[實用新型]一種繩索鉆桿螺紋連接結構

有效

• 申請號: 201120160573.2
• 申請日: 2011-05-19
• 公開（公告）號: CN202055769U
• 公開（公告）日: 2011-11-30
• 發明（設計）人: 王鐵;高申友;彭莉
• 申請（專利權）人: 地質礦產部無錫鉆探工具廠
• 主分類號: E21B17/042
• 分類號: E21B17/042;F16L15/06
• 代理公司: 北京品源專利代理有限公司 11332
• 代理人: 楊小雙

技術領域

本實用新型涉及一種螺紋連接結構，具體的說是繩索取心鉆探施工最重要的扭矩傳遞的部件的螺紋連接結構，應用于2500米以上超深孔繩索鉆桿上。

背景技術

繩索鉆桿是繩索取心鉆探施工重要的扭矩傳遞的部件，能夠使鉆具在鉆桿柱順利撈取和投放，保證巖心的順利撈取。該類鉆桿關鍵的連接部分--螺紋。需要具以下特點：承受高轉速、高扭矩、以及高抗拉強度，并且具有良好的密封性。傳統的繩索鉆桿設計孔深一般在1500米以內，對深孔或超深孔的施工，該類鉆桿強度很難保證，經常會發生鉆桿斷裂的事故。

傳統的繩索鉆桿螺紋設計主要采用的錐度對稱梯形螺紋設計，一方面，用公母螺紋的不同錐度保證螺紋大端頂徑的過盈配合，增強螺紋的連接剛性，改善螺紋的受力狀態。另一方面，用對稱的牙型半角保證螺紋及牙面寬度，從而保證薄壁鉆桿的螺紋的受力截面積，受力面的大小決定了鉆桿螺紋的承受載荷；第三，傳統的鉆桿螺紋密封式螺紋兩端的15度密封角配合，該密封面在施工中很容易被磕碰遭到破壞，從而無法使保證鉆桿的密封性能。所以傳統的鉆桿，由于受螺紋牙型截面的限制，該類鉆桿只能滿足1500米以內孔深的鉆進施工，無法滿足深孔的施工任務。

實用新型內容

本實用新型的目的在于提供一種繩索鉆桿螺紋連接結構，在不增加鉆桿壁厚的基礎上，采用螺紋結構的特殊設計，保證鉆桿具有較高強度，以便順利完成深孔的施工任務。

本實用新型的目的是通過以下技術方案來實現：

一種繩索鉆桿螺紋連接結構，包括公螺紋接頭和母螺紋接頭，母螺紋接頭與公螺紋接頭的螺紋采用梯形結構，所述梯形結構的螺紋的受力面為負角，非受力面為正角；所述負角的范圍是8°-12°，所述正角的范圍是30°-60°；在母螺紋接頭的根部具有錐度，并且在錐面上設置有臺階狀過盈配合面；母螺紋接頭與公螺紋接頭的接口處設置為負角連接。

該鉆桿螺紋的設計有以下幾個特點：

1、公母螺紋錐度采用等錐度的螺紋設計，根據有限元分析優化，1∶22的螺紋錐度螺旋升角的自鎖性較好，抗脫扣能力強；

2、螺紋的牙形半角的大小是影響螺紋強度的重要原因之一，同樣深度的螺紋(1.2mm牙深)，受力面的牙型角度越小，承載能力越好，甚至可以采用負角度承載受力面，一方面可以增加受力，另一方面可以防止鉆桿脫扣。而對于螺紋牙型的非受力面可采用大角度的螺紋半角，增強螺紋根部的受力面積，增大螺紋的承載能力。本專利采用的就是受力面為-10°的負角，非受力面為45°的大角度；

3、該鉆桿螺紋密封不僅采用了15度角的公母螺紋嚙合密封形式，另外，在在螺紋的根部的臺階狀過盈配合面增加了螺紋密封臺階面，使公母螺紋的根部有過盈臺階面，在鉆桿擰緊時使臺階面因受力而是臺階面咬合，從而形成螺紋根部大徑的密封，增強了螺紋的綜合密封性能。

因此，本實用新型的鉆桿螺紋具有較高的機械性能，在不增加鉆桿自重，不增添鉆機負擔的情況下，適用于孔深3000米以內的鉆井施工任務。

附圖說明

下面根據附圖和實施例對本實用新型作進一步詳細說明。

圖1是本實用新型所述一種繩索鉆桿螺紋連接結構的結構示意圖；

具體實施方式

為了保證深孔鉆桿具有高強的螺紋連接性能，本實用新型采用了等錐度不對稱負角度梯形螺紋的設計，充分調整分配受力面與非受力面之間的載荷分布，在不增加鉆桿壁厚的基礎上更好的保證鉆桿螺紋強度。

如圖1所示，一種繩索鉆桿螺紋連接結構，包括公螺紋接頭1和母螺紋接頭2，母螺紋接頭2與公螺紋接頭1的螺紋采用梯形結構，所述梯形結構的螺紋的受力面3為負角，非受力面4為正角；所述負角的范圍是10°-15°，所述正角的范圍是30°-60°；在母螺紋接頭2的根部具有錐度，并且在錐面上設置有臺階狀過盈配合面5；母螺紋接頭2與公螺紋接頭1的接口處6設置為負角連接。

該鉆桿螺紋的設計有以下幾個特點：

1、公母螺紋錐度采用等錐度的螺紋設計，根據有限元分析優化，1∶22的螺紋錐度螺旋升角的自鎖性較好，抗脫扣能力強；

2、螺紋的牙形半角的大小是影響螺紋強度的重要原因之一，同樣深度的螺紋(1.2mm牙深)，受力面的牙型角度越小，承載能力越好，甚至可以采用負角度承載受力面，一方面可以增加受力，另一方面可以防止鉆桿脫扣。而對于螺紋牙型的非受力面可采用大角度的螺紋半角，增強螺紋根部的受力面積，增大螺紋的承載能力。本專利采用的就是受力面為-10°的負角，非受力面為45°的大角度；