一種鉆桿結(jié)構(gòu)的制作方法
【專利摘要】本實用新型公開一種鉆桿結(jié)構(gòu)，該結(jié)構(gòu)包含接頭，及與接頭焊接連接的管體；接頭與管體中分別設(shè)有管道，接頭內(nèi)的管道與管體內(nèi)的管道相互貫通；管體包含：本體區(qū)；焊接區(qū)，其一端連接本體區(qū)，另一端連接接頭；本體區(qū)和焊接區(qū)內(nèi)管道的內(nèi)徑相同且均一；焊接區(qū)的外徑大于本體區(qū)的外徑，并與接頭連接管體處的外徑相適配。本實用新型在管體焊接區(qū)采用外加厚尺寸、內(nèi)徑不變的方式以加強焊區(qū)強度，外加厚工藝通過模具控制，尺寸精度控制難度較小，更易于加工，外加厚過渡部分長度可控性較好，從而使管體結(jié)構(gòu)穩(wěn)定，受力均勻，以減小內(nèi)應(yīng)力集中，解決管體加厚部分應(yīng)力集中造成的失效斷裂問題，提高鉆桿使用壽命。
【專利說明】 一種鉆桿結(jié)構(gòu)

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本實用新型涉及一種高強度的石油鉆桿，具體涉及一種新型內(nèi)孔結(jié)構(gòu)的高強度鉆桿結(jié)構(gòu)。

【背景技術(shù)】
[0002]目前，鉆桿管體失效事故多產(chǎn)生于內(nèi)外加厚過渡區(qū)部位的刺穿和斷裂，屬疲勞或腐蝕疲勞失效。導(dǎo)致此類事故的根本原因是鉆桿內(nèi)外加厚結(jié)構(gòu)配合不合理，鉆桿內(nèi)加厚過渡區(qū)內(nèi)末端存在一個高應(yīng)力區(qū)(應(yīng)力集中)，加厚過渡區(qū)長度和加厚過渡區(qū)與管體交界處的圓弧半徑對應(yīng)力集中的嚴重程度影響很大。
[0003]如圖1所示，常見API標準鉆桿包含依次連接的接頭I’和管體2’，接頭I’和管體2’通過焊接連接，所以接頭I’和管體2’之間的連接處有焊縫3’。接頭I’和管體2’內(nèi)設(shè)有貫通的管道。其中，管體2’端加厚部分結(jié)構(gòu)為內(nèi)外加厚，根據(jù)鉆桿管體2’實際生產(chǎn)情況可知，管端內(nèi)加厚尺寸精度較難控制，尤其在內(nèi)加厚消失過渡部分，結(jié)構(gòu)尺寸控制不穩(wěn)定，內(nèi)外加厚過渡部分結(jié)構(gòu)配合不易控制，管體2’受力不均勻，容易產(chǎn)生應(yīng)力集中而發(fā)生斷裂失效。
實用新型內(nèi)容
[0004]本實用新型提供一種鉆桿結(jié)構(gòu)，改進鉆桿管體端部加厚部分內(nèi)外加厚過渡結(jié)構(gòu)，解決高強度鉆桿管體加厚部分應(yīng)力集中造成的失效斷裂問題。
