RU49880U1

RU49880U1 - DRILL ROD THREADED CONNECTION

Info

Publication number: RU49880U1
Application number: RU2005117642/22U
Authority: RU
Inventors: Л.А. Саруев; А.Л. Саруев; А.А. Казанцев
Priority date: 2005-06-07
Filing date: 2005-06-07
Publication date: 2005-12-10

Abstract

Полезная модель направлена на снижение потерь энергии ударных импульсов в резьбовых соединениях буровых штанг при проходке восходящих и горизонтальных скважин ударно-вращательным способом в подземных условиях. Указанный технический эффект достигается следующим образом. Резьбовое соединение состоит из двух штанг, соединенных между собой ниппелем, по всей цилиндрической поверхности которого выполнена резьба, например трапециевидная, прямоугольная. Конец ниппеля, обращенный к забою скважины имеет дорезьбовую часть с внешней конической поверхностью, которая жестко закреплена в буровой штанге посредством ее радиального обжатия. При этом кромка торца дорезьбовой части ниппеля не выступает за пределы наименьшей внутренней окружности отверстия обжатия штангой. Для повышения надежности закрепления ниппеля в штанге, на коническую поверхность дорезьбовой части нанесены продольные бороздки, канавки и т.п.The utility model is aimed at reducing the energy loss of shock pulses in threaded joints of drill rods during the drilling of ascending and horizontal wells by the shock-rotational method in underground conditions. The specified technical effect is achieved as follows. A threaded connection consists of two rods interconnected by a nipple, on the entire cylindrical surface of which a thread is made, for example, trapezoidal, rectangular. The end of the nipple facing the bottom of the well has a threaded portion with an external conical surface, which is rigidly fixed in the drill rod by means of its radial compression. Moreover, the edge of the end of the threaded part of the nipple does not protrude beyond the smallest inner circumference of the compression hole of the rod. To increase the reliability of fixing the nipple in the rod, longitudinal grooves, grooves, etc. are applied to the conical surface of the threaded part.

Description

Полезная модель относится к соединениям буровых штанг, а именно к резьбовым соединениям, и может найти применение при проходке ударно-вращательным способом восходящих и горизонтальных буровых скважин в подземных горных выработках.The utility model relates to drill rod joints, namely to threaded joints, and may find application in upward and horizontal boreholes in underground mine workings when driving the rotational-shock method.

Для бурения восходящих и горизонтальных скважин ударно-вращательным способом в подземных условиях преимущественно применяются бурильные колонны с гладкой наружной поверхностью. Гладкость наружной поверхности колонны достигается либо за счет резьбового соединения штанг труба в трубу, либо посредством использования соединительных ниппелей.For drilling ascending and horizontal wells by the rotational shock method in underground conditions, drillstrings with a smooth outer surface are mainly used. The smoothness of the outer surface of the column is achieved either through the threaded connection of the pipe rods into the pipe, or through the use of connecting nipples.

Известны соединения буровых штанг труба в трубу. Резьбовое соединение содержит охватываемую деталь (ниппель) и охватывающую деталь (муфту), выполненные на концах соединяемых штанг. При этом соединительная резьба может быть конической (А.С.№1035183, МПК Е 21 В 17/042, Б.И. №30-83 г.) или цилиндрической (А.С.№1583583, МПК Е 21 В 17/042, Б.И. №29-90 г.), причем торцы штанг непосредственно стыкуются между собой.Known compounds of drill rods pipe to pipe. A threaded connection comprises a male part (nipple) and a female part (sleeve) made at the ends of the connected rods. In this case, the connecting thread can be conical (A.S. No. 1035183, IPC E 21 V 17/042, B.I. No. 30-83,) or cylindrical (A.S. No. 1583583, IPC E 21 V 17 / 042, B.I. No. 29-90), and the ends of the rods are directly joined together.

Недостаток вышеназванного соединения штанг состоит в том, что из-за наличия зарезьбовых канавок ниппеля и муфты и свободного конца ниппеля, обращенного к забою скважины, т.е. по ходу движения ударного импульса, происходит деформация и рассеяние ударного импульса и, соответственно, эффективность проходки скважины снижается.The disadvantage of the above connection of the rods is that due to the presence of threaded grooves of the nipple and sleeve and the free end of the nipple facing the bottom of the well, i.e. along the movement of the shock pulse, deformation and scattering of the shock pulse occurs and, accordingly, the efficiency of the well penetration decreases.

