CN208073372U - 一种高扭矩高抗疲劳型螺纹接头 - Google Patents

Abstract

一种高扭矩高抗疲劳型螺纹接头，包括具有外螺纹外台肩、外螺纹段和外螺纹外端面的外螺纹接头，以及具有内螺纹内端面、内螺纹段和内螺纹外台肩的内螺纹接头；其特征在于：所述外螺纹段与内螺纹段完全螺合后在二者之间形成接触面，所述接触面形成前段不完整螺纹啮合段、中段完整螺纹啮合段和后段不完整螺纹啮合段，该三段区域内的螺纹牙具有不同的牙高，所述的外螺纹段和内螺纹段采用不同锥度。它克服了螺纹接头在钻井条件越来越苛刻，水平井，水平超深井水平长度的不断增加的基础上易疲劳、易耗损的技术问题，使接头螺纹扭矩容量得以增加，接头螺纹的疲劳性能也随之提高。

Description

一种高扭矩高抗疲劳型螺纹接头

技术领域

本实用新型涉及在油井或气井的钻探和开采过程中使用的螺纹接头，特别是一种高扭矩高抗疲劳型螺纹接头。

背景技术

在油井或气井的钻探和开采过程中使用的螺纹接头，一般多采用美国石油学会（American Petroleum Institute，又称API）制定的API标准生产制造。在API螺纹接头的基础上，国内外各大厂家相继研发出了双台肩钻杆接头螺纹，超高抗扭双台肩钻杆接头螺纹，但这些接头由于受到API螺纹锥度、接头整体结构和三角形螺纹牙形设计思路的约束，无法满足现有更高扭矩能力更高疲劳性能螺纹接头的要求。因此就必须开发出一种全新的螺纹牙形和锥度的高扭矩高抗疲劳寿命的螺纹接头。

实用新型内容

本实用新型的目的在于提供一种全新的高扭矩高抗疲劳型螺纹接头，主要突破原有牙形及螺纹锥度的设计思路的局限，解决前述现有技术所存在的技术问题，克服了螺纹接头在钻井条件越来越苛刻，水平井，水平超深井水平长度的不断增加的基础上易疲劳、易耗损的技术问题，使接头螺纹扭矩容量得以增加，接头螺纹的抗疲劳性能也随之提高。

为实现上述目的，本实用新型的技术方案是：

一种高扭矩高抗疲劳型螺纹接头，它包括具有外螺纹外台肩、外螺纹段和外螺纹外端面的外螺纹接头，以及具有内螺纹内端面、内螺纹段和内螺纹外台肩的内螺纹接头；其特征在于：所述的外螺纹段和内螺纹段的螺纹牙型采用月形螺纹牙型，所述的外螺纹段和内螺纹段采用不同锥度。

该外螺纹段的月形外螺纹牙型的外螺纹导向面为凸起的样条曲线，外螺纹承载面为凹进去的样条曲线；外螺纹牙顶和外螺纹牙底均为直线，且平行于外螺纹母线；外螺纹导向面与外螺纹牙底通过外螺纹导向面牙底过渡圆弧圆滑过渡连接起来；外螺纹导向面与外螺纹牙顶通过外螺纹导向面牙顶过渡圆弧圆滑过渡连接起来；外螺纹承载面与外螺纹牙底通过外螺纹承载面牙底过渡圆弧圆滑过渡连接起来；外螺纹承载面与外螺纹牙顶通过外螺纹承载面牙顶过渡圆弧圆滑过渡连接起来；该内螺纹段的月形外螺纹牙型内螺纹导向面为凹进去的样条曲线，内螺纹承载面为凸出来的样条曲线；内螺纹牙底和内螺纹牙顶均为直线，且平行于外螺纹母线；内螺纹导向面与内螺纹牙顶通过内螺纹导向面牙顶过渡圆弧圆滑过渡连接起来；内螺纹导向面与内螺纹牙底通过内螺纹导向面牙底过渡圆弧圆滑过渡连接起来；内螺纹承载面与内螺纹牙顶通过内螺纹承载面牙顶过渡圆弧圆滑过渡连接起来；内螺纹承载面与内螺纹牙底通过内螺纹承载面牙底过渡圆弧圆滑过渡连接起来。

