CN210239613U - 一种矿用钻杆接头 - Google Patents
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Abstract
本实用新型公开了一种矿用钻杆接头，包括母接头和公接头；所述母接头的两端加工有直角内台肩和反向端面，在直角内台肩和反向端面之间加工有内螺纹，内螺纹被中间台肩分为内螺纹和内螺纹II两段，内螺纹II和反向端面之间通过圆柱孔过渡；所述公接头的两端加工有反向外台肩和端面，在反向外台肩和端面之间加工有外螺纹，外螺纹被中间台肩分为外螺纹I和外螺纹II两段，在反向外台肩和外螺纹I之间通过圆柱面过渡。母接头和公接头的外径与钻杆管子外径相同，通过向内加厚的方式，增加接头壁厚，提高接头的强度。解决了现有钻杆接头的上扣速度低，抗扭能力差的问题。
Description
技术领域
本实用新型涉及煤矿开采用钻杆接头，具体涉及一种矿用钻杆接头。
背景技术
矿用钻杆的用途是钻探煤层，钻杆通过其中的空腔将泥浆送到钻头，并带动钻头旋转。一根根的钻杆通过螺纹连接起来，形成钻柱。钻柱需要承受扭转、弯曲、压缩、拉伸、内压等载荷，特别是多数载荷都是动载荷，受力条件苛刻，对连接螺纹要求很高。
普通钻杆是按照API标准制造的，其基本结构是在钻杆管体的两端各对焊一个外螺纹接头和一个内螺纹接头。图1为API标准钻杆接头结构示意图。该钻杆主要用于石油、天然气开采，也可用于煤炭。接头包括外螺纹接头和内螺纹接头两部分，两者通过螺纹连接在一起。API标准的外螺纹接头的螺纹根部加工有一个直角外台肩，钻杆接头使用时，内螺纹接头的外端面紧紧顶在外螺纹接头的直角台肩上，形成过轴向盈配合，啮合的内、外螺纹之间没有径向过盈。参见图3，API牙型是一种三角圆螺纹，导向面角和承载面角都是30°，这种螺纹技术成熟，易于加工和检测，其缺点是连接效率低、抗扭矩能力不足，且应力集中比较严重，经常发生螺纹断裂、胀扣等失效事故。
参见图5，普通接头的加厚过渡带。由于管子的内径大于接头的内径，二者之间要通过斜面过渡。钻杆在旋转钻进过程中，受循环动载荷作用，会形成应力集中点，很多钻杆都是在该点产生裂纹，进而失效。
发明内容
本实用新型的目的在于提供一种矿用钻杆接头，用以解决现有钻杆接头的上扣速度低，抗扭能力差的问题。
为实现上述目的，本实用新型采用如下技术方案：
一种矿用钻杆接头，所述钻杆接头包括母接头和公接头；
所述母接头的两端加工有直角内台肩和反向端面，在直角内台肩和反向端面之间加工有内螺纹，内螺纹被中间台肩分为内螺纹和内螺纹II两段，内螺纹II和反向端面之间通过圆柱孔过渡；
所述公接头的两端加工有反向外台肩和端面，在反向外台肩和端面之间加工有外螺纹，外螺纹被中间台肩分为外螺纹I和外螺纹II两段，在反向外台肩和外螺纹I之间通过圆柱面过渡。
优选的，上述母接头和公接头的外径与钻杆管子外径相同，通过向内加厚的方式，增加接头壁厚，提高接头的强度。
优选的，上述母接头上的反向端面和公接头上的反向外台肩的反向倾角在20至30度之间。
优选的，上述母接头上设置圆柱孔，公接头上的对应位置设置圆柱面，圆柱孔的直径略大于圆柱面的直径，二者的轴向长度L在10.2至15.5mm之间。
优选的，上述内螺纹I、内螺纹II、外螺纹I和外螺纹II的形状设置为梯形，螺纹承载面角在8至10度之间，导向面角在18至20度之间，齿高在0.8至1.2mm之间。
优选的，上述内螺纹I、内螺纹II、外螺纹I和外螺纹II为圆柱直螺纹，螺纹的中径线平行于钻杆管子轴线。
优选的，上述母接头和公接头均向内加厚，钻杆管子内壁直径大于接头内壁直径，钻杆管子内壁直径和接头内壁直径之间通过过渡斜面I和过渡斜面II进行过渡，过渡斜面I和过渡斜面II之间设置圆柱孔。
