專利名稱：鉆桿接頭裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實用新型涉及石油鉆探設(shè)備，更具體地說，涉及一種鉆桿接頭裝置， 該接頭裝置不但能夠快速上扣，而且還保證了超高的抗扭強(qiáng)度。
背景技術(shù)：
目前，用于石油鉆探的鉆桿接頭裝置是按美國標(biāo)準(zhǔn)(API)進(jìn)行生產(chǎn)制造 的。請參閱圖l所示，該美國標(biāo)準(zhǔn)的鉆桿接頭裝置IO包括外螺紋接頭11 和內(nèi)螺紋接頭12,分別焊接在鉆桿管體的兩端，外螺紋接頭ll的一端為 徑向向內(nèi)的內(nèi)端面111,另一端設(shè)有徑向向外的外臺肩112，在內(nèi)端面111 與外臺肩112之間設(shè)有沿軸向延伸的外螺紋113，外臺肩112與外螺紋113 之間還設(shè)有沿軸向延伸的基部114;內(nèi)螺紋接頭12的一端為徑向向外的外 端面121,另一端設(shè)有徑向向內(nèi)的內(nèi)斜面122，外端面121與內(nèi)斜面122 之間設(shè)有沿軸向延伸的內(nèi)螺紋123，外端面121與內(nèi)螺紋123之間還設(shè)有 沿軸向延伸鏜孔部124。外螺紋接頭ll的外臺肩112到內(nèi)端面111的長 度為Ll,內(nèi)螺紋接頭12的外端面121到內(nèi)斜面122的長度為L2,并且內(nèi)、 外螺紋接頭12、 ll的螺紋錐度a為l: 6。使用時，將需要對接的鉆桿分 別通過外螺紋接頭11與內(nèi)螺紋接頭12進(jìn)行螺紋配合并擰緊，從而實現(xiàn)鉆 桿的對接。按照美國標(biāo)準(zhǔn)的的設(shè)計，該接頭裝置IO的扭轉(zhuǎn)強(qiáng)度一般為鉆桿 管體的80%,存在著扭轉(zhuǎn)強(qiáng)度較低的問題，在使用中當(dāng)遇到過大扭矩時就 會出現(xiàn)內(nèi)螺紋接頭12發(fā)生脹扣及外螺紋接頭11的外螺紋113發(fā)生斷裂等 失效事故。由于該美國標(biāo)準(zhǔn)的鉆桿接頭裝置IO承受的扭矩分別來自外臺肩 112與外端面121之間以及外螺紋113和內(nèi)螺紋123之間的摩擦力矩，請 結(jié)合圖2所示，因此， 一類高抗扭鉆桿接頭裝置20通過在API鉆桿接頭裝 置10的基礎(chǔ)上，將原來內(nèi)螺紋接頭12的內(nèi)斜面122改為內(nèi)臺肩222,當(dāng) 擰緊時，使外螺紋接頭21的內(nèi)端面211與內(nèi)臺肩222相接觸，形成額外 的摩擦力矩，從而能夠提高40%左右的抗扭強(qiáng)度。但是，隨著現(xiàn)代鉆井技術(shù)向著深井、超深井、定向井、大位移井、短 半徑井、水平井、高溫高壓井、深水井和高腐蝕性井等高難度井型發(fā)展， 鉆桿的工作環(huán)境日趨惡劣，上述的各種接頭裝置的抗扭強(qiáng)度已不能滿足實 際鉆井作業(yè)的要求。為進(jìn)一步提高接頭裝置的抗扭強(qiáng)度， 一類超高抗扭接 頭裝置通過在高抗扭鉆桿接頭裝置20的基礎(chǔ)上，改變了內(nèi)、外螺紋接頭的螺紋牙型及錐度，使內(nèi)、外螺紋的錐度a'由原來的1: 6減小至1: 16,平 緩錐度的螺紋可使抗扭強(qiáng)度提高70%左右。但是該平緩錐度的螺紋也增加 了內(nèi)、外螺紋配合難度，大大降低了內(nèi)、外螺紋接頭的上扣速度，由于各 種高難度井的鉆井曰費極其昂貴，上扣速度慢容易導(dǎo)致鉆井無法快速、正 常的進(jìn)行，影響了工作效率，極大的增加了生產(chǎn)成本，降低了經(jīng)濟(jì)效益， 使得該超高抗扭接頭無法更好的適應(yīng)現(xiàn)代鉆井的發(fā)展和需求。