CN116888340A - 具有改进应力分布的用于连接井下管件的联接器 - Google Patents
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Abstract
一种用于连接井下管件的联接器,包括:管状主体;阴型联接器部件;阳型联接器部件;以及形成在所述主体的外表面上阳型螺纹和形成在所述主体的内表面上的阴型螺纹中的至少一个螺纹,其中:所述至少一个螺纹具有包括牙顶、牙底以及一对牙侧的螺纹形式,该牙顶和牙底各自沿着所述螺纹形式的整个长度围绕相应的第一弧面半径Rb和第二弧面半径Rb‑T拱起,并且每个弧面半径Rb、Rb‑T大于所述联接器的外径;所述阳型螺纹具有弧面半径Rbm,并且所述阴型螺纹具有弧面半径Rbf;其特征在于:所述阳型螺纹的弧面半径与所述阴型螺纹的弧面半径的比值(Rbm/Rbf)在<1.0且≤1.1之间。
Description
技术领域
本公开总体上涉及一种用于钻柱联接器的弧面螺纹,并且特别地是、但不排它地是,本公开涉及一种用于冲击式凿岩的钻柱。
背景技术
EP 1 511 911/US 8,066,307公开了一种用于冲击式凿岩的钻机或钻柱的螺纹接头,其包括处在待连接在一起以形成钻柱的元件上的阳型螺纹和阴型螺纹,其特征在于,阳型螺纹和阴型螺纹具有梯形形状;螺纹沿着螺纹的长度具有锥形倾斜度,其锥角小于7度,并且在螺纹的牙侧和与螺纹的顶点相切的线之间的牙侧角小于45度。
US4121862公开了一种在螺纹的入口和出口处具有渐缩螺纹中径(pitchdiameters)的管件连接。US2006/118340公开了一种具有梯形形状和轻微锥形倾斜度的螺纹接头。
EP’911专利的锥形螺纹对于在其长度上均匀分布弯曲载荷而言不是最佳的,而且锥形螺纹也不会导致便利的联接时间和脱离联接时间。EP’911专利的锥形螺纹的耐磨性留下了改进的空间。EP3536894公开了一种弧面螺纹,其中螺纹的牙顶和牙底各自沿着螺纹形式的整个长度绕着相应的第一和第二弧面半径弯曲,并且每个弧面半径大于联接器的外径,这在承受弯曲载荷时提供了改进的联接器特性和刚度。然而,需要提供一种应力水平降低的联接器,使应力沿着螺纹的长度更均匀地分布,并且不存在高应力集中的区域。此外,期望的是提供一种联接器,该联接器沿着螺纹联接器的长度更均匀地磨损,降低过早断裂的风险,并且增加使用寿命。
发明内容
本公开总体上涉及一种用于钻柱联接件的弧面螺纹,并且特别地是、但不排它地是,涉及一种用于冲击式凿岩的钻柱的弧面螺纹。在一个实施例中,一种用于连接井下管件的联接器包括:管件主体;阴型联接器部件;阳型联接器部件;以及形成在主体的外表面上的阳型螺纹和形成在主体的内表面上的阴型螺纹中的至少一个螺纹。所述至少一个螺纹具有包括牙顶、牙底和一对牙侧的螺纹形式。所述牙顶和所述牙底各自围绕相应的第一和第二弧面半径弯曲。每个弧面半径大于联接器的外径,阳型螺纹具有弧面半径Rbm,并且阴型螺纹具有弧面半径Rbf;其特征在于,阳型螺纹的弧面半径与阴型螺纹的弧面半径的比值Rbm/Rbf>1.0且≤1.1,优选地是在1.01-1.05之间,更优选地是在1.01-1.03之间。换言之,Rbm和Rbf不应相等。
有利的是,这提供了一种螺纹联接器,其中,最大应力沿着螺纹长度减小。此外,在这一比值内,应力沿着螺纹长度最为均匀地分布,并且避免了在局部区域存在高应力的集中峰值。因此,沿着螺纹长度的磨损更均匀地发生,从而不太可能发生过早失效,部件的使用寿命也因此得以增加。
