CN214660001U - 一种钻杆接头螺纹牙型 - Google Patents

Abstract

本实用新型提供了一种钻杆接头螺纹牙型，它包括公螺纹牙型和母螺纹牙型，所述公螺纹牙型包括公螺纹导向面、公螺纹承载面、公螺纹牙顶、公螺纹圆弧形牙底和公螺纹牙型角；所述母螺纹牙型包括母螺纹导向面、母螺纹承载面、母螺纹牙顶、母螺纹圆弧形牙底和母螺纹牙型角，其特征在于：公螺纹牙型角包括公螺纹承载面牙型半角和公螺纹导向面牙型半角，公螺纹导向面牙型半角大于公螺纹承载面牙型半角。本实用新型解决现有技术存在的现有钻杆接头，在施加上扣扭矩后，公母接头螺纹各牙受力不均匀、螺纹大端承载面牙底发生粘扣的问题。

Description

一种钻杆接头螺纹牙型

技术领域

本实用新型涉及油井管螺纹连接的石油钻杆接头技术领域，尤其涉及一种钻杆接头螺纹牙型。

背景技术

一根根的石油钻杆通过接头连接起来，形成长达数千米的钻柱。钻柱工作条件十分恶劣，受力情况非常复杂，接头是其中最为薄弱的环节。现有的钻杆接头是按照API SPEC7所规定的螺纹形式进行生产的，这种接头的螺纹牙型如附图1所示，公螺纹牙型(11)由螺纹导向面13、螺纹承载面15、牙顶17、圆弧形牙底19和牙型角C组成，内螺纹牙型12由螺纹导向面14、螺纹承载面16、牙项18、圆弧形牙底20和牙型角C组成。公母螺纹牙型角C一样大，导向面与承载面牙型半角也一样大。当钻杆接头按照标准要求进行旋紧后，公螺纹牙型11的导向面13和承载面15与母螺纹牙型12的导向面14和承载面16在上扣扭矩的作用下，发生移动和变形，使公螺纹导向面牙型角(C/2，即由公螺纹导向面同图1中中垂线形成的夹角)变小，公螺纹承载面牙型角(C/2，即公螺纹承载面同图1中中垂线形成的夹角)变大，公母螺纹导向面及承载面并未均匀接触受力。这样，导致啮合螺纹受力极不均匀。螺纹啮合前几牙(即大端)受力最严重，螺纹承载面牙底受力大，容易粘扣。其它牙受力小，接触不紧密，导致卸扣扭矩变小，螺纹连接可靠性降低。

实用新型内容

本实用新型的目的在于提供一种钻杆接头螺纹牙型，主要解决上述现有技术存在的现有钻杆接头，在施加上扣扭矩后，公母接头螺纹各牙受力不均匀、螺纹大端承载面牙底发生粘扣的问题。

为了实现上述目的，本实用新型所采用的技术方案是：一种钻杆接头螺纹牙型，它包括公螺纹牙型和母螺纹牙型，所述公螺纹牙型包括公螺纹导向面、公螺纹承载面、公螺纹牙顶、公螺纹圆弧形牙底和公螺纹牙型角；所述母螺纹牙型包括母螺纹导向面、母螺纹承载面、母螺纹牙顶、母螺纹圆弧形牙底和母螺纹牙型角，其特征在于：公螺纹牙型角包括公螺纹承载面牙型半角和公螺纹导向面牙型半角，公螺纹导向面牙型半角大于公螺纹承载面牙型半角。

进一步，所述公螺纹承载面牙型半角和公螺纹导向面牙型半角的和等于公螺纹牙型角。

进一步，所述母螺纹牙型角包括母螺纹承载面牙型半角和母螺纹导向面牙型半角，母螺纹承载面牙型半角和母螺纹导向面牙型半角的和等于母螺纹牙型角，母螺纹导向面牙型半角等于母螺纹承载面牙型半角。

进一步，所述公螺纹牙型的公螺纹牙型角等于母螺纹牙型的母螺纹牙型角。

进一步，所述公螺纹牙型的公螺纹导向面牙型半角大于母螺纹牙型的母螺纹导向面牙型半角，两者差值范围为0.5-2.5度；所述公螺纹牙型的公螺纹承载面牙型半角小于母螺纹牙型的母螺纹承载面牙型半角，两者差值范围为0.5-2.5度。

进一步，所述公螺纹牙型的公螺纹牙型角等于母螺纹牙型的母螺纹牙型角。

进一步，所述母螺纹牙型角包括母螺纹承载面牙型半角和母螺纹导向面牙型半角；所述公螺纹牙型的公螺纹导向面牙型半角大于母螺纹牙型的母螺纹导向面牙型半角，两者差值范围为0.5-2.5度；所述公螺纹牙型的公螺纹承载面牙型半角小于母螺纹牙型的母螺纹承载面牙型半角，两者差值范围为0.5-2.5度。

