一种定向钻穿越专用钻杆技术领域
本实用新型涉及油气管道定向穿越技术，具体的说是一种定向钻穿越专用
钻杆。
背景技术
输油、输气管线穿越山脉、河流时，需要用钻杆钻孔和扩孔来实现。目前
通常使用的是常规API标准的石油钻探开发钻杆，主要包括管体、公接头、母
接头。公接头和母接头分别连接在管体的两端，公接头和母接头设置互相匹配
的螺纹连接斜孔。斜孔对应外环面处设置单台肩，接头紧扣之后，钻杆的扭矩
主要由单台肩承担。
穿越工程有时需要穿越很长的距离，这时需要钻杆有较高的抗拉及抗扭矩
能力，并且穿越用钻杆还承担着回拖管线的任务，管线粗大、回拖距离长时更
需要钻杆有更高的抗拉能力。常规API标准的钻杆受到较大的拉力时，钻杆螺
纹结合面的压强易超过弹性极限而造成粘扣，较难满足这种穿越工程的需要。
穿越工程有时还会遇到溶洞等复杂地质现象，当钻杆退回时，由于常规API标
准的钻杆的管体与接头的外径差别较大，接头会卡在溶洞的下边沿处，使钻杆
不易退回，严重时会导致穿越失败。
实用新型内容
本实用新型需要解决的技术问题是提供一种抗拉能力高、抗扭能力强、螺
纹防粘扣、遇溶洞等复杂地质时容易进退的定向钻穿越专用钻杆。
为解决上述技术问题，本实用新型所采用的技术方案是：
一种定向钻穿越专用钻杆，包括管体和分别焊接在管体端部的公接头及母
接头，改进后，
所述公接头和母接头设置互相匹配的两端均设置台肩的锥度螺纹，公接头
设置外螺纹，外螺纹远离管体的一端设置外螺纹端面台肩，外螺纹端面台肩与
外螺纹之间设置外环面为圆柱面的外螺纹端部柱面，外螺纹靠近管体的一端设
置外螺纹台肩；母接头设置与外螺纹配合的内螺纹，内螺纹靠近管体的一端设
置与外螺纹端面台肩配合的内螺纹内端面，内螺纹内端面与内螺纹之间设置与
外螺纹端部柱面配合的内螺纹内端部柱面，内螺纹远离管体的一端设置与外螺
纹台肩匹配的内螺纹台肩；
所述外螺纹和内螺纹的牙型为数字型螺纹V-0.038R，锥度为1：6～1：8；
所述公接头和母接头的外径相等，管体连接公接头及母接头处的焊区外径
与公接头的外径之比为1：1.05～1：1.1。
上述定向钻穿越专用钻杆，所述外螺纹端部柱面的轴向长度与外螺纹端面
台肩和外螺纹台肩之间轴向长度之比为1：10，内螺纹内端部柱面的轴向长度与
内螺纹内端面和内螺纹台肩之间的轴向长度之比为1：12。
上述定向钻穿越专用钻杆，所述外螺纹端部柱面的直径优选147mm，内螺纹
内端部柱面的直径优选150mm。
上述定向钻穿越专用钻杆，所述公接头的外螺纹端面台肩与外螺纹台肩之
间的距离为189.9～190mm，母接头的内螺纹内端面与内螺纹台肩之间的距离为
190～190.1mm。
上述定向钻穿越专用钻杆，所述外螺纹台肩与内螺纹台肩、外螺纹端面台
肩与内螺纹内端面的装配公差小于0.25mm。
上述定向钻穿越专用钻杆，所述管体连接公接头和母接头处的焊区外径优
选222mm，焊区壁厚优选24mm；所述管体中部的外径优选219.08mm，壁厚优选
12.7mm。
本实用新型在采用上述技术方案后，具有如下技术进步的效果：
本实用新型与现有技术相比，由于钻杆管体直径超大、管壁较厚，使得抗
拉能力是API规定最大钻杆的1.79倍，抗扭能力也随之大幅度提高。由于管体
与公接头、母接头的外径差较小，所以遇到溶洞等复杂地质现象时，钻杆也可
以非常容易地进退，实现穿越工程的顺利进行。由于合理控制了公接头、母接
头两台肩距离的装配公差，使得双台肩可以起到双顶作用，因而确保了接头抗
扭能力的提高。由于使用数字型螺纹，并加长了螺纹有效长度，使得防粘扣能
力提高10％以上。此外钻杆的公接头、母接头具有内螺纹内端部柱面、外螺纹端