优选地是,每个弧面半径(Rb、Rb-T)在700-1900mm之间,优选地是在800-1700mm之间,甚至更优选地是在900-1500mm之间,甚至更优选地是在1050-1400mm之间,甚至更优选地是在1100-1300mm之间。有利的是,这实现了沿着螺纹长度的最低的可能平均应力。如果弧面半径太大,则螺纹像直螺纹那样作用,因此将不会具有优于直螺纹的足够技术优势。如果弧面半径太小,则应力将很难平衡,并且由此也将会增加应力。因此,由于弯曲时接触压力的均匀分布,使得沿着螺纹长度的磨损会更均匀地发生,从而不太可能会发生过早失效。
在该实施例的一个方面,每个牙侧都是直的,并且每个牙侧通过相应的弧连接到相邻的牙顶和/或牙底。
在该实施例的另一方面中,螺纹形式的与各弧面半径的弧垂直的中心线在所述至少一个螺纹的起点附近相对于联接器的纵向轴线以锐角的且几乎垂直的第一角度倾斜,并且在所述至少一个螺纹的终点附近相对于联接器的纵向轴线以第二角度倾斜,且第二角度小于第一角度。
在该实施例的另一方面,每个弧面半径是联接器的外径的至少5倍大。在该实施例的另一个方面,螺纹形式是不对称的。在该实施例的另一个方面,螺纹形式是梯形的。在该实施例的另一方面,该至少一个螺纹的扫角在1度和10度之间的范围内。在该实施例的另一个方面,牙顶和牙底是同心的。在该实施例的另一方面,牙底的弧长和牙顶的弧长相等。在该实施例的另一方面,牙底的弧长和牙顶的弧长不相等。
在该实施例的另一方面中,一种连接包括:具有阴型螺纹的阴型联接器部件;以及具有阳型螺纹并且被旋拧到阴型螺纹中的阳型联接器部件。当联接器处于压缩状态时,其中牙侧中的一个牙侧是接触牙侧,另一个牙侧是非接触牙侧。每个牙侧都是直的。每个螺纹形式具有与各相应的弧面半径的弧垂直的中心线。每个牙侧都具有相对于相应的中心线倾斜的牙侧角。每个接触牙侧角都大于相应的非接触牙侧角。
可选地是,每个非接触牙侧角小于45度。由于EP'911专利将牙侧角定义为从螺纹的顶点进行测量,因此EP'911的教导转化为大于45度的牙侧角。最小化非接触牙侧角有利于脱离联接,并且有利于脱离联接期间的冲击波传输。
在该实施例的另一个方面,每个联接器均由金属或合金制成。阳型联接器部件具有外径部分、具有所述阳型螺纹的直径减小部分、以及连接这两个部分的肩部。该肩部与阴型联接器部件的端部接合以形成金属对金属密封。
在该实施例的另一方面,一种用于冲击钻探的钻杆包括:钻杆主体;阴型联接器部件,其具有阴型螺纹并且被焊接到钻杆主体的第一端;以及阳型联接器部件,其具有阳型螺纹并且被焊接到钻杆主体的第二端。可选地是,所述联接器的外径在5厘米至20厘米之间的范围内,并且每个弧面半径大于一米。
在该实施例的另一方面,钻柱包括钻杆。
附图说明
现在将仅通过示例并参考附图来描述本发明的具体实施方式,在附图中:
图1示出了具有根据本公开的一个实施例的阳型联接器和阴型联接器的钻杆,每个联接器包括弧面螺纹。
图2A示出了用于设计弧面螺纹的弧面螺旋。图2B示出了弧面螺纹的参数;
图3A-图3G示出了弧面螺旋的公式;
图4示出了阳型弧面半径和阴型弧面半径的关系。
图5示出了阳型弧面螺纹的轮廓;
图6A和6B是图5的部分的放大图;
图7示出了阴型弧面螺纹的轮廓;
图8A和8B是图7的部分的放大图;
图9示出了被旋拧在一起的阳型联接器和阴型联接器。
图10a-c显示了使用Dang van准则(使用旋转弯曲作为载荷情况)捕获的安全系数图像。图10a显示了当Rbm/Rbf在优选范围内时的Dang van准则,而图10b和10c分别显示了当Rbm/Rbf高于和低于优选范围时的Dang van准则。