本实用新型具有如下优点：
与现有技术相比，本实用新型具有显著进步，具体表现在本实用新型的设计改变了螺纹外形，设计了圆柱梯形螺纹代替锥管圆螺纹，降低了螺纹的齿高，从而使螺纹的连接效率更高、抗扭能力更强。而且本实用新型将螺纹通过中间台肩分为长度大致相等的两段，从而使接头上扣速度提高一倍。
附图说明
图1为现有API钻杆螺纹接头结构示意图。
图2为本实用新型一种矿用钻杆接头实施例的钻杆螺纹结构示意图。
图3为现有API钻杆螺纹接头螺纹牙型结构示意图。
图4为本实用新型一种矿用钻杆接头实施例的螺纹牙型结构示意图。
图5为现有API钻杆螺纹接头的单斜面过度结构示意图。
图6为本实用新型一种矿用钻杆接头实施例的双斜面过度结构示意图。
图中：1、母接头；2、直角内台肩；3、内螺纹I；4、母接头中间台肩；5、内螺纹II；6、圆柱孔；7、反向端面；8、公接头；9、反向外台肩；10、圆柱面；11、外螺纹I；12、公接头中间台肩；13、外螺纹II；14、公接头端面；15、外螺纹齿型；16、内螺纹齿型；17、中径线；18、API外螺纹牙型；19、API内螺纹牙型；20、API螺纹中径线；21、钻杆内壁；22、过渡斜面I；23、过渡圆柱孔；24、过渡斜面II；25、接头内壁；26、过渡斜面；27、应力集中点I； 28、应力集中点II；29、应力集中点；δ、外台肩倾角；α、螺纹承载面角；β、螺纹导向面角；L、过渡面长度；H、本实用新型螺纹齿高；H1、API钻杆螺纹齿高。
具体实施方式
以下由特定的具体实施例说明本实用新型的实施方式，熟悉此技术的人士可由本说明书所揭露的内容轻易地了解本实用新型的其他优点及功效。
须知，本说明书所附图式所绘示的结构、比例、大小等，均仅用以配合说明书所揭示的内容，以供熟悉此技术的人士了解与阅读，并非用以限定本实用新型可实施的限定条件，故不具技术上的实质意义，任何结构的修饰、比例关系的改变或大小的调整，在不影响本实用新型所能产生的功效及所能达成的目的下，均应仍落在本实用新型所揭示的技术内容得能涵盖的范围内。同时，本说明书中所引用的如“上”、“下”、“左”、右”、“中间”等的用语，亦仅为便于叙述的明了，而非用以限定本实用新型可实施的范围，其相对关系的改变或调整，在无实质变更技术内容下，当亦视为本实用新型可实施的范畴。
实施例1
参见图1，一种矿用钻杆接头，所述钻杆接头包括母接头1和公接头8；
所述母接头1的两端加工有直角内台肩2和反向端面7，在直角内台肩2和反向端面7之间加工有内螺纹，内螺纹被中间台肩4分为内螺纹I3和内螺纹II5两段，内螺纹II5和反向端面7之间通过圆柱孔6过渡；
所述公接头8的两端加工有反向外台肩9和端面14，在反向外台肩9和端面14之间加工有外螺纹，外螺纹被中间台肩12分为外螺纹I11和外螺纹II13两段，在反向外台肩9和外螺纹I11之间通过圆柱面10过渡。
具体实施时，上述母接头1和公接头8的外径与钻杆管子外径相同，通过向内加厚的方式，增加接头壁厚，提高接头的强度。
具体实施时，上述母接头1上的反向端面7和公接头8上的反向外台肩9的反向倾角δ在20至30度之间。
具体实施时，上述母接头1上设置圆柱孔6，公接头8上的对应位置设置圆柱面10，圆柱孔6的直径略大于圆柱面10的直径，二者的轴向长度L在10.2至15.5mm之间。
具体实施时，上述内螺纹I3、内螺纹II5、外螺纹I11和外螺纹II13的形状设置为梯形，螺纹承载面角α在8至10度之间，导向面角β在18至20度之间，齿高H在0.8至1.2mm之间。
具体实施时，上述内螺纹I3、内螺纹II5、外螺纹I11和外螺纹II13为圆柱直螺纹，螺纹的中径线17平行于钻杆管子轴线。
