專利名稱：一種螺紋連接鉆桿的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實用新型涉及鉆桿制造技術(shù)領(lǐng)域，具體地說是一種僅利用螺紋連接鉆桿。
背景技術(shù)：
目前的鉆桿全部按API標(biāo)準(zhǔn)生產(chǎn)，一般由工具接頭和鉆桿管體對焊連接成一個完整的鉆桿產(chǎn)品，其中公、母工具接頭分別車有API的公、母螺紋，見圖1，其中的5是母工具接頭，6為焊縫，7為鉆桿管體，8為公工具接頭。并且，工具接頭5、8按API SPEC 7標(biāo)準(zhǔn)生產(chǎn)，鉆桿管體7按API SPEC 5D標(biāo)準(zhǔn)生產(chǎn)，成品鉆桿的各項使用性能應(yīng)符合API RP 7G要求。

發(fā)明內(nèi)容
本實用新型的目的在于設(shè)計一種螺紋連接鉆桿，通過改變鉆桿的結(jié)構(gòu)及工藝，來提高鉆桿的性能，克服目前API標(biāo)準(zhǔn)生產(chǎn)的鉆桿在油田使用中的不良性能。
按照本實用新型所提供的設(shè)計方案，在鉆桿管體的兩端分別加工螺紋，并且，鉆桿與鉆桿間僅利用螺紋相互連接。
鉆桿管體的兩端外壁加厚，所用的螺紋為偏梯形螺紋或梯形螺紋或除API以外的三角螺紋。
鉆桿管體利用其端部的公螺紋及接箍的母螺紋與另一鉆桿管體的公螺紋相互連接，并且在公螺紋的一端或兩端設(shè)置抗扭矩臺階，在母螺紋的一端或兩端設(shè)置抗扭矩臺階。
鉆桿管體利用其端部的公螺紋與另一鉆桿管體的母螺紋相互連接，并且在公螺紋的一端或兩端設(shè)置抗扭矩臺階，在母螺紋的一端或兩端設(shè)置抗扭矩臺階。
公螺紋與母螺紋的錐度為1∶6，齒頂、齒底都平行于鉆桿管體的軸線，螺距K＝4牙/英寸，齒高H＝2mm，螺紋的承載角α＝-3°，螺紋的引導(dǎo)角β＝-20°。或者，公螺紋與母螺紋的錐度小于1/6，偏梯形螺紋引導(dǎo)角20°≥α≥-10°、承載角45°≥β≥0°，齒高4mm≥H≥0.5mm，齒底、齒頂?shù)哪妇€平行于螺紋的錐度或螺紋的錐度母線，螺距K＝3～10牙/英寸。
公螺紋的抗扭矩臺階的端面為平面，平面角30°≥ξ≥0°，長度為60mm≥Lg≥0，在接箍內(nèi)，兩個鉆桿管體直接利用其本身的公螺紋抗扭矩臺階互相頂緊，在公螺紋的抗扭矩臺階和接箍間設(shè)置金屬與金屬過盈的徑向密封。
在接箍內(nèi)，在兩根鉆桿管體端部的兩個公螺紋的抗扭矩臺階中設(shè)置環(huán)形的抗扭矩環(huán)。螺紋在連接時有一牙或數(shù)牙的過盈無間隙配合。兩根鉆桿管體端部的兩個公螺紋的抗扭矩臺階的厚度分別為K1與K2，K1+K2≥2mm。