具体实施方式
图1示出了根据本公开的一个实施例的具有阴型联接器2和阳型联接器4的钻杆1,每个联接器包括相应的弧面螺纹2t、4t。钻杆1可以由金属或合金制成,诸如钢。钻杆1还可以被表面硬化,诸如通过渗碳。每个联接器2、4可以被附接(诸如被焊接5)到中间钻杆主体3,以便形成钻杆1的纵向端部。每个焊接5可以是无缝的,诸如摩擦焊接。钻杆1可以具有贯穿钻杆形成的流动孔。钻杆1可以具有6米的长度。
钻柱(未示出)可以通过将多个钻杆1连同在一端处的钻头和在另一端处的钻柄适配器旋拧在一起(图9)来形成。钻头和钻柄适配器还可以具有弧面螺纹2t、4t中的任一个。钻柱可以用于利用顶锤(未示出)或井下锤(未示出)进行冲击凿岩。如果使用井下锤,则该锤可以具有弧面螺纹2t、4t中的每个螺纹,以用于组装为钻柱的一部分。
替代性地是,钻杆1可以具有一对阳型联接器4,并且具有一对阴型联接器2的套筒(未示出)可以用于将一对钻杆连接在一起。替代性地是,弧面螺纹2t、4t可以用于连接其它类型的井下管件,诸如油田钻管、油田套管或衬管、油田生产油管或油田抽油杆。
阳型联接器部件4可以具有管件主体,该管件主体具有用于与钻杆主体3的下端连接的外径上侧部分、在其外表面中形成有外部阳型螺纹4t的直径减小的下侧部分、以及连接该上侧部分和该下侧部分的肩部4s。阳型联接器部件的上侧部分可以具有形成在其外表面中的多个扳手平坦部。在上侧部分中的流动孔可以包括喷嘴以及喉部的一部分。喉部可以延伸穿过肩部4s和下侧部分。
阴型联接器部件2可以具有管件主体,该管件主体具有用于与钻杆主体3的上端连接的下侧部分。阴型联接器部件2可以具有在其邻近其流动孔的内表面中形成的内部阴型螺纹2t。该流动孔可设定尺寸,用以容纳另一钻杆的阳型联接器部件4的直径减小的下侧部分(图9)。阳型联接器部件4可以被旋拧到阴型联接器部件2中,直到肩部4s邻接阴型联接器的顶部2p,从而形成用于隔离流动孔并将两个钻杆紧固在一起的金属对金属密封。阴型联接器部件2的流动孔可以包括邻近阴型螺纹2t的下端定位的扩散器。
替代性地是,阳型联接器部件4可以连接到钻杆主体3的上端,并且阴型联接器部件2可以连接到该钻杆主体的下端。在该替代性方案中,阳型联接器部件4的喷嘴将是扩散器,而阴型联接器部件2的扩散器将是喷嘴。
图2A示出了用于设计弧面螺纹2t、4t的弧面螺旋6。图2B示出了弧面螺纹2t、4t的参数。图3A-图3H示出了弧面螺旋6的公式。为了设计弧面螺纹2t、4t,可以利用钻杆1的尺寸来指定一个或多个螺纹参数,诸如起始直径D0、终点直径D1和(线性)长度L。一旦指定了螺纹参数,就可以利用图3A的公式计算弧面半径Rb。弧面半径Rb可以从中心点CP延伸并且可以限定阳型螺纹4t的牙顶和阴型螺纹2t的牙底。该螺纹参数可以被指定为使得弧面半径Rb大于联接器部件2、4的外径,诸如是联接器部件2、4的外径5倍或10倍大。联接器部件2、4的外径可以在5和20厘米之间的范围内,并且弧面半径Rb可以大于1米,诸如在1.05米和1.7米之间的范围内。
一旦计算出弧面半径Rb,就可以利用图3B的公式来计算扫角γ。扫角γ可以在1度和10度之间的范围内。一旦计算出扫角γ,就可以使用图3C-图3G的参数公式来生成弧面螺旋6。弧面螺旋6可用于限定弧面螺纹2t、4t的轮廓。在参数公式中,R(t)可以是该弧面螺旋绕钻杆1的纵向轴线GL的径向坐标。图3E-图3G的公式的约定可以是左旋螺纹为负的(已示出),并且右旋螺纹为正的。
