CN202108426U - 一种大尺寸高钢级定向穿越用钻杆 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种大尺寸高钢级定向穿越用钻杆，包括管体和接头，所述管体由第一直管段、圆台管段和第二直管段组成，所述第二直管段连接接头；所述第一直管段、圆台管段和第二直管段外径相同，所述第一直管段的壁厚为8.36-10.02mm；所述第二直管段的壁厚为20.4-22.4mm，所述第二直管段的长度为80-100mm；所述圆台管段长度为120-180mm，所述圆台管段的内锥面与所述第一直管段连接处的过渡圆弧半径为200-260mm。所述第二直管段与接头通过摩擦焊的方式进行连接。本实用新型的钻杆与目前常规的S135钢级的168.28mm钻杆相比，重量仅增加了5％，而抗拉和抗矩性能增加了15％，具有更高的性能、质量比，有效的解决了穿越用钻杆对高性能，低重量钻具的要求。适用于油气输送管道过程中超长定向穿越钻井。

Description

一种大尺寸高钢级定向穿越用钻杆

技术领域

本实用新型涉及石油天然气领域，特别涉及一种大尺寸高钢级定向穿越用钻杆。

背景技术

目前，国内外在油气管道建设中，在管道经过河流和峡谷时，常常采用非开挖铺设管线技术，而其中水平定向钻(HDD，Horizontal Drictional Drilling)进技术得到了快速的发展和应用。在定向穿越施工中，采用的是专用的定向穿越用钻机，由于穿越的工况不一，施工条件(如铺管直径、长度、曲率半径、钻遇地层及障碍物、地面交通环境气候等)复杂多变，差异甚大。因此，施工对钻机能力以及与之相匹配的钻杆规格、结构、性能及其使用寿命要求甚严。在HDD施工中，钻杆直接影响工程的施工顺利与否。

定向穿越钻施工中钻杆的主要功用包括：(1)传递和调整钻机给予钻头的轴向压力。(2)传递钻进和扩孔时钻机对钻头施加的扭矩。(3)回扩和拖拉铺设管线时承受钻机施加的拉张力和扭矩。(4)承受经常扭卸钻杆接头时的扭应力，以及钻进时瞬间突然增大的扭矩。(5)承受钻头碎岩、钻具与孔壁摩擦产生的震动和冲击载荷，以及承受在弯曲钻孔内推拉与回转时的弯曲疲劳载荷等。钻杆受力情况很复杂，受载应力大，尤其是在扩孔器前后的几柱钻杆，受力工况最为复杂和苟刻，是整个穿越钻柱的薄弱位置和事故易发部位。目前，管道穿越用的钻杆与石油勘探与开发上所用的钻杆完全一样，没有专用的穿越用钻杆，常用的钻杆尺寸为127mm，139mm和168mm三种规格的钻杆，材料强度为S135钢级。

在实现本发明的过程中，发明人发现现有技术至少存在以下问题：现有技术中使用的钻杆拉伸和扭矩载荷满足不了特殊工况中工程设计所需的钻杆受载的安全设计指标，如超长定向穿越钻井，易在孔内发生钻杆折落事故，造成工程失败。

实用新型内容

本实用新型的目的是针对上述现有技术的缺陷，提供了一种能够满足超长定向穿越时对钻杆的拉伸和扭矩性能要求的大尺寸高钢级定向穿越用钻杆。

为了实现上述目的本实用新型采取的技术方案是：一种大尺寸高钢级定向穿越用钻杆，包括管体和接头，所述管体由第一直管段、圆台管段和第二直管段组成，所述第二直管段连接接头；所述第一直管段、圆台管段和第二直管段外径相同，所述第一直管段的壁厚为8.36-10.02mm；所述第二直管段的壁厚为20.4-22.4mm，所述第二直管段的长度为80-100mm；所述圆台管段长度为120-180mm，所述圆台管段的内锥面与所述第一直管段连接处的过渡圆弧半径为200-260mm。

