CN114482877A - 一种组合式钻杆接头 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种组合式钻杆接头。该组合式钻杆接头，连接机构包括分别连接在钻杆两端的第一连接头和第二连接头，第一连接头的壁内设有环形卡接槽和油液分布机构，环形卡接槽和螺孔均与油液分布机构连通；第二连接头上设有和螺孔相配合的螺管部；该组合式钻杆接头，在连接时，辅助连接机构跟随螺管部移动，逐渐的插入环形卡接槽中，并最终插入油液分布机构的推送机构中，在插入推送机构的过程中，推送机构逐渐的将储油机构中的油液推送至螺孔、螺管部以及密封圈之间的间隙中，直至密封圈完全进入密封槽中，可以在螺纹间隙之间形成缓冲油层，配合辅助连接机构的连接，可以最大化的降低螺纹受损情况，使得钻杆接头的稳定性和强度大大提高。
Description
技术领域
本发明属于勘探部件技术领域，具体涉及一种组合式钻杆接头。
背景技术
钻杆是用于连接钻机地表设备和位于钻井底端钻磨设备或底孔装置的设备。
钻杆的用途是将钻探泥浆运送到钻头，并与钻头一起提高、降低或旋转底孔装置。
钻杆必须能够承受巨大的内外压、扭曲、弯曲和振动。在油气的开采和提炼过程中，钻杆可以多次使用。钻杆分为方钻杆、钻杆和加重钻杆三类。连接次序为方钻杆(1根)+钻杆(n根，由井深决定)+加重钻杆(n根，由钻具组合设计决定)。
钻杆接头是钻杆的组成部分，分公接头和母接头，连接在钻杆管体的两端。为增强接头的连接强度，在接头部位需要增加管体的壁厚，按加厚的方式可分为：内加厚、外加厚、内外加厚三种形式。接头上车有螺纹(粗扣)，用以连接各单根钻杆钻杆接头螺纹为带有密封台肩的锥管螺纹，台肩面旋紧起到密封作用，螺纹只起连接作用。加厚方式不同，对应的接头的螺纹扣型也不同。
而目前的接头在使用时，多是直接进行螺纹连接，在提升杆体时多是直接由丝扣螺纹处承力，容易对螺纹造成损伤而导致接头滑丝或断裂、脱落的情况出现，需进一步的对其进行改进。
发明内容
本发明的目的就在于为了解决上述问题而提供一种结构简单，设计合理的组合式钻杆接头。
本发明通过以下技术方案来实现上述目的：
一种组合式钻杆接头，包括用于连接若干个钻杆的连接机构，所述连接机构包括分别连接在钻杆两端的第一连接头和第二连接头，第一连接头和第二连接头螺纹连接；
所述第一连接头的中部设有螺孔以及和螺孔连通的第一通道，且第一连接头的一端设有与螺孔连通的密封槽，所述第一连接头的壁内设有环形卡接槽和油液分布机构，环形卡接槽和螺孔均与油液分布机构连通；
所述第二连接头上设有和螺孔相配合的螺管部，且螺管部的一端连接有若干个辅助连接机构，所述螺管部上套设有和密封槽相配合的密封圈，且第二连接头的中部设有第二通道；
当螺管部旋入螺孔中时，辅助连接机构一端插入环形卡接槽并卡接在油液分布机构中，用于驱动油液分布机构中存储的油液输入螺孔、螺管部以及密封圈之间的间隙中，并形成一缓冲油层。
作为本发明的进一步优化方案，所述油液分布机构包括储油机构以及推送机构，储油机构的输出端分别与推送机构和螺孔连通，推送机构和环形卡接槽连通，辅助连接机构的一端卡接在推送机构中，并通过推送机构驱动储油机构将油液输入螺孔、螺管部以及密封圈之间的间隙中。
作为本发明的进一步优化方案，所述推送机构包括设于环形卡接槽一侧内壁上的若干个L型液压通道、连接在L型液压通道靠近环形卡接槽的一端内壁上的限位架、贯穿限位架的连接杆、连接在连接杆一端的压板以及另一端的第二活塞件，所述L型液压通道和储油机构连通。
作为本发明的进一步优化方案，所述储油机构包括设于第一连接头壁内的环形储油腔室、与环形储油腔室连通的充油通道、与充油通道连通的密封孔、分别设于环形储油腔室两侧内壁上的储油通道和排油通道，储油通道和L型液压通道连通，排油通道和螺孔连通。
作为本发明的进一步优化方案，所述储油通道内设有传动杆，传动杆的一端延伸至L型液压通道并连接有第一活塞件，所述排油通道的内壁上连接有环形限位板，传动杆的另一端穿过环形限位板并连接有密封板，传动杆位于环形储油腔室内的杆体上连接有弧形限位板，弧形限位板和环形限位板之间连接有复位弹簧，复位弹簧套设在传动杆的外部。