阴型螺纹2t和阳型螺纹4t可以是互补的,使得一个钻杆1的阳型螺纹可以拧入另一钻杆的阴型螺纹中(图9)。为了便于螺纹2t、4t的拧紧和旋松,阳型螺纹4t和阴型螺纹2t可以是相似的,但不是彼此相同的镜像。上述设计过程可以对阴型螺纹2t执行一次,并且同样对阳型螺纹4t执行一次。阴型螺纹2t和阳型螺纹4t中的每一个都可以是双螺纹。
为了避免螺纹的局部区域中的应力集中,阳型螺纹上的弧面半径Rbm与阴型螺纹上的弧面半径Rbf的比值应是>1.0且≤1.1,优选地是在1.01至1.05之间,甚至更优选地是在1.01-1.03之间。
换言之,Rbm/Rbf=>1.0-1.1,优选地是1.01-1.05,更优选地是1.01-1.03。
图4示出了当阳型弧面半径和阴型弧面半径的比值在优选范围内时的一个示例。
如果该比值低于1.0,则在第一阳型螺纹20的区域中将存在高应力集中。这是一个问题,因为所有的负载将仅仅位于螺纹的起始部中,从而造成高应力集中并且可能会降低工具的寿命,并增加突然断裂的风险。如果该比值高于1.1,则在最末端的阳型螺纹22的区域中将存在高应力集中。这是一个问题,因为所有的负载都将施加到螺纹中的最末端的螺纹,并造成更高的应力集中,由此降低工具的寿命并且造成突然断裂的风险。如果比值被互换以使得阴型螺纹上的弧面半径大于阳型螺纹上的弧面半径,则这对应力具有不利影响。优选范围与其中实现尽可能最低的、最均匀分布的应力的比值范围有关。
优选地是,每个弧面半径(Rb、Rb-T)在700-1900mm之间,优选地是在800-1700mm之间,甚至更优选地是在900-1500mm之间,甚至更优选地是在1050-1400mm之间,甚至更优选地是在1100-1300mm之间。
替代性地是,弧面螺纹2t、4t可以是右旋螺纹。替代性地是,阴型螺纹2t和阳型螺纹4t中的每一个可以是单螺纹或三螺纹。
图5示出了阳型弧面螺纹4t的轮廓7m。图6A和图6B是图5的部分的放大图。一旦已经生成阳型螺纹4t的轮廓,就可以确定轮廓7m。轮廓7m可以在距肩部4s的间隔距离X0处开始。轮廓7m可以终止于其中该轮廓的牙顶与轴线G1相交的点处,所述轴线G1平行于纵向轴线GL且偏移至终点直径D1。扫角γ可以限定轮廓7m从起点到终点的弓形延伸并且可以在1度和10度之间的范围内。
具体参考图6A,轮廓7m的螺纹形式可以包括第一牙顶A1。所述螺纹形式可以具有梯形形状。第一牙顶A1可以是具有(外)弧面半径Rb的弧并且可以延伸到第二弧A2。中心线CL可以相对于偏移轴线G1以锐角的且几乎垂直的第一角度δ0倾斜。第二弧A2的半径可以小于外弧面半径Rb的百分之一。第二弧A2可以从第一牙顶A1延伸到非接触牙侧E1。第二弧A2可以与第一牙顶A1和非接触牙侧E1相切。
非接触牙侧E1可以是相对于中心线CL以第一牙侧角α倾斜的直线。第一牙侧角α可以在35度和55度之间的范围内,或者第一牙侧角可以小于45度。非接触牙侧E1可以从第二弧A2延伸到第三弧A3。第三弧A3的半径可以小于外弧面半径Rb的百分之一。第三弧A3可以从非接触牙侧E1延伸到第一牙底A4。第三弧A3可以与非接触牙侧E1和第一牙底A4相切。螺纹形式可以具有第一牙底A4和第二牙顶A7之间的高度T。第一牙底A4可以是具有内弧面半径Rb-T的弧,并且可以从第三弧A3延伸到第五弧A5。高度T可以小于外弧面半径Rb的百分之一,使得内弧面半径Rb-T也大于阳型联接器部件4的外径,如上面针对弧面半径所讨论的那样。第一牙底A4可以与第一牙顶A1同心。中心线CL可以垂直于每个弧面半径Rb、Rb-T的弧。
