CN104948121B - 一种径向和轴向双锁紧式海洋钻杆螺纹接头 - Google Patents

Abstract

一种径向和轴向双锁紧式海洋钻杆螺纹接头，包括外螺纹接头和内螺纹接头；外螺纹接头外侧设有外台肩面；所述的外螺纹接头和内螺纹接头螺纹连接；还包括锁紧套，所述的锁紧套内侧设有锁紧螺纹；所述的外螺纹接头的外侧面上设有第一连接螺纹；所述内螺纹接头的外侧面上设有第二连接螺纹；所述的第一连接螺纹和第二连接螺纹端对端连接形成锁紧配合螺纹；所述的锁紧螺纹和锁紧配合螺纹通过螺纹相连接。外螺纹接头和内螺纹接头的连接更加的稳固。

Description

一种径向和轴向双锁紧式海洋钻杆螺纹接头

技术领域

本发明涉及海洋石油开采设备，特别涉及钻杆螺纹接头的结构。

背景技术

目前，海洋石油开采一般采用石油钻杆，石油钻杆通过螺纹接头来进行端对端的连接，螺纹接头一般包括外螺纹接头和内螺纹接头，外螺纹接头和内螺纹接头通过螺纹进行端对端的连接。但是，石油钻杆在钻井时，主要承受扭转、拉压、弯曲、振动等复合载荷，这样对石油钻杆之间的连接要求苛刻，在现有技术的石油钻杆进行开采石油时，石油钻杆的螺纹接头处时常会发生连接不稳固而错位，更换成本大，而且更换步骤繁琐，严重影响了石油钻杆的作业效率。

发明内容

针对上述现有技术的不足之处，本发明解决的问题为：钻杆螺纹接头连接不稳固。

为解决上述问题，本发明采取的技术方案如下：

一种径向和轴向双锁紧式海洋钻杆螺纹接头，包括外螺纹接头和内螺纹接头；外螺纹接头外侧设有外台肩面；所述的外螺纹接头和内螺纹接头螺纹连接；还包括锁紧套，所述的锁紧套内侧设有锁紧螺纹；所述的外螺纹接头的外侧面上设有第一连接螺纹；所述内螺纹接头的外侧面上设有第二连接螺纹；所述的第一连接螺纹和第二连接螺纹端对端连接形成锁紧配合螺纹；所述的锁紧螺纹和锁紧配合螺纹通过螺纹相连接；所述的外螺纹接头端部向内侧延伸出一个连接环面；所述的连接环面上设有环形的定位凹槽；所述定位凹槽的外侧边缘向外侧倾斜；所述的内螺纹接头的内壁上延伸出一个圆台形结构的连接通道；所述连接通道的外侧边缘的倾斜方向和定位凹槽的外侧边缘的倾斜方向一致；所述连接通道的端部插接在连接环面上的定位凹槽内；所述圆台形结构的连接通道和内螺纹接头的内壁之间的环形空间内设有环形连接圈。

进一步，所述的环形连接圈设于环形空间的中间部位。

进一步，所述的内螺纹接头端面抵触在外台肩面上。

进一步，所述的外台肩面向连接环面倾斜。

进一步，所述的内螺纹接头端面为倾斜面；所述内螺纹接头端面和外台肩面相贴靠。

进一步，所述的内螺纹接头端面和外台肩面倾斜方向一致。

进一步，所述的内螺纹接头端面包括接触斜面和连接斜面；所述的连接斜面设于接触斜面的内侧；所述的接触斜面和外台肩面的倾斜方向一直；所述的连接斜面和接触斜面的倾斜方向相反。所述的连接斜面、外台肩面和外螺纹接头外壁之间形成环形空隙。

