CN112253002A - 一种具有轴向深沟槽耐磨接头的钻井用钻杆 - Google Patents

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Abstract

一种具有轴向深沟槽耐磨接头的钻井用钻杆，涉及地质工程中的钻井技术领域，该钻杆包括杆体，杆体两端设有公接头和母接头，公接头和母接头上周向分布有多个沿其轴向延伸的接头拧卸卡槽，相邻两个接头拧卸卡槽之间构成接头防磨凸棱，接头防磨凸棱上设置有耐磨材料或设有多处凸球冠安装盲孔，光滑耐磨凸球冠固连在凸球安装盲孔内，杆体、公接头和母接头均为贯穿的空心结构，本发明可在起下钻和钻杆拧卸过程中不施加径向压力便连续拧紧或卸开钻杆，且不会造成接头表面的任何损伤，接头的磨损只有在井内与井壁产生，因此提高钻杆的整体服役寿命、减少钻具和卡钻等事故发生的几率，从而提高钻井的工作效率，节约钻井成本。

Description

一种具有轴向深沟槽耐磨接头的钻井用钻杆
技术领域
本发明涉及钻井技术领域，具体涉及一种具有轴向深沟槽耐磨接头的钻井用钻杆。
技术背景
目前，钻杆是钻井技术的必备井下工具之一，其作用十分重要。钻杆结构主要由公母接头和本体组成，接头的作用是把钻杆连接起来形成一根长长的钻柱，通常情况接头的外径要比本体的外径大。接头是拧卸工具夹持的主要部位，然而，拧卸工具的夹具需要通过巨大的夹持力与接头外表面产生足够的摩擦力才能拧或卸开钻杆间的接头，此时的钳牙已经深深地嵌入到接头外表面并在扭力的作用下在接头外表面形成周向长长的划痕，这些划痕产生的毛刺或凸起在井内与井壁接触很容易磨损，起下钻几次后钻杆接头的外径很快缩小到被淘汰或换接头的尺寸，这种平滑——>毛刺或凸起——>回转磨损的方式是钻杆接头磨损的主要方式。同时，当钻杆进入易缩径和泥包地层时，很容易发生井径与钻杆接头接近情况，导致憋泵或卡钻等井下事故发生。另外，井壁与接头间的泥浆循环通道较小，增加了泥浆循环的沿程损失，导致循环泵压增大。
为了提高接头的耐磨性，专业技术人员研发了无碳化钨等硬质颗粒成分的焊接式耐磨带，虽然起到了很大的作用，但没有解决根本性问题。因此，改变现有钻杆接头的结构和拧卸方式是解决上述问题的主要方向，意义重大。
发明内容
本发明突破传统思维，在现有钻杆不足的基础上提供了一种具有轴向深沟槽耐磨接头的钻井用钻杆，在起下钻和钻杆拧卸过程中不施加径向压力就可以连续拧紧或卸开，且不会造成接头表面的任何损伤，接头的磨损只有在井内与井壁产生。本发明能够有效降低能耗、减轻工人劳动强度，同时极大缓解接头的磨损、提高钻杆的整体服役寿命、减少钻具和卡钻等事故发生的几率，从而提高钻井的工作效率，节约钻井成本。
一种具有轴向深沟槽耐磨接头的钻井用钻杆，包括杆体，杆体轴向两端分别设有直径大于杆体的公接头和母接头(与钻杆国家标准一致)，公接头底部设有带外螺纹的公接头连接部，母接头内部设有与公接头连接部相配合的内螺纹，公接头和母接头上周向分布有多个沿其轴向延伸的接头拧卸卡槽，相邻两个接头拧卸卡槽之间构成接头防磨凸棱，接头防磨凸棱上设置有耐磨材料或设有多处凸球冠安装盲孔，光滑耐磨凸球冠固连在凸球冠安装盲孔内，光滑耐磨凸球冠的冠部最高点与防磨凸棱外表面重合，杆体、公接头和母接头均为贯穿的空心结构。
本发明的有益效果：
1、本发明可提高钻杆的整体寿命，降低钻杆拧卸损耗能量，降低工人劳动强度，减少断钻具和卡钻事故发生的几率，提高钻井效率，节省钻井成本。
2、本发明的光滑耐磨凸球冠采用光滑超硬耐磨复合材料，具有极高的耐磨性与极低的研磨性。光滑耐磨凸球冠与凸球冠安装盲孔之间采用过盈配合，使其能够牢牢地固定在接头上。相邻的接头防磨凸棱上分布的凸球冠安装盲孔在周向上交错设置，使钻杆接头在回转时光滑耐磨凸球冠在接头轴向分布均匀且无间隙。