鉴于上述技术特征，本实用新型具有如下有益效果：

1、本实用新型的钻杆接头螺纹牙型的设计能够帮助啮合螺纹(即包含本实用新型中钻杆接头螺纹牙型的钻杆接头之间螺纹的啮合)受力均匀。尤其是螺纹啮合前几牙受力均匀，避免螺纹承载面牙底受力大，避免容易粘扣的问题。同时使得其它牙受力均匀，接触紧密，帮助增加卸扣扭矩，提升螺纹连接可靠性。

2、包含本实用新型的钻杆接头螺纹牙型设计的，钻杆适用于高压天然气井、深井、超深井、定向井、水平井、大斜度井等油气井中。

3、本实用新型的钻杆接头螺纹牙型可用于单台肩钻杆接头和或双台肩钻杆接头。

附图说明

图1是现有技术中一种钻杆接头螺纹牙型的剖面图。

图2是实施例1中一种钻杆接头螺纹牙型的剖视图。

图中：1：公螺纹牙型，2：母螺纹牙型，3：公螺纹导向面，4：母螺纹导向面，5：公螺纹承载面，6：母螺纹承载面，7：公螺纹牙顶，8：母螺纹牙顶，9：公螺纹圆弧形牙底，10：母螺纹圆弧形牙底，B：公螺纹牙型角，B1:公螺纹承载面牙型半角，B2：公螺纹导向面牙型半角，A:母螺纹牙型角，A1：母螺纹承载面牙型半角，A2：母螺纹导向面牙型半角。

图1现有技术对应的附图标记：11：公螺纹牙型，12：母螺纹牙型，13：公螺纹导向面，14：母螺纹导向面，15：公螺纹承载面，16：母螺纹承载面，17：公螺纹牙顶，18：母螺纹牙顶，19：公螺纹圆弧形牙底，20：母螺纹圆弧形牙底，C：公母螺纹牙型角，C/2：公母螺纹牙型半角。

具体实施方式

下面结合具体实施方式，进一步阐述本实用新型。应理解，这些实施例仅用于说明本实用新型而不用于限制本实用新型的范围。此外应理解，在阅读了本实用新型讲授的内容之后，本领域技术人员可以对本实用新型作各种改动或修改，这些等价形式同样落于本申请所附权利要求书所限定的范围。

参见图2，具体实施例1，本实施例1提供了一种钻杆接头螺纹牙型，它包括公螺纹牙型1和母螺纹牙型2，所述公螺纹牙型1包括公螺纹导向面3、公螺纹承载面5、公螺纹牙顶7、公螺纹圆弧形牙底9和公螺纹牙型角B；所述母螺纹牙型2包括母螺纹导向面4、母螺纹承载面6、母螺纹牙顶8、母螺纹圆弧形牙底10和母螺纹牙型角A，其特征在于：公螺纹牙型角B包括公螺纹承载面牙型半角B1和公螺纹导向面牙型半角B2，公螺纹导向面牙型半角B2大于公螺纹承载面牙型半角B1。

所述公螺纹承载面牙型半角B1和公螺纹导向面牙型半角B2的和等于公螺纹牙型角B。

所述母螺纹牙型角A包括母螺纹承载面牙型半角A1和母螺纹导向面牙型半角A2，母螺纹承载面牙型半角A1和母螺纹导向面牙型半角A2的和等于母螺纹牙型角A，母螺纹导向面牙型半角A2等于母螺纹承载面牙型半角A1。

所述公螺纹牙型1的公螺纹牙型角B等于母螺纹牙型2的母螺纹牙型角A。

所述公螺纹牙型1的公螺纹导向面牙型半角B2大于母螺纹牙型2的母螺纹导向面牙型半角A2，两者差值范围为0.5-2.5度；所述公螺纹牙型1的公螺纹承载面牙型半角B1小于母螺纹牙型2的母螺纹承载面牙型半角A1，两者差值范围为0.5-2.5度。在上扣扭矩作用下，钻杆接头螺纹吸收扭矩，主台肩、螺纹紧密接触，各啮合螺纹牙接触受力发生变形，公螺纹导向面牙型角变大范围为0.5-2.5度，公螺纹承载面牙型角变小范围为0.5-2.5度。这将导致各螺纹牙侧，尤其是螺纹大端承载面形成线接触，局部应力过大，容易发生粘扣行为。本设计提前设计预变形空间，在上扣过程中螺纹牙侧缓慢变形，当上扣结束，公母螺纹导向面与承载面牙型角同样大，形成面接触，可防止粘扣发生。

本实施例1中的钻杆接头螺纹牙型，在上扣前，公、母螺纹牙型角不相等(即公螺纹导向面牙型半角B2大于公螺纹承载面牙型半角B1，公螺纹导向面牙型半角B2大于母螺纹导向面牙型半角A2，公螺纹承载面牙型半角B1小于母螺纹承载面牙型半角A1)，但当在施加上扣扭矩后，螺纹发生变形和相对位移(比如公螺纹牙型1的公螺纹导向面3、公螺纹承载面5相对于母螺纹牙型2发生相对位移，公螺纹导向面3发生变形或者也可以是公螺纹导向面3、公螺纹承载面5同时发生变形，此时即使公螺纹导向面牙型半角B2变小、公螺纹承载面牙型半角B1变大，也能确保公螺纹导向面3、公螺纹承载面5同对应母螺纹导向面4、母螺纹承载面6之间均匀接触受力)，公、母螺纹各牙完美啮合。使用包含本实施例1的钻杆接头螺纹牙型的钻杆接头可改善各螺纹牙受力情况，降低螺纹牙承载面应力水平(尤其是公螺纹承载面5)，提高螺纹牙的抗粘扣能力(即公螺纹牙型1和母螺纹牙型2之间的抗粘扣能力)，提高卸扣扭矩，提高钻具耐用性及使用寿命。

