CN104453737B - 钻杆接头装置 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种钻杆接头装置，包括：外螺纹接头和与之螺纹配合的内螺纹接头，在外螺纹接头远离其外螺纹段的一端外侧以及在内螺纹接头远离其内螺纹段的一端外侧皆设有锥形台肩，锥形台肩上间隔设有若干呈放射状布置的放射肋，相邻的放射肋之间形成过流槽。本发明的钻杆接头装置，由于锥形台肩上间隔设有若干呈放射状布置的放射肋和过流槽，钻杆接头的抗冲蚀磨损能力强，可防止钻杆过早磨损失效，从而延长了钻杆寿命，提高了钻井效率，缩短了钻井周期，降低了钻井成本。

Description

钻杆接头装置
技术领域
本发明涉及石油天然气勘探设备技术领域，尤其涉及一种用于连接钻杆的钻杆接头装置。
背景技术
钻杆是钻井工作的重要工具，它是钻柱的重要组成部分。钻进过程中，钻杆发挥着重要作用，如输送钻井液至井底、向钻头传递扭矩、起下钻头、处理井下事故、测试等。
钻井过程中，钻杆位于井眼内，携带有大量岩屑颗粒的钻井液经钻杆与井眼之间的环状空间上返至地表。当钻井液经过钻杆接头位置时，由于钻杆管体到接头存在过渡台肩，在惯性的作用下，岩屑颗粒与接头台肩发生碰撞，产生冲蚀磨损。局部的冲蚀磨损会导致钻杆接头发生刺漏，造成钻杆内外流道连通，钻杆内高压钻井液进入环状空间内，造成压力损失，降低了钻井液的工作性能，磨损严重时，钻杆接头强度降低，导致钻杆断裂，造成钻井事故，钻井效率降低，钻井成本增加。
发明内容
本发明所要解决的技术问题是：提供一种抗冲蚀磨损能力强的钻杆接头装置，从而延长钻杆寿命，提高钻井效率，降低钻井成本。
为解决上述技术问题，本发明的技术方案是：钻杆接头装置，包括：外螺纹接头和与之螺纹配合的内螺纹接头，在所述外螺纹接头远离其外螺纹段的一端外侧以及在所述内螺纹接头远离其内螺纹段的一端外侧皆设有锥形台肩，所述锥形台肩上间隔设有若干呈放射状布置的放射肋，相邻的所述放射肋之间形成过流槽。
作为优选，所述放射肋与所述过流槽的纵向截面皆为平行四边形，所述平行四边形的短边与长边之间的夹角θ与所述锥形台肩的坡角相同。
作为优选，所述平行四边形的短边a长度在5-25mm范围内，所述平行四边形的长边b长度与所述锥形台肩的母线长度相同。
作为优选，每个所述放射肋为其纵向截面绕钻杆接头的中轴线旋转角度α形成的沿平行于所述锥形台肩的母线方向延伸的肋条，其中，每个所述放射肋的旋转角度α在5°-10°范围内。
作为优选，每个所述过流槽为其纵向截面绕钻杆接头的中轴线旋转角度β形成的沿平行于所述锥形台肩的母线方向延伸的凹槽，其中，每个所述过流槽的旋转角度β在5°-10°范围内。
由于采用了上述技术方案，本发明的钻杆接头装置，包括：外螺纹接头和与之螺纹配合的内螺纹接头，在外螺纹接头远离其外螺纹段的一端以及在内螺纹接头远离其内螺纹段的一端皆设有锥形台肩，锥形台肩上间隔设有若干呈放射状布置的放射肋，相邻的放射肋之间形成过流槽；将本发明的钻杆接头装置中的外螺纹接头和内螺纹接头分别焊接于钻杆管体的两端，钻井过程中，钻杆位于井眼内，携带有大量岩屑颗粒的钻井液经钻杆与井眼之间的环状空间上返至地表，由于锥形台肩上间隔设有若干呈放射状布置的放射肋和过流槽，当钻井液流经本发明的钻杆接头装置时，过流槽能够对到达接头锥形台肩部位的钻井液进行分流将其分为多股流体，从而改变同一来流方向的岩屑颗粒的运动方向，避免对接头台肩造成局部冲蚀；带有放射肋和过流槽的钻杆接头锥形台肩表面附近的流场更为复杂，多股流体的扰动改变了岩屑颗粒的运动速度和角度，有利于降低接头磨损；钻杆接头锥形台肩设置的放射肋和过流槽能增加岩屑颗粒与锥形台肩的接触面积，从而可降低岩屑对钻杆接头单位面积上的冲蚀强度。
综上，本发明的钻杆接头装置，由于锥形台肩上间隔设有若干呈放射状布置的放射肋和过流槽，钻杆接头的抗冲蚀磨损能力强，可防止钻杆过早磨损失效，从而延长了钻杆寿命，提高了钻井效率，缩短了钻井周期，降低了钻井成本。
附图说明
图1是本发明实施例的钻杆接头装置的外螺纹接头(结合钻杆管体后)的结构示意图；
图2是本发明实施例的钻杆接头装置的内螺纹接头(结合钻杆管体后)的结构示意图；
图3是本发明实施例的钻杆接头装置的放射肋和过流槽纵向截面示意图；
图4是本发明实施例的钻杆接头装置的放射肋和过流槽结构示意图；
图中：1-内螺纹接头；2-放射肋；3-过流槽；4-钻杆管体；5-外螺纹接头；6-锥形台肩；7-中轴线；8-纵向截面；9-台肩上边线；10-台肩下边线。
具体实施方式
为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。
本发明的思路来源于生活在潮间带的贝类动物的非光滑外壳。为了抵抗海底泥沙的冲刷，贝类动物的外壳表面通常具有放射性的肋条，如毛蚶。这种非光滑外壳具有非常明显的抗磨损效果。
如图1和图2所示，本发明实施例的钻杆接头装置，包括：外螺纹接头5和与之螺纹配合的内螺纹接头1，外螺纹接头又称公接头，内螺纹接头又称母接头；外螺纹接头5用于与钻杆管体4的一端焊接，内螺纹接头1用于与钻杆管体4的另一端焊接；其中，在外螺纹接头5远离其外螺纹段的一端外侧以及在内螺纹接头1远离其内螺纹段的一端外侧皆设有锥形台肩6，在锥形台肩6上间隔设有若干以中轴线7为中心呈放射状布置的放射肋2，相邻的放射肋2之间形成过流槽3，放射肋2与过流槽3间隔布置，数量相同。
如图3所示，为放射肋2和过流槽3纵向截面示意图，放射肋2与过流槽3的纵向截面皆为平行四边形形状，其中，平行四边形的短边a与长边b之间的夹角θ与锥形台肩6的坡角相同。其中，平行四边形的长边b的长度最好与锥形台肩6的母线长度相同，平行四边形的短边a的长度可根据实际需要在5-25mm范围内灵活选择。
如图4所示，示意出了外螺纹接头5的放射肋2和过流槽3的结构(内螺纹接头1的放射肋2和过流槽3结构与之相同，将图4倒置即是)，其中，每个放射肋2为其纵向截面8绕外螺纹接头5的中轴线7旋转角度α后形成的沿平行于锥形台肩6的母线方向延伸的肋条，所述肋条的两端分别延伸至台肩上边线9和台肩下边线10，其中，每个放射肋2的旋转角度α的优选取值范围在5°-10°。同理，每个过流槽3为其纵向截面绕外螺纹接头5的中轴线7旋转角度β后形成的沿平行于锥形台肩6的母线方向延伸的凹槽，所述凹槽的两端分别延伸至台肩上边线9和台肩下边线10，其中，每个过流槽3的旋转角度β优选取值范围在5°-10°。放射肋2的旋转角度α与过流槽3的旋转角度β根据实际需要可以相等，也可以不相等。
将本发明的钻杆接头装置中的外螺纹接头5和内螺纹接头1分别焊接于钻杆管体4的两端，井眼中，对于相邻的两根钻杆管体，通常上一根钻杆管体下端的外螺纹接头5与下一根钻杆管体上端的内螺纹接头1螺纹连接，钻井过程中，携带有大量岩屑颗粒的钻井液经钻杆与井眼之间的环状空间上返至地表，由于外螺纹接头5和内螺纹接头1的锥形台肩6上皆间隔设有若干呈放射状布置的放射肋2和过流槽3，当钻井液流经本发明的钻杆接头装置时，过流槽3能够对到达接头锥形台肩6部位的钻井液进行分流将其分为多股流体，从而改变同一来流方向的岩屑颗粒的运动方向，避免对锥形台肩6造成局部冲蚀；带有放射肋2和过流槽3的钻杆接头锥形台肩表面附近的流场更为复杂，多股流体的扰动改变了岩屑颗粒的运动速度和角度，有利于降低接头磨损；钻杆接头锥形台肩设置的放射肋2和过流槽3能增加岩屑颗粒与锥形台肩6的接触面积，从而可降低岩屑对钻杆接头单位面积上的冲蚀强度。
综上所述，本发明的钻杆接头装置，由于锥形台肩上间隔设有若干呈放射状布置的放射肋和过流槽，钻杆接头的抗冲蚀磨损能力强，可防止钻杆过早磨损失效，从而延长了钻杆寿命，提高了钻井效率，缩短了钻井周期，降低了钻井成本。
以上所述仅是本发明较佳实施方式的举例，其中未详细述及的部分均为本领域普通技术人员的公知常识，本发明的保护范围以权力要求的内容为准，任何基于本发明的技术启示而进行的等效变换均在本发明的保护范围之内。