實用新型內(nèi)容針對現(xiàn)有技術(shù)中存在的上述的抗扭強(qiáng)度不足、以及提高了抗扭強(qiáng)度卻 帶來上扣速度慢的缺點，本實用新型的目的是提供一種鉆桿接頭裝置，該 接頭裝置不但能夠提高上扣速度，而且還增加了抗扭強(qiáng)度。為實現(xiàn)上述目的，本實用新型采用如下技術(shù)方案該鉆桿接頭裝置包括外螺紋接頭和與之螺紋配合的內(nèi)螺紋接頭，外螺 紋接頭一端為內(nèi)端面，另一端設(shè)有外臺肩，在內(nèi)端面與外臺肩之間設(shè)有外 螺紋和前端部；內(nèi)螺紋接頭的一端為外端面，另一端設(shè)有內(nèi)臺肩，外端面與內(nèi)臺肩之間設(shè)有內(nèi)螺紋和鏜孔部，所述的外螺紋接頭的外螺紋與內(nèi)螺紋 接頭的內(nèi)螺紋為相同的多線螺紋。 所述的外螺紋與內(nèi)螺紋均為雙線螺紋。所述的外螺紋與內(nèi)螺紋的錐度取值范圍均小于等于1: 12。 所述的外螺紋接頭的外臺肩與內(nèi)端面之間的長度大于美國標(biāo)準(zhǔn)的鉆桿 接頭裝置的外螺紋接頭的外臺肩與內(nèi)端面之間的規(guī)定長度，小于美國標(biāo)準(zhǔn) 的鉆桿接頭裝置的內(nèi)螺紋接頭的外端面與內(nèi)斜面之間的規(guī)定長度。所述的內(nèi)螺紋接頭的外端面與內(nèi)臺肩之間的長度大于美國標(biāo)準(zhǔn)的鉆桿 接頭裝置的外螺紋接頭的外臺肩與內(nèi)端面之間的規(guī)定長度，小于美國標(biāo)準(zhǔn)的鉆桿接頭裝置的內(nèi)螺紋接頭的外端面與內(nèi)斜面之間的規(guī)定長度。所述的內(nèi)螺紋接頭的外端面與內(nèi)臺肩之間的長度大于外螺紋接頭的外臺肩與內(nèi)端面之間的長度的取值范圍為0~0.5mm。在上述技術(shù)方案中，本實用新型的鉆桿接頭裝置包樣外螺紋接頭和與 之螺紋配合的內(nèi)螺紋接頭，外螺紋接頭一端為內(nèi)端面，另一端設(shè)有外臺肩， 在內(nèi)端面與外臺肩之間設(shè)有外螺紋和前端部；內(nèi)螺紋接頭的一端為外端面. 另一端設(shè)有內(nèi)臺肩，外端面與內(nèi)臺肩之間設(shè)有內(nèi)螺紋和鏜孔部，所述的外 螺紋接頭的外螺紋與內(nèi)螺紋接頭的內(nèi)螺紋為相同的多線螺紋。該鉆桿接頭 裝置通過多線螺紋能夠?qū)崿F(xiàn)快速上扣，提高了工作效率，節(jié)省了成本，并 且通過減小內(nèi)、外螺紋的錐度，使錐度的取值范圍小于等于1: 12,從而 保證了超高的抗扭強(qiáng)度。


圖l是現(xiàn)有技術(shù)的美國標(biāo)準(zhǔn)的鉆桿接頭裝置的結(jié)構(gòu)剖視示意圖； 圖2是現(xiàn)有技術(shù)的高抗扭鉆桿接頭裝置的結(jié)構(gòu)剖視示意圖； 圖3是本實用新型的鉆桿接頭裝置的結(jié)構(gòu)剖視示意圖。
具體實施方式

以下結(jié)合附圖和實施例進(jìn)一步說明本實用新型的技術(shù)方案。 請參閱圖3所示，本實用新型的鉆桿接頭裝置30與原有的高抗扭鉆桿 接頭裝置20 (見圖2)基本相同，同樣也包括外螺紋接頭31和與之螺紋 配合的內(nèi)螺紋接頭32,分別焊接在鉆桿管體的兩端。外螺紋接頭31 —端 為徑向向內(nèi)的內(nèi)端面311，另一端設(shè)有徑向向外的外臺肩312,在內(nèi)端面 311與外臺肩312之間設(shè)有沿軸向延伸的外螺紋313,外臺肩312與外螺 紋313之間還設(shè)有沿軸向延伸的基部314，并且在內(nèi)端面311與外螺紋313 之間還設(shè)有沿軸向延伸的前端部315;內(nèi)螺紋接頭32的一端為徑向向外的 外端面321,另一端設(shè)有徑向向內(nèi)的內(nèi)臺肩322,外端面321與內(nèi)臺肩322 之間設(shè)有沿軸向延伸的內(nèi)螺紋323,外端面321與內(nèi)螺紋323之間還設(shè)有 沿軸向延伸的鏜孔部324,并且在內(nèi)臺肩322與內(nèi)螺紋323之間還設(shè)有沿軸向延伸的后端部325。