作为本发明的进一步优化方案，所述弧形限位板和储油通道之间设有间隙，油液通过密封孔流入并依次流经充油通道、储油通道、L型液压通道内壁和第一活塞件之间形成的缓冲腔室以及排油通道内，所述密封孔内螺纹连接有密封螺丝。
作为本发明的进一步优化方案，所述环形卡接槽的另一侧内壁设有与辅助连接机构相配合的圆台状楔面。
作为本发明的进一步优化方案，所述辅助连接机构包括连接在螺管部一端的若干个形变杆、分别连接在形变杆两侧壁上楔块和卡块，卡块上连接有塑性件，楔块沿圆台状楔面做螺旋式移动并逐渐弯曲形变杆，使其一端向L型液压通道处移动。
作为本发明的进一步优化方案，所述螺管部的一端外壁上设有与密封板相配合的适配槽，密封板移动至适配槽时，排油通道和螺孔连通。
本发明的有益效果在于：本发明在进行钻杆连接时，第二连接头上的辅助连接机构跟随螺管部移动，逐渐的插入第一连接头的环形卡接槽中，并最终插入油液分布机构的推送机构中，在插入推送机构的过程中，推送机构逐渐的将储油机构中的油液推送至螺孔、螺管部以及密封圈之间的间隙中，直至密封圈完全进入密封槽中，可以在螺纹间隙之间形成缓冲油层，配合辅助连接机构的连接，可以最大化的降低螺纹受损情况，使得钻杆接头的稳定性和强度大大提高。
附图说明
图1是本发明的整体结构示意图；
图2是本发明的图1中A处放大图；
图3是本发明的图1中B处放大图；
图4是本发明的图1中C处放大图。
图中：1、钻杆；2、第一连接头；201、螺孔；202、密封槽；203、第一通道；3、第二连接头；301、螺管部；302、密封圈；303、第二通道；304、适配槽；4、环形卡接槽；401、圆台状楔面；5、辅助连接机构；501、形变杆；502、楔块；503、卡块；504、塑性件；6、油液分布机构；601、环形储油腔室；602、储油通道；603、L型液压通道；604、充油通道；605、排油通道；606、第一活塞件；607、传动杆；608、弧形限位板；609、密封板；610、环形限位板；611、复位弹簧；612、限位架；613、连接杆；614、压板；615、第二活塞件；616、密封孔；7、密封螺丝。
具体实施方式
下面结合附图对本申请作进一步详细描述，有必要在此指出的是，以下具体实施方式只用于对本申请进行进一步的说明，不能理解为对本申请保护范围的限制，该领域的技术人员可以根据上述申请内容对本申请作出一些非本质的改进和调整。
实施例1
如图1所示，一种组合式钻杆接头，包括用于连接若干个钻杆1的连接机构，连接机构包括分别连接在钻杆1两端的第一连接头2和第二连接头3，第一连接头2和第二连接头3螺纹连接；
第一连接头2的中部设有螺孔201以及和螺孔201连通的第一通道203，且第一连接头2的一端设有与螺孔201连通的密封槽202，第一连接头2的壁内设有环形卡接槽4和油液分布机构6，环形卡接槽4和螺孔201均与油液分布机构6连通；
第二连接头3上设有和螺孔201相配合的螺管部301，且螺管部301的一端连接有若干个辅助连接机构5，螺管部301上套设有和密封槽202相配合的密封圈302，且第二连接头3的中部设有第二通道303；
当螺管部301旋入螺孔201中时，辅助连接机构5一端插入环形卡接槽4并卡接在油液分布机构6中，用于驱动油液分布机构6中存储的油液输入螺孔201、螺管部301以及密封圈302之间的间隙中，并形成一缓冲油层。
其中，油液分布机构6包括储油机构以及推送机构，储油机构的输出端分别与推送机构和螺孔201连通，推送机构和环形卡接槽4连通，辅助连接机构5的一端卡接在推送机构中，并通过推送机构驱动储油机构将油液输入螺孔201、螺管部301以及密封圈302之间的间隙中。
