CN115749630A - 一种钛合金钻杆高抗扭气密封特殊螺纹接头 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种钛合金钻杆高抗扭气密封特殊螺纹接头，包括公接头和母接头，所述公接头包括至少两节同轴分布的螺纹杆，至少两节螺纹杆的半径自首节至尾节逐节增大，相邻两节螺纹杆之间形成第一台肩，首节螺纹杆的端部形成鼻端；所述母接头包括至少两个同轴分布的螺纹孔。本发明通过在公接头和母接头上分别设置有至少两个螺纹杆和螺纹孔，相邻两个螺纹杆之间以及相邻两个螺纹孔之间形成台肩，至少两节螺纹连接结构形成鼻端、台肩以及尾端的至少三级气密结构，多级螺纹结构性能优于单级螺纹结构性能，提高抗扭强度和连接抗拉强度，多级金属气密结构，增强密封性能，性能可靠，从而满足了用性能的要求以油田作业的需求，具有很好的实用性。

Description

一种钛合金钻杆高抗扭气密封特殊螺纹接头

技术领域

本发明涉及钻杆接头领域，具体是一种钛合金钻杆高抗扭气密封特殊螺纹接头。

背景技术

随着石油行业的发展，石油开采钻井工况环境越来越复杂苛刻，对开采装备要求越来越高，现有装备已满足不了开采装备要求，例如大曲率超短半径水平井钻井、大位移水平井钻井、修井钻井等装备已满足不了要求，则需要适合于大曲率超短半径水平井的材料—钛合金钻杆来解决这些问题，那么钛合金钻杆连接问题也是非常关键和重要的，直接影响钻井使用的安全性，故开发一种钛合金钻杆高抗扭气密封特殊螺纹接头是本领域技术人员亟待解决的问题。

发明内容

本发明的目的在于提供一种钛合金钻杆高抗扭气密封特殊螺纹接头，以解决上述背景技术中提出的问题。

为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：

一种钛合金钻杆高抗扭气密封特殊螺纹接头，包括公接头和母接头，所述公接头包括至少两节同轴分布的螺纹杆，至少两节螺纹杆的半径自首节至尾节逐节增大，相邻两节螺纹杆之间形成第一台肩，首节螺纹杆的端部形成鼻端；

所述母接头包括至少两个同轴分布的螺纹孔，至少两个螺纹孔的半径自公接头的螺纹杆旋入方向逐个减少，相邻两个螺纹孔之间形成第二台肩；

所述螺纹杆与所述螺纹孔通过外螺纹和内螺纹相互紧固，所述第一台肩与第二台肩相贴合。

作为本发明进一步的方案：所述第一台肩和第二台肩均为内陷环肩结构。

作为本发明进一步的方案：所述第一台肩的倾斜角度为76°，所述第二台肩的倾斜角度为75°。

作为本发明进一步的方案：所述鼻端的周侧具有鼻端导向面，所述鼻端导向面为朝向远离鼻端方向半径逐渐增大的倾斜环面，鼻端导向面的倾斜角度为14°。

作为本发明进一步的方案：所述外螺纹和内螺纹均为4牙/in齿形，螺纹导向面角度均为15°～25°，螺纹承载面角度均为3°～8°。

作为本发明进一步的方案：所述螺纹杆和螺纹孔数量均为两个。

与现有技术相比，本发明的有益效果是：

本发明结构简单，使用方便，通过在公接头和母接头上分别设置有至少两个螺纹杆和螺纹孔，相邻两个螺纹杆之间以及相邻两个螺纹孔之间形成台肩，至少两节螺纹连接结构形成鼻端、台肩以及尾端的至少三级气密结构，多级螺纹结构性能优于单级螺纹结构性能，提高抗扭强度和连接抗拉强度，多级金属气密结构，增强密封性能，性能可靠，从而满足了用性能的要求以油田作业的需求，具有很好的实用性；

本发明通过将外螺纹和内螺纹均设置为4牙/in齿形，螺纹导向面角度均为15°～25°，螺纹承载面角度均为3°～8°，螺纹结构为倒钩形，从而增大螺纹连接强度，有效防止螺纹失效和滑脱。

