CN102926679A - 一种螺旋耐磨钻铤 - Google Patents

Abstract

本发明公开一种螺旋耐磨钻铤，包括管体，所述管体沿轴向的一端设有内螺纹，另一端设有外螺纹，所述管体上设置有螺旋槽，管体的管壁上距离内螺纹端面800~1200毫米处焊有两个耐磨带，所述两个耐磨带之间插入有卡瓦槽。本发明通过设置两个宽度不一样的耐磨带，可以有效地分散摩擦力的集中，增强普通螺旋钻铤的耐磨性，从而进一步提高耐磨带的使用寿命，保障螺旋钻铤的使用寿命和钻井效率，同时便于直接上卡瓦，卡住并悬挂下井的钻铤、钻杆等管柱的工具。

Description

一种螺旋耐磨钻铤

技术领域

本发明涉及钻机技术领域，尤其涉及一种螺旋耐磨钻铤，主要应用于石油、天然气、煤层气等的勘探开发钻井工程。

背景技术

钻铤是钻铤处在钻柱的最下部，是下部钻具组合的主要组成部分。其主要特点是壁厚大，般为38~53mm，相当于钻杆壁厚的4~6倍，具有较大的重力和刚度。

钻铤一般分为3种：螺旋钻铤，无磁钻铤，整体钻铤。整体钻铤为光滑的厚壁圆管，两端加工连接螺纹，其使用寿命没有螺旋钻铤长；螺旋钻铤在圆钻铤外圆柱面上加工3条右旋的螺旋槽，以减少与井壁的接触面积，能有效的防止压差卡钻；无磁钻铤主要用于石油钻井过程中的监测，结构与整体钻铤相同。无磁钻铤是使用低碳合金钢制造，该材料是经过严格的化学成分分析锻造而成。该材料经机械性能测试可以确保硬度、韧性、冲击值以及抗腐蚀性能符合标准，具有良好的低磁导率和良好的机械加工性能，但是无磁钻铤只能用于无磁环境。

螺旋钻铤是可以防止钻具在钻井过程中的差动压力阻滞，螺旋槽可以让泥浆围绕钻铤自由的流动以平衡压力防止阻滞的形成，从而有效防止压差卡钻现象发生。可以减少同钻井井壁的接触面积，因而能够有效的降低产生差动压力阻滞的可能性。螺旋钻铤之所以被广泛使用是因为其本身的特性决定，这种特殊螺旋钻铤能够减少井壁和管体的接触面积，从而避免钻柱的“卡钻”现象。

现有的螺旋钻铤仍然存在一些问题需要进行改进，在长期的钻井工程中螺旋钻铤承受弯曲、扭转和拉压等多种载荷的复合作用，普通的螺旋钻铤没有耐磨带，螺旋钻铤的管壁在与井壁摩擦中容易受到损害，使用寿命有限，而且螺旋钻铤两端的接头螺纹容易被挤压得变形，严重时将会使螺旋钻铤的两端出现断裂情况，严重影响螺旋钻铤的使用寿命和钻井的效率和质量。

中国专利CN201020119543.2公布了一种新型耐磨钻铤，在钻铤本体的外壁覆焊有耐磨层，耐磨层覆焊的位置距钻铤内螺纹接头端面250~350毫米。该专利通过在钻铤覆焊耐磨层，耐磨层既能有效地提高钻铤的耐磨性能，又不影响钻铤内螺纹接头修扣，可以延长钻铤使用寿命，提高钻井效率。但是该耐磨带只是接近内螺纹接头端面设置一个耐磨带，螺旋钻铤的管壁在与井壁摩擦中的耐磨性能仍然有限，而且没有卡瓦槽，不便于起下钻具卡瓦的直接使用。

发明内容

有鉴于此，本发明提供一种螺旋耐磨钻铤，可以增强普通螺旋钻铤的耐磨性，保障螺旋钻铤的使用寿命和钻井效率，同时便于直接上卡瓦，卡住并悬挂下井的钻铤、钻杆等管柱的工具。

