钻杆接头.pdf

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摘要
申请专利号:

CN201210380120.X

申请日:

2012.10.09

公开号:

CN102900379A

公开日:

2013.01.30

当前法律状态:

撤回

有效性:

无权

法律详情:

发明专利申请公布后的视为撤回IPC(主分类):E21B 17/042申请公布日:20130130|||公开

IPC分类号:

E21B17/042

主分类号:

E21B17/042

申请人:

天津德华石油装备制造有限公司

发明人:

张国辉; 刘发顺; 孙世杰; 矫健; 张博

地址:

300350 天津市津南区双桥经济开发区聚英路42号

优先权:

专利代理机构:

天津市三利专利商标代理有限公司 12107

代理人:

高文迪

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内容摘要

本发明公开了一种钻杆接头,包括公接头以及母接头,公、母接头通过外、母接头螺纹相互配合连接;所述公接头螺纹的分别两侧设置有公接头主台肩和公接头副台肩,所述母接头螺纹的两侧分别设置有母接头主台肩和母接头副台肩;当公、母接头处于相连状态时,在所述公、母接头螺纹与公、母接头主台肩之间以及与公、母接头副台肩之间分别设置有主台肩密封舱和副台肩密封舱;所述副、主台肩密封舱的长度比为1:1.9~2.2。采用本发明结构的钻杆接头,应力分布更均匀,在螺纹扣的两端都能分担载荷,刚性更强,在同样壁厚的情况下,抗扭性能提高30%以上。

权利要求书

权利要求书

一种钻杆接头,其特征在于:包括公接头以及母接头,公、母接头通过外、母接头螺纹相互配合连接;所述公接头螺纹的分别两侧设置有公接头主台肩和公接头副台肩,所述母接头螺纹的两侧分别设置有母接头主台肩和母接头副台肩;所述公、母接头螺纹的锥度为1:6;所述公接头主台肩根部设置有截面为半圆状的环形凹槽;当公、母接头处于相连状态时,在所述公、母接头螺纹与公、母接头主台肩之间以及与公、母接头副台肩之间分别设置有主台肩密封舱和副台肩密封舱;所述副、主台肩密封舱的长度比为1:1.9~2.2。
如权利要求1所述钻杆接头,其特征在于:所述副台肩密封舱的长度为25mm,主台肩密封舱的长度为47.73mm。
如权利要求2所述钻杆接头,其特征在于:所述凹槽截面的半径为0.79mm。
如权利要求3所述钻杆接头,其特征在于:所述公接头主台肩和公接头副台肩之间的距离优选为186.54mm。
如权利要求1至4任一项所述钻杆接头,其特征在于:所述主、副台肩密封舱的厚度与螺纹的齿高相等。
如权利要求5所述钻杆接头,其特征在于:所述钻杆接头的内表面为光滑曲面。