第五弧A5的半径可以小于弧面半径Rb的百分之一。第五弧A5可从第一牙底A4延伸到接触牙侧E2。第五弧A5可以与第一牙底A4和接触牙侧E2相切。接触牙侧E2可以是相对于中心线CL以第二牙侧角β倾斜的直线。第二牙侧角β可以在40度和45度之间的范围内。第一牙侧角α可以小于第二牙侧角β,从而产生不对称的螺纹形式。接触牙侧E2可以从第五弧A5延伸到第六弧A6。第六弧A6可以从接触牙侧E2延伸到第二牙顶A7。第六弧A6可与接触牙侧E2和第二牙顶A7相切。第二牙顶A7可以是具有外弧面半径Rb的弧。
所述螺纹形式可以具有在轮廓7m的起点和第二牙顶A7的中心之间的(弧长)螺距P。第一牙顶A1可以具有弧长X1,该弧长X1也可以等于第二牙顶A7的弧长的一半。第一牙底A4的弧长也可以等于弧长X1的长度的两倍。
替代性地是,牙顶和牙底可以具有不同的弧长。替代性地是,第二牙侧角可以小于45度。
具体参考图6B,由于轮廓7m围绕各弧面半径Rb、Rb-T的拱起,所述螺纹形式的在轮廓7m的终点附近的中心线CL可以相对于偏移轴线G1以小于第一角度δ0的第二锐角δ1倾斜。
图7示出了阴型弧面螺纹2t的轮廓8f。图8A和图8B是图7的部分的放大图。一旦已经生成阴型螺纹2t的轮廓,就可以确定轮廓7f。轮廓7f可以在距顶部2p的间隔距离X0处开始。轮廓7f可以终止于其中该轮廓的牙底与轴线G1相交的点,所述轴线G1平行于纵向轴线GL且偏离到终点直径D1。阴型轮廓7f的间隔距离X0可以与阳型轮廓7m的间隔距离略有不同。扫角γ可以限定轮廓7f从起点到终点的弓形范围,并且可以在1度和10度之间的范围内。
具体参考图8A,轮廓7f的螺纹形式可以包括第一牙底A1。该螺纹形式可以具有梯形形状。第一牙底A1可以是具有外弧面半径Rb的弧,并且可以延伸到第二弧A2。阴型轮廓7f的外弧面半径Rb可以与阳型轮廓7m的外弧面半径略有不同。中心线CL可以相对于偏移轴线G1以锐角的且几乎垂直的第一角度δ0倾斜。第二弧A2的半径可以小于外弧面半径Rb的百分之一。第二弧A2可以从第一牙底A1延伸到非接触牙侧E1。第二弧A2可以与第一牙底A1和非接触牙侧E1相切。非接触牙侧E1可以是相对于中心线CL以第一牙侧角α倾斜的直线。第一牙侧角α可以在35度和55度之间的范围内。
非接触牙侧E1可以从第二弧A2延伸到第三弧A3。第三弧A3的半径可以小于外弧面半径Rb的百分之一。第三弧A3可以从非接触牙侧E1延伸到第一牙顶A4。第三弧A3可以与非接触牙侧E1和第一牙顶A4相切。所述螺纹形式可以具有第一牙顶A4和第二牙底A7之间的高度T。第一牙顶A4可以是具有内弧面半径Rb-T的弧并且可以从第三弧A3延伸到第五弧A5。阴型轮廓7f的内弧面半径Rb-T可以与阳型轮廓7m的内弧面半径略有不同。如从第一牙顶A4的端点延伸的一对虚线所示,中心线CL可以延伸穿过第一牙顶A4的中点。中心线CL可以垂直于每个弧面半径Rb、Rb-T的弧。高度T可以小于外弧面半径Rb的百分之一,使得内弧面半径Rb-T也大于阴型联接器部件2的外径,如上面针对弧面半径所讨论的那样。
第五弧A5的半径可以小于外弧面半径Rb的百分之一。第五弧A5可以从第一牙顶A4延伸到接触牙侧E2。第五弧A5可以与第一牙顶A4和接触牙侧E2相切。接触牙侧E2可以是相对于中心线CL以第二牙侧角β倾斜的直线。第二牙侧角β可以在40度和45度之间的范围内。第一牙侧角α可以小于第二牙侧角β,从而产生不对称的螺纹形式。所述不对称的螺纹形式进一步通过在偏离中心线CL的点处相交的牙侧E1、E2的投影示出。阴型轮廓7f的第二牙侧角β可以与阳型轮廓7m的第二牙侧角稍微不同。接触牙侧E2可以从第五弧A5延伸到第六弧A6。第六弧A6可以从接触牙侧E2延伸到第二牙底A7。第六弧A6可以与接触牙侧E2和第二牙底A7相切。第二牙底A7可以是具有外弧面半径Rb的弧。