鉆桿是油田鉆井的重要工具，由于鉆桿的工況條件苛刻，因此對鉆桿要求也很高，本實用新型針對現(xiàn)有API標(biāo)準(zhǔn)鉆桿，在油田使用中管體和工具接頭的焊縫容易折斷；管體的內(nèi)加厚過渡段和API螺紋容易被泥漿刺穿，API公螺紋的根部容易斷裂等缺陷。對API標(biāo)準(zhǔn)鉆桿的結(jié)構(gòu)、生產(chǎn)工藝進(jìn)行完全不同的改造。新型的非API鉆桿，設(shè)計一種新型的螺紋，公螺紋端部帶有抗扭矩臺階T。通過用接箍的母螺紋M，直接連接管體的公螺紋G，由抗扭矩臺階T傳遞鉆桿鉆井時的扭矩?；蛘?，連接形式是直連型的，鉆桿兩端加厚，鉆桿一端加工帶抗扭矩臺階Tg的公螺紋G，鉆桿的另一端加工帶有抗扭矩臺階Tm的母螺紋M，由公、母螺紋的直接連接，和高抗扭矩臺階傳遞扭矩。從而滿足了鉆桿作業(yè)的工況。取消了現(xiàn)在API鉆桿上的工具接頭和鉆桿管體的對焊焊縫，鉆桿管體是整體熱處理，因此鉆桿在油田鉆井工況中，就沒有焊縫斷裂的隱患了。又因為在管體公螺紋的的端部也有抗扭矩臺階Tg，兩公螺紋抗扭矩臺階Tg端面被頂緊，起了密封作用，使鉆桿管體內(nèi)流動的高壓泥漿不能接觸螺紋，保護(hù)了公、母螺紋不被泥漿刺穿。螺紋錐度1∶6，同時改變螺紋的設(shè)計，提高了抗扭矩性能。提高了螺紋的密封性能。
由于改變了鉆桿的結(jié)構(gòu)，也改變了生產(chǎn)的工藝，使復(fù)雜的對焊工藝、和工具接頭生產(chǎn)工藝都取消了，取而代之的是工藝簡單的接箍母螺紋加工和鉆桿管體的公螺紋加工，大大降低了成本。由于承載角是負(fù)角α(-3°)螺紋，比鉆桿用API 60°的數(shù)字螺紋，在油田使用中有更大的提拉力。負(fù)角螺紋在提拉時，不產(chǎn)生徑向分力，接箍沒有圓周應(yīng)力，提高了接箍的抗腐蝕性能。


圖1為API標(biāo)準(zhǔn)的鉆桿結(jié)構(gòu)圖。
圖2為本實用新型的一種鉆桿結(jié)構(gòu)圖。
圖3為本實用新型的另一種鉆桿結(jié)構(gòu)圖。
圖4為本實用新型的螺紋。
圖5為本實用新型的第3種鉆桿結(jié)構(gòu)圖。
圖6為本實用新型的第4種鉆桿結(jié)構(gòu)圖。
圖7為抗扭矩臺階的放大圖。
具體實施方式
本實用新型提供了一種新型的非API標(biāo)準(zhǔn)的鉆桿連接螺紋。本鉆桿管體9的加厚長度Leu＝100mm，加厚形式是外加厚。
本實用新型的一種形式是鉆桿管體9的兩端加厚，再在加厚端加工公螺紋1螺紋錐度1∶6，螺距6.35mm，齒高2mm，引導(dǎo)角為20°、承載角為-3°，齒頂、齒底平行于鉆桿管體9軸線，鉆桿管體9的公螺紋1的端部有公螺紋抗扭矩臺階3(Lg)。在接箍10的母螺紋2上設(shè)置抗扭矩臺階4(Lm)，接箍10上鍍銅。使用時，以一定的扭矩將接箍10的母螺紋2和鉆桿管體9的公螺紋1連接。必要時，可以在接箍10內(nèi)，在兩根鉆桿管體9端部的兩個公螺紋1的抗扭矩臺階3中設(shè)置環(huán)形的抗扭矩環(huán)11，該抗扭矩環(huán)11可直接形成于接箍10的內(nèi)壁中部，也可以另外加工出一個環(huán)形的抗扭矩環(huán)11，墊在其中。
本實用新型的另一種形式是鉆桿管體9的兩端加厚，在其中一端上加工公螺紋1螺紋錐度1∶6，螺距6.35mm，齒高2mm，引導(dǎo)角為20°、承載角為-3°，齒頂、齒底平行于鉆桿管體9軸線，并在公螺紋1的端部設(shè)置公螺紋抗扭矩臺階3(Lm)。鉆桿管體9的另一端加工母螺紋2，母螺紋2的錐度1∶6，螺距6.35mm，齒高2mm，引導(dǎo)角為20°，承載角為-3°，齒頂、齒底平行于鋼管軸線。使用時，直接利用鉆桿管體9兩端的公螺紋1與母螺紋2相互連接，構(gòu)成直聯(lián)型連接方式。