为解决以上技术问题，本发明的技术方案是，一种螺旋耐磨钻铤，包括管体，所述管体沿轴向的一端设有内螺纹，另一端设有外螺纹，所述管体上设置有螺纹槽，管体的管壁上距离内螺纹端面800~1200毫米处焊有两个耐磨带，所述两个耐磨带之间插入有卡瓦槽。

在普通钻铤或螺旋钻铤的内螺纹端外表面上加工卡瓦槽起下钻时就可不用提升短节和安全卡瓦，可以直接上卡瓦，卡住并悬挂下井的钻铤、钻杆等管柱的工具。卡瓦槽的尺寸符合API Spec7-1标准，钻铤的耐磨带是可选择的。

优选的，所述耐磨带是采用低碳合金钢制造而成。可以确保硬度、韧性、冲击值以及抗腐蚀性，避免耐磨带被钻井中具有腐蚀性的淤泥所腐蚀。

优选的，所述两个耐磨带中距离内螺纹端面最近的耐磨带的宽度小于另一个耐磨带的宽度。因为越是接近内螺纹的一端承受的压力越大，更容易受到磨损，所以设置两个宽度不一样的耐磨带，可以有效地分散摩擦力的集中，从而进一步提高耐磨带的使用寿命。

优选的，所述两个耐磨带的厚度均为3~5毫米。

优选的，所述卡瓦槽的深度为2.8~6.4毫米。根据螺旋钻铤的外径的不同，选择不同的槽深度，以广泛适用于所有的螺旋钻铤。具体标准如下：

优选的，所述卡瓦槽的一端设有圆弧，用于管体受力的过度，以减轻应力集中；另一端设有斜面，所述斜面与管体轴向的夹角为3~5度，以便于斜面有约76mm长的距离来保证卡瓦的装夹和拆卸。

优选的，所述内螺纹和外螺纹上分别设置有应力分散槽。

优选的，所述应力分散槽上没有扩孔结构。

与现有技术相比，本发明具有如下优点：

本发明一种螺旋耐磨钻铤，包括管体，所述管体沿轴向的一端设有内螺纹，另一端设有外螺纹，所述管体上设置有螺纹槽，管体的管壁上距离内螺纹端面800~1200毫米处焊有两个耐磨带，所述耐磨带之间插入有卡瓦槽。设置两个耐磨带可以分散摩擦力的集中，增强普通螺旋钻铤的耐磨性，从而进一步提高耐磨带的使用寿命；在该螺旋耐磨钻铤上加工有卡瓦槽，可以直接上卡瓦，卡住并悬挂下井的钻铤、钻杆等管柱的工具,卡瓦的装夹与拆卸操作简单、方便使用；另外在内螺纹和外螺纹上分别设置有应力分散槽，降低接头螺纹所受到的应力集中，从而增强螺旋钻铤的疲劳强度，保障螺旋钻铤的使用寿命和钻井效率。

附图说明

图1为本发明螺旋耐磨钻铤外径≤177.8mm的结构示意图；

图2为本发明螺旋耐磨钻铤径＞177.8mm的结构示意图；

图3为普通螺旋钻铤的结构示意图；

图中：1、内螺纹；21、第一耐磨带；22、第二耐磨带；3、卡瓦槽；4、管体；5、螺旋槽；6、外螺纹。

具体实施方式

为了使本领域的技术人员更好地理解本发明的技术方案，下面结合附图和具体实施例对本发明作进一步的详细说明。

下面结合实施例，对本发明的具体实施方式作进一步描述。以下实施例仅用于更加清楚地说明本发明的技术方案，而不能以此来限制本发明的保护范围。

如图1、2所示，一种螺旋耐磨钻铤，包括管体4，所述管体4沿轴向的一端设有内螺纹1，另一端设有外螺纹6，所述管体4上设置有螺纹槽5，管体4的管壁上距离内螺纹1端面800~1200毫米处焊有两个耐磨带，分别为第一耐磨带21和第二耐磨带22，所述第一耐磨带21和第二耐磨带22之间插入有卡瓦槽3。