附图说明

图1为钛合金钻杆高抗扭气密封特殊螺纹接头的结构示意图；

图2为钛合金钻杆高抗扭气密封特殊螺纹接头连接状态的局部示意图；

图3为钛合金钻杆高抗扭气密封特殊螺纹接头中鼻端的局部放大图；

图4为钛合金钻杆高抗扭气密封特殊螺纹接头中台肩的局部放大图；

图5为钛合金钻杆高抗扭气密封特殊螺纹接头中螺纹的局部放大图；

图中：钻杆1、公接头2、第一螺纹杆21、第一外螺纹21a、第二螺纹杆22、第二外螺纹22a、螺纹导向面22a1、螺纹承载面22a2、第一台肩23、鼻端24、鼻端导向面24a；母接头3、第一螺纹孔31、第一内螺纹31a、第二螺纹孔32、第二内螺纹32a、第二台肩33。

具体实施方式

为详细说明技术方案的技术内容、构造特征、所实现目的及效果，以下结合具体实施例并配合附图详予说明。

请参阅图1-2，本实施例，一种钛合金钻杆高抗扭气密封特殊螺纹接头，包括分别设置于钻杆1端部的公接头2和母接头3，所述公接头2和母接头3通过螺纹紧固连接，从而实现两根钻杆1的固定连接。

参阅图3-4，本实施例中，所述公接头2包括至少两节同轴分布的螺纹杆，至少两节螺纹杆的半径自首节至尾节逐节增大，相邻两节螺纹杆之间形成第一台肩23，首节螺纹杆的端部形成鼻端24，所述第一台肩23为内陷环肩结构，第一台肩23的倾斜角度a2优选为76°。所述鼻端24的周侧具有鼻端导向面24a，所述鼻端导向面24a为朝向远离鼻端24方向半径逐渐增大的倾斜环面，鼻端导向面24a的倾斜角度a1优选为14°。

所述母接头3包括至少两个同轴分布的螺纹孔，所述螺纹孔与公接头2中螺纹杆的数量相同，至少两个螺纹孔的半径自公接头2的螺纹杆旋入方向逐个减少，以使公接头2中的多节螺纹杆和母接头3中的多个螺纹孔对应配合。相邻两个螺纹孔之间形成第二台肩33，所述第二台肩33与第一台肩23对应配合，所述第二台肩33为内陷环肩结构，第二台肩33的倾斜角度a3优选为75°。

本发明的钛合金钻杆1螺纹接头通过在公接头2上设置有至少两节螺纹杆，在母接头3上设置有至少两个螺纹孔，螺纹杆与螺纹孔对应螺纹连接，使得公接头2和母接头3之间形成多级螺纹连接结构，至少两节螺纹连接结构形成鼻端24、台肩以及尾端的至少三级气密结构，其结构简单，多级螺纹结构性能优于单级螺纹结构性能，提高抗扭强度和连接抗拉强度，多级金属气密结构，增强密封性能，性能可靠，从而满足了用性能的要求以油田作业的需求，具有很好的实用性。

本实施例中，所述公接头2的螺纹杆有两节，分别包括第一螺纹杆21和第二螺纹杆22，第一螺纹杆21和第二螺纹杆22同轴分布，第二螺纹杆22位于首节，第一螺纹杆21位于末节，第一螺纹杆21的半径大于第二螺纹杆22半径，第二螺纹杆22的端部形成公接头2的鼻端24，第一螺纹杆21与第二螺纹杆22之间形成内陷环肩结构的第一台肩23。

相应的，所述母接头3的螺纹孔有两个，包括第一螺纹孔31和第二螺纹孔32，第一螺纹孔31的半径大于第二螺纹孔32半径，第一螺纹孔31和第二螺纹孔32之间形成第二台肩33。

