CN202348141U - 一种高抗扭钻杆接头螺纹 - Google Patents

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袁鹏斌
鲁喜宁
陈彪
焦文鸿
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SHANGHAI HILONG DRILL PIPE CO Ltd
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SHANGHAI HILONG DRILL PIPE CO Ltd
SHANGHAI HAILONG PETROLEUM PIPE MATERIAL INSTITUTE
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Abstract

本实用新型涉及油井管螺纹连接技术领域的钻杆接头螺纹，特别是一种高抗扭钻杆接头螺纹。它由设置在外螺纹接头上的外螺纹部和设置在内螺纹接头上的内螺纹部组成；其特征在于：所述的外螺纹部牙底圆弧半径为1.2mm。所述的内螺纹部的锥度为1:6，外螺纹部的锥度为1:6.23。它主要解决常规API螺纹易产生应力集中，发生疲劳断裂的缺点，它有利于应力沿螺纹长度方向均匀分布，大大提高了螺纹接头的抗扭能力。

Description

一种高抗扭钻杆接头螺纹
技术领域
本实用新型涉及油井管螺纹连接技术领域的钻杆接头螺纹，特别是一种高抗扭钻杆接头螺纹。
背景技术
石油钻杆在钻井作业中，服役条件苛刻，受力环境复杂，失效事故时有发生，给油田开发带来重大损失。钻杆失效的主要部位之一是接头连接螺纹处，这是由于螺纹的几何形状及应力集中效应所致，在复合交变应力作用下螺纹牙底部容易萌生疲劳裂纹，疲劳裂纹在循环应力和腐蚀作用下扩展，直至断裂。外螺纹接头的断裂常发生在从台肩算起第二个或第三个螺纹的根部，内螺纹接头的断裂常发生在最后啮合部位的螺纹处。
目前在油田中普遍使用的API接头螺纹（如图1），其内螺纹部4和外螺纹部3的锥度为1:6，由于其结构形式的缺陷，在使用过程中，公接头大端螺纹根部应力水平较高，应力集中很大，而应力集中是导致疲劳裂纹产生的一个重要原因。
实用新型内容
本实用新型的目的在于提供一种高抗扭钻杆接头螺纹，主要解决常规API螺纹易产生应力集中，发生疲劳断裂的缺点，它有利于应力沿螺纹长度方向均匀分布，大大提高了螺纹接头的抗扭能力。
为实现上述目的，本实用新型是这样实现的。
一种高抗扭钻杆接头螺纹，它由设置在外螺纹接头上的外螺纹部和设置在内螺纹接头上的内螺纹部组成；其特征在于：所述的外螺纹部牙底圆弧半径为1.2mm。
所述的高抗扭钻杆接头螺纹，其特征在于：所述的内螺纹部的锥度为1:6，外螺纹部的锥度为1:6.23。
与现有技术相比，本实用新型有显著进步，具体表现在：采用该新型螺纹的接头前三牙螺纹应力可比常规接头降低30%以上，应力沿螺纹长度方向分布更均匀，抗扭强度可提高13%左右。该钻杆接头适用于高压天然气井、深井、超深井、定向井、水平井、大斜度井等高难度高压及超高压油气井中。
附图说明
图1是普通API标准接头螺纹结构示意图。其中3：外螺纹部，4：内螺纹部。
图2是本实用新型螺纹结构示意图。其中1：外螺纹部，2：内螺纹部。
具体实施方式
请参阅图2，本实用新型公开了一种高抗扭钻杆接头螺纹。如图所示：它由设置在外螺纹接头上的外螺纹部1和设置在内螺纹接头上的内螺纹部2组成；所述的外螺纹部1牙底圆弧半径为1.2mm。所述的内螺纹部2的锥度为1:6，外螺纹部1的锥度为1:6.23。
将本实用新型的结构用于HLDS-38型钻杆接头，HLDS-38型双台肩接头可与API接头互换使用，其具体参数为：外径D=127mm，内径d=61.9mm，中径C=96.72mm，弹性模量206000MPa，泊松比0.29，初始屈服强度827.4MPa。由于内外螺纹部锥度不一样，在上紧扣时，中径相同的情况下，小端螺纹将产生过盈，过盈量为0.23mm（半径方向），大端螺纹也有少量过盈。经分析，这种过盈量下的螺纹接头受力变形严重，无实用价值。因此通过有限元分析，选择了最佳中径值。有限元结果表明，螺纹通过外螺纹接头上更平坦的锥度，大大改善了接头的整体受力情况，有利于应力沿螺纹长度方向均匀分布，降低了前几牙螺纹上的应力，改善了螺纹处和主台肩转角处的应力集中现象。
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 (2)

1.一种高抗扭钻杆接头螺纹，它由设置在外螺纹接头上的外螺纹部（1）和设置在内螺纹接头上的内螺纹部（2）组成；其特征在于：所述的外螺纹部（1）牙底圆弧半径为1.2mm。
2.根据权利要求1所述的高抗扭钻杆接头螺纹，其特征在于：所述的内螺纹部（2）的锥度为1:6，外螺纹部（1）的锥度为1:6.23。
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Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN103216197A (zh) * 2013-04-28 2013-07-24 江苏曙光石油钻采设备有限公司 快旋式石油钻杆接头螺纹强化结构
CN108756771A (zh) * 2018-08-02 2018-11-06 上海海隆石油管材研究所 一种管柱螺纹连接结构

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