该内螺纹段的锥度与外螺纹段的锥度的比值大于1。内螺纹段的锥度范围为1:4~1:36，外螺纹段的锥度范围为1:（4+t）~1:（36+t），t的范围为0.06~0.36。

本实用新型具有如下优点：本实用新型突破API固有三角形螺纹牙形设计思路，采用月形螺纹牙型，使螺纹牙的导向面和承载面面积大幅增大，螺纹牙底具更大更优化的平底大圆弧牙底，加之内外螺纹不同锥高，有效缓解机紧上扣后，内外螺纹不完整螺纹牙处的应力水平，提高了接头螺纹整体扭矩能力，在内、外螺纹啮合连接后，能大大的增加啮合后的牢固度，增加接头螺纹扭矩容量，提高接头螺纹的疲劳性能，降低螺纹接头的坏损概率及期限，降低了生产能耗，节约了生产成本。

附图说明

图1是本实用新型中一种高扭矩高抗疲劳型螺纹接头内外螺纹配合图；

图2是本实用新型中一种高扭矩高抗疲劳型螺纹接头内、外螺纹段采用的月形螺纹牙形图

图中：1-外螺纹接头，2-内螺纹接头，3-外螺纹外端面，4-外螺纹外台肩，5-内螺纹内端面，6-内螺纹外台肩，7-外螺纹段，8-内螺纹段，W-外螺纹牙形，W1-外螺纹导向面，W2-外螺纹承载面，W3-外螺纹牙顶，W4-外螺纹牙底，W5-外螺纹承载面牙顶过渡圆弧，W6-外螺纹导向面牙顶过渡圆弧，W7-外螺纹导向面牙底过渡圆弧，W8-外螺纹承载面牙底过渡圆弧；N-内螺纹牙形，N 1-内螺纹导向面，N 2-内螺纹承载面，N 3-内螺纹牙底，N 4-内螺纹牙顶，N 5-内螺纹承载面牙底过渡圆弧，N 6-内螺纹导向面牙底过渡圆弧，N 7-内螺纹导向面牙顶过渡圆弧，N 8-内螺纹承载面牙顶过渡圆弧。

具体实施方式

下面结合附图对本实用新型作进一步的描述。

请参阅图1，本实用新型公开了一种高扭矩高抗疲劳型螺纹接头，它包括具有外螺纹外台肩3、外螺纹段7和外螺纹外端面4的外螺纹接头1，以及具有内螺纹内端面5、内螺纹段8和内螺纹外台肩6的内螺纹接头2；其特征在于：所述的外螺纹段7和内螺纹段8的螺纹牙型采用月形螺纹牙型，所述的外螺纹段7和内螺纹段8采用不同锥度。

请参阅图2，所述的外螺纹段的月形外螺纹牙型W的外螺纹导向面W1为凸起的样条曲线，外螺纹承载面W2为凹进去的样条曲线；外螺纹牙顶W3和外螺纹牙底W4均为直线，且平行于外螺纹母线；外螺纹导向面W1与外螺纹牙底W4通过外螺纹导向面牙底过渡圆弧W7圆滑过渡连接起来；外螺纹导向面W1与外螺纹牙顶W3通过外螺纹导向面牙顶过渡圆弧W6圆滑过渡连接起来；外螺纹承载面W2与外螺纹牙底W4通过外螺纹承载面牙底过渡圆弧W8圆滑过渡连接起来；外螺纹承载面W2与外螺纹牙顶W3通过外螺纹承载面牙顶过渡圆弧W5圆滑过渡连接起来；该内螺纹段的月形外螺纹牙型N内螺纹导向面N1为凹进去的样条曲线，内螺纹承载面N2为凸出来的样条曲线；内螺纹牙底N3和内螺纹牙顶N4均为直线，且平行于外螺纹母线；内螺纹导向面N1与内螺纹牙顶N4通过内螺纹导向面牙顶过渡圆弧N7圆滑过渡连接起来；内螺纹导向面N1与内螺纹牙底N3通过内螺纹导向面牙底过渡圆弧N6圆滑过渡连接起来；内螺纹承载面N2与内螺纹牙顶N4通过内螺纹承载面牙顶过渡圆弧N8圆滑过渡连接起来；内螺纹承载面N2与内螺纹牙底N3通过内螺纹承载面牙底过渡圆弧N5圆滑过渡连接起来。内、外螺纹通过采用月形螺纹牙形的设计，能大大的增加啮合后的牢固度。，

