擔(dān)載荷，剛性更強(qiáng)，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(yīng)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(yōu)化設(shè)計(jì)適當(dāng)減少接頭外徑，增加環(huán)空空間，相應(yīng)地降低環(huán)空的循環(huán)壓耗，并提高接頭可打撈能力；4)光滑的內(nèi)表面設(shè)計(jì)，提高接頭的水力學(xué)性能，產(chǎn)生更平穩(wěn)的液流，更小的紊流，減少?zèng)_蝕；減少水泥和固體顆粒沉積在接頭內(nèi)的機(jī)會(huì)；5)允許通過優(yōu)化設(shè)計(jì)適當(dāng)增加接頭的內(nèi)徑，從而降低鉆具內(nèi)的循環(huán)壓耗，提高了鉆柱內(nèi)泵送的效率和能力，增加了鉆柱內(nèi)起下各種電纜儀器的能力。

圖1為本發(fā)明鉆桿接頭中公接頭的結(jié)構(gòu)示意圖。圖2為圖1中A部的局部放大圖。圖3為本發(fā)明鉆桿接頭中母接頭的結(jié)構(gòu)示意圖。圖4為本發(fā)明鉆桿接頭的裝配結(jié)構(gòu)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(tái)肩5a ;母接頭主臺(tái)肩5b ;公接頭副臺(tái)肩6a ;母接頭副臺(tái)肩6b ;凹槽7 ;副臺(tái)肩密封艙8 ;主臺(tái)肩密封艙9
具體實(shí)施方式
為了使本技術(shù)領(lǐng)域的人員更好地理解本發(fā)明技術(shù)方案，
以下結(jié)合附圖和實(shí)施方式對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步的詳細(xì)說明。如圖1至4所示，本發(fā)明的鉆桿接頭，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(cè)分別設(shè)置有公接頭主臺(tái)肩5a和公接頭副臺(tái)肩6a，所述母接頭螺紋4的兩側(cè)分別設(shè)置有母接頭主臺(tái)肩5b和母接頭副臺(tái)肩6b，所述主臺(tái)肩是起密封以及抗扭作用，副臺(tái)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(tái)肩5a根部設(shè)置有截面為半圓狀的環(huán)形凹槽7，該凹槽截面的半徑R優(yōu)選為0.79mm。當(dāng)公、母接頭1、2處于相連狀態(tài)時(shí)，在所述公、母接頭螺紋4、3與公、母接頭主臺(tái)肩5a、5b之間，以及公、母接頭螺紋4、3與公、母接頭副臺(tái)肩6a、6b之間分別設(shè)置有主臺(tái)肩密封艙8和副臺(tái)肩密封艙9。所述副、主臺(tái)肩密封艙8、9的長度比為1: 1.9 2.2，在本發(fā)明的實(shí)施例中，所述副臺(tái)肩密封艙8的長度L1優(yōu)選為25_，主臺(tái)肩密封艙9的長度L2優(yōu)選為47.73mm ;公接頭主臺(tái)肩5a和公接頭副臺(tái)肩6a之間的距離L3優(yōu)選為186.54mm。所述主、副臺(tái)肩密封艙8、9的厚度H與公、母接頭螺紋4、3的齒高相等。所述鉆桿接頭的內(nèi)表面為光滑曲面。