[發(fā)明專利]一種小尺寸大水眼摩擦焊接式鈦合金鉆桿

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• 申請?zhí)枺?/td>: 202110794068.1
• 申請日: 2021-07-14
• 公開（公告）號: CN113323596A
• 公開（公告）日: 2021-08-31
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 劉永剛;張獻(xiàn)才;吳新偉;李緒通
• 申請（專利權(quán)）人: 山東威瑪裝備科技股份有限公司;山東宏豐海洋石油裝備有限公司
• 主分類號: E21B17/00
• 分類號: E21B17/00
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

本發(fā)明提供一種小尺寸大水眼摩擦焊接式鈦合金鉆桿，其中所述的本體通過第一錐面與第一圓柱段連接，第一圓柱段與第二錐面連接，第二錐面與第二圓柱段連接，第二圓柱段摩擦焊接在鉆桿接頭的一端；優(yōu)點為：本發(fā)明將鉆桿管體兩級加厚，使管端摩擦焊接位置的管體尺寸與鉆桿接頭尺寸相同，有效減少第一圓柱段的壁厚，增大管體水眼通徑，同時減小第二圓柱段外徑，使與之摩擦焊接的鉆桿接頭的外徑減少，增大鉆桿的水眼通徑，減少鉆井液的水力損耗，減少接頭外徑，降低鈦合金鉆桿成本，提高鉆桿在小井眼鉆井工況下的適用性。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及鉆桿領(lǐng)域，尤其是涉及一種小尺寸大水眼摩擦焊接式鈦合金鉆桿。

背景技術(shù)

石油天然氣勘探與開發(fā)中所使用的鈦合金鉆桿具有耐腐蝕，密度低，強度高，彈性好的特點，被應(yīng)用于高酸性油氣藏以及超深井、超短水平井的鉆井作業(yè)。目前，鈦合金鉆桿有兩種結(jié)構(gòu)，一是采用鋼接頭與鈦合金管體相連，二是采用鈦合金接頭與鈦合金管體通過摩擦焊接而成。在采用鈦合金接頭與鈦合金管體摩擦焊接時，需要將鈦合金管體端部鐓粗。由于焊縫處的材料性能低于鈦合金接頭/本體材料性能，因此，需要將鈦合金管體端部加厚很多。由于管體焊縫處的外徑受吊卡工具的制約，因此，往往采用減少內(nèi)徑的方法。管體內(nèi)徑的減少，必然帶來鉆井過程中的鉆井液出現(xiàn)高泵壓、低排量，高泵耗。當(dāng)采用小尺寸的鉆桿管體時，這種現(xiàn)象越嚴(yán)重，影響了鉆井過程中鉆井液的大排量、低泵壓要求，降低鉆井效率，制約了鈦合金鉆桿的應(yīng)用和推廣。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的目的在于為解決現(xiàn)有技術(shù)中存在的由于管體焊縫處的外徑受吊卡工具的制約，往往采用減少內(nèi)徑的方法，管體內(nèi)徑的減少，帶來鉆井過程中的鉆井液出現(xiàn)高泵壓、低排量，高泵耗，影響鉆井過程中鉆井液的大排量、低泵壓要求，降低鉆井效率，制約鈦合金鉆桿的應(yīng)用和推廣等缺點，而提供一種小尺寸大水眼摩擦焊接式鈦合金鉆桿。

為達(dá)到上述目的，本發(fā)明采用以下技術(shù)方案予以實現(xiàn)：

一種小尺寸大水眼摩擦焊接式鈦合金鉆桿，包括鉆桿管體及鉆桿接頭，所述的鉆桿管體包括本體、第一錐面、第二錐面、第三錐面、第一圓柱段及第二圓柱段，所述的本體通過第一錐面與第一圓柱段的一端連接，所述的第一圓柱段的另一端與第二錐面的一端連接，所述的第二錐面的另一端與第二圓柱段的一端連接，所述的第二圓柱段的另一端摩擦焊接在鉆桿接頭的一端。

優(yōu)選地，所述的本體的外徑小于或等于88.9mm。

優(yōu)選地，所述的第一圓柱段外徑大于本體外徑，且第一圓柱段內(nèi)徑小于或等于本體內(nèi)徑。

優(yōu)選地，所述的第一圓柱段外徑與本體外徑比為1.08—1.14，橫截面積比為1.3—1.8。

優(yōu)選地，所述的第一圓柱段外徑與本體外徑間采用4~8°的第一錐面過渡。

優(yōu)選地，所述的第二圓柱段外徑大于第一圓柱段外徑，且第二圓柱段外徑與鉆桿接頭的外徑相當(dāng)，所述的第二圓柱段內(nèi)徑大于第一圓柱段內(nèi)徑，且第二圓柱段內(nèi)徑與鉆桿接頭內(nèi)徑相當(dāng)。

優(yōu)選地，所述的第二圓柱段外徑與本體外徑比為1.30~1.48，橫截面積比為2.36~3.58，且第二圓柱段內(nèi)徑與本體內(nèi)徑比為0.85~1.00。

優(yōu)選地，所述的第一圓柱段外徑與第二圓柱段外徑間采用18°的第二錐面過渡。

優(yōu)選地，所述的第一圓柱段內(nèi)徑與第二圓柱段內(nèi)徑間采用第三錐面過渡，且第三錐面的錐面角小于或等于6°。

本發(fā)明產(chǎn)生的有益效果為：本發(fā)明將鉆桿管體兩級加厚，使管端摩擦焊接位置的管體尺寸與鉆桿接頭尺寸相同，有效減少第一圓柱段的壁厚，增大管體水眼通徑，同時減小第二圓柱段外徑，使與之摩擦焊接的鉆桿接頭的外徑減少，增大鉆桿的水眼通徑，減少鉆井液的水力損耗，減少接頭外徑，降低鈦合金鉆桿成本，提高鉆桿在小井眼鉆井工況下的適用性。

附圖說明

圖1為本發(fā)明的結(jié)構(gòu)示意圖。