3、本发明的轴向接头拧卸卡槽结构在钻进时增大了钻杆接头与井壁间的过流面积，能够进一步促进钻井液的循环，也能为岩石破碎过程中产生的较大体积岩屑提供更大的上返空间，从而有效防止卡钻事故的发生，接头拧卸卡槽结构同时增大了套管与钻杆柱之间的空隙，减轻了钻杆柱的磨损程度。
4、本发明的接头拧卸卡槽与接头防磨凸棱连接处采用圆角过渡，有效减少了在连续自动拧卸钻杆过程中产生的应力集中，从而避免了钻杆自动拧卸过程中由于强度失效而使钻杆接头发生破坏的情况。
5、本发明的尺寸均采用国家标准，增强了本发明的通用性，由于由于公、母接头采用API钻杆内外螺纹，提高了此种钻杆与其他钻杆的通用性。
附图说明
图1为本发明整体结构示意图。
图2为图1中A-A的剖视图。
图3为图1中B-B的剖视图。
图4为图1中C处的放大图。
具体实施方式
一种具有轴向深沟槽耐磨接头的钻井用钻杆，包括杆体3，杆体3轴向两端分别设有直径大于杆体3的公接头1和母接头2(与钻杆国家标准一致)，公接头1底部设有带外螺纹的公接头连接部8，母接头2内部设有与公接头连接部8相配合的内螺纹9，公接头1和母接头2上周向分布有多个沿其轴向延伸的接头拧卸卡槽5，相邻两个接头拧卸卡槽5之间构成接头防磨凸棱4，接头防磨凸棱4上设置有耐磨材料或设有多处凸球冠安装盲孔7，光滑耐磨凸球冠6固连在凸球安装盲孔内7，光滑耐磨凸球冠6的冠部最高点与接头防磨凸棱外4表面重合，杆体3、公接头1和母接头2均为贯穿的空心结构。
更进一步而言，所述的光滑耐磨凸球冠6材料为光滑超硬耐磨复合材料，光滑耐磨凸球冠6与凸球冠安装盲孔7之间采用过盈配合，使其牢固在接头上。具有极高的耐磨性与极低的研磨性。光滑耐磨凸球冠与凸球冠安装盲孔之间采用过盈配合，使其能够牢牢地固定在接头上。
更进一步而言，相邻的接头防磨凸棱上分布的凸球冠安装盲孔在周向上交错设置，使钻杆接头在回转时光滑耐磨凸球冠在接头轴向分布均匀且无间隙。
更进一步而言，所述接头拧卸卡槽5深度与杆体3外壁相平。
更进一步而言，所述的接头防磨凸棱4与接头拧卸卡槽5过渡边缘设有光滑圆角。
更进一步而言，所述接头防磨凸棱4厚度为杆体3厚度的1/4。
更进一步而言，所述公接头连接部8的外螺纹与母接头内螺纹9采用API钻杆螺纹。
更进一步而言，所述的公接头连接部8为带外螺纹的锥形结构，所述的母接头2为内部带有内螺纹9的锥形槽结构。
本发明的工作原理及使用过程：
公接头1与相邻钻杆母接头2通过公接头连接部8的外螺纹与母接头2内螺纹9精准配段后，自动拧卸装置通过对接头拧卸卡槽5与接头防磨凸棱4的夹持作用，对相邻两根钻杆进行连续拧卸，达到固定连接钻杆的目的。接头拧卸卡槽5与接头防磨凸棱4过渡边缘设有光滑圆角，减少了在连续自动拧卸钻杆过程中产生的应力集中，从而避免了钻杆自动拧卸过程中由于强度失效而使钻杆接头发生破坏的情况。拧卸卡槽结构在钻进时增大了钻杆接头与井壁间的过流面积，能够进一步促进钻井液的循环，也能为岩石破碎过程中产生的较大体积岩屑提供更大的上返空间，从而有效防止卡钻事故的发生，接头拧卸卡槽结构同时增大了套管与钻杆柱之间的空隙，减轻了钻杆柱的磨损程度。光滑耐磨凸球冠采用光滑超硬耐磨复合材料，具有极高的耐磨性与极低的研磨性，相邻的接头防磨凸棱上分布的凸球冠安装盲孔在周向上交错设置，使钻杆接头在回转时光滑耐磨凸球冠在接头轴向分布均匀且无间隙，从而在起下钻和钻杆拧卸过程中不施加径向压力就可以连续拧紧或卸开，且不会造成接头表面的任何损伤，接头的磨损只有在井内与井壁产生。本发明能够有效降低能耗、减轻工人劳动强度，同时极大缓解接头的磨损、提高钻杆的整体服役寿命、减少钻具和卡钻等事故发生的几率，从而提高钻井的工作效率，节约钻井成本。

