CN204212706U - 一种钻杆结构 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开一种钻杆结构，该结构包含接头，及与接头焊接连接的管体；接头与管体中分别设有管道，接头内的管道与管体内的管道相互贯通；管体包含：本体区；焊接区，其一端连接本体区，另一端连接接头；本体区和焊接区内管道的内径相同且均一；焊接区的外径大于本体区的外径，并与接头连接管体处的外径相适配。本实用新型在管体焊接区采用外加厚尺寸、内径不变的方式以加强焊区强度，外加厚工艺通过模具控制，尺寸精度控制难度较小，更易于加工，外加厚过渡部分长度可控性较好，从而使管体结构稳定，受力均匀，以减小内应力集中，解决管体加厚部分应力集中造成的失效断裂问题，提高钻杆使用寿命。

Description

一种钻杆结构

技术领域

本实用新型涉及一种高强度的石油钻杆，具体涉及一种新型内孔结构的高强度钻杆结构。

背景技术

目前，钻杆管体失效事故多产生于内外加厚过渡区部位的刺穿和断裂，属疲劳或腐蚀疲劳失效。导致此类事故的根本原因是钻杆内外加厚结构配合不合理，钻杆内加厚过渡区内末端存在一个高应力区（应力集中），加厚过渡区长度和加厚过渡区与管体交界处的圆弧半径对应力集中的严重程度影响很大。

如图1所示，常见API标准钻杆包含依次连接的接头1’和管体2’， 接头1’和管体2’通过焊接连接，所以接头1’和管体2’之间的连接处有焊缝3’。 接头1’和管体2’内设有贯通的管道。其中，管体2’端加厚部分结构为内外加厚，根据钻杆管体2’实际生产情况可知，管端内加厚尺寸精度较难控制，尤其在内加厚消失过渡部分，结构尺寸控制不稳定，内外加厚过渡部分结构配合不易控制，管体2’受力不均匀，容易产生应力集中而发生断裂失效。

实用新型内容

本实用新型提供一种钻杆结构，改进钻杆管体端部加厚部分内外加厚过渡结构，解决高强度钻杆管体加厚部分应力集中造成的失效断裂问题。

为实现上述目的，本实用新型提供一种钻杆结构，该结构包含接头，及与接头焊接连接的管体；接头与管体中分别设有管道，接头内的管道与管体内的管道相互贯通；

其特点是，上述管体包含：

本体区；

焊接区，其一端连接本体区，另一端连接接头；

上述本体区和焊接区内管道的内径相同且均一；

上述焊接区的外径大于本体区的外径，并与接头连接管体处的外径相适配。

上述焊接区的外径比本体区的外径大5至17毫米。

上述本体区与焊接区的连接处设有过渡区；

上述过渡区与焊接区连接一端的外径与焊接区的外径相适配，过渡区与本体区连接一端的外径与本体区的外径相适配，过渡区的外径由连接焊接区一端至连接本体区一端均匀减小；

过渡区的内径与本体区和焊接区的内径相同。

上述过渡区的长度为80至100毫米。

上述接头的管道内设有内径过渡部分；该内径过渡部分靠近管体的一端至远离管体的一端，内径过渡部分的内径均匀增大或均匀减小。

本实用新型一种钻杆结构和现有技术的石油钻杆相比，其优点在于，本实用新型在管体焊接区采用外加厚尺寸、内径不变的方式以加强焊区强度，外加厚工艺通过模具控制，尺寸精度控制难度较小，更易于加工，外加厚过渡部分长度可控性较好，从而使管体焊接区和过渡区结构稳定，管体受力均匀，解决高强度钻杆管体加厚部分应力集中造成的失效断裂问题；

本实用新型采用增大焊区外径，延长外加厚过渡部分长度，以达到减小过渡部分应力集中的目的；

本实用新型内径过渡部分设置于接头，将管体端部内径过渡部分转移至接头内部，因接头壁厚较大，可保证过渡部分强度满足使用要求，接头内孔为车加工成型，内径过渡部分尺寸更容易控制，可有效避免应力集中造成的管体断裂失效；