Claims (5)

1.钻杆接头装置，包括：外螺纹接头和与之螺纹配合的内螺纹接头，其特征在于，在所述外螺纹接头远离其外螺纹段的一端外侧以及在所述内螺纹接头远离其内螺纹段的一端外侧皆设有锥形台肩，所述锥形台肩上间隔设有若干呈放射状布置的放射肋，相邻的所述放射肋之间形成过流槽。
2.如权利要求1所述的钻杆接头装置，其特征在于，所述放射肋与所述过流槽的纵向截面皆为平行四边形，所述平行四边形的短边a与长边b之间的夹角θ与所述锥形台肩的坡角相同。
3.如权利要求2所述的钻杆接头装置，其特征在于，所述平行四边形的短边a长度在5-25mm范围内，所述平行四边形的长边b长度与所述锥形台肩的母线长度相同。
4.如权利要求1、2或3所述的钻杆接头装置，其特征在于，每个所述放射肋为其纵向截面绕钻杆接头的中轴线旋转角度α形成的沿平行于所述锥形台肩的母线方向延伸的肋条，其中，每个所述放射肋的旋转角度α在5°-10°范围内。
5.如权利要求1、2或3所述的钻杆接头装置，其特征在于，每个所述过流槽为其纵向截面绕钻杆接头的中轴线旋转角度β形成的沿平行于所述锥形台肩的母线方向延伸的凹槽，其中，每个所述过流槽的旋转角度β在5°-10°范围内。
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