CN106437553A - 设有应力减缓结构的双台肩外螺纹管接头 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种设有应力减缓结构的双台肩外螺纹管接头，所述应力减缓结构是设在锥度外螺纹大端根部的环形凹槽，该环形凹槽轴向凹入锥度外螺纹大端根部侧端面上，环形凹槽横截面呈C形。此结构的环形凹槽最大好处是不减小双台肩外螺纹管接头径向尺寸，因此该段截面面积不变，能够确保双台肩外螺纹管接头径向尺寸，因此该段截面面积不变，能够确保双台肩外螺纹管接头仍然保持原有抗扭强度。钻井过程中偶尔发生扭矩超标时，带来的应力通过应力减缓槽释放，这样可避免发生裂纹或断杆事故。
Description
技术领域
本发明涉及一种管接头，具体地讲，本发明涉及一种石油钻杆配置的管接头，特别是设有应力减缓结构的双台肩外螺纹管接头。
背景技术
钻杆是石油钻井的主要钻具之一，其结构设计和制造质量直接决定钻井质量。当今陆地浅表地层的石油资源已日渐枯竭，为了寻求更多的石油资源，各国一方面加大钻探深度，另一方面开辟海洋石油钻井，也就是说今后石油钻井深度越来越深。由于钻井深度加深，需要配备相适应的高强度石油钻杆才能满足钻井需求。针对市场迫切需求，本行业从两个方面着手研制高强度钻杆，一是加强高强度合金钢的研制，另一方面是结构优化设计和工艺改进。经过近几年研发已基本达到预期目标。石油钻杆关键部位是位于杆体两端的管接头，除去原材料及热处理因素。其结构直接影响钻杆的抗扭和密封性能。市售高强度钻杆配置的双台肩外螺纹管接头结构合理、抗扭能力强、密封效果好，能够满足深井或海洋石油钻井的需求。但是，在超深井钻探时，由于钻杆两端管接头长期承受极限值扭矩，加之结构中缺少应力释放通道，在外螺纹管接头大端根部易发生微裂纹，特殊工况下甚至发生断杆事故。断杆属于石油钻井的重大事故，其经济损失巨大，届时会追究相关方的责任。
发明内容
本发明主要针对现有技术双台肩外螺纹管接头大端根部易产生微裂纹的问题，提出一种设有应力减缓结构的双台肩外螺纹管接头，该管接头结构简单、位置合理、制作容易、能够显著减缓应力发生。
本发明通过下述技术方案实现技术目标。
设有应力减缓结构的双台肩外螺纹管接头，所述应力减缓结构是设在锥度外螺纹大端根部的环形凹槽。其改进之处在于：所述环形凹槽轴向凹入锥度外螺纹大端根部侧端面上，环形凹槽横截面呈C形，凹槽开口宽4～6mm，凹槽内弧边与锥度外螺纹大端根部外圆相切。
作为进一步改进方案，所述环形凹槽横截面为半圆状的C形或沿长轴线剖开的半只椭圆状C形。
本发明与现有技术相比，具有以下积极效果：
1、在锥度外螺纹大端根部侧端面上设置环形凹槽，此结构简单、加工容易；
2、增设的环形凹槽轴向凹入锥度外螺纹大端根部侧端面，此种侧面设置结构合理，不减小双台肩外螺纹管接头径向尺寸，因此该段截面面积不变，能够确保双台肩外螺纹管接头仍然保持原有抗扭强度，钻井过程中偶尔发生扭矩超标时，带来的应力通过应力减缓槽释放，可避免发生裂纹或断杆事故；
3、增设的环形凹槽位于锥度外螺纹接头与锥度内螺纹接头对接的端面空隙处，配对安装后不改变原有的密封性能。
附图说明
图1是本发明结构半剖示意图。
图2是图1A-A局部放大图。
图3是与图1相配合的锥度内螺纹管接头结构半剖示意图。
图4是图1与图3相配合的结构半剖示意图。
图5是应用图1和图2所示构件的钻杆结构示意图。
具体实施方式
下面根据附图并结合实施例，对本发明作进一步说明。
图1是设有应力减缓结构的双台肩外螺纹管接头实施例示意图，本实施例配套φ180mm的加重钻杆。所述应力减缓结构设在双台肩外螺纹管接头的锥度外螺纹大端根部，它是一条环形凹槽，该环形凹槽形状及所在位置如图2所示。本发明增设的环形凹槽最大结构特征是轴向凹入锥度外螺纹大端根部侧端面上，本实施例环形凹槽的横截面为半圆状的C形，凹槽开口宽6mm，凹槽内弧边与锥度外螺纹大端根部相切。此结构的环形凹槽最大好处是不减小双台肩外螺纹管接头径向尺寸，因此该段截面面积不变，能够确保双台肩外螺纹管接头仍然保持原有抗扭强度，钻井过程中偶尔发生扭矩超标时，带来的应力通过应力减缓槽释放，这样可避免发生微裂纹或断杆事故。另外，增设的环形凹槽位于锥度外螺纹接头与锥度内螺纹接头对接的端面空隙处，配对安装后不改变原有的密封性能。
本发明是一种如图1所示的双台肩外螺纹管接头，它与图3所示的双台肩锥度内螺纹管接头配套，两件旋紧后如图4所示。实际应用时，图1和图3所示构件分别焊接到杆体两端，构成如图5所示的钻杆。
Claims (3)
1.一种设有应力减缓结构的双台肩外螺纹管接头，所述应力减缓结构是设在锥度外螺纹大端根部的环形凹槽；其特征在于：所述环形凹槽轴向凹入锥度外螺纹大端根部侧端面上，环形凹槽横截面呈C形，凹槽开口宽4～6mm，凹槽内弧边与锥度外螺纹大端根部外圆相切。
2.根据权利要求1所述的设有应力减缓结构的双台肩外螺纹管接头，其特征在于：所述环形凹槽横截面为半圆状的C形。
3.根据权利要求1所述的设有应力减缓结构的双台肩外螺纹管接头，其特征在于：所述环形凹槽横截面为沿长轴剖开的半只椭圆状C形。
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