螺纹形式可以具有在轮廓7m的起点和第二牙底A7的中心之间的(弧长)螺距P。第一牙底A1可以具有弧长X1,该弧长X1也可以等于第二牙底A7的弧长的一半。阴型轮廓7f的弧长X1可以不同于阳型轮廓7m的弧长。第一牙顶A4也可以具有小于弧长X1的长度的两倍的弧长。
替代性地是,牙底和牙顶可以具有相同的弧长。
具体参考图8B,由于轮廓7m围绕每个弧面半径Rb、Rb-T的拱起,螺纹形式的在轮廓7m的终点附近的中心线CL可以相对于偏移轴线G1以小于第一角度δ0的第二锐角δ1倾斜。
参考接触牙侧E2和非接触牙侧E1是针对当钻柱处于压缩状态时进行钻探的情况。当将钻柱从所钻的孔中起钻并且拧下钻杆时,钻柱处于拉紧状态,并且接触牙侧E2变为非接触牙侧,并且非接触牙侧E1变为接触牙侧,如图9所示。
图9示出了被旋拧在一起的阳型联接器部件4和阴型联接器部件2。一旦已经生成螺纹形式7m、7f,则每个轮廓可以适合于创建相应的弧面螺纹4t、2t的几何形状,诸如通过对其截断来创建。每个螺纹2t、4t沿着纵向轴线GL的弧形曲率可以产生截头拱顶形状(frusto-ogive shape)。
图10a-c示出了使用Dang van准则捕获的安全系数图像,其用于阳型螺纹的弧面半径Rbm和阴型螺纹的弧面半径Rbf之间具有不同比值的联接器,其中将旋转弯曲作为负载情况,如下表1所示:
图 | Rbm | Rbf | Rbm:Rbf比值 | Dang van |
10a(本发明) | 1290 | 1265 | 1.020 | 7.45 |
10b(比较例) | 1151 | 1110 | 1.037 | 5.5 |
10c(比较例) | 1290 | 1305 | 0.989 | 6.1 |
表1:Dang van值
这些图像是使用Dang van准则捕获的。使用LS-Dyna中的隐式分析,使用nCode软件提取Dang van准则。随着Dang van准则值的降低,失效的风险也会增加。因此,颜色越深,意味着失效的风险越高。可以观察到的是,与Rbm/Rbf高于或低于优选范围时相比,当Rbm/Rbf在优选范围内时,失效的风险降低,此外,失效的风险也更均匀地分布。
Claims (18)
1.一种用于连接井下管件的联接器,包括:
管状主体;
阴型联接器部件(2);
阳型联接器部件(4);以及
如下螺纹中的至少一个螺纹:
形成在所述主体的外表面上的阳型螺纹(4t),以及
形成在所述主体的内表面中的阴型螺纹(2t),
其中:
所述至少一个螺纹具有包括牙顶(A1、A4、A7)、牙底(A1、A4、A7)和一对牙侧(E1、E2)的螺纹形式,
所述牙顶(A1、A4、A7)和所述牙底(A1、A4、A7)各自沿着所述螺纹形式的整个长度围绕相应的第一弧面半径(Rb)和第二弧面半径(Rb-T)拱起,并且
所述阳型螺纹(4t)具有弧面半径(Rbm),并且所述阴型螺纹(2t)具有弧面半径(Rbf);
其特征在于:
所述阳型螺纹的弧面半径与所述阴型螺纹的弧面半径的比值(Rbm/Rbf)>1.0且≤1.1。
2.根据权利要求1所述的联接器,其中,Rbm/Rbf在1.01和1.05之间。
3.根据权利要求1或2所述的联接器,其中,每个弧面半径(Rb、Rb-T)在700mm至1900mm之间。
4.根据前述权利要求中的任一项所述的联接器,其中:
