CN211900502U - 一种矿用外平钻杆 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种矿用外平钻杆，包括杆体及分别位于杆体两端的外螺纹接头和母接头，所述杆体的截面形状为四方形，所述杆体的杆端端面和杆端内外表面设有局部加工区域，所述杆体、外螺纹接头以及母接头同轴设置，杆体的两端通过摩擦焊分别连接外螺纹接头和母接头并设有焊接飞边，所述杆体的外径与外螺纹接头的外径以及母接头的外径相同，所述外螺纹接头和母接头与杆体相接触部分的壁厚与杆体壁厚相同，所述外螺纹接头和母接头上分别设有第一加厚和第二加厚部，所述母接头带有锥形内螺纹。本实用新型矿用外平钻杆在不增加钻具重量的条件下，有效的提高了钻杆的强度及韧性，降低了事故率，延长了矿用钻杆的使用时间，提高了钻井效率。

Description

一种矿用外平钻杆

技术领域

本实用新型属于钻杆技术领域，具体涉及一种矿用外平钻杆。

背景技术

煤矿钻井过程中，为多次使用方便，接头螺纹拧卸频繁，容易在接头部位发生失效现象。为了不增加钻具质量的前提下，提高接头的强度，通常将钻杆接头部位局部加厚。这种局部加厚的钻杆通常有两种：一种是杆体壁厚均匀，仅在接头部位加热微粗；另一种是将较薄的杆体与较厚的接头焊接在一起。煤炭、地质、冶金、建材等钻探部门使用的外平钻杆，大都是先加热微粗，然后在杆体上加工出联接螺纹。近年来也出现将钻杆壁厚加大，不经微粗而直接在杆体上加工螺纹的钻杆，但是这样会增加钻具的重量，仅适用于φ40、φ50等小规格的短钻杆，有很大的局限性。

发明内容

鉴于此，本实用新型的目的在于，提供一种矿用外平钻杆，旨在克服现有矿用钻杆中存在的容易在接头部位发生失效现象、重量较大使用受限等缺陷。

为了达到上述实用新型目的，进而采取的技术方案如下：

一种矿用外平钻杆，包括杆体及分别位于杆体两端的外螺纹接头和母接头，所述杆体的截面形状为四方形，所述杆体的杆端端面和杆端内外表面设有局部加工区域，所述杆体、外螺纹接头以及母接头同轴设置，杆体的两端通过摩擦焊分别连接外螺纹接头和母接头并设有焊接飞边，所述杆体的外径与外螺纹接头的外径以及母接头的外径相同，所述外螺纹接头和母接头与杆体相接触部分的壁厚与杆体壁厚相同，所述外螺纹接头和母接头上分别设有第一加厚和第二加厚部，所述母接头带有锥形内螺纹。

较佳的，所述局部加工区域为杆体的杆端端面和距杆端端面小于8mm范围内的杆端内加厚和外加厚表面。

较佳的，所述外螺纹接头靠近杆体部位的内孔结构为圆柱形-球形过渡。

本实用新型的有益效果是：本实用新型的钻杆采用外平形式，通过第一加厚不和第二加厚部分别对外螺纹接头和母接头进行加厚，将较薄的杆体与较厚的接头焊接在一起，有效的提高了钻杆的强度，便于穿过普遍使用的动力头式钻机的回转器和夹持器，并减小起下钻阻力。杆体的两端通过摩擦焊分别连接外螺纹接头和母接头，避免接头螺纹拧卸频繁,不易在接头部位发生失效现象，能够多次使用且使用方便，有效的延长了钻杆的使用期限。

附图说明

构成本申请的一部分的附图用来提供对本实用新型的进一步理解，本实用新型的示意性实施例及其说明用于解释本实用新型，并不构成对本实用新型的不当限定。在附图中：

图1为本实用新型的结构示意图。

具体实施方式

需要说明的是，在不冲突的情况下，本申请中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。下面将参考附图并结合实施例来详细说明本实用新型。

为了使本技术领域的人员更好地理解本申请方案，下面将结合本申请实施例中的附图，对本申请实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本申请一部分的实施例，而不是全部的实施例。基于本申请中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都应当属于本申请保护的范围。