进一步，所述的连接斜面的内侧设有支撑环块；所述的支撑环块和外螺纹接头的外壁贴靠。

进一步，所述的支撑环块的纵向截面呈三角形结构。

进一步，所述的定位凹槽内设有密封圈。

本发明的有益效果

1.连接通道的端部和定位凹槽的配合插接使外螺纹接头和内螺纹接头的螺纹连接处的负载力得到分散，即连接通道的端部和定位凹槽之间也起到一个支撑的作用。而且内螺纹接头的内壁、连接环面、连接通道这三个部件连接的纵向剖视图呈三角形的结构，利用三角形的稳定性，从而使外螺纹接头和内螺纹接头的连接更加的稳固；当连接通道的端部随着螺纹的旋转而插入定位凹槽内时，由于定位凹槽的外侧边缘向外侧倾斜，连接通道的外侧边缘的倾斜方向和定位凹槽的外侧边缘的倾斜方向一致，所以连接通道的端部会对定位凹槽产生一个倾斜向内的力，根据力的合成和分解知识，倾斜向内的力从而分解成一个径向力和轴向力，径向力通过环形连接圈的过渡从而起到对内螺纹接头和外螺纹接头的径向旋紧作用，从而达到径向锁紧的效果；第一连接螺纹和第二连接螺纹端对端连接形成锁紧配合螺纹，然后通过锁紧套上的锁紧螺纹和锁紧配合螺纹通过螺纹相连接，这样可以将外螺纹接头和内螺纹接头锁合在锁紧套内，实现外螺纹接头和内螺纹接头的轴向锁紧；综上所述，从而使外螺纹接头和内螺纹接头的连接更加的稳固。

2.内螺纹接头端面会由于螺纹的旋转而抵触到外台肩面，外台肩面也会对内螺纹接头端面产生一个作用力，分散外螺纹接头和内螺纹接头螺纹连接处的轴向负载力，使外螺纹接头和内螺纹接头连接的更加的稳固。

3. 外台肩面向连接环面方向倾斜。这样的结构使外螺纹接头和内螺纹接头之间产生径向力，分散外螺纹接头和内螺纹接头的轴向负载，同时可以进一步增强外螺纹接头和内螺纹接头的径向锁紧力。

4. 内螺纹接头端面设置成倾斜面，内螺纹接头端面和外台肩面相贴靠。这样的结构进一步增加了外螺纹接头和内螺纹接头之间产生径向力，分散外螺纹接头和内螺纹接头的轴向负载。

5. 内螺纹接头端面包括接触斜面和连接斜面，连接斜面设于接触斜面的内侧，接触斜面和外台肩面的倾斜方向一直，连接斜面和接触斜面的倾斜方向相反。连接斜面、外台肩面和外螺纹接头外壁之间形成环形空隙。连接斜面、外台肩面和外螺纹接头外壁之间形成的环形空隙减少了内螺纹接头的重量，使外螺纹接头更加容易对内螺纹接头产生径向力的作用，进一步增强了外螺纹接头对内螺纹接头的径向锁紧力，同时也更进一步的分散外螺纹接头和内螺纹接头的轴向负载，从而进一步增加了外螺纹接头和内螺纹接头的稳固性。

6.连接斜面的内侧设置一个支撑环块，支撑环块和外螺纹接头外壁贴靠。支撑环块设置的作用使外螺纹接头对内螺纹接头产生的径向作用力充分顺延至外螺纹接头和内螺纹接头的螺纹连接处，分散外螺纹接头和内螺纹接头的轴向负载力，增加了外螺纹接头和内螺纹接头连接的稳定性。

