專利名稱：一種風(fēng)管懸掛式氣舉反循環(huán)鉆桿的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實用新型涉及一種鉆探裝置，具體的說是一種風(fēng)管懸掛式氣舉反循環(huán)鉆桿。
背景技術(shù)：
風(fēng)管懸掛式氣舉反循環(huán)鉆桿是應(yīng)用于氣舉反循環(huán)鉆進(jìn)工藝的一種新型鉆桿，它是由單壁鉆桿和風(fēng)管組成，單壁鉆桿由多個依靠螺紋連接的單壁鉆桿單元所組成，每個單壁鉆桿單元由管體和焊接在管體兩端的內(nèi)螺紋接頭、外螺紋接頭組成，風(fēng)管懸掛于單壁鉆桿孔內(nèi)。鉆進(jìn)時，單壁鉆桿用于傳遞扭矩、旋轉(zhuǎn)鉆進(jìn)，風(fēng)管用于輸送高壓空氣注入單壁鉆桿內(nèi)孔泥漿中，形成泥漿、空氣的混合體，混合體相對于單壁鉆桿與孔壁之間的泥漿比重較低，形成負(fù)壓，從而使單壁鉆桿外的泥漿經(jīng)鉆頭底部后攜帶巖渣從單壁鉆桿的內(nèi)部向上經(jīng)氣水龍頭流出，達(dá)到高效鉆進(jìn)的目的。一直沿用國外技術(shù)的單壁鉆桿結(jié)構(gòu)在長期使用時發(fā)現(xiàn)存有下述問題:各單壁鉆桿單元的管體內(nèi)孔采用等徑結(jié)構(gòu)，鉆孔施工時管體兩端部承受較大的扭矩，容易因強度不足而造成斷裂；內(nèi)螺紋接頭、外螺紋接頭的壁厚相對薄弱，鉆孔時強度不易保證容易出現(xiàn)斷裂或粘扣；內(nèi)螺紋接頭、外螺紋接頭采用非標(biāo)螺紋，造成了螺紋修復(fù)和互換性不易保證。

實用新型內(nèi)容本實用新型用于解決上述已有技術(shù)之缺陷，提供一種通過結(jié)構(gòu)改進(jìn)提高強度和使用壽命的風(fēng)管懸掛式氣舉反循環(huán)鉆桿。解決上述問題所采用的技術(shù)方案如下:一種風(fēng)管懸掛式氣舉反循環(huán)鉆桿，它由單壁鉆桿和位于單壁鉆桿內(nèi)的風(fēng)管組成，單壁鉆桿由多個單壁鉆桿單元經(jīng)螺紋連接組成，每個單壁鉆桿單元由管體和焊接在管體兩端的內(nèi)螺紋接頭、外螺紋接頭構(gòu)成，特別之處是:所述管體外徑為等直徑，管體內(nèi)徑為變徑，在管體兩端設(shè)有壁厚增加的加強段，加強段與管體中部之間設(shè)有過渡臺。上述風(fēng)管懸掛式氣舉反循環(huán)鉆桿，所述加強段的壁厚尺寸B與管體壁厚尺寸b的比值為:B/b=l.8-2.2，所述過渡臺的長度為80-120毫米。上述風(fēng)管懸掛式氣舉反循環(huán)鉆桿，所述內(nèi)螺紋接頭、外螺紋接頭的外徑D與內(nèi)徑d的比值為D/d=1.8-2.0。上述風(fēng)管懸掛式氣舉反循環(huán)鉆桿，所述內(nèi)螺紋接頭與外螺紋接頭的螺紋連接類型為雙臺肩錐管螺紋或普通錐管螺紋。本實用新型針對現(xiàn)有風(fēng)管懸掛式氣舉反循環(huán)鉆桿因結(jié)構(gòu)設(shè)計缺陷導(dǎo)致局部強度不足的問題進(jìn)行了改進(jìn)，在單壁鉆桿單元的管體兩端薄弱環(huán)節(jié)處設(shè)置提高強度的加強段和避免應(yīng)力集中的過渡臺，通過對加強段和過渡臺的尺寸優(yōu)化設(shè)計，配合熱處理工藝，有效地提高了單壁鉆桿的抗拉強度和疲勞強度；本實用新型還提高了內(nèi)螺紋接頭、外螺紋接頭外徑與內(nèi)徑值之比，內(nèi)螺紋接頭、外螺紋接頭采用符合API規(guī)范的螺紋，此改進(jìn)在提高內(nèi)、夕卜螺紋接頭強度的同時，保證了螺紋的互換性和可修復(fù)性。
圖1是本實用新型的結(jié)構(gòu)示意圖；圖2是采用普通錐管螺紋的單壁鉆桿單元結(jié)構(gòu)示意圖；圖3是圖2 A處局部放大視圖；圖4是采用雙臺肩錐管螺紋的單壁鉆桿單元結(jié)構(gòu)示意圖；圖5是圖4 B處局部放大視圖。圖中各部件標(biāo)號如下:1.單壁鉆桿；2.風(fēng)管；3.管體；4.內(nèi)螺紋接頭；5.外螺紋接頭；5-1.普通錐管螺紋；5-2.雙臺肩錐管螺紋；6.加強段；7.過渡臺。
具體實施方式