[0005]為實現(xiàn)上述目的，本實用新型提供一種鉆桿結(jié)構(gòu)，該結(jié)構(gòu)包含接頭，及與接頭焊接連接的管體；接頭與管體中分別設(shè)有管道，接頭內(nèi)的管道與管體內(nèi)的管道相互貫通；
[0006]其特點是，上述管體包含:
[0007]本體區(qū)；
[0008]焊接區(qū)，其一端連接本體區(qū)，另一端連接接頭；
[0009]上述本體區(qū)和焊接區(qū)內(nèi)管道的內(nèi)徑相同且均一；
[0010]上述焊接區(qū)的外徑大于本體區(qū)的外徑，并與接頭連接管體處的外徑相適配。
[0011]上述焊接區(qū)的外徑比本體區(qū)的外徑大5至17毫米。
[0012]上述本體區(qū)與焊接區(qū)的連接處設(shè)有過渡區(qū)；
[0013]上述過渡區(qū)與焊接區(qū)連接一端的外徑與焊接區(qū)的外徑相適配，過渡區(qū)與本體區(qū)連接一端的外徑與本體區(qū)的外徑相適配，過渡區(qū)的外徑由連接焊接區(qū)一端至連接本體區(qū)一端均勻減小；
[0014]過渡區(qū)的內(nèi)徑與本體區(qū)和焊接區(qū)的內(nèi)徑相同。
[0015]上述過渡區(qū)的長度為80至100毫米。
[0016]上述接頭的管道內(nèi)設(shè)有內(nèi)徑過渡部分；該內(nèi)徑過渡部分靠近管體的一端至遠離管體的一端，內(nèi)徑過渡部分的內(nèi)徑均勻增大或均勻減小。
[0017]本實用新型一種鉆桿結(jié)構(gòu)和現(xiàn)有技術(shù)的石油鉆桿相比，其優(yōu)點在于，本實用新型在管體焊接區(qū)采用外加厚尺寸、內(nèi)徑不變的方式以加強焊區(qū)強度，外加厚工藝通過模具控制，尺寸精度控制難度較小，更易于加工，外加厚過渡部分長度可控性較好，從而使管體焊接區(qū)和過渡區(qū)結(jié)構(gòu)穩(wěn)定，管體受力均勻，解決高強度鉆桿管體加厚部分應(yīng)力集中造成的失效斷裂問題；
[0018]本實用新型采用增大焊區(qū)外徑，延長外加厚過渡部分長度，以達到減小過渡部分應(yīng)力集中的目的；
[0019]本實用新型內(nèi)徑過渡部分設(shè)置于接頭，將管體端部內(nèi)徑過渡部分轉(zhuǎn)移至接頭內(nèi)部，因接頭壁厚較大，可保證過渡部分強度滿足使用要求，接頭內(nèi)孔為車加工成型，內(nèi)徑過渡部分尺寸更容易控制，可有效避免應(yīng)力集中造成的管體斷裂失效；
[0020]本實用新型保通過改進焊區(qū)內(nèi)孔結(jié)構(gòu)，保證管體外加厚部分平滑過渡，以減小內(nèi)應(yīng)力集中，提聞鉆桿使用壽命。

