[實用新型]雙臺階的鉆桿接頭

有效

• 申請號: 200920173044.9
• 申請日: 2009-09-02
• 公開（公告）號: CN201474624U
• 公開（公告）日: 2010-05-19
• 發明（設計）人: 劉永剛;林凱;李方坡;王新虎
• 申請（專利權）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
• 主分類號: E21B17/042
• 分類號: E21B17/042
• 代理公司: 北京市中實友知識產權代理有限責任公司 11013
• 代理人: 李玉明

技術領域

本實用新型涉及石油鉆井技術領域，特別涉及一種石油勘探及煤層氣勘探工程中所需要的鉆桿和加重鉆桿的接頭。

背景技術

鉆桿是石油天然氣勘探與開發中的一種重要工具，是鉆柱系統的重要組成部分，位于整個鉆柱的上部，占整個鉆柱長度的80％～90％，它不僅是鉆井液的循環通道，而且在旋轉鉆井中傳遞扭矩，承受拉壓，彎曲，扭轉等多種載荷的復合作用，在鉆進生產中常常發生失效，造成井下事故。目前常用的鉆桿是摩擦焊成的鉆桿，由兩端的鉆桿接頭與鉆桿管體采用摩擦焊的方式聯接在一起。在鉆桿起下鉆或加單根過程中，需要用到一種重要的井口工具-吊卡，使鉆桿柱坐封在鉆臺上以便于鉆桿進行上、卸扣作業。為了便于鉆桿柱坐封在鉆臺上，最早的鉆桿內螺紋端接頭的臺階普遍采用直角平面形式，相應的吊卡承載面也是直角平面。鉆桿接頭的臺階和吊卡采用直角臺階結構形式的最大好處在于吊卡的下接觸面(下平面)與鉆臺平面、吊卡的上接觸面(上平面)與鉆桿接頭的臺階面都是水平面接觸，在鉆臺坐封時只承受垂直方向的軸向載荷，不會使吊卡的合頁銷因側向受力過載而吊卡被崩開，導致發生安全事故，能方便、安全、快捷地進行起下鉆作業。鉆桿接頭的臺階采用這種結構設計使鉆桿接頭的吊卡臺階部位存在很大的應力集中，常常會產生鉆根部疲勞裂紋，成為刺漏失效事故的多發點。為了改善鉆桿根部的應力分布，減少應力集中，有人設計了斜坡臺階結構。經現場應用實踐表明，鉆桿接頭斜坡臺階的刺漏失效事故明顯低于直角臺階。但是鉆桿接頭斜坡臺階坐封接觸面為斜面，在使用中發生吊卡合頁鎖打開時因受力過大，導致鉆柱掉落井底的事故。

實用新型內容

本實用新型的目的是：提供一種雙臺階的鉆桿接頭，改變鉆桿接頭本體與接頭焊頸之間外表面臺階的結構，能使鉆桿接頭臺階與吊卡之間協調配合，克服鉆桿的應力集中產生疲勞裂紋。克服斜坡臺階存在的吊卡合頁鎖銷蹦開導致溜鉆風險。

本實用新型采用的技術方案是：雙臺階的鉆桿接頭，主要由接頭焊頸和接頭本體組成，接頭本體為圓柱體形內有API內螺紋，接頭焊頸為圓柱體形有中心孔。其特征在于：在接頭焊頸和接頭本體之間的外表面有直角臺階和斜坡臺階。在接頭本體與直角臺階之間有倒角。在直角臺階與斜坡臺階的連接處有上過渡圓弧，在斜坡臺階與接頭焊頸外表面連接處有下過渡圓弧。

所述的直角臺階為圓環形平面，直角臺階垂直于接頭焊頸和接頭本體中心線。

所述的斜坡臺階為圓錐臺面形，斜坡臺階的斜度為18°(斜坡臺階表面軸線與接頭焊頸和接頭本體中心線的夾角為18°)。斜坡臺階的長度為25mm。

所述的上過渡圓弧的半徑為6.4mm；下過渡圓弧的半徑為38mm。

斜坡臺階與接頭焊頸外表面由下過渡圓弧光滑過度，精加工后對下過渡圓弧進行滾壓處理；直角臺階與斜坡臺階之間有上過渡圓弧光滑過渡，精加工后對上過渡圓弧進行冷滾壓處理，有效改善此處結構尺寸突變點的應力集中，提高抗疲勞的能力，降低萌生疲勞裂紋的風險。

本實用新型的有益效果：本實用新型雙臺階內螺紋鉆桿接頭，既有直角臺階又有18°斜坡臺階，復合臺階結構使內螺紋鉆桿接頭具有很好的應力分布，并對存在疲勞失效風險的臺階倒角圓弧進行冷滾壓處理，有效的減少失效事故，同時提高了鉆桿在鉆臺坐封時的安全可靠性。

附圖說明

圖1是本實用新型雙臺階的鉆桿接頭結構剖面示意圖。

圖中，1.直角臺階，2.倒角，3.上過渡圓弧，4.斜坡臺階，5.下過渡圓弧，6.接頭焊頸，7.接頭本體。

具體實施方式

實施例1：以一個雙臺階的鉆桿接頭為例，對本實用新型作進一步詳細說明。

參閱圖1。本實用新型雙臺階的鉆桿接頭，主要由接頭焊頸6和接頭本體7組成，接頭本體7為圓柱體形內有API內螺紋，接頭焊頸6為圓柱體形有中心孔。

在接頭焊頸6和接頭本體7之間的外表面有直角臺階1和斜坡臺階4。直角臺階1為圓環形平面，直角臺階1垂直于接頭焊頸6和接頭本體7中心線。在接頭本體7與直角臺階1之間有倒角2。倒角2為45°倒角，倒角尺寸2×2mm。在直角臺階1與斜坡臺階4的連接處有一個上過渡圓弧3，上過渡圓弧3的半徑為6.4mm；上過渡圓弧3連接斜坡臺階4。斜坡臺階4為圓錐臺面形，斜坡臺階4的斜度為18°。斜坡臺階4與接頭焊頸6和接頭本體7中心線的夾角為18°。斜坡臺階4的高度(垂直長度)為25mm。在斜坡臺階4與接頭焊頸6外表面連接處有下過渡圓弧5，下過渡圓弧5的半徑為38mm。