本实用新型保通过改进焊区内孔结构，保证管体外加厚部分平滑过渡，以减小内应力集中，提高钻杆使用寿命。

附图说明

图1为现有技术石油钻杆结构的结构示意图；

图2为本发明钻杆结构的结构示意图。

具体实施方式

以下结合附图，进一步说明本实用新型的具体实施例。

如图2所示，本实用新型公开了一种用于石油工业领域的高强度钻杆结构，该结构包含接头1，以及与接头1通过焊接轴向连接的管体2。接头1中沿其轴向设有管道，管体2中沿其轴向也设有管道，接头1内的管道与管体2内的管道相互贯通。接头1与管体2之间的焊接处留有焊缝3。

管体2包含有依次轴向连接的本体区21、过渡区23和焊接区22。焊接区22一端通过过渡区23连接本体区21，另一端与接头1焊接连接。

本体区21、过渡区23和焊接区22内管道的内径相同且均一，并且内壁平滑。

焊接区22的外径大于本体区21的外径，并且焊接区22的外径与接头1连接管体2处的外径相适配。过渡区23与焊接区22连接一端的外径与焊接区22的外径相适配，过渡区23与本体区21连接一端的外径与本体区21的外径相适配，过渡区23的外径由连接焊接区22一端至连接本体区21一端均匀减小。

本实用新型将管体2加厚部分改进为外加厚形式，为保证焊接区22强度，根据不同钻杆规格要求，在API 5DP标准要求基础上增大了管体2焊接区22外径5至17毫米，从而增加焊接区22管壁的厚度。同时还延长外加厚过渡部分，将过渡区23的长度延长至80至100毫米，以达到减小过渡部分应力集中的目的。

经实际生产验证，管端内加厚尺寸控制比较困难，而外加厚尺寸和延长外加厚过渡部分都通过模具控制，尺寸精度控制难度较小，更易于加工，外加厚过渡部分长度可控性较好。

进一步的，接头1的管道内设有内径过渡部分11；该内径过渡部分11由靠近管体2的一端至远离管体2的一端，内径过渡部分11的内径均匀增大或均匀减小。本实用新型这里将管体2端部内径过渡部分转移至接头1内部，因接头1壁厚较大，可保证过渡部分强度满足使用要求，同时接头1内的管道（内孔）为车加工成型，内径过渡部分11尺寸更容易控制，可有效避免应力集中造成的管体断裂失效。

尽管本实用新型的内容已经通过上述优选实施例作了详细介绍，但应当认识到上述的描述不应被认为是对本实用新型的限制。在本领域技术人员阅读了上述内容后，对于本实用新型的多种修改和替代都将是显而易见的。因此，本实用新型的保护范围应由所附的权利要求来限定。

Claims (5)

1.一种钻杆结构，该结构包含接头（1），及与接头（1）焊接连接的管体（2）；所述接头（1）与管体（2）中分别设有管道，接头（1）内的管道与管体（2）内的管道相互贯通；

其特征在于，所述管体（2）包含：

本体区（21）；

焊接区（22），其一端连接本体区（21），另一端连接所述接头（1）；

所述本体区（21）和焊接区（22）内管道的内径相同且均一；

所述焊接区（22）的外径大于本体区（21）的外径，并与所述接头（1）连接管体（2）处的外径相适配。

2.如权利要求1所述的钻杆结构，其特征在于，所述焊接区（22）的外径比本体区（21）的外径大5至17毫米。

3.如权利要求1所述的钻杆结构，其特征在于，所述本体区（21）与焊接区（22）的连接处设有过渡区（23）；

所述过渡区（23）与焊接区（22）连接一端的外径与焊接区（22）的外径相适配，过渡区（23）与本体区（21）连接一端的外径与本体区（21）的外径相适配，过渡区（23）的外径由连接焊接区（22）一端至连接本体区（21）一端均匀减小；

过渡区（23）的内径与本体区（21）和焊接区（22）的内径相同。

4.如权利要求3所述的钻杆结构，其特征在于，所述过渡区（23）的长度为80至100毫米。

5.如权利要求1所述的钻杆结构，其特征在于，所述接头（1）的管道内设有内径过渡部分（11）；该内径过渡部分靠近管体（2）的一端至远离管体（2）的一端，内径过渡部分（11）的内径均匀增大或均匀减小。