專利名稱：一種提高疲勞強度的雙臺肩鉆桿的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實用新型涉及石油鉆井技術(shù)領(lǐng)域，特別涉及一種鉆井井下鉆桿，是一種雙臺肩 鉆桿。
背景技術(shù)：
目前，近年來，油氣鉆探環(huán)境日益苛刻，油氣井深度不斷增加，深井、定向井、水平 井不斷增多，由于這些井摩阻巨大，井眼尺寸有限，要求鉆桿有足夠的抗扭強度，同時有良 好的水力性能，因此需要減小的鉆桿接頭外徑、增大鉆桿接頭內(nèi)徑。目前普遍使用的API標 準鉆桿無法滿足這些井的需求，這就需要開發(fā)非API標準鉆桿。API標準鉆桿接頭的抗扭強度稍低于管體，API標準鉆桿接頭是一種具有旋轉(zhuǎn)臺 肩的錐管螺紋接頭，內(nèi)外螺紋接頭旋緊后，旋轉(zhuǎn)臺肩緊密接觸，起密封作用。如果鉆桿承受 的扭矩大于接頭的抗扭強度，便發(fā)生內(nèi)螺紋接頭的脹大或外螺紋接頭的伸長變形。顯然要 增加鉆桿接頭的抗扭強度，就必須增大外徑、減小內(nèi)徑，但過大的外徑、過小的內(nèi)徑，將影響 鉆桿下井、增加鉆柱的摩阻、阻礙泥漿的流動。所以API標準鉆桿接頭的抗扭強度一般低于 鉆桿管體、且尺寸較大。

實用新型內(nèi)容本實用新型的目的是提供一種提高疲勞強度的雙臺肩鉆桿，在保證足夠抗扭強 度、明顯提高水力性能的同時，接頭的抗疲勞強度高于同級鉆桿。本實用新型采用的技術(shù)方案是提高疲勞強度的雙臺肩鉆桿，主要由鉆桿本體、內(nèi) 螺紋接頭和外螺紋接頭組成，圓柱體形鉆桿本體有中心孔，在鉆桿本體兩端分別有內(nèi)螺紋 接頭和外螺紋接頭，其特征在于在外螺紋接頭上有環(huán)形主承扭臺肩，主承扭臺肩的位置在 外螺紋的根部，并且主承扭臺肩平面與鉆桿本體中心線垂直；在內(nèi)螺紋接頭上有環(huán)形輔助 承扭臺肩，輔助承扭臺肩的位置在內(nèi)螺紋的根部，并且輔助承扭臺肩平面與鉆桿本體中心 線垂直；主承扭臺肩到外螺紋接頭端面的距離與輔助承扭臺肩到內(nèi)螺紋接頭端面的距離相寸。雙臺肩鉆桿的螺紋結(jié)構(gòu)與API標準相同，所以本發(fā)明鉆桿接頭能與API標準接頭 互換。中心孔內(nèi)徑不大于同鋼級、同規(guī)格、同樣螺紋的API標準鉆桿接頭內(nèi)徑20% ；內(nèi)螺紋 接頭和外螺紋接頭的外徑不小于同鋼級、同規(guī)格、同樣螺紋的API標準鉆桿接頭外徑5%。由于雙臺肩鉆桿接頭比API標準接頭多了一個輔助扭矩臺肩，所以在保持接頭抗 扭強度等于或稍小于鉆桿管體的情況下，可增大接頭內(nèi)徑，減少接頭外徑。因而減小了鉆柱 摩阻、增大了鉆柱水力性能。但調(diào)查發(fā)現(xiàn)，如果過度擴大接頭內(nèi)徑或過度減少接頭外徑，將 導(dǎo)致鉆桿接頭早期疲勞失效。計算表明擴大接頭內(nèi)徑或減少接頭外徑將減少接頭截面積， 增大接頭應(yīng)力，計算表明如果內(nèi)徑大于同鋼級、同規(guī)格、同樣螺紋API標準鉆桿接頭內(nèi)徑 20%,或外徑小于同鋼級、同規(guī)格、同螺紋形式API標準鉆桿接頭外徑4%，那么內(nèi)螺紋接頭 或外螺紋接頭的應(yīng)力集中將可能大于管體加厚過度處。所以雙臺肩鉆桿接頭的內(nèi)徑不能無限制擴大、外徑不能無限制縮小，必須考慮疲勞強度。本實用新型的有益效果本實用新型提高疲勞強度的雙臺肩鉆桿，在保證足夠抗 扭強度、明顯提高水力性能的同時，接頭的抗疲勞強度高于同級鉆桿。