部柱面，设计与双台肩之间的合适长度比例，留有适当的径向配合间隙，使螺
纹受力均衡，在端部顶紧变形后，仍利于卸扣。
附图说明
图1是本实用新型的结构示意图；
图2是母接头的结构示意图；
图3是公接头的结构示意图。
图中各标号为：1、公接头，2、管体，3、母接头，4、内螺纹内端面，5、
内螺纹内端部柱面，6、内螺纹台肩，7、外螺纹端面台肩，8、外螺纹端部柱面，
9、外螺纹台肩。
图中各字母代号为：T1：管体中部的壁厚；T2：焊区壁厚；D1：管体中部
的外径；D2：焊区外径；D3：母接头外径；D4：内螺纹内端部柱面的直径；D5：
外螺纹端部柱面的直径；L1：母接头两台肩间的距离；L2：公接头两台肩间的
距离。
具体实施方式
下面结合附图及实施例对本实用新型做进一步详细说明：
一种定向钻穿越专用钻杆，如图1～图3所示，包括公接头1、管体2、母
接头3，公接头1和母接头3用摩擦焊机焊在管体2两端，其中母接头3设有内
螺纹、内螺纹内端面4、内螺纹内端部柱面5、内螺纹台肩6；公接头1设有外
螺纹、外螺纹端面台肩7、外螺纹端部柱面8、外螺纹台肩9。
所述管体2的两端采用内加厚型式，管体2中部的外径D1比常规钻杆都大，
优选为219.08mm。管体2中部的壁厚T1较厚，优选为12.7mm。由于管体2直
径大、管壁厚，所以管体2有着足够大的抗拉和抗扭能力。管体2两端与公接
头1、母接头3焊接的焊区外径D2稍微大于管体外径D1，焊区壁厚T2按照API
5DP的规定选用。焊区外径D2优选222mm；焊区壁厚T2优选24mm。公接头1与
母接头3的外径D3相等，稍微大于焊区外径D2，使得管体外径D1与接头外径
D3有着较小的直径差，其直径比为1：1.05～1：1.1，优选1：1.05。
所述公接头1和母接头3设置互相配合的带锥度的螺纹，螺纹牙型为数字
型螺纹V-0.038R(牙底圆弧半径为0.038in的牙型代号)，锥度为1：6～1：8，
优选1：8，通过改变锥度增加了螺纹长度，使得防粘扣能力提高10％以上。
所述公接头1设置外螺纹，外螺纹的外端(远离管体的一端)设置外螺纹
端面台肩7。外螺纹端面台肩7与外螺纹之间设置外螺纹端部柱面8，外螺纹端
部柱面8的外环面为圆柱面，外螺纹端部柱面8的直径D5优选为147mm，外螺
纹的内端(靠近管体的一端)设置外螺纹台肩9。外螺纹台肩9与外螺纹端面台
肩7形成双台肩，双台肩之间的距离L2为189.9～190mm。外螺纹端部柱面8的
轴向长度与外螺纹端面台肩7和外螺纹台肩9之间轴向长度之比为1：10。
所述母接头3设置与外螺纹配合的内螺纹，内螺纹的内端(靠近管体的一
端)设置内螺纹内端面4，外螺纹端面台肩7配合抵触内螺纹内端面4，形成一
个台肩配合。内螺纹内端面4与内螺纹之间设置内螺纹内端部柱面5，内螺纹内
端部柱面5是与外螺纹端部柱面8配合的圆柱面，内螺纹内端部柱面5的直径
D4优选为150mm，与外螺纹端部柱面8径向间隙配合。内螺纹的外端(远离管
体的一端)设置内螺纹台肩6，内螺纹台肩6与外螺纹台肩9匹配，形成另一个
台肩配合。母接头的内螺纹内端面4与内螺纹台肩6之间的距离L1为190～
190.1mm。内螺纹内端部柱面5的轴向长度与内螺纹内端面4和内螺纹台肩6之
间的轴向长度之比为1：12。钻杆通过锥度螺纹扣和后，内螺纹台肩6与外螺纹
台肩9紧密配合，内螺纹内端面4与外螺纹端面台肩7紧密配合，形成两个工
作台肩。合理控制母接头3、公接头1双台肩距离L1与L2的装配公差，不大于
0.25mm，使得双台肩可以起到双顶作用，因而确保了接头抗扭能力的提高。