[實用新型]一種抗扭矩性能良好的鉆桿接頭

有效

• 申請號: 200820056719.7
• 申請日: 2008-03-28
• 公開（公告）號: CN201202413Y
• 公開（公告）日: 2009-03-04
• 發明（設計）人: 袁鵬斌;王廣群;帥亞民;周永其
• 申請（專利權）人: 上海海隆石油管材研究所
• 主分類號: E21B17/042
• 分類號: E21B17/042
• 代理公司: 上海新天專利代理有限公司
• 代理人: 王敏杰

技術領域

本實用新型涉及屬于油井管螺紋連接技術領域，尤其是一種抗扭矩性能良好的鉆桿接頭。

背景技術

石油鉆桿是開采地下石油或天然氣所必需的工具，螺紋接頭是鉆桿的重要組成部分，是將一根根鉆桿連接起來的關鍵部件。鉆桿接頭工作環境惡劣，受力情況復雜，非常容易發生螺紋根部斷裂、腐蝕、螺紋刺穿等形式的失效。目前使用的鉆桿接頭，絕大多數是API標準鉆桿接頭，這種接頭按照API標準(API?SPEC?7)生產和檢驗，各項性能指標要符合API規范(API?RP?7G)的要求，其優點是技術成熟，屬于標準件，互換性好，但同時也存在很多缺陷，致使接頭部位容易發生失效事故。

API鉆桿接頭的結構示意圖見附圖1，其螺紋形狀見附圖2。這種鉆桿接頭由內螺紋件和外螺紋件共同組成，其連接螺紋屬于錐管螺紋，為圓螺紋形式，導向面角和承載面角都是30°。由于這種螺紋的承載面角度比較平緩，當接頭受到軸向拉伸或壓縮載荷作用時，會產生很大的徑向分力，這種徑向分力使接頭內螺紋脹大，外螺紋收縮，對接頭的連接強度、應力集中程度都會帶來十分不利的影響。當API鉆桿接頭在擰緊狀態時，內螺紋端面與外螺紋的臺肩相互作用，產生很大的反作用力，該反作用力主要依靠靠近臺肩的擠壓幾牙嚙合螺紋承擔，使得此處的螺紋承擔了很大的軸向力，在該軸向力的作用下，內螺紋脹大的趨勢非常明顯，尤其是當在鉆井過程中出現異常情況，接頭承受的扭矩超出了規定扭矩范圍，此時內螺紋產生很大的周向拉應力，很容易發生應力腐蝕開裂，甚至發生內螺紋脹扣和外螺紋根部斷裂的失效事故。

為了彌補API鉆桿的上述缺陷，中國專利公開號為CN2734974Y，公開日為2005年10月19日，實用新型專利名稱為“高抗扭鉆桿接頭”，給出了一種能夠增強鉆桿抗扭能力的鉆桿接頭。這種接頭由外螺紋接頭和與之進行螺紋連接的內螺紋接頭組成，其改進之處是外螺紋接頭的根部臺肩面和螺紋端面分別與內螺紋接頭內螺紋的螺紋端面和根部臺肩面緊密配合，形成雙臺肩結構。這兩個臺肩共同分擔接頭承擔的扭矩，而不是由一個臺肩單獨承擔。這樣，API鉆桿的應力集中區域位于內螺紋端面與外螺紋的臺肩相互作用處，而這種新型接頭的應力集中區域則由一個分散成兩個，從而使應力最大值明顯下降。研究表明，通過設計成雙臺肩結構的方法，降低鉆桿接頭的應力集中，減小因接頭內螺紋脹大和外螺紋收縮而引起的惡性周向應力，是比較有效的。因此，中國專利CN2670579Y、CN280919Y、CN200943450Y等，都是采用雙臺肩的方式。但是這種接頭的缺點和不足之處是：對加工精度要求很高，要保證兩個臺肩面同時接觸，有一定的難度。

實用新型內容

本實用新型的目的在于提供一種抗扭矩性能良好的鉆桿接頭，主要解決現有產品對加工精度要求很高，要保證兩個臺肩面同時接觸，有一定的難度的技術問題，該鉆桿接頭的抗扭性能、密封性能都有明顯增強。

為解決上述技術問題，本發明的技術方案是：

一種抗扭矩性能良好的鉆桿接頭，它由具有第一臺肩和內螺紋的內螺紋件以及具有第二臺肩和外螺紋的外螺紋件構成，其特征在于：該第一臺肩是端面與內螺紋件的徑向面呈15°夾角的端面臺肩，該第二臺肩是臺肩面與外螺紋件的徑向面呈15°夾角的扭矩臺肩，第一臺肩與第二臺肩相互匹配。

所述的抗扭矩性能良好的鉆桿接頭，其特征在于：內螺紋和外螺紋的外形呈倒鉤形，其導向面角為30～45°，承載面角為0～-9°，螺紋錐度1:6～1:8，螺距4牙/25.4mm，齒高2.8mm。

所述的抗扭矩性能良好的鉆桿接頭，其特征在于：第一臺肩和第二臺肩都是逆向臺肩。

與現有技術相比，本實用新型的有益效果是：

1)本實用新型采用了螺紋形式為倒鉤式的特殊螺紋形式，避免了惡性徑向的產生，連接效率顯著提高；

2)本實用新型由于采用了逆向扭矩臺肩，接頭的抗扭性能、密封性能都有明顯增強。

附圖說明

圖1是API標準鉆桿接頭示意圖。

圖2是API標準鉆桿接頭螺紋牙型示意圖。

圖3是本實用新型的結構示意圖。

圖4是本實用新型的螺紋牙型示意圖。

具體實施方式