实施例

如图1所示，一种矿用外平钻杆，包括杆体1及分别位于杆体1两端的外螺纹接头2和母接头3，所述杆体1的截面形状为四方形，所述杆体1的杆端端面和杆端内外表面设有局部加工区域，所述杆体1、外螺纹接头2以及母接头3 同轴设置，杆体1的两端通过摩擦焊分别连接外螺纹接头2和母接头3并设有焊接飞边4，所述杆体1的外径与外螺纹接头2的外径以及母接头3的外径相同，所述外螺纹接头2和母接头3与杆体1相接触部分的壁厚与杆体1壁厚相同，所述外螺纹接头2和母接头3上分别设有第一加厚5和第二加厚部6，所述母接头3带有锥形内螺纹。在杆体1的杆端端面和杆端内外表面的局部加工区域进行局部加工，能避免杆体1的两端与外螺纹接头2和母接头3进行摩擦焊接时，氧化皮进入摩擦焊缝的内部，影响摩擦焊缝的连接强度。

所述局部加工区域为杆体1的杆端端面和距杆端端面小于8mm范围内的杆端内加厚和外加厚表面。

所述外螺纹接头2靠近杆体1部位的内孔结构为圆柱形-球形过渡。

摩擦焊接工艺研究：

经大量生产过程后研究表明,摩擦焊接的焊接质量主要取决于主轴转速、轴向压力、轴向缩短量、顶锻压力和保压时间因素。在整个摩擦焊接过程中主轴的转速由电机的功率和泵量决定。摩擦压力，调定以后在焊接过程中也是一个不变量。顶锻压力是在主轴停止回转后才施加的，在计算机程序中调整。工件焊接产生的缩短量是很多因素综合作用的结果。摩擦压力与主轴转速共同影响着焊接面的发热量。当主轴转速很高,摩擦压力小时，变形的速率小，会使焊接时间加长,焊接接头产生过热，焊合区的金相组织粗大；当主轴转速很低,摩擦压力很大时,变形速率高，焊接时间缩短，焊接面没有达到足够的温度，接头和管体的焊接熔合性不好，影响焊接质量。顶锻力的大小和保压时间的长短对焊缝强度及焊合区的金相组织也有很大影响。由于以上因素的影响是互相关联的，钻杆的摩擦焊接参数不能通过指定的公式计算来确定，需要通过大量的试验来总结出合适的焊接工艺参数。部分参数可以近似计算,如：顶锻压力＝摩擦压力× (1.5～2.0),缩短量＝直径×(10％～15％)。初步确定了焊接工艺参数。以下为试焊3个样件的参数值见表1。

表1样件的焊接工艺参数

从表1中可以看出3号样件的各项参数合适，飞边成型良好，缩短量也在焊机说明书的正常范围内。从而确定焊机工艺参数值。

矿用摩擦焊接外平钻杆材料热处理工艺研究：将1-3号样件热处理后，进行理化检测，所得样件的焊区机械性能数据如表2所示。

表2样件焊区机械性能

表3石油行业标准SY/T5561-2014对焊区机械性能要求

从表2、表3对比可以看出，3号试样焊缝区的各项机械性能都高于石油钻杆行业标准。因此，焊缝区的最佳回火热处理工艺选用3号试样的焊接工艺参数。

本实用新型矿用外平钻杆在不增加钻具重量的条件下，有效的提高了钻杆的强度及韧性，降低了事故率，延长了矿用钻杆的使用时间，提高了钻井效率。

以上所述仅为本实用新型的优选实施例而已，并不用于限制本实用新型，对于本领域的技术人员来说，本实用新型可以有各种更改和变化。凡在本实用新型的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进、部件拆分或组合等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。

Claims (1)

1.一种矿用外平钻杆，包括杆体及分别位于杆体两端的外螺纹接头和母接头，所述杆体的杆端端面和杆端内外表面设有局部加工区域，所述杆体、外螺纹接头以及母接头同轴设置，其特征在于：所述杆体的截面形状为四方形，杆体的两端通过摩擦焊分别连接外螺纹接头和母接头并设有焊接飞边，所述杆体的外径与外螺纹接头的外径以及母接头的外径相同，所述外螺纹接头和母接头与杆体相接触部分的壁厚与杆体壁厚相同，所述外螺纹接头和母接头上分别设有第一加厚和第二加厚部，所述母接头带有锥形内螺纹，所述局部加工区域为杆体的杆端端面和距杆端端面小于8mm范围内的杆端内加厚和外加厚表面，所述外螺纹接头靠近杆体部位的内孔结构为圆柱形-球形过渡。

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