CN201265370Y - 一种气密封钻杆接头 - Google Patents

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CN201265370Y CNU2008200567182U CN200820056718U CN201265370Y CN 201265370 Y CN201265370 Y CN 201265370Y CN U2008200567182 U CNU2008200567182 U CN U2008200567182U CN 200820056718 U CN200820056718 U CN 200820056718U CN 201265370 Y CN201265370 Y CN 201265370Y
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袁鹏斌
王广群
帅亚民
周永其
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Abstract

本实用新型涉及属于油井管螺纹连接技术领域，尤其是一种气密封钻杆接头。它由具有第一台肩和内螺纹的内螺纹件以及具有第二台肩和外螺纹的外螺纹件构成，其特征在于：该第一台肩和第二台肩是相互匹配的锥形凸部和锥形凹槽。它主要解决现有产品中钻杆受到拉伸载荷的作用时，密封面上的接触压力就会显著下降，从而失去密封作用的技术问题，该钻杆接头吸收了普通API接头技术成熟、加工简便的优点，同时密封性能显著增强，它适合于在高压天然气井、高压及超高压油井等钻井条件下使用。

Description

一种气密封钻杆接头
技术领域
本实用新型涉及属于油井管螺纹连接技术领域，尤其是一种气密封钻杆接头。
背景技术
一根根的石油钻杆通过接头连接起来，形成长达数千米的钻柱。钻柱工作条件十分恶劣，受力情况非常复杂，接头是其中最为薄弱的环节。现有的钻杆接头是按照API SPEC7所规定的结构形式进行生产的，这种接头的结构如附图1所示，接头在使用时，靠外螺纹根部的直角台肩面与内螺纹端面的直角台肩互相挤压，形成密封。这种密封形式实际上产生的是轴向过盈配合，当钻杆受到拉伸载荷的作用时，密封面上的接触压力就会显著下降，从而失去密封作用。
为了弥补普通API钻杆接头在密封性能方面的这种缺陷，中国专利公开号为CN2809191Y，公开日为2006年8月23日，实用新型专利名称为“高密封高强度石油钻杆接头”，给出了一种能够增强钻杆接头密封性能的接头形式。这种接头由带有外螺纹的公接头和带有内螺纹的母接头配合而成，改进之处是公接头的根部台肩面和螺纹端面分别与母接头内螺纹的螺纹端面和根部台肩面紧密配合，形成双密封面。螺纹根部和端面与上述结合处之间各有一个环状闭合腔。与普通API钻杆接头相比，这种结构增加了一个密封面，密封可靠性增强。其缺点和不足之处是：1)内、外螺纹的根部台肩及端面都是直角台肩，所谓的双密封面所产生的都是轴向过盈配合，当接头受拉伸载荷时，双密封面上的接触压力均会显著下降，从而失去密封作用。2)这种接头对加工精度要求高，要保证两个密封面同时接触，有一定的难度。
中国专利公开号为CN2764923Y，公开日为2006年3月15日，实用新型专利名称为“双台肩气密封钻杆接头”，给出了一种能够进行气密封的钻杆接头形式。这种双台肩气密封接头具有一个外螺纹接头和一个内螺纹接头，其改进之处在于：在外螺纹接头的外台肩和外螺纹之间增加了轴向延伸的环形槽，内可嵌入聚四氟乙烯密封圈。接头使用时，内螺纹接头端面轴向延伸的镗孔部分挤压密封圈，使之发生弹性变形，从而起密封作用。这种结构明显增强了钻杆接头的密封性能，其缺点是聚四氟乙烯密封圈寿命短，尤其时当井底温度较高时，寿命更会显著下降。同时，在安装密封圈的地方会产生很高的应力集中，使接头容易从这里失效。
实用新型内容
本实用新型的目的在于提供一种气密封钻杆接头，主要解决现有产品中钻杆受到拉伸载荷的作用时，密封面上的接触压力就会显著下降，从而失去密封作用的技术问题，该钻杆接头吸收了普通API接头技术成熟、加工简便的优点，同时密封性能显著增强，它适合于在高压天然气井、高压及超高压油井等钻井条件下使用。
为解决上述技术问题，本发明的技术方案是：
一种气密封钻杆接头，它由具有第一台肩和内螺纹的内螺纹件以及具有第二台肩和外螺纹的外螺纹件构成，其特征在于：该第一台肩和第二台肩是相互匹配的锥形凸部和锥形凹槽。
所述的气密封钻杆接头，其特征在于：该第一台肩由外锥面与内锥面构成锥形凸部，该第二台肩由外锥面与内锥面构成锥形凹槽。
所述的气密封钻杆接头，其特征在于：外锥面与钻杆轴线的夹角α为75～81°，内锥面与钻杆轴线的夹角β为15～30°。
与现有技术相比，本实用新型的有益效果是：
1)本实用新型吸收了普通API钻杆接头的优点，易于加工和检测；
2)本实用新型接头的密封结构从现有技术中的一个轴向密封，增加为两个径向密封结构，密封性能显著增强。
附图说明
图1是现有API标准钻杆接头示意图。
图2是本实用新型的结构示意图。
具体实施方式
请参阅图2，它是本实用新型一种气密封钻杆接头。如图所示：它由具有第一台肩和内螺纹2的内螺纹件1以及具有第二台肩和外螺纹8的外螺纹件6构成，该第一台肩和第二台肩是相互匹配的锥形凸部和锥形凹槽。该第一台肩由外锥面4与内锥面3构成锥形凸部，该第二台肩由外锥面5与内锥面7构成锥形凹槽。外锥面4、5与钻杆轴线的夹角α为75～81°，内锥面3、7与钻杆轴线的夹角β为15～30°。
以下通过具体实施例进一步介绍本实用新型：
实施例1是用于Φ73.03×9.19mm 10.4lb/ft的钻杆，钢级为G105。内螺纹件及外螺纹件的几何尺寸包括外径、壁厚等均采用标准值，接头的材料也采用API标准材料，其屈服强度为827.4MPa。如图2所示，该钻杆接头的螺纹牙型为V-0.038R，锥度为1:6，螺距为4牙/25.4mm，具体尺寸完全符合API SPEC7标准对API NC31接头的规定。外锥面4、5与轴线之间的夹角α＝75°，内锥面3、7与轴线之间的夹角β＝30°。接头使用时外锥面4、5之间发生过盈配合，过盈量为0.15mm～0.35mm，内锥面3、7之间也发生过盈配合，直径方向的过盈量为0.25～0.45mm。这种接头的气密封能力可达到160MPa，而同样规格的API NC31钻杆接头，其液体密封能力才能够达到160MPa，不保证气密封能力，经验表明气密封能力大约为液体密封能力的1/2。
实施例2是用于Φ127×9.19mm 19.5lb/ft的钻杆，钢级为S135。内螺纹件及外螺纹件的几何尺寸包括外径、壁厚等均采用标准值，接头的材料也采用API标准材料，其屈服强度为827.4MPa。如图2所示，该实用新型钻杆接头的螺纹牙型为V-0.038R，锥度为1:6，螺距为4牙/25.4mm，具体尺寸完全符合API SPEC7标准对API NC31接头的规定。外锥面4、5与轴线之间的夹角α＝80°，内锥面3、7与轴线之间的夹角β＝25°。接头使用时外锥面4、5之间发生过盈配合，过盈量为0.20mm～0.40mm，内锥面3、7之间也发生过盈配合，直径方向的过盈量为0.30～0.55mm。这种接头的气密封能力可达到91.7MPa，而同样规格的API NC31钻杆接头，其液体密封能力才能够达到91.7MPa，不保证气密封能力，经验表明气密封能力大约为液体密封能力的1/2。
综上所述仅为本实用新型的较佳实施例而已，并非用来限定本实用新型的实施范围。即凡依本实用新型申请专利范围的内容所作的等效变化与修饰，都应为本实用新型的技术范畴。