如图3所示的普通螺旋钻铤的结构示意图，所述普通螺旋钻铤与本发明相同点在于，普通螺旋钻铤也包括管体4，所述管体4沿轴向的一端设有内螺纹1，另一端设有外螺纹6，所述管体4上设置有螺纹槽5，在普通螺旋钻铤管体4上铣螺旋的目的是减少与井壁的接触面积，利于泥浆的排入，能有效的防止压差卡钻。本发明在普通螺旋钻铤的内螺纹1端外表面上加工两个耐磨带并在两个耐磨带中插入卡瓦槽3，起下钻时就可不用提升短节和安全卡瓦，可以直接上卡瓦，卡住并悬挂下井的钻铤、钻杆等管柱的工具。卡瓦槽的尺寸符合API Spec7-1标准，钻铤的耐磨带是可选择的。

所述第一耐磨带是21和第二耐磨带22是采用低碳合金钢制造而成。可以确保硬度、韧性、冲击值以及抗腐蚀性，避免耐磨带被钻井中具有腐蚀性的淤泥所腐蚀。

所述两个耐磨带中，第一耐磨带21离内螺纹1更近，其中第一耐磨带21的宽度小于第二耐磨带22的宽度。因为越是接近内螺纹1的一端承受的压力越大，更容易受到磨损，所以设置两个宽度不一样的耐磨带可以有效分散摩擦力的集中，从而进一步提高耐磨带的使用寿命。

所述第一耐磨带21和第二耐磨带22的厚度均为3~5毫米。

所述卡瓦槽的深度为2.8~6.4毫米。根据螺旋钻铤的外径的不同，选择不同的槽深度，可以广泛适用于所有的螺旋钻铤。

所述卡瓦槽3的一端设有圆弧，用于管体受力的过度，以减轻应力集中；另一端设有斜面，所述斜面与管体轴向的夹角为3~5度，以便于斜面有约76mm长的距离来保证卡瓦的装夹和拆卸。

所述斜面与钻铤管体4轴向的夹角为3~5度。

所述内螺纹1和外螺纹6上分别设置有应力分散槽，所述应力分散槽上设有扩孔结构。

以上仅是本发明的优选实施方式，应当指出的是，上述优选实施方式不应视为对本发明的限制，本发明的保护范围应当以权利要求所限定的范围为准。对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明的精神和范围内，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。

Claims (8)

1.一种螺旋耐磨钻铤，其特征在于，所述螺旋耐磨钻铤包括管体，所述管体沿轴向的一端设有内螺纹，另一端设有外螺纹，所述管体上设置有螺纹槽，管体的管壁上距离内螺纹端面800~1200毫米处焊有两个耐磨带，所述两个耐磨带之间插入有卡瓦槽。

2.如权利要求1所述的螺旋耐磨钻铤，其特征在于，所述耐磨带是采用低碳合金钢制造而成。

3.如权利要求2所述的螺旋耐磨钻铤，其特征在于，所述两个耐磨带中距离内螺纹端面最近的耐磨带的宽度小于另一个耐磨带的宽度。

4.如权利要求3所述的螺旋耐磨钻铤，其特征在于，所述两个耐磨带的厚度均为3~5毫米。

5.如权利要求1至4任一项所述的螺旋耐磨钻铤，其特征在于，所述卡瓦槽的深度为2.8~6.4毫米。

6.如权利要求5所述的螺旋耐磨钻铤，其特征在于，所述卡瓦槽的一端设有圆弧，另一端设有斜面，所述斜面与管体轴向的夹角为3~5度。

7.如权利要求6所述的螺旋耐磨钻铤，其特征在于，所述内螺纹和外螺纹上分别设置有应力分散槽。

8.如权利要求7所述的螺旋耐磨钻铤，其特征在于，所述应力分散槽上设有扩孔结构。

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