參看圖1，本實用新型單壁鉆桿I和風(fēng)管2組成，風(fēng)管2懸掛于單壁鉆桿I的孔內(nèi)。單壁鉆桿由多個單壁鉆桿單元經(jīng)螺紋連接組成，每個單壁鉆桿單元由管體3和焊接在管體兩端的內(nèi)螺紋接頭4、外螺紋接頭5構(gòu)成。參看圖1、圖2、圖4，在鉆孔施工中，管體兩端為易損壞的薄弱部位，針對該薄弱部位本實用新型進(jìn)行了下述改進(jìn):管體3的外徑采用等直徑，管體內(nèi)徑為變徑，在管體兩端設(shè)有壁厚增加的加強段6，加強段通過壁厚的增加和相應(yīng)的熱處理工藝，起到提高抗拉強度和疲勞強度的作用。基于加強段壁厚增加，為避免尺寸突變處引起應(yīng)力集中，在加強段與管體中部之間設(shè)有過渡臺7，加強段與管體中部經(jīng)過渡臺連接。加強段6的壁厚尺寸B與管體壁厚尺寸b的比值為:B/b=l.8-2.2，過渡臺7的長度為80-120毫米。參看圖2、圖3，本實用新型經(jīng)過對鉆桿的彎曲強度比計算，對內(nèi)螺紋接頭、外螺紋接頭的外徑尺寸進(jìn)行了改進(jìn)，內(nèi)螺紋接頭、外螺紋接頭的外徑D與其內(nèi)徑d的比值:D/d=l.8-2.0,內(nèi)螺紋接頭、外螺紋接頭的外徑D和內(nèi)徑d分別相等。上述改進(jìn)，按比例加大內(nèi)螺紋接頭、外螺紋接頭的外徑，改善了大口徑鉆孔施工時，內(nèi)外螺紋連接部位強度不易保證，容易斷裂和粘扣的現(xiàn)象。此外，內(nèi)螺紋接頭、外螺紋接頭的螺紋部位采用符合API規(guī)范(美國石油協(xié)會認(rèn)證)的螺紋，保證了螺紋的互換性和可修復(fù)性。參看圖2-4，所述內(nèi)螺紋接頭4與外螺紋接頭5的螺紋連接類型為圖5所示的雙臺肩錐管螺紋5-2，或圖3所示的普通錐管螺紋5-1。雙臺肩錐管螺紋5-2螺紋有兩個密封臺肩，這種螺紋能夠提高鉆桿接頭的密封性能和抗扭強度。
權(quán)利要求1.一種風(fēng)管懸掛式氣舉反循環(huán)鉆桿，它由單壁鉆桿(I)和位于單壁鉆桿內(nèi)的風(fēng)管(2)組成，單壁鉆桿由多個單壁鉆桿單元經(jīng)螺紋連接組成，每個單壁鉆桿單元由管體(3 )和焊接在管體兩端的內(nèi)螺紋接頭(4)、外螺紋接頭(5)構(gòu)成，其特征在于:所述管體(3)外徑為等直徑，管體內(nèi)徑為變徑，在管體兩端設(shè)有壁厚增加的加強段(6)，加強段與管體中部之間設(shè)有過渡臺(7)。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的風(fēng)管懸掛式氣舉反循環(huán)鉆桿，其特征在于:所述加強段(6)的壁厚尺寸B與管體壁厚尺寸b的比值為:B/b=l.8-2.2，所述過渡臺(7)的長度為80-120毫米。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的風(fēng)管懸掛式氣舉反循環(huán)鉆桿，其特征在于:所述內(nèi)螺紋接頭、外螺紋接頭的外徑D與內(nèi)徑d的比值為D/d=l.8-2.0。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的風(fēng)管懸掛式氣舉反循環(huán)鉆桿，其特征在于:所述內(nèi)螺紋接頭(4)與外螺紋接頭(5)的螺紋連接類型為雙臺肩錐管螺紋(5-2)或普通錐管螺紋(5-1)。
專利摘要一種風(fēng)管懸掛式氣舉反循環(huán)鉆桿，用于解決現(xiàn)有風(fēng)管懸掛式氣舉反循環(huán)鉆桿因結(jié)構(gòu)設(shè)計缺陷導(dǎo)致強度不足的問題。技術(shù)方案是它由單壁鉆桿和位于單壁鉆桿內(nèi)的風(fēng)管組成，單壁鉆桿由多個單壁鉆桿單元經(jīng)螺紋連接組成，每個單壁鉆桿單元由管體和焊接在管體兩端的內(nèi)螺紋接頭、外螺紋接頭構(gòu)成，特別之處是管體外徑為等直徑，管體內(nèi)徑為變徑，在管體兩端設(shè)有壁厚增加的加強段，加強段與管體中部之間設(shè)有設(shè)過渡臺。本實用新型通過對管體結(jié)構(gòu)改進(jìn)和尺寸優(yōu)化有效地提高了單壁鉆桿的抗拉強度和疲勞強度；本實用新型還提高了內(nèi)螺紋接頭、外螺紋接頭的外徑與內(nèi)徑值之比，并采用符合API規(guī)范的螺紋，在提高內(nèi)、外螺紋接頭強度的同時，保證了螺紋的互換性和可修復(fù)性。
文檔編號E21B17/00GK203066883SQ201320054479
公開日2013年7月17日 申請日期2013年1月31日 優(yōu)先權(quán)日2013年1月31日
發(fā)明者李艷麗, 滿國祥, 程林, 朱立強, 李曉輝, 王慧嶺, 王克虎, 楊宏偉, 王振志, 王軻, 任立坤 申請人:河北石探機械制造有限責(zé)任公司