CN202832275U - 一种可降低螺纹最大应力的新型钻铤 - Google Patents
一种可降低螺纹最大应力的新型钻铤 Download PDFInfo
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Abstract
本实用新型公开了一种可降低螺纹最大应力的新型钻铤，解决了现有标准钻铤失效部位主要集中在螺纹根部的第一扣处的问题；本申请的新型钻铤，与SY/T5144-1997标准钻铤相比，应力分散槽直径D减小8%~10%，钻铤的螺纹牙底圆弧半径R增加10%~15%，钻铤第一扣螺纹牙型高度减少30%~40%。通过增大钻铤的牙底圆弧半径R、减小了应力分散槽直径D、以及对螺纹的第一扣进行切削，有效地降低了集中于螺纹第一扣的最大应力，从而提高了钻铤的使用寿命。
Description
技术领域
本实用新型涉及一种石油钻具，具体的是一种新型的钻铤。
背景技术
在正常旋转钻井过程中，钻具的螺纹连接处要承受预紧、拉压、扭转、弯曲、内外压力等多种静载荷或动载荷。钻具螺纹接头处由于螺纹根部应力集中、上扣扭矩及工作载荷等因素的影响，使其成为钻柱的薄弱环节，且钻井过程中受到钻井泥浆和地层介质的腐蚀作用，所以在钻具钻进过程中钻具螺纹连接处经常发生断扣、刺扣和粘扣等钻柱失效事故，给钻井生产造成严重的经济损失。在这些钻柱失效事故中，失效类型主要为钻具螺纹接头处因疲劳而断裂，且失效部位主要是在外螺纹根部的第一扣处。
对于钻柱连接螺纹的失效分析及改进问题，吉林油田钻井服务公司的王文云等人以NC50钻铤连接螺纹为例，设计了双台肩钻具连接螺纹型式。采用这种螺纹连接方式，增加了螺纹的截面积，虽能提高螺纹的连接强度，但在钻柱实际工作状态下很难保证安装配合精度，并不能保证螺纹始终在双台肩下工作。
西南石油大学的朱荣东等人通过对公扣螺纹的应力分散槽的优化，降低了各螺纹的承载能力。但通过该分散槽的设计只能使各螺纹的整体应力分布水平下降，并不能有效改善第一扣的承载。
发明内容
本实用新型的目的是提供一种新型钻铤，可有效减少钻铤第一扣螺纹所承受的应力，避免产生疲劳裂纹，从而减少钻柱失效事故的发生。
为实现上述发明目的，本申请采用的技术方案是：一种可降低螺纹最大应力的新型钻铤，其本体结构执行SY/T 5144-1997标准，且本体的螺纹连接部带有应力分散槽，但应力分散槽直径D与SY/T 5144-1997标准上规定的应力分散槽直径相比减小8%~10%，钻铤的螺纹牙底圆弧半径R与SY/T 5144-1997标准上规定的螺纹牙底圆弧半径相比增加10%~15%，另外，钻铤第一扣螺纹牙型高度与SY/T 5144-1997标准上规定的第一扣螺纹牙型高度相比减少30%~40%。
有益效果：与现有标准钻铤相比，通过增大牙底圆弧半径R、减小应力分散槽直径D、以及对钻铤螺纹的第一扣进行切削，可有效降低集中于第一扣的最大应力，从而提高螺纹的使用寿命。
附图说明
图1是本实用新型的结构示意图。
具体实施方式
下面结合附图及具体的实施例对本申请作进一步的说明：
由图1所示：一种可降低螺纹最大应力和的新型钻铤，其本体1结构执行SY/T 5144-1997标准，且本体1的螺纹连接部带有应力分散槽2，但应力分散槽直径D与SY/T 5144-1997标准上规定的应力分散槽直径相比减小8%~10%，钻铤的螺纹牙底圆弧半径R与SY/T 5144-1997标准上规定的螺纹牙底圆弧半径相比增加10%~15%，另外，钻铤第一扣螺纹牙型高度L与SY/T 5144-1997标准上规定的第一扣螺纹牙型高度相比减少30%~40%。
实施例1
下面以Φ159钻铤（NC44）为例，说明按照本申请方法制造的钻铤，每扣牙底圆角半径R由标准中的0.965mm增至1.065mm、对第一扣螺纹牙型高度L为1.403mm，应力分散槽直径D由120.6mm减至110.6mm。
实施例1中的Φ159钻铤（NC44）的螺纹疲劳寿命和最大应力优化前后对比见表1和表2中的数据：
表1 不同螺纹参数优化前后疲劳分析数据对比表
表2 不同螺纹优化前后螺纹整体应力情况统计表
从以上表中的数据可以看出，通过增大Φ159钻铤（NC44）的牙底圆角半径R、减小了减应力槽直径D、以及对螺纹的第一扣进行切削，有效地降低了集中于第一扣的最大应力，从而提高了螺纹的疲劳寿命，经计算，外螺纹的最大等效应力下降40.36%，内螺纹的最大等效应力下降16.81%，疲劳试验表明该螺纹的疲劳寿命提高了44.1%。
Claims (1)
1.一种可降低螺纹最大应力的新型钻铤，其本体结构执行SY/T 5144-1997标准，且本体的螺纹连接部带有应力分散槽，其特征在于：所述应力分散槽直径D与SY/T 5144-1997标准上规定的应力分散槽直径相比减小8%~10%，钻铤的螺纹牙底圆弧半径R与SY/T 5144-1997标准上规定的螺纹牙底圆弧半径相比增加10%~15%，另外，钻铤第一扣螺纹牙型高度与SY/T 5144-1997标准上规定的第一扣螺纹牙型高度相比减少30%~40%。
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| CN 201220552888 CN202832275U (zh) | 2012-10-26 | 2012-10-26 | 一种可降低螺纹最大应力的新型钻铤 |
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Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN110847828A (zh) * | 2019-12-11 | 2020-02-28 | 库尔勒施得石油技术服务有限公司 | 钻具外螺纹应力分散槽及其修复方法 |
| CN112576594A (zh) * | 2020-12-07 | 2021-03-30 | 泰尔重工股份有限公司 | 一种大牙底圆角匀强度螺纹及其加工方法 |
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2012
- 2012-10-26 CN CN 201220552888 patent/CN202832275U/zh not_active Expired - Fee Related
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| CN110847828A (zh) * | 2019-12-11 | 2020-02-28 | 库尔勒施得石油技术服务有限公司 | 钻具外螺纹应力分散槽及其修复方法 |
| CN110847828B (zh) * | 2019-12-11 | 2021-03-02 | 库尔勒施得石油技术服务有限公司 | 钻具外螺纹应力分散槽及其修复方法 |
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