请参阅图1、2，优选的，内螺纹段8的锥度与外螺纹段7的锥度的比值大于1；内螺纹段8的锥度范围为1:4~1:36，外螺纹段7的锥度范围为1:（4+t）~1:（36+t），t的范围为0.06~0.36；在实际运用中，外螺纹段的比值亦可大于内螺纹段锥度之比值。采用内、外螺纹段的不同锥度设计，可以增加接头螺纹扭矩容量，提高接头螺纹的疲劳性能。

本实用新型通过采用月形螺纹牙形及内、外螺纹段的锥度不同，在内、外螺纹啮合连接后，能大大的增加啮合后的牢固度，增加接头螺纹扭矩容量，提高接头螺纹的疲劳性能，降低螺纹接头的坏损概率及期限，降低了生产能耗，节约了生产成本。

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)

1.一种高扭矩高抗疲劳型螺纹接头，包括具有外螺纹外台肩（3）、外螺纹段（7）和外螺纹外端面（4）的外螺纹接头（1），以及具有内螺纹内端面（5）、内螺纹段（8）和内螺纹外台肩（6）的内螺纹接头（2）；其特征在于：所述的外螺纹段（7）和内螺纹段（8）的螺纹牙型采用月形螺纹牙型，所述的外螺纹段（7）和内螺纹段（8）采用不同锥度。

2.根据权利要求1所述的高扭矩高抗疲劳型螺纹接头，其特征在于：该外螺纹段的月形外螺纹牙型（W）的外螺纹导向面（W1）为凸起的样条曲线，外螺纹承载面（W2）为凹进去的样条曲线；外螺纹牙顶（W3）和外螺纹牙底（W4）均为直线，且平行于外螺纹母线；外螺纹导向面（W1）与外螺纹牙底（W4）通过外螺纹导向面牙底过渡圆弧（W7）圆滑过渡连接起来；外螺纹导向面（W1）与外螺纹牙顶（W3）通过外螺纹导向面牙顶过渡圆弧（W6）圆滑过渡连接起来；外螺纹承载面（W2）与外螺纹牙底（W4）通过外螺纹承载面牙底过渡圆弧（W8）圆滑过渡连接起来；外螺纹承载面（W2）与外螺纹牙顶（W3）通过外螺纹承载面牙顶过渡圆弧（W5）圆滑过渡连接起来；该内螺纹段的月形外螺纹牙型（N）内螺纹导向面（N1）为凹进去的样条曲线，内螺纹承载面（N2）为凸出来的样条曲线；内螺纹牙底（N3）和内螺纹牙顶（N4）均为直线，且平行于外螺纹母线；内螺纹导向面（N1）与内螺纹牙顶（N4）通过内螺纹导向面牙顶过渡圆弧（N7）圆滑过渡连接起来；内螺纹导向面（N1）与内螺纹牙底（N3）通过内螺纹导向面牙底过渡圆弧（N6）圆滑过渡连接起来；内螺纹承载面（N2）与内螺纹牙顶（N4）通过内螺纹承载面牙顶过渡圆弧（N8）圆滑过渡连接起来；内螺纹承载面（N2）与内螺纹牙底（N3）通过内螺纹承载面牙底过渡圆弧（N5）圆滑过渡连接起来。

3.根据权利要求1所述的高扭矩高抗疲劳型螺纹接头，其特征在于：内螺纹段（8）的锥度与外螺纹段（7）的锥度的比值大于1；内螺纹段（8）的锥度范围为1:4~1:36，外螺纹段（7）的锥度范围为1:（4+t）~1:（36+t），t的范围为0.06~0.36。