需要说明的是，在进行钻杆1连接时，第二连接头3上的辅助连接机构5跟随螺管部301移动，逐渐的插入第一连接头2的环形卡接槽4中，并最终插入油液分布机构6的推送机构中，在插入推送机构的过程中，推送机构逐渐的将储油机构中的油液推送至螺孔201、螺管部301以及密封圈302之间的间隙中，直至密封圈302完全进入密封槽202中，可以在螺纹间隙之间形成缓冲油层，配合辅助连接机构5的连接，可以最大化的降低螺纹受损情况，使得钻杆1接头的稳定性和强度大大提高。
其中，如图2所示，推送机构包括设于环形卡接槽4一侧内壁上的若干个L型液压通道603、连接在L型液压通道603靠近环形卡接槽4的一端内壁上的限位架612、贯穿限位架612的连接杆613、连接在连接杆613一端的压板614以及另一端的第二活塞件615，L型液压通道603和储油机构连通。
需要说明的是，当辅助连接机构5进入环形卡接槽4后逐渐的移动至压板614处，并逐渐的对压板614施加压力，压板614在压力的作用下逐渐的向压力施加方向移动，并推动连接杆613和第二活塞件615同向移动，第二活塞件615在L型液压通道603内移动时，可向储油机构处施加压力，通过实际压力将储油机构中的油液逐渐的推送至螺孔201、螺管部301以及密封圈302之间的间隙中，形成一缓冲油膜，可以对螺管部301和螺孔201之间的螺纹进行摩擦缓冲，防止螺纹之间的压力增大而导致挤压变形或摩擦变形。
其中，如图2和图3所示，储油机构包括设于第一连接头2壁内的环形储油腔室601、与环形储油腔室601连通的充油通道604、与充油通道604连通的密封孔616、分别设于环形储油腔室601两侧内壁上的储油通道602和排油通道605，储油通道602和L型液压通道603连通，排油通道605和螺孔201连通；
储油通道602内设有传动杆607，传动杆607的一端延伸至L型液压通道603并连接有第一活塞件606，排油通道605的内壁上连接有环形限位板610，传动杆607的另一端穿过环形限位板610并连接有密封板609，传动杆607位于环形储油腔室601内的杆体上连接有弧形限位板608，弧形限位板608和环形限位板610之间连接有复位弹簧611，复位弹簧611套设在传动杆607的外部；
弧形限位板608和储油通道602之间设有间隙，油液通过密封孔616流入并依次流经充油通道604、储油通道602、L型液压通道603内壁和第一活塞件606之间形成的缓冲腔室以及排油通道605内，密封孔616内螺纹连接有密封螺丝7；
螺管部301的一端外壁上设有与密封板609相配合的适配槽304，密封板609移动至适配槽304时，排油通道605和螺孔201连通。
需要说明的是，第二活塞件615和第一活塞件606之间设有液压液，可为油液或其他液体，第二活塞件615移动时，推动液压液向第一活塞件606处施加压力，使得第一活塞件606向储油通道602处移动，第一活塞件606移动时带动传动杆607同向移动，并带动传动杆607上的弧形限位板608和密封板609同向移动，此时弧形限位板608压缩复位弹簧611，当密封板609进入适配槽304时，排油通道605和螺孔201连通，油液从排油通道605逐渐的流入螺孔201、螺管部301以及密封圈302之间的间隙中，形成一缓冲油膜，同时可将螺孔201、螺管部301以及密封圈302之间的间隙中存在的空气排出，直至密封圈302和密封槽202接触紧密时，油液充分的布满螺孔201、螺管部301以及密封圈302之间的间隙中，此时辅助连接机构5的一端完全卡进L型液压通道603。
其中，如图2和图4所示，环形卡接槽4的另一侧内壁设有与辅助连接机构5相配合的圆台状楔面401；
辅助连接机构5包括连接在螺管部301一端的若干个形变杆501、分别连接在形变杆501两侧壁上楔块502和卡块503，卡块503上连接有塑性件504，楔块502沿圆台状楔面401做螺旋式移动并逐渐弯曲形变杆501，使其一端向L型液压通道603处移动。