说明书

钻杆接头
技术领域
本发明涉及一种石油工程钻探用具,尤其是一种钻杆接头。
背景技术
石油资源是战略资源,工业的血脉,各国政府都十分重视石油能源的生产。随着石油勘探技术和钻采设备的改进,专业人士很容易在地球上寻找到存储石油的地质层。然而,当前地球上陆地浅层石油资源已经基本枯竭,沿海国家已转向海洋石油钻采,内陆国家通过提升钻探能力寻求深层石油资源。伴随而来的是深井、超深井和强化钻井对钻杆接头的性能提出了更高的要求。通常使用的常规API标准钻杆接头是单台肩的,该台肩位于接头连接螺纹的一端,当接头紧扣之后,钻杆扭矩主要由该台肩面承担,因为抗扭强度和密封性能都无法满足复杂的地质环境要求;而市面上常见的双台肩钻杆接头,整体结构性差,不能较好地分散钻杆接头受到的应力,螺纹容易疲劳断裂,过量变形导致钻杆接头过早报废。
发明内容
本发明的目的是克服现有技术中的缺陷,提供一种整体结构性能优良,抗扭强度高,能够较好地分散应力的钻杆接头。
为解决上述问题,本发明的一种钻杆接头,包括公接头以及母接头,公、母接头通过外、母接头螺纹相互配合连接;所述公接头螺纹的分别两侧设置有公接头主台肩和公接头副台肩,所述母接头螺纹的两侧分别设置有母接头主台肩和母接头副台肩;所述公、母接头螺纹的锥度为1:6;所述公接头主台肩根部设置有截面为半圆状的环形凹槽;当公、母接头处于相连状态时,在所述公、母接头螺纹与公、母接头主台肩之间以及与公、母接头副台肩之间分别设置有主台肩密封舱和副台肩密封舱;所述副、主台肩密封舱的长度比为1:1.9~2.2。
所述副台肩密封舱的长度为25mm,主台肩密封舱的长度为47.73mm。
所述凹槽截面的半径为0.79mm。
所述公接头主台肩和公接头副台肩之间的距离优选为186.54mm。
所述主、副台肩密封舱的厚度与螺纹的齿高相等。
所述钻杆接头的内表面为光滑曲面。
采用本发明结构的钻杆接头,与现有技术中的API接头相比,具有以下有益效果:
1)双台肩设计使得应力分布更均匀,在螺纹扣的两端都能分担载荷,刚性更强,在同样壁厚的情况下,抗扭性能提高30%以上;
2)降低了连接处的应力集中,提高了抗疲劳性,从而延长使用寿命,允许更多的外径磨损允许量;
3)允许通过优化设计适当减少接头外径,增加环空空间,相应地降低环空的循环压耗,并提高接头可打捞能力;
4)光滑的内表面设计,提高接头的水力学性能,产生更平稳的液流,更小的紊流,减少冲蚀;减少水泥和固体颗粒沉积在接头内的机会;
5)允许通过优化设计适当增加接头的内径,从而降低钻具内的循环压耗,提高了钻柱内泵送的效率和能力,增加了钻柱内起下各种电缆仪器的能力。
附图说明
图1为本发明钻杆接头中公接头的结构示意图。
图2为图1中A部的局部放大图。
图3为本发明钻杆接头中母接头的结构示意图。
图4为本发明钻杆接头的装配结构示意图。
图5为图4中B部的局部放大图。
图中:公接头1;母接头2;公接头螺纹3;母接头螺纹4;公接头主台肩5a;母接头主台肩5b;公接头副台肩6a;母接头副台肩6b;凹槽7;副台肩密封舱8;主台肩密封舱9
具体实施方式
为了使本技术领域的人员更好地理解本发明技术方案,下面结合附图和实施方式对本发明作进一步的详细说明。
如图1至4所示,本发明的钻杆接头,包括公接头1以及母接头2,公、母接头1、2通过外、母接头螺纹3、4相互配合连接;所述公接头螺纹3的分别两侧设置有公接头主台肩5a和公接头副台肩6a,所述母接头螺纹4的两侧分别设置有母接头主台肩5b和母接头副台肩6b,所述主台肩是起密封以及抗扭作用,副台肩起抗扭作用;所述公、母接头螺纹3、4的锥度为1:6。
所述公接头主台肩5a根部设置有截面为半圆状的环形凹槽7,该凹槽截面的半径R优选为0.79mm。
当公、母接头1、2处于相连状态时,在所述公、母接头螺纹4、3与公、母接头主台肩5a、5b之间以及与公、母接头副台肩6a、6b之间分别设置有主台肩密封舱8和副台肩密封舱9。
所述副、主台肩密封舱8、9的长度比为1:1.9~2.2,在本发明的实施例中,所述副台肩密封舱8的长度L1优选为25mm,主台肩密封舱9的长度L2优选为47.73mm;公接头主台肩5a和公接头副台肩6a之间的距离L3优选为186.54mm。
所述主、副台肩密封舱8、9的厚度H与公、母接头螺纹4、3的齿高相等。
所述钻杆接头的内表面为光滑曲面。
采用本发明结构的钻杆接头,与现有技术中的API接头相比,具有以下有益效果:双台肩设计使得应力分布更均匀,在螺纹扣的两端都能分担载荷,刚性更强,在同样壁厚的情况下,抗扭性能提高30%以上;降低了连接处的应力集中,提高了抗疲劳性,从而延长使用寿命,允许更多的外径磨损允许量;允许通过优化设计适当减少接头外径,增加环空空间,相应地降低环空的循环压耗,并提高接头可打捞能力;光滑的内表面设计,提高接头的水力学性能,产生更平稳的液流,更小的紊流,减少冲蚀;减少水泥和固体颗粒沉积在接头内的机会;允许通过优化设计适当增加接头的内径,从而降低钻具内的循环压耗,提高了钻柱内泵送的效率和能力,增加了钻柱内起下各种电缆仪器的能力。
以上所述仅是本发明的优选实施方式,应当指出的是,对于本技术领域的普通技术人员来说,在不脱离本发明原理的前提下,还可以做出若干改进和润饰,这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。

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1、10申请公布号CN102900379A43申请公布日20130130CN102900379ACN102900379A21申请号201210380120X22申请日20121009E21B17/04220060171申请人天津德华石油装备制造有限公司地址300350天津市津南区双桥经济开发区聚英路42号72发明人张国辉刘发顺孙世杰矫健张博74专利代理机构天津市三利专利商标代理有限公司12107代理人高文迪54发明名称钻杆接头57摘要本发明公开了一种钻杆接头,包括公接头以及母接头,公、母接头通过外、母接头螺纹相互配合连接;所述公接头螺纹的分别两侧设置有公接头主台肩和公接头副台肩,所述母接头螺纹的两。