7.在定位凹槽内设置密封圈，增加了外螺纹接头和内螺纹接头之间的密封性。

附图说明

图1为本发明实施例1的整体结构剖视图。

图2为本发明实施例1拆分结构示意图。

图3为本发明实施例2中内螺纹接头端面和外台肩面连接的放大结构的剖视图。

具体实施方式

下面结合附图对本发明内容作进一步详细说明。

实施例1

如图1和2所示，一种径向和轴向双锁紧式海洋钻杆螺纹接头，包括外螺纹接头1和内螺纹接头2。外螺纹接头1和内螺纹接头2呈圆柱形的结构，其内侧设有用于海洋石油运输的管道。外螺纹接头1外侧设有外台肩面11。外螺纹接头1和内螺纹接头2螺纹连接。还包括锁紧套5，锁紧套5呈两端开口的柱状结构，锁紧套5的内侧设有锁紧螺纹51。外螺纹接头1的外侧面上设有第一连接螺纹7，内螺纹接头2的外侧面上设有第二连接螺纹6。第一连接螺纹7和第二连接螺纹6端对端连接形成锁紧配合螺纹。锁紧螺纹51和锁紧配合螺纹通过螺纹相连接。外螺纹接头1端部向内侧延伸出一个连接环面12。连接环面12上设有环形的定位凹槽121。定位凹槽121的外侧边缘1211向外侧倾斜。内螺纹接头2的内壁23上延伸出一个圆台形结构的连接通道22。连接通道22的外侧边缘221的倾斜方向和定位凹槽121的外侧边缘1211的倾斜方向一致。连接通道22的端部插接在连接环面12上的定位凹槽121内。圆台形结构的连接通道22和内螺纹接头2的内壁23之间的环形空间4内设有环形连接圈41。连接通道22的端部和定位凹槽121的配合插接使外螺纹接头1和内螺纹接头2的螺纹连接处的负载力得到分散，即连接通道22的端部和定位凹槽121之间也起到一个支撑的作用。而且内螺纹接头2的内壁23、连接环面12、连接通道22这三个部件连接的纵向剖视图呈三角形的结构，利用三角形的稳定性，从而使外螺纹接头1和内螺纹接头2的连接更加的稳固；当连接通道22的端部随着螺纹的旋转而插入定位凹槽121内时，由于定位凹槽121的外侧边缘1211向外侧倾斜，连接通道22的外侧边缘221的倾斜方向和定位凹槽121的外侧边缘1211的倾斜方向一致，所以连接通道22的端部会对定位凹槽121产生一个倾斜向内的力，根据力的合成和分解知识，倾斜向内的力从而分解成一个径向力和轴向力，径向力通过环形连接圈41的过渡从而起到对内螺纹接头2和外螺纹接头1的径向旋紧作用，从而达到径向锁紧的效果；第一连接螺纹7和第二连接螺纹6端对端连接形成锁紧配合螺纹，然后通过锁紧套5上的锁紧螺纹51和锁紧配合螺纹通过螺纹相连接，这样可以将外螺纹接头1和内螺纹接头2锁合在锁紧套5内，实现外螺纹接头1和内螺纹接头2的轴向锁紧；综上所述，从而使外螺纹接头1和内螺纹接头2的连接更加的稳固。

进一步优选，环形连接圈41设于环形空间4的中间部位。这样设置有利用于外螺纹接头1和内螺纹接头2径向力的传递。进一步优选，内螺纹接头端面214抵触在外台肩面11上。内螺纹接头端面214会由于螺纹的旋转而抵触到外台肩面11，外台肩面11也会对内螺纹接头端面214产生一个作用力，这样可以分散外螺纹接头1和内螺纹接头2螺纹连接处的轴向负载力，使外螺纹接头1和内螺纹接头2连接的更加的稳固。进一步优选，外台肩面11向连接环面倾斜。这样的结构使外螺纹接头1和内螺纹接头2之间进一步的产生径向力，分散外螺纹接头1和内螺纹接头2的轴向负载，同时可以进一步增强外螺纹接头1和内螺纹接头2的径向锁紧力。进一步优选，内螺纹接头端面214为倾斜面，内螺纹接头端面214和外台肩面11相贴靠。这样的结构进一步增加了外螺纹接头1和内螺纹接头2之间产生的径向力，分散外螺纹接头1和内螺纹接头2的轴向负载。进一步优选，内螺纹接头端面214和外台肩面11倾斜方向一致。进一步优选，定位凹槽121内设置密封圈，可增加外螺纹接头1和内螺纹接头2之间的密封性。

实施例2

如图3所示，本实施例参照实施例1，不同点在于，内螺纹接头端面214包括接触斜面211和连接斜面212。连接斜面212设于接触斜面211的内侧。接触斜面211和外台肩面11的倾斜方向一直。连接斜面212和接触斜面211的倾斜方向相反。连接斜面212、外台肩面11和外螺纹接头1的外壁8之间形成环形空隙3。连接斜面212、外台肩面11和外螺纹接头1的外壁8之间形成的环形空隙3减少了内螺纹接头2的重量，使外螺纹接头1更加容易对内螺纹接头2产生径向力的作用，进一步增强了外螺纹接头1对内螺纹接头2的径向锁紧力，同时也更进一步的分散外螺纹接头1和内螺纹接头2的轴向负载，从而进一步增加了外螺纹接头1和内螺纹接头2的稳固性.