Claims (8)

1.一种具有轴向深沟槽耐磨接头的钻井用钻杆，其特征在于：包括杆体(3)，杆体(3)轴向两端分别设有直径大于杆体(3)的公接头(1)和母接头(2)(与钻杆国家标准一致)，公接头(1)底部设有带外螺纹的公接头连接部(8)，母接头(2)内部设有与公接头连接部(8)相配合的内螺纹(9)，公接头(1)和母接头(2)上周向分布有多个沿其轴向延伸的接头拧卸卡槽(5)，相邻两个接头拧卸卡槽(5)之间构成接头防磨凸棱(4)，接头防磨凸棱(4)上设置有耐磨材料或设有多处凸球冠安装盲孔(7)，光滑耐磨凸球冠(6)固连在凸球安装盲孔内(7)，光滑耐磨凸球冠(6)的冠部最高点与接头防磨凸棱外(4)表面重合，杆体(3)、公接头(1)和母接头(2)均为贯穿的空心结构。
2.根据权利要求1所述的一种具有轴向深沟槽耐磨接头的钻井用钻杆，其特征在于：所述的光滑耐磨凸球冠(6)材料采用光滑超硬耐磨复合材料，光滑耐磨凸球冠(6)与凸球冠安装盲孔(7)之间采用过盈配合，使其牢固在接头上。
3.根据权利要求1所述的一种具有轴向深沟槽耐磨接头的钻井用钻杆，其特征在于：相邻的接头防磨凸棱(4)上分布的凸球冠安装盲孔(7)在周向上交错设置。
4.根据权利要求1所述的一种具有轴向深沟槽耐磨接头的钻井用钻杆，其特征在于：所述接头拧卸卡槽(5)深度与杆体(3)外壁相平。
5.根据权利要求1所述的一种具有轴向深沟槽耐磨接头的钻井用钻杆，其特征在于：所述的接头防磨凸棱(4)与接头拧卸卡槽(5)过渡边缘设有光滑圆角。
6.根据权利要求1所述的一种具有轴向深沟槽耐磨接头的钻井用钻杆，其特征在于：所述接头防磨凸棱(4)厚度为杆体(3)厚度的1/4。
7.根据权利要求1所述的一种具有轴向深沟槽耐磨接头的钻井用钻杆，其特征在于：所述公接头连接部(8)的外螺纹与母接头内螺纹(9)采用API钻杆螺纹。
8.根据权利要求1所述的一种具有轴向深沟槽耐磨接头的钻井用钻杆，其特征在于：所述的公接头连接部(8)为带外螺纹的锥形结构，所述的母接头(2)为内部带有内螺纹(9)的锥形槽结构。
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