Известно ниппельное соединение буровых штанг (С. Родионов и др. Горное и буровое оборудование. М., «Недра», 1983 г., с.295-296. Прототип). При ниппельном соединении буровых штанг в бурильную колонну соединительным элементом служит прорезной или гладкий ниппель, который представляет собой полый цилиндр, на наружных поверхностях концов которого выполнена цилиндрическая резьба - прямоугольная или трапециевидная. Соответствующей Known nipple connection of drill rods (S. Rodionov and others. Mining and drilling equipment. M., "Nedra", 1983, S. 295-296. Prototype). When connecting the drill rods to the drill string nipple, the connecting element is a slotted or smooth nipple, which is a hollow cylinder, on the outer surfaces of the ends of which a cylindrical thread is made - rectangular or trapezoidal. Relevant

цилиндрической резьбой снабжены и внутренние поверхности концов соединяемых штанг. При этом стыковка между штангами производится не непосредственно между собой, а через центральную часть ниппеля, свободную от резьбы и предназначенную для захвата ниппеля ключом.the inner surfaces of the ends of the connected rods are also provided with cylindrical thread. At the same time, docking between the rods is not carried out directly between each other, but through the central part of the nipple, free of thread and designed to capture the nipple with a key.

Недостаток вышеприведенного резьбового соединения буровых штанг заключается в том, что по мере движения ударного импульса по бурильной колонне его амплитуда уменьшается, вследствие чего снижается эффективность проходки скважины. Это происходит по двум причинам: во-первых, часть энергии ударного импульса поглощается соединительным элементом - ниппелем при одновременной деформации (сглаживании) импульса, во-вторых, часть энергии ударного импульса рассеивается в окружающее пространство через свободный торец ниппеля, обращенный к забою скважины.The disadvantage of the above threaded connection of the drill rods is that as the shock pulse moves along the drill string, its amplitude decreases, as a result of which the efficiency of well penetration decreases. This occurs for two reasons: firstly, part of the energy of the shock pulse is absorbed by the connecting element, the nipple, while the pulse is simultaneously deformed (smoothing), and secondly, part of the energy of the shock pulse is dissipated into the surrounding space through the free end face of the nipple facing the bottom of the well.

Поставлена задача - снизить потери энергии ударного импульса в резьбовом соединении буровых штанг, обеспечив при этом нормальный процесс соединения-разъединения буровых штанг.The task is to reduce the energy loss of the shock pulse in the threaded connection of the drill rods, while ensuring the normal process of connection-separation of the drill rods.

Эта задача решена следующим образом. Резьбовое соединение буровых штанг состоит из двух штанг, соединенных между собой ниппелем, по всей внешней поверхности которого выполнена цилиндрическая резьба. Конец ниппеля, обращенный к забою скважины, имеет дорезьбовую часть с внешней конической поверхностью. Эта часть зажата в буровой штанге путем радиального обжатия ее последней, за счет чего исключается вывинчивание ниппеля из буровой штанги при разъединении бурильной колонны. С целью снижения потерь энергии ударного импульса в соединении, внутренний диаметр радиального обжатия штанги не превышает диаметр кромки торца дорезьбовой части. При необходимости для надежного закрепления ниппеля в штанге на конической поверхности дорезьбовой части выполнены неровности в виде продольных канавок, бороздок, и т.п.This problem is solved as follows. The threaded connection of the drill rods consists of two rods interconnected by a nipple, on the entire outer surface of which a cylindrical thread is made. The end of the nipple facing the bottom of the well has a threaded portion with an external conical surface. This part is clamped in the drill rod by radially compressing the latter, thereby eliminating the unscrewing of the nipple from the drill rod when the drill string is disconnected. In order to reduce the energy loss of the shock pulse in the connection, the inner diameter of the radial compression of the rod does not exceed the diameter of the edge of the end of the threaded part. If necessary, for reliable fastening of the nipple in the rod on the conical surface of the threaded part, irregularities are made in the form of longitudinal grooves, grooves, etc.

Далее сущность полезной модели поясняется чертежом, на котором с продольным вырезом по осевой линии изображено резьбовое соединение буровых штанг.Further, the essence of the utility model is illustrated by the drawing, which shows a threaded connection of drill rods with a longitudinal cut along the axial line.