具体实施时，上述母接头1和公接头8均向内加厚，钻杆管子内壁21直径大于接头内壁25直径，钻杆管子内壁21直径和接头内壁25直径之间通过过渡斜面I22和过渡斜面II24进行过渡，过渡斜面I22和过渡斜面II24之间设置圆柱孔23。
本实用新型的设计改变了螺纹外形，设计了圆柱梯形螺纹代替锥管圆螺纹，降低了螺纹的齿高，从而使螺纹的连接效率更高、抗扭能力更强。而且本实用新型将螺纹通过中间台肩分为长度大致相等的两段，从而使接头上扣速度提高一倍。
虽然，上文中已经用一般性说明及具体实施例对本实用新型作了详尽的描述，但在本实用新型基础上，可以对之作一些修改或改进，这对本领域技术人员而言是显而易见的。因此，在不偏离本实用新型精神的基础上所做的这些修改或改进，均属于本实用新型要求保护的范围。
Claims (7)
1.一种矿用钻杆接头，其特征在于：所述钻杆接头包括母接头（1）和公接头（8）；
所述母接头（1）的两端加工有直角内台肩（2）和反向端面（7），在直角内台肩（2）和反向端面（7）之间加工有内螺纹，内螺纹被中间台肩（4）分为内螺纹I（3）和内螺纹II（5）两段，内螺纹II（5）和反向端面（7）之间通过圆柱孔（6）过渡；
所述公接头（8）的两端加工有反向外台肩（9）和端面（14），在反向外台肩（9）和端面（14）之间加工有外螺纹，外螺纹被中间台肩（12）分为外螺纹I（11）和外螺纹II（13）两段，在反向外台肩（9）和外螺纹I（11）之间通过圆柱面（10）过渡。
2.根据权利要求1所述的一种矿用钻杆接头，其特征在于：所述母接头（1）和公接头（8）的外径与钻杆管子外径相同，通过向内加厚的方式，增加接头壁厚，提高接头的强度。
3.根据权利要求1所述的一种矿用钻杆接头，其特征在于：所述母接头（1）上的反向端面（7）和公接头（8）上的反向外台肩（9）的反向倾角（δ）在20至30度之间。
4.根据权利要求1所述的一种矿用钻杆接头，其特征在于：所述母接头（1）上设置圆柱孔（6），公接头（8）上的对应位置设置圆柱面（10），圆柱孔（6）的直径略大于圆柱面（10）的直径，二者的轴向长度（L）在10.2至15.5mm之间。
5.根据权利要求1所述的一种矿用钻杆接头，其特征在于：所述内螺纹I（3）、内螺纹II（5）、外螺纹I（11）和外螺纹II（13）的形状设置为梯形，螺纹承载面角（α）在8至10度之间，导向面角（β）在18至20度之间，齿高（H）在0.8至1.2mm之间。
6.根据权利要求1所述的一种矿用钻杆接头，其特征在于：所述内螺纹I（3）、内螺纹II（5）、外螺纹I（11）和外螺纹II（13）为圆柱直螺纹，螺纹的中径线（17）平行于钻杆管子轴线。
7.根据权利要求1所述的一种矿用钻杆接头，其特征在于：所述母接头（1）和公接头（8）均向内加厚，钻杆管子内壁（21）直径大于接头内壁（25）直径，钻杆管子内壁（21）直径和接头内壁（25）直径之间通过过渡斜面I（22）和过渡斜面II（24）进行过渡，过渡斜面I（22）和过渡斜面II（24）之间设置圆柱孔（23）。
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|---|---|---|---|---|
| CN113431506A (zh) * | 2021-06-25 | 2021-09-24 | 中石化石油机械股份有限公司研究院 | 一种螺纹结构和螺纹接头系统 |
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2019
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