采用本發(fā)明結(jié)構(gòu)的鉆桿接頭，與現(xiàn)有技術(shù)中的API接頭相比，具有以下有益效果:雙臺(tái)肩設(shè)計(jì)使得應(yīng)力分布更均勻，在螺紋扣的兩端都能分擔(dān)載荷，剛性更強(qiáng)，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(yīng)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(yōu)化設(shè)計(jì)適當(dāng)減少接頭外徑，增加環(huán)空空間，相應(yīng)地降低環(huán)空的循環(huán)壓耗，并提高接頭可打撈能力；光滑的內(nèi)表面設(shè)計(jì)，提高接頭的水力學(xué)性能，產(chǎn)生更平穩(wěn)的液流，更小的紊流，減少?zèng)_蝕；減少水泥和固體顆粒沉積在接頭內(nèi)的機(jī)會(huì)；允許通過優(yōu)化設(shè)計(jì)適當(dāng)增加接頭的內(nèi)徑，從而降低鉆具內(nèi)的循環(huán)壓耗，提高了鉆柱內(nèi)泵送的效率和能力,增加了鉆柱內(nèi)起下各種電纜儀器的能力。[0030]以上所述僅是本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施方式，應(yīng)當(dāng)指出的是，對(duì)于本技術(shù)領(lǐng)域的普通技術(shù)人員來說，在不脫離本發(fā)明原理的前提下，還可以做出若干改進(jìn)和潤飾，這些改進(jìn)和潤飾也應(yīng)視為本發(fā)明的保護(hù)范圍。
權(quán)利要求1.一種鉆桿接頭，其特征在于: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(cè)分別設(shè)置有公接頭主臺(tái)肩和公接頭副臺(tái)肩，所述母接頭螺紋的兩側(cè)分別設(shè)置有母接頭主臺(tái)肩和母接頭副臺(tái)肩；所述公、母接頭螺紋的錐度為1:6 ;所述公接頭主臺(tái)肩根部設(shè)置有截面為半圓狀的環(huán)形凹槽；當(dāng)公、母接頭處于相連狀態(tài)時(shí)，在所述公、母接頭螺紋與公、母接頭主臺(tái)肩之間，以及公、母接頭螺紋與公、母接頭副臺(tái)肩之間分別設(shè)置有主臺(tái)肩密封艙和副臺(tái)肩密封艙；所述副、主臺(tái)肩密封艙的長度比為1:1.9 2.2。
2.按權(quán)利要求1所述鉆桿接頭，其特征在于:所述副臺(tái)肩密封艙的長度為25mm，主臺(tái)肩密封艙的長度為47.73mm。
3.按權(quán)利要求2所述鉆桿接頭，其特征在于:所述凹槽截面的半徑為0.79mm。
4.按權(quán)利要求3所述鉆桿接頭，其特征在于:所述公接頭主臺(tái)肩和公接頭副臺(tái)肩之間的距離優(yōu)選為186.54mm。
5.按權(quán)利要求1至4任一項(xiàng)所述鉆桿接頭，其特征在于:所述主、副臺(tái)肩密封艙的厚度與螺紋的齒聞相等。
6.按權(quán)利要求5所述鉆桿接頭，其特征在于:所述鉆桿接頭的內(nèi)表面為光滑曲面。
專利摘要本實(shí)用新型公開了一種鉆桿接頭，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(cè)分別設(shè)置有公接頭主臺(tái)肩和公接頭副臺(tái)肩，所述母接頭螺紋的兩側(cè)分別設(shè)置有母接頭主臺(tái)肩和母接頭副臺(tái)肩；當(dāng)公、母接頭處于相連狀態(tài)時(shí)，在所述公、母接頭螺紋與公、母接頭主臺(tái)肩之間，以及公、母接頭螺紋與公、母接頭副臺(tái)肩之間分別設(shè)置有主臺(tái)肩密封艙和副臺(tái)肩密封艙；所述副、主臺(tái)肩密封艙的長度比為1:1.9～2.2。采用本實(shí)用新型結(jié)構(gòu)的鉆桿接頭，應(yīng)力分布更均勻，在螺紋扣的兩端都能分擔(dān)載荷，剛性更強(qiáng)，在同樣壁厚的情況下，抗扭性能提高30%以上。
文檔編號(hào)E21B17/042GK202926233SQ20122051539
公開日2013年5月8日 申請(qǐng)日期2012年10月9日 優(yōu)先權(quán)日2012年10月9日
發(fā)明者張國輝, 劉發(fā)順, 孫世杰, 矯健, 張博 申請(qǐng)人:天津德華石油裝備制造有限公司