圖1是本實用新型提高疲勞強度的雙臺肩鉆桿兩端接頭連接結(jié)構(gòu)剖面示意圖。圖中，1.內(nèi)螺紋接頭，2.主扭矩臺肩，3.輔助扭矩臺肩，4.外螺紋接頭，5.螺紋。
具體實施方式
實施例1 以一個規(guī)格為139mm，鋼級為S135的提高疲勞強度的雙臺肩鉆桿為例，
對本實用新型作進一步詳細說明。參閱圖1。本實用新型提高疲勞強度的雙臺肩鉆桿，主要由鉆桿本體、內(nèi)螺紋接頭 1和外螺紋接頭4組成，圓柱體形鉆桿本體有中心孔，在鉆桿本體兩端分別有內(nèi)螺紋接頭1 和外螺紋接頭4。內(nèi)螺紋接頭1和外螺紋接頭4的外徑是181mm，內(nèi)徑是89mm，螺紋5采用 API5 1/2" HL在外螺紋接頭4上有環(huán)形主承扭臺肩2，主承扭臺肩2的位置在外螺紋的 根部，并且主承扭臺肩2平面與鉆桿本體中心線垂直；在內(nèi)螺紋接頭1上有環(huán)形輔助承扭臺 肩3，輔助承扭臺肩3的位置在內(nèi)螺紋的根部，并且輔助承扭臺肩3平面與鉆桿本體中心線 垂直；主承扭臺肩2到外螺紋接頭4端面的距離與輔助承扭臺肩3到內(nèi)螺紋接頭1端面的 距離相等。實施例2 與實施例1不同點是提高疲勞強度的雙臺肩鉆桿的規(guī)格為127mm，鋼 級為S135的高疲勞強度雙臺肩鉆桿，內(nèi)螺紋接頭1和外螺紋接頭4的外徑為165mm，內(nèi)徑為 83mm，接頭螺紋采用API NC50。
權(quán)利要求1. 一種提高疲勞強度的雙臺肩鉆桿，主要由鉆桿本體、內(nèi)螺紋接頭(1)和外螺紋接頭 (4)組成，圓柱體形鉆桿本體有中心孔，在鉆桿本體兩端分別有內(nèi)螺紋接頭(1)和外螺紋接 頭(4)，其特征在于在外螺紋接頭(4)上有環(huán)形主承扭臺肩(2)，主承扭臺肩(2)的位置在 外螺紋的根部，并且主承扭臺肩(2)平面與鉆桿本體中心線垂直；在內(nèi)螺紋接頭(1)上有環(huán) 形輔助承扭臺肩(3)，輔助承扭臺肩(3)的位置在內(nèi)螺紋的根部，并且輔助承扭臺肩(3)平 面與鉆桿本體中心線垂直；主承扭臺肩(2)到外螺紋接頭(4)端面的距離與輔助承扭臺肩 (3)到內(nèi)螺紋接頭(1)端面的距離相等。
專利摘要提高疲勞強度的雙臺肩鉆桿，應(yīng)用于石油鉆井技術(shù)領(lǐng)域。主要由鉆桿本體、內(nèi)螺紋接頭和外螺紋接頭組成，圓柱體形鉆桿本體有中心孔，在鉆桿本體兩端分別有內(nèi)螺紋接頭和外螺紋接頭。在外螺紋接頭上有環(huán)形主承扭臺肩，主承扭臺肩的位置在外螺紋的根部，并且主承扭臺肩平面與鉆桿本體中心線垂直；在內(nèi)螺紋接頭上有環(huán)形輔助承扭臺肩，輔助承扭臺肩的位置在內(nèi)螺紋的根部，并且輔助承扭臺肩平面與鉆桿本體中心線垂直；主承扭臺肩到外螺紋接頭端面的距離與輔助承扭臺肩到內(nèi)螺紋接頭端面的距離相等。效果是在保證足夠抗扭強度、明顯提高水力性能的同時，接頭的抗疲勞強度高于同級鉆桿。
文檔編號E21B17/042GK201778667SQ20102028253
公開日2011年3月30日 申請日期2010年8月5日 優(yōu)先權(quán)日2010年8月5日
發(fā)明者徐欣, 王新虎 申請人:中國石油天然氣集團公司;中國石油天然氣集團公司管材研究所