Claims (3)

1、一种气密封钻杆接头，它由具有第一台肩和内螺纹(2)的内螺纹件(1)以及具有第二台肩和外螺纹(8)的外螺纹件(6)构成，其特征在于：该第一台肩和第二台肩是相互匹配的锥形凸部和锥形凹槽。
2、根据权利要求1所述的气密封钻杆接头，其特征在于：该第一台肩由外锥面(4)与内锥面(3)构成锥形凸部，该第二台肩由外锥面(5)与内锥面(7)构成锥形凹槽。
3、根据权利要求2所述的气密封钻杆接头，其特征在于：外锥面(4、5)与钻杆轴线的夹角α为75～81°，内锥面(3、7)与钻杆轴线的夹角β为15～30°。
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Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN101975032A (zh) * 2010-10-28 2011-02-16 华东理工大学 一种密封性能良好的高效抗扭钻杆接头
CN102628339A (zh) * 2012-04-25 2012-08-08 雷敏 矿用钻杆
CN111058780A (zh) * 2018-10-16 2020-04-24 宝山钢铁股份有限公司 一种气密封套管

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GR01 Patent grant
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Assignee: HAILONG PETROLEUM DRILLING TOOL (WUXI) CO., LTD.

Assignor: Shanghai Hailong Petroleum Pipe Material Institute

Contract fulfillment period: 2009.8.6 to 2014.4.30

Contract record no.: 2009320001486

Denomination of utility model: Gas-tight drill rod connector

Granted publication date: 20090701

License type: Exclusive license

Record date: 20090811

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Free format text: EXCLUSIVE LICENSE; TIME LIMIT OF IMPLEMENTING CONTACT: 2009.8.6 TO 2014.4.30; CHANGE OF CONTRACT

Name of requester: HAILONG PETROLEUM DRILLING TOOLS ( WUXI ) CO., LTD

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CX01 Expiry of patent term

Granted publication date: 20090701