【專利附圖】

【附圖說明】
[0021]圖1為現(xiàn)有技術(shù)石油鉆桿結(jié)構(gòu)的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0022]圖2為本發(fā)明鉆桿結(jié)構(gòu)的結(jié)構(gòu)示意圖。

【具體實施方式】
[0023]以下結(jié)合附圖，進一步說明本實用新型的具體實施例。
[0024]如圖2所示，本實用新型公開了一種用于石油工業(yè)領(lǐng)域的高強度鉆桿結(jié)構(gòu)，該結(jié)構(gòu)包含接頭1，以及與接頭I通過焊接軸向連接的管體2。接頭I中沿其軸向設(shè)有管道，管體2中沿其軸向也設(shè)有管道，接頭I內(nèi)的管道與管體2內(nèi)的管道相互貫通。接頭I與管體2之間的焊接處留有焊縫3。
[0025]管體2包含有依次軸向連接的本體區(qū)21、過渡區(qū)23和焊接區(qū)22。焊接區(qū)22 —端通過過渡區(qū)23連接本體區(qū)21，另一端與接頭I焊接連接。
[0026]本體區(qū)21、過渡區(qū)23和焊接區(qū)22內(nèi)管道的內(nèi)徑相同且均一，并且內(nèi)壁平滑。
[0027]焊接區(qū)22的外徑大于本體區(qū)21的外徑，并且焊接區(qū)22的外徑與接頭I連接管體2處的外徑相適配。過渡區(qū)23與焊接區(qū)22連接一端的外徑與焊接區(qū)22的外徑相適配，過渡區(qū)23與本體區(qū)21連接一端的外徑與本體區(qū)21的外徑相適配，過渡區(qū)23的外徑由連接焊接區(qū)22 —端至連接本體區(qū)21 —端均勻減小。
[0028]本實用新型將管體2加厚部分改進為外加厚形式，為保證焊接區(qū)22強度，根據(jù)不同鉆桿規(guī)格要求，在API 5DP標準要求基礎(chǔ)上增大了管體2焊接區(qū)22外徑5至17毫米，從而增加焊接區(qū)22管壁的厚度。同時還延長外加厚過渡部分，將過渡區(qū)23的長度延長至80至100毫米，以達到減小過渡部分應(yīng)力集中的目的。
[0029]經(jīng)實際生產(chǎn)驗證，管端內(nèi)加厚尺寸控制比較困難，而外加厚尺寸和延長外加厚過渡部分都通過模具控制，尺寸精度控制難度較小，更易于加工，外加厚過渡部分長度可控性較好。
[0030]進一步的，接頭I的管道內(nèi)設(shè)有內(nèi)徑過渡部分11 ;該內(nèi)徑過渡部分11由靠近管體2的一端至遠離管體2的一端，內(nèi)徑過渡部分11的內(nèi)徑均勻增大或均勻減小。本實用新型這里將管體2端部內(nèi)徑過渡部分轉(zhuǎn)移至接頭I內(nèi)部，因接頭I壁厚較大，可保證過渡部分強度滿足使用要求，同時接頭I內(nèi)的管道(內(nèi)孔)為車加工成型，內(nèi)徑過渡部分11尺寸更容易控制，可有效避免應(yīng)力集中造成的管體斷裂失效。
[0031]盡管本實用新型的內(nèi)容已經(jīng)通過上述優(yōu)選實施例作了詳細介紹，但應(yīng)當認識到上述的描述不應(yīng)被認為是對本實用新型的限制。在本領(lǐng)域技術(shù)人員閱讀了上述內(nèi)容后，對于本實用新型的多種修改和替代都將是顯而易見的。因此，本實用新型的保護范圍應(yīng)由所附的權(quán)利要求來限定。
【權(quán)利要求】
1.一種鉆桿結(jié)構(gòu)，該結(jié)構(gòu)包含接頭(1)，及與接頭(I)焊接連接的管體(2);所述接頭(I)與管體(2)中分別設(shè)有管道，接頭(I)內(nèi)的管道與管體(2)內(nèi)的管道相互貫通； 其特征在于，所述管體(2)包含: 本體區(qū)(21)； 焊接區(qū)(22)，其一端連接本體區(qū)(21 )，另一端連接所述接頭(I); 所述本體區(qū)(21)和焊接區(qū)(22)內(nèi)管道的內(nèi)徑相同且均一； 所述焊接區(qū)(22)的外徑大于本體區(qū)(21)的外徑，并與所述接頭(I)連接管體(2)處的外徑相適配。
2.如權(quán)利要求1所述的鉆桿結(jié)構(gòu)，其特征在于，所述焊接區(qū)(22)的外徑比本體區(qū)(21)的外徑大5至17毫米。
3.如權(quán)利要求1所述的鉆桿結(jié)構(gòu)，其特征在于，所述本體區(qū)(21)與焊接區(qū)(22)的連接處設(shè)有過渡區(qū)(23); 所述過渡區(qū)(23)與焊接區(qū)(22)連接一端的外徑與焊接區(qū)(22)的外徑相適配，過渡區(qū)(23)與本體區(qū)(21)連接一端的外徑與本體區(qū)(21)的外徑相適配，過渡區(qū)(23)的外徑由連接焊接區(qū)(22 ) 一端至連接本體區(qū)(21) —端均勻減??； 過渡區(qū)(23)的內(nèi)徑與本體區(qū)(21)和焊接區(qū)(22)的內(nèi)徑相同。
4.如權(quán)利要求3所述的鉆桿結(jié)構(gòu)，其特征在于，所述過渡區(qū)(23)的長度為80至100毫米。
5.如權(quán)利要求1所述的鉆桿結(jié)構(gòu)，其特征在于，所述接頭(I)的管道內(nèi)設(shè)有內(nèi)徑過渡部分(11);該內(nèi)徑過渡部分靠近管體(2)的一端至遠離管體(2)的一端，內(nèi)徑過渡部分(11)的內(nèi)徑均勻增大或均勻減小。
【文檔編號】E21B17/04GK204212706SQ201420533688
【公開日】2015年3月18日 申請日期:2014年9月17日 優(yōu)先權(quán)日:2014年9月17日
【發(fā)明者】鄭二永, 肖凡 申請人:上海天合石油工程股份有限公司