包含本实施例1的钻杆接头螺纹牙型的钻杆接头吸收了现有钻杆接头螺纹牙型技术成熟、加工简便的优点，只需按本技术优化设计公螺纹导向面及承载面牙型半角，母螺纹可完全采用现有的螺纹牙型，且公螺纹易于加工、检验和质量控制。通过这种改进，可改善钻杆接头各螺纹牙受力情况，降低螺纹牙承载面应力水平，提高螺纹牙的抗粘扣能力，提高卸扣扭矩，提高钻具耐用性及使用寿命。该钻杆接头适用于高压天然气井、深井、超深井、定向井、水平井、大斜度井等油气井中。

具体实施例2，本实施例2提供了一种钻杆接头螺纹牙型，本实施例2同实施例1不同之处在于：所述母螺纹导向面牙型半角A2也可以不等于母螺纹承载面牙型半角A1，只要能够满足：公螺纹导向面牙型半角B2大于公螺纹承载面牙型半角B1；所述公螺纹牙型1的公螺纹导向面牙型半角B2大于母螺纹牙型2的母螺纹导向面牙型半角A2，两者差值范围为0.5-2.5度；所述公螺纹牙型1的公螺纹承载面牙型半角B1小于母螺纹牙型2的母螺纹承载面牙型半角A1，两者差值范围为0.5-2.5度，即可在施加上扣扭矩后，实现公母接头螺纹各牙受力均匀、避免螺纹大端承载面牙底发生粘扣效果。钻杆接头螺纹牙型的产品多样性更加丰富。

以上所述仅为本实用新型的优选实施例，并非因此限制本实用新型的专利范围，凡是利用本实用新型说明书及附图内容所作的等效结构或等效流程变换，或直接或间接运用在其他相关的技术领域，均同理包括在本实用新型的专利保护范围内。

Claims (7)

1.一种钻杆接头螺纹牙型，它包括公螺纹牙型(1)和母螺纹牙型(2)，所述公螺纹牙型(1)包括公螺纹导向面(3)、公螺纹承载面(5)、公螺纹牙顶(7)、公螺纹圆弧形牙底(9)和公螺纹牙型角B；所述母螺纹牙型(2)包括母螺纹导向面(4)、母螺纹承载面(6)、母螺纹牙顶(8)、母螺纹圆弧形牙底(10)和母螺纹牙型角A，其特征在于：公螺纹牙型角B包括公螺纹承载面牙型半角B1和公螺纹导向面牙型半角B2，公螺纹导向面牙型半角B2大于公螺纹承载面牙型半角B1。

2.根据权利要求1所述一种钻杆接头螺纹牙型，其特征在于：所述公螺纹承载面牙型半角B1和公螺纹导向面牙型半角B2的和等于公螺纹牙型角B。

3.根据权利要求1或2所述一种钻杆接头螺纹牙型，其特征在于：所述母螺纹牙型角A包括母螺纹承载面牙型半角A1和母螺纹导向面牙型半角A2，母螺纹承载面牙型半角A1和母螺纹导向面牙型半角A2的和等于母螺纹牙型角A，母螺纹导向面牙型半角A2等于母螺纹承载面牙型半角A1。

4.根据权利要求3所述一种钻杆接头螺纹牙型，其特征在于：所述公螺纹牙型(1)的公螺纹牙型角B等于母螺纹牙型(2)的母螺纹牙型角A。

5.根据权利要求4所述一种钻杆接头螺纹牙型，其特征在于：所述公螺纹牙型(1)的公螺纹导向面牙型半角B2大于母螺纹牙型(2)的母螺纹导向面牙型半角A2，两者差值范围为0.5-2.5度；所述公螺纹牙型(1)的公螺纹承载面牙型半角B1小于母螺纹牙型(2)的母螺纹承载面牙型半角A1，两者差值范围为0.5-2.5度。

6.根据权利要求1或2所述一种钻杆接头螺纹牙型，其特征在于：所述公螺纹牙型(1)的公螺纹牙型角B等于母螺纹牙型(2)的母螺纹牙型角A。

7.根据权利要求6所述一种钻杆接头螺纹牙型，其特征在于：所述母螺纹牙型角A包括母螺纹承载面牙型半角A1和母螺纹导向面牙型半角A2；所述公螺纹牙型(1)的公螺纹导向面牙型半角B2大于母螺纹牙型(2)的母螺纹导向面牙型半角A2，两者差值范围为0.5-2.5度；所述公螺纹牙型(1)的公螺纹承载面牙型半角B1小于母螺纹牙型(2)的母螺纹承载面牙型半角A1，两者差值范围为0.5-2.5度。

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