使用时，对两根钻杆1进行连接时，将公接头2螺纹旋入母接头3内，第一螺纹孔31与第一螺纹杆21螺纹连接，第二螺纹孔32与第二螺纹杆22螺纹连接，第一台肩23与第二台肩33相互贴合，并在上述螺纹结构的头端，台肩部以及尾端形成三级气密结构，从而提高抗扭强度和连接抗拉强度，增强密封性能，性能可靠，从而满足了用性能的要求以油田作业的需求，具有很好的实用性。

参阅图5，公接头2上的第一螺纹杆21外周设置第一外螺纹21a，第二螺纹杆22的外周设置第二外螺纹22a，母接头3上的第一螺纹孔31内周设置第一内螺纹31a，第二螺纹孔32内周设置第二内螺纹32a。外螺纹与内螺纹相互咬合旋接。

为了增大螺纹的连接强度，并有效防止螺纹失效和滑脱现象，本实施例中，优选的，所述外螺纹和内螺纹的技术参数为：4牙/in齿形，螺纹导向面22a1角度a5均为15°～25°，螺纹承载面22a2角度a4均为3°～8°，螺纹结构为倒钩形。通过上述螺纹的设置，从而增大螺纹连接强度，有效防止螺纹失效和滑脱，保证两根钻杆1之间实现牢固的密封连接。

需要说明的是，在本文中，诸如第一和第二等之类的关系术语仅仅用来将一个实体或者操作与另一个实体或操作区分开来，而不一定要求或者暗示这些实体或操作之间存在任何这种实际的关系或者顺序。而且，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者终端设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者终端设备所固有的要素。在没有更多限制的情况下，由语句“包括……”或“包含……”限定的要素，并不排除在包括所述要素的过程、方法、物品或者终端设备中还存在另外的要素。此外，在本文中，“大于”、“小于”、“超过”等理解为不包括本数；“以上”、“以下”、“以内”等理解为包括本数。

尽管已经对上述各实施例进行了描述，但本领域内的技术人员一旦得知了基本创造性概念，则可对这些实施例做出另外的变更和修改，所以以上所述仅为本发明的实施例，并非因此限制本发明的专利保护范围，凡是利用本发明说明书及附图内容所作的等效结构或等效流程变换，或直接或间接运用在其他相关的技术领域，均同理包括在本发明的专利保护范围之内。

Claims (6)

1.一种钛合金钻杆高抗扭气密封特殊螺纹接头，包括公接头和母接头，其特征在于：所述公接头包括至少两节同轴分布的螺纹杆，至少两节螺纹杆的半径自首节至尾节逐节增大，相邻两节螺纹杆之间形成第一台肩，首节螺纹杆的端部形成鼻端；

所述母接头包括至少两个同轴分布的螺纹孔，至少两个螺纹孔的半径自公接头的螺纹杆旋入方向逐个减少，相邻两个螺纹孔之间形成第二台肩；

所述螺纹杆与所述螺纹孔通过外螺纹和内螺纹相互紧固，所述第一台肩与第二台肩相贴合。

2.根据权利要求1所述的钛合金钻杆高抗扭气密封特殊螺纹接头，其特征在于：所述第一台肩和第二台肩均为内陷环肩结构。

3.根据权利要求2所述的钛合金钻杆高抗扭气密封特殊螺纹接头，其特征在于：所述第一台肩的倾斜角度为76°，所述第二台肩的倾斜角度为75°。

4.根据权利要求1所述的钛合金钻杆高抗扭气密封特殊螺纹接头，其特征在于：所述鼻端的周侧具有鼻端导向面，所述鼻端导向面为朝向远离鼻端方向半径逐渐增大的倾斜环面，鼻端导向面的倾斜角度为14°。

5.根据权利要求1所述的钛合金钻杆高抗扭气密封特殊螺纹接头，其特征在于：所述外螺纹和内螺纹均为4牙/in齿形，螺纹导向面角度均为15°～25°，螺纹承载面角度均为3°～8°。

6.根据权利要求1所述的钛合金钻杆高抗扭气密封特殊螺纹接头，其特征在于：所述螺纹杆和螺纹孔数量均为两个。

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