鉆桿管體9的兩端加厚后，可以整體熱處理。
下面結(jié)合本實用新型的內(nèi)容，提供以下4個實施例。
實施例一本實用新型用于鉆桿的情況。如圖2所示，用帶有抗扭矩臺階L的螺紋來連接鉆桿，鉆桿利用其端部的公螺紋1(G)和母螺紋2(M)擰接在一起，鉆桿管體9尺寸為73.03×9.19mm，接箍10的外徑為104.78mm。其連接螺紋為偏梯型螺紋，見圖3。螺紋錐度為1∶6，螺紋高度為2mm，螺矩為每英寸(6.35mm)4牙/英寸，螺紋齒頂平行于管子軸線。
螺紋配合時，公螺紋1(G)前端有一個抗扭矩臺階3(Tg)，母螺紋2內(nèi)帶有一個抗扭矩臺階4(Tm)，擰緊時要求公螺紋1的抗扭矩臺階3(Tg)與母螺紋2(M)的抗扭矩臺階4(TM)互相頂緊。鉆桿管體9的兩端加厚長度Leu＝170mm。
實施例二本實用新型用于鉆桿的情況。如圖5所示，鉆桿由公螺紋1(G)和母螺紋2(M)擰接在一起，鉆桿管體9的尺寸為73.03×9.19mm，接箍10的外徑為104.78mm。其連接螺紋為偏梯型螺紋，見圖3。螺紋錐度為1∶6，螺紋高度為2mm，螺矩為每英寸(6.35mm)4牙/英寸，螺紋齒頂平行于管子軸線。
螺紋配合時，公螺紋1(G)的前端有一個抗扭矩臺階3(Tg)，母螺紋2(M)過盈配合的安裝一個抗扭矩環(huán)11(S)，擰緊時要求公螺紋1的抗扭矩臺階3(Tg)與母螺紋2(M)內(nèi)的抗扭矩環(huán)11(S)，互相頂緊。鉆桿管體9的兩端加厚長度Leu＝170mm。
實施例三本實用新型用于鉆桿的情況。如圖7所示，鉆桿利用公螺紋1(G)和母螺紋2(M)擰接在一起，管體尺寸為73.03×9.19mm，接箍11的外徑為104.78mm。其連接螺紋為偏梯型螺紋，見圖3。螺紋錐度為1∶6，螺紋高度為2mm，螺矩為每英寸(6.35mm)4牙/英寸，螺紋齒頂平行于管子軸線。
螺紋配合時，公螺紋1(G)前端有一個抗扭矩臺階3(Tg)，母螺紋2M內(nèi)無抗扭矩臺階4，擰緊時由兩個公螺紋1的抗扭矩臺階3(Tg)，互相頂緊。
實施例四鉆桿管體9的兩端外加厚，在鉆桿管體9的一端加厚部位加工公螺紋1，鉆桿管體9的另一端加厚部位加工母螺紋2。螺紋為偏梯形的螺紋，螺紋錐度為1∶6，扭矩是6.35mm，齒高＝2mm，齒頂、齒底都平行于鉆桿管體的軸線。同時設(shè)計了組合抗扭矩臺階。見圖3。
權(quán)利要求1.一種螺紋連接鉆桿，其特征是在鉆桿管體(9)的兩端分別加工螺紋，并且，鉆桿與鉆桿間僅利用螺紋相互連接。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的螺紋連接鉆桿，其特征是鉆桿管體(9)的兩端外壁加厚，所用的螺紋為偏梯形螺紋或梯形螺紋或除API以外的三角螺紋。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的螺紋連接鉆桿，其特征是鉆桿管體(9)利用其端部的公螺紋(1)及接箍(10)的母螺紋(2)與另一鉆桿管體(9)的公螺紋(1)相互連接，并且在公螺紋(1)的一端或兩端設(shè)置抗扭矩臺階(3)，在母螺紋(2)的一端或兩端設(shè)置抗扭矩臺階(4)。