所述第二直管段与接头通过摩擦焊的方式进行连接。

所述第一直管段的外径为171.8-183.8mm。

所述钻杆为钢级150ksi的钢管。

所述接头采用65/8FH钻杆接头。

本实用新型实施例提供的技术方案的有益效果是：

本实用新型的钻杆与目前常规的S135钢级的168.28mm钻杆相比，重量仅增加了5％，而抗拉和抗矩性能增加了15％，具有更高的性能、质量比，有效的解决了穿越用钻杆对高性能，低重量钻具的要求。适用于油气输送管道过程中超长定向穿越钻井。

附图说明

为了更清楚地说明本实用新型实施例的技术方案，下面将对实施例中使用的附图作一简单地介绍，显而易见地，下面所列附图仅仅是本实用新型的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1是本实用新型实施例提供的大尺寸高钢级定向穿越用钻杆剖面示意图；

附图中，各标号所代表的组件列表如下：

1.管体，10.第一直管段，11.圆台管段，12.第二直管段；

2.接头；

3.摩擦焊缝。

具体实施方式

为使本实用新型的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合附图对本实用新型实施方式作进一步地详细描述。

参见图1，一种大尺寸高钢级定向穿越用钻杆，包括管体1和接头2，管体1由第一直管段10、圆台管段11和第二直管段12组成，管体1一端内加厚燉粗形成圆台管段11和第二直管段12，第一直管段10、圆台管段11和第二直管段12外径相同；第二直管段12连接接头2；第一直管段10的外径为171.8-183.8mm，壁厚为8.36-10.02mm；第二直管段12壁厚为20.4-22.4mm，长度为80-100mm；圆台管段11的长度(圆台管段的高度)为120-180mm，圆台管段11的内锥面与第一直管段10连接处的过渡圆弧半径为200-260mm。

第二直管段12与接头2通过摩擦焊的方式进行连接，在第二直管段12与接头2处形成摩擦焊缝3；本实用新型的钻杆优选钢级150ksi的钢管。接头2采用65/8FH钻杆接头。

本实用新型提供的大尺寸的高钢级定向穿越专用钻杆，满足了越长定向穿越时对钻杆的拉伸和扭矩性能要求。管体的管端采用内加厚燉粗，通过摩擦焊的方式将接头与管体连接，形成钻杆。本实用新型的钻杆与目前常规的S135钢级的168.28mm钻杆相比，重量仅增加了5％，而抗拉和抗矩性能增加了15％，具有更高的性能、质量比，有效的解决了穿越用钻杆对高性能，低重量钻具的要求。

以上所述仅为本实用新型的较佳实施例，并不用以限制本实用新型，凡在本实用新型的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。

Claims (5)

1.一种大尺寸高钢级定向穿越用钻杆，包括管体和接头，其特征在于，所述管体由第一直管段、圆台管段和第二直管段组成，所述第二直管段连接接头；所述第一直管段、圆台管段和第二直管段外径相同，所述第一直管段的壁厚为8.36-10.02mm；所述第二直管段的壁厚为20.4-22.4mm，所述第二直管段的长度为80-100mm；所述圆台管段长度为120-180mm，所述圆台管段的内锥面与所述第一直管段连接处的过渡圆弧半径为200-260mm。

2.根据权利要求1所述的大尺寸高钢级定向穿越用钻杆，其特征在于，所述第二直管段与接头通过摩擦焊的方式进行连接。

3.根据权利要求1所述的大尺寸高钢级定向穿越用钻杆，其特征在于，所述第一直管段的外径为171.8-183.8mm。

4.根据权利要求1-3任一项所述的大尺寸高钢级定向穿越用钻杆，其特征在于，所述钻杆为钢级150ksi的钢管。

5.根据权利要求4所述的大尺寸高钢级定向穿越用钻杆，其特征在于，所述接头采用65/8FH钻杆接头。

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