外螺紋接頭31的前端部315的外徑大于外螺紋 313沿錐度方向延伸至內(nèi)端面311處的螺紋根部的外徑，但小于與前端部 315分相鄰的第一個外螺紋313的螺紋根部的外徑；內(nèi)螺紋接頭32的后端 部325的內(nèi)徑大于內(nèi)螺紋323沿錐度方向延伸至內(nèi)臺肩322處的螺紋頂部 的內(nèi)徑，并且大于外螺紋接頭31的前端部315的外徑。不同之處在于， 本實用新型的接頭裝置30的外螺紋接頭31的外螺紋313與內(nèi)螺紋接頭32 的內(nèi)螺紋323為相同的多線螺紋。在此需要說明的是，該處所述的多線螺 紋可以為雙線螺紋、三線螺紋或者其它多線螺紋，并以外螺紋313與內(nèi)螺 紋323均為雙線螺紋為較佳。并且，外螺紋313與內(nèi)螺紋323的錐度a〃 的取值范圍均小于等于1: 12，也就是說，從與前端部315相鄰的第一個 外螺紋313徑向向外延伸至與基部314相鄰的最后一個外螺紋313處的錐 度小于等于l: 12;從與鏜孔部324相鄰的第一個內(nèi)螺紋323徑向向內(nèi)延 伸至與后端部325相鄰的最后一個內(nèi)螺紋323處的錐度同樣小于等于1: 12;由于原有的高抗扭鉆桿接頭裝置20的內(nèi)、外螺紋323、 313錐度與美 國標(biāo)準(zhǔn)的鉆桿接頭裝置10的內(nèi)、外螺紋323、 313的錐度a相同，均為1: 6，因此本實用新型的接頭裝置30的內(nèi)、外螺紋323、 313的錐度明顯小 于高抗扭鉆桿接頭裝置20的內(nèi)、外螺紋323、 313的錐度，由于平緩錐度 的螺紋可增加抗扭強(qiáng)度，使該接頭裝置30的抗扭強(qiáng)度大大提高，同時由于 采用多線螺紋(雙線螺紋較佳)，能夠較好的解決因螺紋錐度小而帶來的 上扣速度慢的問題，極大的提高了上扣速度。另外，該接頭裝置30的外螺 紋接頭31的外臺肩312與內(nèi)端面311之間的長度L3大于美國標(biāo)準(zhǔn)的鉆桿 接頭裝置10的外螺紋接頭11的外臺肩112與內(nèi)端面111之間的規(guī)定長度 Ll，但小于美國標(biāo)準(zhǔn)的鉆桿接頭裝置10的內(nèi)螺紋接頭12的外端面121與 內(nèi)斜面122之間的規(guī)定長度L2。而該接頭裝置30的內(nèi)螺紋接頭32的外端 面321與內(nèi)臺肩322之間的長度L4大于美國標(biāo)準(zhǔn)的鉆桿接頭裝置10的外 螺紋接頭11的外臺肩112與內(nèi)端面111之間的規(guī)格長度Ll，但小于美國 標(biāo)準(zhǔn)的鉆桿接頭裝置IO的內(nèi)螺紋接頭12的外端面121與內(nèi)斜面122之間 的規(guī)定長度L2。并且，內(nèi)螺紋接頭32的外端面321與內(nèi)臺肩322之間的 長度L4大于外螺紋接頭31的外臺肩312與內(nèi)端面311之間的長度L3的取值范圍為0~0.5mm，即0 < L4-L3《0.5mm,因此，當(dāng)外螺紋接頭31與 內(nèi)螺紋接頭32螺紋配合，并擰緊之后，在外螺紋接頭31的內(nèi)端面311與 內(nèi)螺紋接頭32的內(nèi)臺肩322之間具有一條寬度為0~0.5mm的間隙，當(dāng) 該接頭裝置30進(jìn)行超扭矩上扣或當(dāng)井下扭矩過大時，外螺紋接頭31的內(nèi) 端面311與內(nèi)螺紋接頭32的內(nèi)臺肩322之間的間隙逐漸減小直至消失， 使內(nèi)、外螺紋接頭32、 31形成了一個剛性體，更有助于提高接頭裝置30 的抗扭強(qiáng)度和抗彎能力。