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的螺紋連接鉆桿，其特征是鉆桿管體(9)利用其端部的公螺紋(1)與另一鉆桿管體(9)的母螺紋(2)相互連接，并且在公螺紋(1)的一端或兩端設(shè)置抗扭矩臺階(3)，在母螺紋(2)的一端或兩端設(shè)置抗扭矩臺階(4)。
5.根據(jù)權(quán)利要求1或3或4所述的螺紋連接鉆桿，其特征是公螺紋(1)與母螺紋(2)的錐度為1∶6，齒頂、齒底都平行于鉆桿管體(9)的軸線，螺距K＝4牙/英寸，齒高H＝2mm，螺紋的承載角α＝-3°，螺紋的引導(dǎo)角β＝-20°。
6.根據(jù)權(quán)利要求1或3或4所述的螺紋連接鉆桿，其特征在于公螺紋(1)與母螺紋(2)的錐度小于1/6，偏梯形螺紋引導(dǎo)角20°≥α≥-10°、承載角45°≥β≥0°，齒高4mm≥H≥0.5mm，齒底、齒頂?shù)哪妇€平行于螺紋的錐度或螺紋的錐度母線，螺距K＝3～10牙/英寸。
7.根據(jù)權(quán)利要求3所述的螺紋連接鉆桿，其特征是公螺紋(1)的抗扭矩臺階(3)的端面為平面，平面角30°≥ξ≥0°，長度為60mm≥Lg≥0，在接箍(10)內(nèi)，兩個鉆桿管體(9)直接利用其本身的公螺紋抗扭矩臺階(3)互相頂緊，在公螺紋(1)的抗扭矩臺階(3)和接箍(10)間設(shè)置金屬與金屬過盈的徑向密封。
8.根據(jù)權(quán)利要求3所述的螺紋連接鉆桿，其特征是在接箍(10)內(nèi)，在兩根鉆桿管體(9)端部的兩個公螺紋(1)的抗扭矩臺階(3)中設(shè)置環(huán)形的抗扭矩環(huán)(11)。
9.根據(jù)權(quán)利要求1所述的螺紋連接鉆桿，其特征是螺紋在連接時有一牙或數(shù)牙的過盈無間隙配合。
10.根據(jù)權(quán)利要求4所述的螺紋連接鉆桿，其特征是兩根鉆桿管體(9)端部的兩個公螺紋(1)的抗扭矩臺階(3)的厚度分別為K1與K2，K1+K2≥2mm。
專利摘要本實用新型涉及鉆桿制造技術(shù)領(lǐng)域，具體地說是一種利用螺紋連接鉆桿。按照本實用新型所提供的設(shè)計方案，在鉆桿管體的兩端分別加工螺紋，并且，鉆桿與鉆桿間僅利用螺紋相互連接。鉆桿管體的兩端外壁加厚，所用的螺紋為偏梯形螺紋或梯形螺紋或除API以外的三角螺紋。鉆桿管體利用其端部的公螺紋及接箍的母螺紋與另一鉆桿管體的公螺紋相互連接，并且在公螺紋的一端或兩端設(shè)置抗扭矩臺階，在母螺紋的一端或兩端設(shè)置抗扭矩臺階。本實用新型通過改變鉆桿的結(jié)構(gòu)及工藝，來提高鉆桿的性能，克服目前API標(biāo)準(zhǔn)生產(chǎn)的鉆桿在油田使用中的不良性能。
文檔編號E21B17/042GK2755266SQ20042007861
公開日2006年2月1日 申請日期2004年8月10日 優(yōu)先權(quán)日2004年8月10日
發(fā)明者吳華, 張毅, 朱富林, 羅日新, 樸龍華 申請人:陸曉玲