CN2755266Y - 一种螺纹连接钻杆 - Google Patents
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Abstract
本实用新型涉及钻杆制造技术领域,具体地说是一种利用螺纹连接钻杆。按照本实用新型所提供的设计方案,在钻杆管体的两端分别加工螺纹,并且,钻杆与钻杆间仅利用螺纹相互连接。钻杆管体的两端外壁加厚,所用的螺纹为偏梯形螺纹或梯形螺纹或除API以外的三角螺纹。钻杆管体利用其端部的公螺纹及接箍的母螺纹与另一钻杆管体的公螺纹相互连接,并且在公螺纹的一端或两端设置抗扭矩台阶,在母螺纹的一端或两端设置抗扭矩台阶。本实用新型通过改变钻杆的结构及工艺,来提高钻杆的性能,克服目前API标准生产的钻杆在油田使用中的不良性能。
Description
技术领域
本实用新型涉及钻杆制造技术领域,具体地说是一种仅利用螺纹连接钻杆。
背景技术
目前的钻杆全部按API标准生产,一般由工具接头和钻杆管体对焊连接成一个完整的钻杆产品,其中公、母工具接头分别车有API的公、母螺纹,见图1,其中的5是母工具接头,6为焊缝,7为钻杆管体,8为公工具接头。并且,工具接头5、8按API SPEC 7标准生产,钻杆管体7按API SPEC 5D标准生产,成品钻杆的各项使用性能应符合API RP 7G要求。
发明内容
本实用新型的目的在于设计一种螺纹连接钻杆,通过改变钻杆的结构及工艺,来提高钻杆的性能,克服目前API标准生产的钻杆在油田使用中的不良性能。
按照本实用新型所提供的设计方案,在钻杆管体的两端分别加工螺纹,并且,钻杆与钻杆间仅利用螺纹相互连接。
钻杆管体的两端外壁加厚,所用的螺纹为偏梯形螺纹或梯形螺纹或除API以外的三角螺纹。
钻杆管体利用其端部的公螺纹及接箍的母螺纹与另一钻杆管体的公螺纹相互连接,并且在公螺纹的一端或两端设置抗扭矩台阶,在母螺纹的一端或两端设置抗扭矩台阶。
钻杆管体利用其端部的公螺纹与另一钻杆管体的母螺纹相互连接,并且在公螺纹的一端或两端设置抗扭矩台阶,在母螺纹的一端或两端设置抗扭矩台阶。
公螺纹与母螺纹的锥度为1∶6,齿顶、齿底都平行于钻杆管体的轴线,螺距K=4牙/英寸,齿高H=2mm,螺纹的承载角α=-3°,螺纹的引导角β=-20°。或者,公螺纹与母螺纹的锥度小于1/6,偏梯形螺纹引导角20°≥α≥-10°、承载角45°≥β≥0°,齿高4mm≥H≥0.5mm,齿底、齿顶的母线平行于螺纹的锥度或螺纹的锥度母线,螺距K=3~10牙/英寸。
公螺纹的抗扭矩台阶的端面为平面,平面角30°≥ξ≥0°,长度为60mm≥Lg≥0,在接箍内,两个钻杆管体直接利用其本身的公螺纹抗扭矩台阶互相顶紧,在公螺纹的抗扭矩台阶和接箍间设置金属与金属过盈的径向密封。
在接箍内,在两根钻杆管体端部的两个公螺纹的抗扭矩台阶中设置环形的抗扭矩环。螺纹在连接时有一牙或数牙的过盈无间隙配合。两根钻杆管体端部的两个公螺纹的抗扭矩台阶的厚度分别为K1与K2,K1+K2≥2mm。
钻杆是油田钻井的重要工具,由于钻杆的工况条件苛刻,因此对钻杆要求也很高,本实用新型针对现有API标准钻杆,在油田使用中管体和工具接头的焊缝容易折断;管体的内加厚过渡段和API螺纹容易被泥浆刺穿,API公螺纹的根部容易断裂等缺陷。对API标准钻杆的结构、生产工艺进行完全不同的改造。新型的非API钻杆,设计一种新型的螺纹,公螺纹端部带有抗扭矩台阶T。通过用接箍的母螺纹M,直接连接管体的公螺纹G,由抗扭矩台阶T传递钻杆钻井时的扭矩。或者,连接形式是直连型的,钻杆两端加厚,钻杆一端加工带抗扭矩台阶Tg的公螺纹G,钻杆的另一端加工带有抗扭矩台阶Tm的母螺纹M,由公、母螺纹的直接连接,和高抗扭矩台阶传递扭矩。从而满足了钻杆作业的工况。取消了现在API钻杆上的工具接头和钻杆管体的对焊焊缝,钻杆管体是整体热处理,因此钻杆在油田钻井工况中,就没有焊缝断裂的隐患了。又因为在管体公螺纹的的端部也有抗扭矩台阶Tg,两公螺纹抗扭矩台阶Tg端面被顶紧,起了密封作用,使钻杆管体内流动的高压泥浆不能接触螺纹,保护了公、母螺纹不被泥浆刺穿。螺纹锥度1∶6,同时改变螺纹的设计,提高了抗扭矩性能。提高了螺纹的密封性能。