需要说明的是，辅助连接机构5在进入环形卡接槽4时跟随螺管部301做螺旋式移动过程，直至其一端连接的楔块502与圆台状楔面401接触时，楔块502在之后的移动过程中逐渐的向环形卡接槽4的一侧内壁处移动并弯曲形变杆501，使其一端弯曲变形，当卡块503上的塑性件504与环形卡接槽4的一侧内壁接触时开始形变并受压缩，处于蓄能状态，当卡块503快要移动至L型液压通道603处时，卡块503上的塑性件504向L型液压通道603处的压板614释能形变，因塑性件504是一个形变的过程，所以压板614的推动也是一个过程，可以使得上述的油液逐渐的通入螺孔201、螺管部301以及密封圈302之间的间隙中，直至密封圈302完全和密封槽202接触紧密时，塑性件504完全进入L型液压通道603内，形成一个限位，达到辅助连接的效果，可以在提升钻杆1时为螺纹处减少一定的作用力，以防止力完全作用在螺纹之间，同时配合缓冲油膜，可以更好的对螺纹进行保护，防止出现滑丝或断裂的情况出现。
需要说明的是，如图4所示，在形变杆501和适配槽304之间的区域是设置有一层密封胶圈的，其作用是油液进入螺纹之间的过程中，防止油液流入两个端头之间的间隙。
需要说明的是，该组合式钻杆1接头，在拆卸时，将密封孔616中的密封螺丝7旋出，并向充油孔内持续注入油液，当油液的量逐渐增多后，内部油液的压强增大并推动第一活塞件606反向移动并将压板614重新推回原位，此时，塑性件504逐渐的被压缩并从L型液压通道603移出，当塑性件504完全脱离L型液压通道603后，可以反向旋转第二连接头3使得螺管部301从螺孔201中脱离，达到分离拆卸的效果。
需要注意的是，在第一活塞件606反向移动时，复位弹簧611恢复原状并推动弧形限位板608移动，传动杆607以及密封板609同向移动，密封板609重新进入排油通道605中并将排油通道605和螺孔201之间隔断，第一连接头2和第二连接头3分离后，第一连接头2内的油液恢复原状，充满油液后重新将密封螺丝7旋入密封孔616即可，便于下次连接时使用。
本发明的描述中，需要理解的是，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多个该特征。在本发明的描述中，“多个”的含义是两个或两个以上，除非另有明确具体的限定。
在本发明中，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”、“固定”等术语应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或成一体；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通或两个元件的相互作用关系。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。
在本发明中，除非另有明确的规定和限定，第一特征在第二特征“上”或“下”可以是第一和第二特征直接接触，或第一和第二特征通过中间媒介间接接触。而且，第一特征在第二特征“之上”、“上方”和“上面”可是第一特征在第二特征正上方或斜上方，或仅仅表示第一特征水平高度高于第二特征。第一特征在第二特征“之下”、“下方”和“下面”可以是第一特征在第二特征正下方或斜下方，或仅仅表示第一特征水平高度小于第二特征。
尽管上面已经示出和描述了本发明的实施例，可以理解的是，上述实施例是示例性的，不能理解为对本发明的限制，本领域的普通技术人员在本发明的范围内可以对上述实施例进行变化、修改、替换和变型。
以上所述实施例仅表达了本发明的几种实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对本发明专利范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本发明的保护范围。
Claims (9)
1.一种组合式钻杆接头，包括用于连接若干个钻杆(1)的连接机构，其特征在于：所述连接机构包括分别连接在钻杆(1)两端的第一连接头(2)和第二连接头(3)，第一连接头(2)和第二连接头(3)螺纹连接；
