[發明專利]一種用于極限工況的直聯鉆桿

在審

• 申請號: 202010059548.9
• 申請日: 2020-01-19
• 公開（公告）號: CN111271003A
• 公開（公告）日: 2020-06-12
• 發明（設計）人: 尹浩;梁健;李鑫淼;孫建華;李寬;劉秀美
• 申請（專利權）人: 中國地質科學院勘探技術研究所
• 主分類號: E21B17/042
• 分類號: E21B17/042
• 代理公司: 石家莊冀科專利商標事務所有限公司 13108
• 代理人: 周曉萍

一種用于極限工況的直聯鉆桿，包括公接頭和母接頭，公接頭螺紋外側設有外管段，外管段與公接頭螺紋段之間構成環形溝槽，母接頭設有插入段，插入段匹配插入公接頭的環形溝槽內，外管段端頭為公接頭主臺肩，環形溝槽底面為公接頭主副臺肩，公接頭小端為公接頭副臺肩；母接頭的插入段底面為母接頭主臺肩，母接頭大端為母接頭主副臺肩，母接頭螺紋小端底面為母接頭副臺肩；公接頭主臺肩與母接頭主臺肩構成主密封面，公接頭主副臺肩與母接頭主副臺肩構成主副密封面，公接頭副臺肩與母接頭副臺肩構成副密封面。本發明可以明顯提高接頭的密封性，緩解常規結構的螺紋應力集中問題；螺紋應力相對均勻分布，提高鉆桿抵抗大彎曲變形及扭轉變形能力。

技術領域

本發明涉及一種鉆井用裝置，特別是用于極限工況的直聯鉆桿接頭。

背景技術

鉆桿是作為鉆探過程連通地表到井底的紐帶，起到泥漿輸送、扭矩傳遞及 密封墊的作用。鉆桿受力狀態復雜，鉆桿失效成為井下主要事故之一，尤其是 鉆桿接頭，更是鉆桿失效的主要部件。近年來隨著特深科學鉆探及深海科學鉆 探的興起，高溫、高壓、高應力、無隔水管等極限工況對鉆桿性能提出了更高 的要求，常規鉆桿已不能滿足嚴苛工況條件的要求，接頭母扣漲扣、臺肩密封 失效、螺紋錯扣及根部斷裂等事故頻發，特別是在高壓與大彎矩(無隔水管) 工況下工作的鉆桿，其接頭密封性能成為制約鉆桿性能提高的瓶頸。此外，接 頭的抗扭、抗彎等力學性能的提高也是亟待解決的問題。

發明內容

本發明的目的在于提供一種密封效果好、抗扭及抗彎力學性能高的用于極 限工況的直聯鉆桿。

本發明所述問題是以下述技術方案實現的：

一種用于極限工況的直聯鉆桿，包括鉆桿桿體和錐管螺紋連接的公接頭、 母接頭，公接頭錐管螺紋外側設有外管段，外管段與公接頭錐管螺紋段之間構 成環形溝槽，母接頭設有插入段，插入段匹配插入公接頭的環形溝槽內，公接 頭的外管段端頭為公接頭主臺肩，公接頭環形溝槽底面為公接頭主副臺肩，公 接頭錐管螺紋小端為公接頭副臺肩；母接頭的插入段底面為母接頭主臺肩，母 接頭錐管螺紋大端為母接頭主副臺肩，母接頭錐管螺紋小端底面為母接頭副臺 肩；接頭連接狀態，公接頭主臺肩與母接頭主臺肩緊密貼合構成主密封面，公 接頭主副臺肩與母接頭主副臺肩緊密貼合構成主副密封面，公接頭副臺肩與母 接頭副臺肩緊密貼合構成副密封面。

上述用于極限工況的直聯鉆桿，公接頭與鉆桿桿體為一體結構，環形溝槽 由公接頭錐管螺紋段的中部到公接頭錐管螺紋段的底部，母接頭與鉆桿桿體為 一體結構，插入段由母接頭錐管螺紋大端至母接頭錐管螺紋段的中部。

上述用于極限工況的直聯鉆桿，環形構成的軸向長度為L1，插入段的軸向 長度為L2，L1＞L2，S1＝L1-L2，公接頭主副臺肩至公接頭小端的軸向長度為 L3，母接頭副臺肩至母接頭大端的軸向長度為L4，L3＞L4，S2＝L3-L4，S1 ＜S2。

上述用于極限工況的直聯鉆桿，公接頭主臺肩和母接頭主臺肩上分別上設 有可相互旋合的螺旋線凸起溝槽，公接頭主臺肩螺旋線凸起溝槽與母接頭主臺 肩螺旋線凸起溝槽相互嚙合構成過盈配合連接。

上述用于極限工況的直聯鉆桿，公接頭環形溝槽的內壁與母接頭插入段的 外壁緊密貼合。

上述用于極限工況的直聯鉆桿，S1取001～0.05P，S2取0.02～0.1P，且 S2＝2×S1。

上述用于極限工況的直聯鉆桿，公接頭螺旋線凸起溝槽和公接頭螺旋線凸 起溝槽的起始相位角相同，公母接頭主臺肩螺旋線凸起溝槽的終止相位角相比 母接頭主臺肩螺旋線凸起溝槽的終止相位角延伸θ角，θ＝30°～45°。