由于改变了钻杆的结构,也改变了生产的工艺,使复杂的对焊工艺、和工具接头生产工艺都取消了,取而代之的是工艺简单的接箍母螺纹加工和钻杆管体的公螺纹加工,大大降低了成本。由于承载角是负角α(-3°)螺纹,比钻杆用API 60°的数字螺纹,在油田使用中有更大的提拉力。负角螺纹在提拉时,不产生径向分力,接箍没有圆周应力,提高了接箍的抗腐蚀性能。
附图说明
图1为API标准的钻杆结构图。
图2为本实用新型的一种钻杆结构图。
图3为本实用新型的另一种钻杆结构图。
图4为本实用新型的螺纹。
图5为本实用新型的第3种钻杆结构图。
图6为本实用新型的第4种钻杆结构图。
图7为抗扭矩台阶的放大图。
具体实施方式
本实用新型提供了一种新型的非API标准的钻杆连接螺纹。本钻杆管体9的加厚长度Leu=100mm,加厚形式是外加厚。
本实用新型的一种形式是:钻杆管体9的两端加厚,再在加厚端加工公螺纹1:螺纹锥度1∶6,螺距6.35mm,齿高2mm,引导角为20°、承载角为-3°,齿顶、齿底平行于钻杆管体9轴线,钻杆管体9的公螺纹1的端部有公螺纹抗扭矩台阶3(Lg)。在接箍10的母螺纹2上设置抗扭矩台阶4(Lm),接箍10上镀铜。使用时,以一定的扭矩将接箍10的母螺纹2和钻杆管体9的公螺纹1连接。必要时,可以在接箍10内,在两根钻杆管体9端部的两个公螺纹1的抗扭矩台阶3中设置环形的抗扭矩环11,该抗扭矩环11可直接形成于接箍10的内壁中部,也可以另外加工出一个环形的抗扭矩环11,垫在其中。
本实用新型的另一种形式是:钻杆管体9的两端加厚,在其中一端上加工公螺纹1:螺纹锥度1∶6,螺距6.35mm,齿高2mm,引导角为20°、承载角为-3°,齿顶、齿底平行于钻杆管体9轴线,并在公螺纹1的端部设置公螺纹抗扭矩台阶3(Lm)。钻杆管体9的另一端加工母螺纹2,母螺纹2的锥度1∶6,螺距6.35mm,齿高2mm,引导角为20°,承载角为-3°,齿顶、齿底平行于钢管轴线。使用时,直接利用钻杆管体9两端的公螺纹1与母螺纹2相互连接,构成直联型连接方式。
钻杆管体9的两端加厚后,可以整体热处理。
下面结合本实用新型的内容,提供以下4个实施例。
实施例一
本实用新型用于钻杆的情况。如图2所示,用带有抗扭矩台阶L的螺纹来连接钻杆,钻杆利用其端部的公螺纹1(G)和母螺纹2(M)拧接在一起,钻杆管体9尺寸为73.03×9.19mm,接箍10的外径为104.78mm。其连接螺纹为偏梯型螺纹,见图3。螺纹锥度为1∶6,螺纹高度为2mm,螺矩为每英寸(6.35mm)4牙/英寸,螺纹齿顶平行于管子轴线。
螺纹配合时,公螺纹1(G)前端有一个抗扭矩台阶3(Tg),母螺纹2内带有一个抗扭矩台阶4(Tm),拧紧时要求公螺纹1的抗扭矩台阶3(Tg)与母螺纹2(M)的抗扭矩台阶4(TM)互相顶紧。钻杆管体9的两端加厚长度Leu=170mm。
实施例二
本实用新型用于钻杆的情况。如图5所示,钻杆由公螺纹1(G)和母螺纹2(M)拧接在一起,钻杆管体9的尺寸为73.03×9.19mm,接箍10的外径为104.78mm。其连接螺纹为偏梯型螺纹,见图3。螺纹锥度为1∶6,螺纹高度为2mm,螺矩为每英寸(6.35mm)4牙/英寸,螺纹齿顶平行于管子轴线。
螺纹配合时,公螺纹1(G)的前端有一个抗扭矩台阶3(Tg),母螺纹2(M)过盈配合的安装一个抗扭矩环11(S),拧紧时要求公螺纹1的抗扭矩台阶3(Tg)与母螺纹2(M)内的抗扭矩环11(S),互相顶紧。钻杆管体9的两端加厚长度Leu=170mm。