每个牙侧(E1、E2)都是直的,并且
每个牙侧(E1、E2)通过相应的弧(A2、A3、A5、A6)连接到相邻的牙顶(A1、A4、A7)和/或牙底(A1、A4、A7)。
5.根据前述权利要求中的任一项所述的联接器,其中:
所述螺纹形式的与各弧面半径(Rb、Rb-T)的弧垂直的中心线(CL)在所述至少一个螺纹的起点附近相对于所述联接器的纵向轴线(GL)以锐角的且几乎垂直的第一角度(δ0)倾斜,并且在所述至少一个螺纹的终点附近相对于所述联接器的纵向轴线(GL)以第二角度(δ1)倾斜,并且
所述第二角度(δ1)小于所述第一角度(δ0)。
6.根据前述权利要求中的任一项所述的联接器,其中,每个弧面半径(Rb、Rb-T)是所述联接器的外径的至少5倍大。
7.根据前述权利要求中的任一项所述的联接器,其中,所述螺纹形式是不对称的。
8.根据前述权利要求中的任一项所述的联接器,其中,所述螺纹形式是梯形的。
9.根据前述权利要求中的任一项所述的联接器,其中,所述至少一个螺纹的扫角(γ)在1度和10度之间的范围内。
10.根据前述权利要求中的任一项所述的联接器,其中,所述牙底(A1、A4、A7)和所述牙顶(A1、A4、A7)是同心的。
11.根据前述权利要求中的任一项所述的联接器,其中,所述牙底(A1、A4、A7)的弧长和所述牙顶(A1、A4、A7)的弧长相等。
12.根据前述权利要求中的任一项所述的联接器,其中,所述牙底(A1、A4、A7)的弧长和所述牙顶(A1、A4、A7)的弧长不相等。
13.一种连接,所述连接包括:
根据前述权利要求中的任一项所述的阴型联接器部件(2),所述阴型联接器部件(2)具有阴型螺纹(2t);以及
根据前述权利要求中的任一项所述的阳型联接器部件(4),所述阳型联接器部件(4)具有阳型螺纹(4t)并且被旋拧到所述阴型螺纹(2t)中,
其中:
当所述阴型联接器部件(2)和所述阳型联接器部件(4)处于压缩状态时,所述牙侧(E1、E2)中的一个牙侧是接触牙侧(E2),并且另一个牙侧是非接触牙侧(E1),
每个牙侧都是直的,
每个螺纹形式具有与各相应的弧面半径(Rb、Rb-T)的弧垂直的中心线(CL),
每个牙侧具有相对于相应的所述中心线倾斜的牙侧角(α、β),并且
每个接触牙侧角(β)都大于相应的非接触牙侧角(α)。
14.根据权利要求13所述的连接,其中,每个非接触牙侧角小于45度。
15.根据权利要求14所述的连接,其中:
每个联接器均由金属或合金制成,
所述阳型联接器部件(4)具有外径部分、具有所述阳型螺纹的直径减小部分,以及连接所述两个部分的肩部(4s),并且
所述肩部(4s)与所述阴型联接器部件(2)的端部(2p)接合,以形成金属对金属密封。
16.一种用于冲击钻探的钻杆(1),包括:
钻杆主体(3);
根据权利要求1-12中的任一项所述的阴型联接器部件(2),所述阴型联接器部件(2)具有阴型螺纹(2t)并且被焊接到所述钻杆主体(3)的第一端;以及
根据权利要求1-12中的任一项所述的阳型联接器部件(4),所述阳型联接器部件(4)具有阳型螺纹(4t)并且被焊接到所述钻杆主体(3)的第二端。
17.根据权利要求16所述的钻杆,
其中,所述阴型联接器(2)和所述阳型联接器(4)的外径在5厘米到20厘米之间的范围内,并且
其中,每个弧面半径(Rb,Rb-T)大于一米。
18.一种钻柱,包括根据权利要求16或权利要求17所述的钻杆(1)。
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