釆用本實用新型的接頭裝置30后，比美國標(biāo)準(zhǔn)的鉆桿接頭裝置10的 抗扭強(qiáng)度提高了 70%，明顯高于一般的高抗扭接頭裝置20的抗扭強(qiáng)度， 其抗扭強(qiáng)度完全達(dá)到超高抗扭接頭裝置的水平，但其上扣速度卻大大高于 超高抗扭接頭裝置的上扣速度，完全能夠與美國標(biāo)準(zhǔn)的鉆桿接頭裝置10 的上扣速度相媲美，從而實現(xiàn)提高性能與上扣速度的雙重目的，因此特別 適用于深井、超深井、定向井、水平井以及大斜度井等既需要超高扭矩又 需要快速上扣的高難度井型的鉆探施工。本技術(shù)領(lǐng)域中的普通技術(shù)人員應(yīng)當(dāng)認(rèn)識到，以上的實施例僅是用來說 明本實用新型，而并非用作為對本實用新型的限定，只要在本實用新型的 實質(zhì)精神范圍內(nèi)，對以上所述實施例的變化、變型都將落在本實用新型的 權(quán)利要求書范圍內(nèi)。
權(quán)利要求1.一種鉆桿接頭裝置，該接頭裝置包括外螺紋接頭和與之螺紋配合的內(nèi)螺紋接頭，外螺紋接頭一端為內(nèi)端面，另一端設(shè)有外臺肩，在內(nèi)端面與外臺肩之間設(shè)有外螺紋和前端部；內(nèi)螺紋接頭的一端為外端面，另一端設(shè)有內(nèi)臺肩，外端面與內(nèi)臺肩之間設(shè)有內(nèi)螺紋和鏜孔部，其特征在于所述的外螺紋接頭的外螺紋與內(nèi)螺紋接頭的內(nèi)螺紋為相同的多線螺紋。
2. 如權(quán)利要求l所述的鉆桿接頭裝置，其特征在于 所述的外螺紋與內(nèi)螺紋均為雙線螺紋。
3. 如權(quán)利要求l或2所述的鉆桿接頭裝置，其特征在于 所述的外螺紋與內(nèi)螺紋的錐度取值范圍均小于等于1: 12。
4. 如權(quán)利要求l所述的鉆桿接頭裝置，其特征在于 所述的外螺紋接頭的外臺肩與內(nèi)端面之間的長度大于美國標(biāo)準(zhǔn)的鉆桿接頭裝置的外螺紋接頭的外臺肩與內(nèi)端面之間的規(guī)定長度，小于美國標(biāo)準(zhǔn) 的鉆桿接頭裝置的內(nèi)螺紋接頭的外端面與內(nèi)斜面之間的規(guī)定長度。
5. 如權(quán)利要求l所述的鉆桿接頭裝置，其特征在于 所述的內(nèi)螺紋接頭的外端面與內(nèi)臺肩之間的長度大于美國標(biāo)準(zhǔn)的鉆桿接頭裝置的外螺紋接頭的外臺肩與內(nèi)端面之間的規(guī)定長度，小于美囯標(biāo)準(zhǔn) 的鉆桿接頭裝置的內(nèi)螺紋接頭的外端面與內(nèi)斜面之間的規(guī)定長度。
6. 如權(quán)利要求1或4或5所述的鉆桿接頭裝置，其特征在于 所述的內(nèi)螺紋接頭的外端面與內(nèi)臺肩之間的長度大于外螺紋接頭的外臺肩與內(nèi)端面之間的長度的取值范圍為0~0.5mm。
專利摘要本實用新型公開了一種鉆桿接頭裝置，該接頭裝置包括外螺紋接頭和與之螺紋配合的內(nèi)螺紋接頭，外螺紋接頭一端為內(nèi)端面，另一端設(shè)有外臺肩，在內(nèi)端面與外臺肩之間設(shè)有外螺紋和前端部；內(nèi)螺紋接頭的一端為外端面，另一端設(shè)有內(nèi)臺肩，外端面與內(nèi)臺肩之間設(shè)有內(nèi)螺紋和鏜孔部，所述的外螺紋接頭的外螺紋與內(nèi)螺紋接頭的內(nèi)螺紋為相同的多線螺紋。該鉆桿接頭裝置通過多線螺紋能夠?qū)崿F(xiàn)快速上扣，提高工作效率，并且通過減小內(nèi)、外螺紋的錐度，使錐度的取值范圍小于等于1∶12，從而保證了超高的抗扭強(qiáng)度。
文檔編號E21B17/02GK201083086SQ20072007399
公開日2008年7月9日 申請日期2007年8月23日 優(yōu)先權(quán)日2007年8月23日
發(fā)明者鵬 趙 申請人:寶山鋼鐵股份有限公司