实施例三:本实用新型用于钻杆的情况。如图7所示,钻杆利用公螺纹1(G)和母螺纹2(M)拧接在一起,管体尺寸为73.03×9.19mm,接箍11的外径为104.78mm。其连接螺纹为偏梯型螺纹,见图3。螺纹锥度为1∶6,螺纹高度为2mm,螺矩为每英寸(6.35mm)4牙/英寸,螺纹齿顶平行于管子轴线。
螺纹配合时,公螺纹1(G)前端有一个抗扭矩台阶3(Tg),母螺纹2M内无抗扭矩台阶4,拧紧时由两个公螺纹1的抗扭矩台阶3(Tg),互相顶紧。
实施例四:钻杆管体9的两端外加厚,在钻杆管体9的一端加厚部位加工公螺纹1,钻杆管体9的另一端加厚部位加工母螺纹2。螺纹为偏梯形的螺纹,螺纹锥度为1∶6,扭矩是6.35mm,齿高=2mm,齿顶、齿底都平行于钻杆管体的轴线。同时设计了组合抗扭矩台阶。见图3。
Claims (10)
1、一种螺纹连接钻杆,其特征是:在钻杆管体(9)的两端分别加工螺纹,并且,钻杆与钻杆间仅利用螺纹相互连接。
2、根据权利要求1所述的螺纹连接钻杆,其特征是:钻杆管体(9)的两端外壁加厚,所用的螺纹为偏梯形螺纹或梯形螺纹或除API以外的三角螺纹。
3、根据权利要求1所述的螺纹连接钻杆,其特征是:钻杆管体(9)利用其端部的公螺纹(1)及接箍(10)的母螺纹(2)与另一钻杆管体(9)的公螺纹(1)相互连接,并且在公螺纹(1)的一端或两端设置抗扭矩台阶(3),在母螺纹(2)的一端或两端设置抗扭矩台阶(4)。
4、根据权利要求1所述的螺纹连接钻杆,其特征是:钻杆管体(9)利用其端部的公螺纹(1)与另一钻杆管体(9)的母螺纹(2)相互连接,并且在公螺纹(1)的一端或两端设置抗扭矩台阶(3),在母螺纹(2)的一端或两端设置抗扭矩台阶(4)。
5、根据权利要求1或3或4所述的螺纹连接钻杆,其特征是:公螺纹(1)与母螺纹(2)的锥度为1∶6,齿顶、齿底都平行于钻杆管体(9)的轴线,螺距K=4牙/英寸,齿高H=2mm,螺纹的承载角α=-3°,螺纹的引导角β=-20°。
6、根据权利要求1或3或4所述的螺纹连接钻杆,其特征在于:公螺纹(1)与母螺纹(2)的锥度小于1/6,偏梯形螺纹引导角20°≥α≥-10°、承载角45°≥β≥0°,齿高4mm≥H≥0.5mm,齿底、齿顶的母线平行于螺纹的锥度或螺纹的锥度母线,螺距K=3~10牙/英寸。
7、根据权利要求3所述的螺纹连接钻杆,其特征是:公螺纹(1)的抗扭矩台阶(3)的端面为平面,平面角30°≥ξ≥0°,长度为60mm≥Lg≥0,在接箍(10)内,两个钻杆管体(9)直接利用其本身的公螺纹抗扭矩台阶(3)互相顶紧,在公螺纹(1)的抗扭矩台阶(3)和接箍(10)间设置金属与金属过盈的径向密封。
8、根据权利要求3所述的螺纹连接钻杆,其特征是:在接箍(10)内,在两根钻杆管体(9)端部的两个公螺纹(1)的抗扭矩台阶(3)中设置环形的抗扭矩环(11)。
9、根据权利要求1所述的螺纹连接钻杆,其特征是:螺纹在连接时有一牙或数牙的过盈无间隙配合。
10、根据权利要求4所述的螺纹连接钻杆,其特征是:两根钻杆管体(9)端部的两个公螺纹(1)的抗扭矩台阶(3)的厚度分别为K1与K2,K1+K2≥2mm。
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CN102296935A (zh) * | 2011-07-30 | 2011-12-28 | 山西环界石油钻具制造有限公司 | 取心外管高抗扭矩螺纹连接结构 |
CN103184837A (zh) * | 2011-12-30 | 2013-07-03 | 江阴德玛斯特钻具有限公司 | 带有抗扭台肩的修井用油钻管 |
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