Резьбовое соединение буровых штанг состоит из ниппеля 1 и буровых штанг 2 и 3, концы которых имеют внутреннюю цилиндрическую резьбу 4. Ниппель 1 представляет собой пустотелый цилиндр, по всей наружной поверхности которого выполнена цилиндрическая резьба, например трапециевидная, прямоугольная. Конец ниппеля 1, обращенный к забою скважины, т.е. по ходу движения ударного импульса, имеет дорезьбовой участок, который выполнен в виде наружной конической поверхности 5. Эта часть 5 жестко закреплена в буровой штанге 3 посредством ее радиального обжатия 6. При этом внутренний диаметр обжатия 6 не превышает диаметр кромки торца дорезьбовой части ниппеля 5. для увеличения механической прочности соединения ниппеля 1 и буровой штанги 3 в месте обжатия 6 на наружной конической поверхности дорезьбовой части выполнены неровности, например в виде продольных канавок, бороздок (на чертеже не показано).The threaded connection of the drill rods consists of a nipple 1 and drill rods 2 and 3, the ends of which have an internal cylindrical thread 4. The nipple 1 is a hollow cylinder, on the entire outer surface of which a cylindrical thread is made, for example, trapezoidal, rectangular. The end of the nipple 1, facing the bottom of the well, i.e. in the direction of the shock pulse, it has a threaded section, which is made in the form of an outer conical surface 5. This part 5 is rigidly fixed in the drill rod 3 by means of its radial compression 6. Moreover, the internal diameter of compression 6 does not exceed the diameter of the edge of the end of the threaded part of the nipple 5. to increase the mechanical strength of the connection of the nipple 1 and the drill rod 3 in the place of compression 6 on the outer conical surface of the threaded part, irregularities are made, for example, in the form of longitudinal grooves, grooves (not shown in the drawing but).

Таким образом бурильная колонна состоит из буровых штанг, соединенных между собой ниппелями, один конец которых посредством резьбы и радиального обжатия жестко закреплен в конце предыдущей штанги, другой - служит для навинчивания последующей штанги.Thus, the drill string consists of drill rods interconnected by nipples, one end of which is rigidly fixed at the end of the previous rod by means of threading and radial crimping, and the other serves to screw the subsequent rod.

Ударный импульс от машины ударного действия, например перфоратора, движется сначала по буровой штанге 2, затем через стык между штангами 2 и 3 и одновременно через ниппель 1 и далее по буровой штанге 3 в направлении к забою скважины (на чертеже направление движения ударного импульса показано стрелкой). Так как конец ниппеля 1, обращенный к забою скважины, имеет дорезьбовую часть с конической поверхностью, плотно прилегающую к буровой штанге 3 в месте обжатия 6, а внутренний диаметр обжатия 6 не отличается от диаметра кромки дорезьбовой части ниппеля 5, ударный импульс беспрепятственно проходит в буровую штангу 3. При этом ударный импульс не подвергается сколь либо существенным процессам деформации и рассеяния, что значительно уменьшает потери его энергии. Этому способствует также и то обстоятельство, что соединение штанг 2 и 3 имеют лишь один стык, а не два, как при соединении прорезным или гладким ниппелем.The shock pulse from the shock machine, such as a perforator, moves first along the drill rod 2, then through the joint between the rods 2 and 3 and simultaneously through the nipple 1 and then along the drill rod 3 in the direction to the bottom of the well (in the drawing, the direction of movement of the shock pulse is shown by the arrow ) Since the end of the nipple 1 facing the bottom of the well has a threaded portion with a conical surface that fits snugly against the drill rod 3 at the compression point 6, and the inner diameter of the compression 6 does not differ from the diameter of the edge of the threaded portion of the nipple 5, the shock impulse freely passes into the drilling rod 3. In this case, the shock pulse is not subjected to any significant processes of deformation and scattering, which significantly reduces the loss of its energy. This is also facilitated by the fact that the connection of the rods 2 and 3 have only one joint, and not two, as when connecting a slotted or smooth nipple.

Наличие резьбы на конце ниппеля с дорезьбовой частью 5 и стыка между штангами 2 и 3 обеспечивает передачу крутящего момента штанге 3, а жесткое соединение дорезьбовой части 5 и штанги 3 в месте обжатия 6, исключает вывинчивание ниппеля 1 из буровой штанги 3 при извлечении бурильной колонны из скважины.The presence of a thread at the end of the nipple with the threaded part 5 and the joint between the rods 2 and 3 ensures the transmission of torque to the rod 3, and the rigid connection of the threaded part 5 and the rod 3 at the compression point 6 eliminates the unscrewing of the nipple 1 from the drill rod 3 when removing the drill string from wells.

Технический эффект полезной модели заключается в снижении потерь энергии ударных импульсов в резьбовых соединениях буровых штанг бурильной колонны.The technical effect of the utility model is to reduce the energy loss of shock pulses in the threaded joints of the drill string of the drill string.

Claims

A threaded connection of drill rods, consisting of two rods interconnected by a nipple with a cylindrical thread, characterized in that the thread is made over the entire cylindrical surface of the nipple, and the end of the nipple facing the bottom of the well has a threaded part with an external conical surface that is rigidly fixed in the drill rod by means of radial compression, while the edge of the end of the threaded part of the nipple does not protrude beyond the smallest inner circumference of the compression hole of the rod, on a conical surface pin marked irregularities, such as longitudinal grooves, striae.