[實(shí)用新型]一種減應(yīng)力高抗扭鉆桿接頭

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201020638809.4
• 申請(qǐng)日: 2010-12-02
• 公開（公告）號(hào): CN201865594U
• 公開（公告）日: 2011-06-15
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 張晉生;張瑟;喬冬梅;張國正;張春婉
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 山西北方風(fēng)雷工業(yè)集團(tuán)公司;西安摩爾石油工程實(shí)驗(yàn)室
• 主分類號(hào): E21B17/042
• 分類號(hào): E21B17/042
• 代理公司: 西安新思維專利商標(biāo)事務(wù)所有限公司 61114
• 代理人: 黃秦芳

技術(shù)領(lǐng)域

本實(shí)用新型涉及鉆井工程技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種減應(yīng)力高抗扭鉆桿接頭。

背景技術(shù)

鉆桿一般由鉆桿管體和鉆桿接頭通過摩擦對(duì)焊而成，是石油鉆井非常重要的構(gòu)件。

鉆桿的受力條件復(fù)雜，在使用時(shí)承受拉伸、扭轉(zhuǎn)、彎曲、內(nèi)壓、外壓等載荷作用，有時(shí)可能還要承受振動(dòng)引起的交變載荷作用。當(dāng)遇到卡鉆、劃眼等井下復(fù)雜情況時(shí)，解卡和劃眼操作過程中鉆桿承受很大的扭矩，可能導(dǎo)致鉆桿接頭扭失效。其失效形式表現(xiàn)為內(nèi)螺紋接頭脹大甚至縱向開裂，外螺紋接頭臺(tái)肩面和螺紋損傷，從而導(dǎo)致連接失效，造成鉆具掉井和鉆具損失，嚴(yán)重時(shí)造成油井報(bào)廢，帶來重大經(jīng)濟(jì)損失。

隨著深井、超深井、定向井勘探開發(fā)的增加，目前常用的API標(biāo)準(zhǔn)旋轉(zhuǎn)臺(tái)肩接頭，包括相互配合的內(nèi)螺紋接頭和外螺紋接頭，內(nèi)螺紋接頭和外螺紋接頭上分別設(shè)置有內(nèi)螺紋和外螺紋，外螺紋接頭的根部和內(nèi)螺紋接頭的端部處設(shè)置有第一扭矩臺(tái)肩，內(nèi)螺紋接頭的端部?jī)?nèi)側(cè)設(shè)置有環(huán)形的內(nèi)頸部，外螺紋接頭根部的外側(cè)設(shè)置有與內(nèi)頸部接觸配合的環(huán)形的外接觸面。由于只有一個(gè)抗扭臺(tái)肩，抗扭強(qiáng)度低，越來越不能滿足抗扭強(qiáng)度要求，抗扭失效事故越來越多。

發(fā)明內(nèi)容

本實(shí)用新型提供一種減應(yīng)力高抗扭鉆桿接頭，以解決現(xiàn)有技術(shù)存在的抗扭強(qiáng)度低和易失效的問題。

一種減應(yīng)力高抗扭鉆桿接頭，包括內(nèi)螺紋接頭、外螺紋接頭、內(nèi)螺紋、外螺紋、第一扭矩臺(tái)肩、內(nèi)頸部和外接觸面，其特殊之處在于：所述外螺紋接頭的端部和內(nèi)螺紋接頭的根部處設(shè)置有第二扭矩臺(tái)肩，外螺紋接頭上的內(nèi)頸部的直徑減小，與外接觸面之間形成環(huán)狀間隙，外螺紋上的前兩個(gè)螺紋的頂部隨著內(nèi)頸部的直徑減小而削平，形成梯形齒。

上述內(nèi)螺紋接頭、外螺紋接頭的連接處平滑過渡。

與現(xiàn)有技術(shù)相比，本實(shí)用新型的優(yōu)點(diǎn)是：

1、抗扭強(qiáng)度提高，不易失效：通過下述幾方面得以實(shí)現(xiàn)，

1）旋合過程中第一扭矩臺(tái)肩首先接觸，繼續(xù)旋合時(shí)第二扭矩臺(tái)肩接觸。正常工作時(shí)兩扭矩臺(tái)肩發(fā)生過盈配合。第二扭矩臺(tái)肩分擔(dān)了扭矩，從而總抗扭強(qiáng)度提高；

2）外螺紋接頭頸部直徑減小，增加了連接的柔性，降低應(yīng)力，減少失效；

3）外螺紋第1、2螺紋頂部被削平，根據(jù)有限元應(yīng)力分布分析結(jié)果及實(shí)物抗扭試驗(yàn)結(jié)果，這種結(jié)構(gòu)有效降低了公扣第一、二扣高峰值應(yīng)力，使應(yīng)力分布更加均勻，從而降低了峰值應(yīng)力，降低了失效概率。

2、可與常規(guī)API旋轉(zhuǎn)臺(tái)肩接頭互換，緊急情況下可與常規(guī)API旋轉(zhuǎn)臺(tái)肩接頭連接，不會(huì)影響到鉆井工作進(jìn)度。

3、內(nèi)螺紋接頭、外螺紋接頭的連接處平滑過渡，改善了流體通過特性。同時(shí)因抗扭強(qiáng)度提高，因此接頭外徑可以相對(duì)減小，可保持高抗扭，同時(shí)增大打撈間隙，內(nèi)徑可以相對(duì)增大，提高水力學(xué)性能。

4、本實(shí)用新型加工、維修方便，同時(shí)操作方便。

附圖說明：

圖1是API標(biāo)準(zhǔn)旋轉(zhuǎn)臺(tái)肩接頭嚙合示意圖；

圖2是本實(shí)用新型的結(jié)構(gòu)示意圖；

圖3是圖2的局部放大示意圖。

附圖標(biāo)記說明如下：

1-外螺紋接頭，2-第一扭矩臺(tái)肩，3-內(nèi)螺紋，4-外螺紋，5-內(nèi)螺紋接頭，6-第二扭矩臺(tái)肩，7-內(nèi)頸部。

具體實(shí)施方式：

????下面將結(jié)合附圖對(duì)本實(shí)用新型進(jìn)行詳細(xì)地說明。

參見圖1，公知的API標(biāo)準(zhǔn)旋轉(zhuǎn)臺(tái)肩接頭包括內(nèi)螺紋接頭5、外螺紋接頭1、內(nèi)螺紋3、外螺紋4、第一扭矩臺(tái)肩2、內(nèi)頸部7和外接觸面8，內(nèi)頸部7和外接觸面8接觸配合

參見圖2和圖3，一種減應(yīng)力高抗扭鉆桿接頭，包括內(nèi)螺紋接頭5、外螺紋接頭1、內(nèi)螺紋3、外螺紋4、第一扭矩臺(tái)肩2、內(nèi)頸部7和外接觸面8。所說外螺紋接頭1的端部和內(nèi)螺紋接頭5的根部處設(shè)置有第二扭矩臺(tái)肩2，外螺紋接頭1上的內(nèi)頸部7的直徑減小，與外接觸面8之間形成環(huán)狀間隙，外螺紋4上的前兩個(gè)螺紋的頂部隨著內(nèi)頸部7的直徑減小而削平，形成梯形齒。所說的內(nèi)螺紋接頭5、外螺紋接頭1的連接處平滑過渡。

旋合過程中第一扭矩臺(tái)肩2首先接觸，繼續(xù)旋合時(shí)第二扭矩臺(tái)肩2接觸。正常工作時(shí)兩扭矩臺(tái)肩發(fā)生過盈配合。