进一步优选，连接斜面212的内侧设有支撑环块215。支撑环块215和外螺纹接头1的外壁8贴靠。支撑环块215设置的作用使外螺纹接头1对内螺纹接头2产生的径向作用力充分顺延至外螺纹接头1和内螺纹接头2的螺纹连接处，分散外螺纹接头1和内螺纹接头2的轴向负载力，增加了外螺纹接头1和内螺纹接头3连接的稳定性。进一步优选，支撑环块215的纵向截面呈三角形结构。此结构增强了稳固性。

以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种径向和轴向双锁紧式海洋钻杆螺纹接头，包括外螺纹接头和内螺纹接头；外螺纹接头外侧设有外台肩面；所述的外螺纹接头和内螺纹接头螺纹连接；其特征在于，还包括锁紧套，所述的锁紧套内侧设有锁紧螺纹；所述的外螺纹接头的外侧面上设有第一连接螺纹；所述内螺纹接头的外侧面上设有第二连接螺纹；所述的第一连接螺纹和第二连接螺纹端对端连接形成锁紧配合螺纹；所述的锁紧螺纹和锁紧配合螺纹通过螺纹相连接；所述的外螺纹接头端部向内侧延伸出一个连接环面；所述的连接环面上设有环形的定位凹槽；所述定位凹槽的外侧边缘向外侧倾斜；所述的内螺纹接头的内壁上延伸出一个圆台形结构的连接通道；所述连接通道的外侧边缘的倾斜方向和定位凹槽的外侧边缘的倾斜方向一致；所述连接通道的端部插接在连接环面上的定位凹槽内；所述圆台形结构的连接通道和内螺纹接头的内壁之间的环形空间内设有环形连接圈。

2.根据权利要求1所述的径向和轴向双锁紧式海洋钻杆螺纹接头，其特征在于，所述的环形连接圈设于环形空间的中间部位。

3.根据权利要求1所述的径向和轴向双锁紧式海洋钻杆螺纹接头，其特征在于，所述的内螺纹接头端面抵触在外台肩面上。

4.根据权利要求3所述的径向和轴向双锁紧式海洋钻杆螺纹接头，其特征在于，所述的外台肩面向连接环面倾斜。

5.根据权利要求4所述的径向和轴向双锁紧式海洋钻杆螺纹接头，其特征在于，所述的内螺纹接头端面为倾斜面；所述内螺纹接头端面和外台肩面相贴靠。

6.根据权利要求5所述的径向和轴向双锁紧式海洋钻杆螺纹接头，其特征在于，所述的内螺纹接头端面和外台肩面倾斜方向一致。

7.根据权利要求5所述的径向和轴向双锁紧式海洋钻杆螺纹接头，其特征在于，所述的内螺纹接头端面包括接触斜面和连接斜面；所述的连接斜面设于接触斜面的内侧；所述的接触斜面和外台肩面的倾斜方向一致；所述的连接斜面和接触斜面的倾斜方向相反；所述的连接斜面、外台肩面和外螺纹接头的外壁之间形成环形空隙。

8.根据权利要求7所述的径向和轴向双锁紧式海洋钻杆螺纹接头，其特征在于，所述的连接斜面的内侧设有支撑环块；所述的支撑环块和外螺纹接头的外壁贴靠。

9.根据权利要求8所述的径向和轴向双锁紧式海洋钻杆螺纹接头，其特征在于，所述的支撑环块的纵向截面呈三角形结构。

10.根据权利要求1所述的径向和轴向双锁紧式海洋钻杆螺纹接头，其特征在于，所述的定位凹槽内设有密封圈。