所述第一连接头(2)的中部设有螺孔(201)以及和螺孔(201)连通的第一通道(203)，且第一连接头(2)的一端设有与螺孔(201)连通的密封槽(202)，所述第一连接头(2)的壁内设有环形卡接槽(4)和油液分布机构(6)，环形卡接槽(4)和螺孔(201)均与油液分布机构(6)连通；
所述第二连接头(3)上设有和螺孔(201)相配合的螺管部(301)，且螺管部(301)的一端连接有若干个辅助连接机构(5)，所述螺管部(301)上套设有和密封槽(202)相配合的密封圈(302)，且第二连接头(3)的中部设有第二通道(303)；
当螺管部(301)旋入螺孔(201)中时，辅助连接机构(5)一端插入环形卡接槽(4)并卡接在油液分布机构(6)中，用于驱动油液分布机构(6)中存储的油液输入螺孔(201)、螺管部(301)以及密封圈(302)之间的间隙中，并形成一缓冲油层。
2.根据权利要求1所述的一种组合式钻杆接头，其特征在于：所述油液分布机构(6)包括储油机构以及推送机构，储油机构的输出端分别与推送机构和螺孔(201)连通，推送机构和环形卡接槽(4)连通，辅助连接机构(5)的一端卡接在推送机构中，并通过推送机构驱动储油机构将油液输入螺孔(201)、螺管部(301)以及密封圈(302)之间的间隙中。
3.根据权利要求2所述的一种组合式钻杆接头，其特征在于：所述推送机构包括设于环形卡接槽(4)一侧内壁上的若干个L型液压通道(603)、连接在L型液压通道(603)靠近环形卡接槽(4)的一端内壁上的限位架(612)、贯穿限位架(612)的连接杆(613)、连接在连接杆(613)一端的压板(614)以及另一端的第二活塞件(615)，所述L型液压通道(603)和储油机构连通。
4.根据权利要求3所述的一种组合式钻杆接头，其特征在于：所述储油机构包括设于第一连接头(2)壁内的环形储油腔室(601)、与环形储油腔室(601)连通的充油通道(604)、与充油通道(604)连通的密封孔(616)、分别设于环形储油腔室(601)两侧内壁上的储油通道(602)和排油通道(605)，储油通道(602)和L型液压通道(603)连通，排油通道(605)和螺孔(201)连通。
5.根据权利要求4所述的一种组合式钻杆接头，其特征在于：所述储油通道(602)内设有传动杆(607)，传动杆(607)的一端延伸至L型液压通道(603)并连接有第一活塞件(606)，所述排油通道(605)的内壁上连接有环形限位板(610)，传动杆(607)的另一端穿过环形限位板(610)并连接有密封板(609)，传动杆(607)位于环形储油腔室(601)内的杆体上连接有弧形限位板(608)，弧形限位板(608)和环形限位板(610)之间连接有复位弹簧(611)，复位弹簧(611)套设在传动杆(607)的外部。
6.根据权利要求5所述的一种组合式钻杆接头，其特征在于：所述弧形限位板(608)和储油通道(602)之间设有间隙，油液通过密封孔(616)流入并依次流经充油通道(604)、储油通道(602)、L型液压通道(603)内壁和第一活塞件(606)之间形成的缓冲腔室以及排油通道(605)内，所述密封孔(616)内螺纹连接有密封螺丝(7)。
7.根据权利要求3所述的一种组合式钻杆接头，其特征在于：所述环形卡接槽(4)的另一侧内壁设有与辅助连接机构(5)相配合的圆台状楔面(401)。
8.根据权利要求7所述的一种组合式钻杆接头，其特征在于：所述辅助连接机构(5)包括连接在螺管部(301)一端的若干个形变杆(501)、分别连接在形变杆(501)两侧壁上楔块(502)和卡块(503)，卡块(503)上连接有塑性件(504)，楔块(502)沿圆台状楔面(401)做螺旋式移动并逐渐弯曲形变杆(501)，使其一端向L型液压通道(603)处移动。
9.根据权利要求7所述的一种组合式钻杆接头，其特征在于：所述螺管部(301)的一端外壁上设有与密封板(609)相配合的适配槽(304)，密封板(609)移动至适配槽(304)时，排油通道(605)和螺孔(201)连通。
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