2、侧分别设置有母接头主台肩和母接头副台肩;当公、母接头处于相连状态时,在所述公、母接头螺纹与公、母接头主台肩之间以及与公、母接头副台肩之间分别设置有主台肩密封舱和副台肩密封舱;所述副、主台肩密封舱的长度比为11922。采用本发明结构的钻杆接头,应力分布更均匀,在螺纹扣的两端都能分担载荷,刚性更强,在同样壁厚的情况下,抗扭性能提高30以上。51INTCL权利要求书1页说明书3页附图2页19中华人民共和国国家知识产权局12发明专利申请权利要求书1页说明书3页附图2页1/1页21一种钻杆接头,其特征在于包括公接头以及母接头,公、母接头通过外、母接头螺纹相互配合连接;所述公接头螺纹的分别两侧设置有公接头。

3、主台肩和公接头副台肩,所述母接头螺纹的两侧分别设置有母接头主台肩和母接头副台肩;所述公、母接头螺纹的锥度为16;所述公接头主台肩根部设置有截面为半圆状的环形凹槽;当公、母接头处于相连状态时,在所述公、母接头螺纹与公、母接头主台肩之间以及与公、母接头副台肩之间分别设置有主台肩密封舱和副台肩密封舱;所述副、主台肩密封舱的长度比为11922。2如权利要求1所述钻杆接头,其特征在于所述副台肩密封舱的长度为25MM,主台肩密封舱的长度为4773MM。3如权利要求2所述钻杆接头,其特征在于所述凹槽截面的半径为079MM。4如权利要求3所述钻杆接头,其特征在于所述公接头主台肩和公接头副台肩之间的距离优选为1。

4、8654MM。5如权利要求1至4任一项所述钻杆接头,其特征在于所述主、副台肩密封舱的厚度与螺纹的齿高相等。6如权利要求5所述钻杆接头,其特征在于所述钻杆接头的内表面为光滑曲面。权利要求书CN102900379A1/3页3钻杆接头技术领域0001本发明涉及一种石油工程钻探用具,尤其是一种钻杆接头。背景技术0002石油资源是战略资源,工业的血脉,各国政府都十分重视石油能源的生产。随着石油勘探技术和钻采设备的改进,专业人士很容易在地球上寻找到存储石油的地质层。然而,当前地球上陆地浅层石油资源已经基本枯竭,沿海国家已转向海洋石油钻采,内陆国家通过提升钻探能力寻求深层石油资源。伴随而来的是深井、超深井和。

5、强化钻井对钻杆接头的性能提出了更高的要求。通常使用的常规API标准钻杆接头是单台肩的,该台肩位于接头连接螺纹的一端,当接头紧扣之后,钻杆扭矩主要由该台肩面承担,因为抗扭强度和密封性能都无法满足复杂的地质环境要求;而市面上常见的双台肩钻杆接头,整体结构性差,不能较好地分散钻杆接头受到的应力,螺纹容易疲劳断裂,过量变形导致钻杆接头过早报废。发明内容0003本发明的目的是克服现有技术中的缺陷,提供一种整体结构性能优良,抗扭强度高,能够较好地分散应力的钻杆接头。0004为解决上述问题,本发明的一种钻杆接头,包括公接头以及母接头,公、母接头通过外、母接头螺纹相互配合连接;所述公接头螺纹的分别两侧设置有公。

6、接头主台肩和公接头副台肩,所述母接头螺纹的两侧分别设置有母接头主台肩和母接头副台肩;所述公、母接头螺纹的锥度为16;所述公接头主台肩根部设置有截面为半圆状的环形凹槽;当公、母接头处于相连状态时,在所述公、母接头螺纹与公、母接头主台肩之间以及与公、母接头副台肩之间分别设置有主台肩密封舱和副台肩密封舱;所述副、主台肩密封舱的长度比为11922。0005所述副台肩密封舱的长度为25MM,主台肩密封舱的长度为4773MM。0006所述凹槽截面的半径为079MM。0007所述公接头主台肩和公接头副台肩之间的距离优选为18654MM。0008所述主、副台肩密封舱的厚度与螺纹的齿高相等。0009所述钻杆接头。

7、的内表面为光滑曲面。0010采用本发明结构的钻杆接头,与现有技术中的API接头相比,具有以下有益效果00111)双台肩设计使得应力分布更均匀,在螺纹扣的两端都能分担载荷,刚性更强,在同样壁厚的情况下,抗扭性能提高30以上;00122)降低了连接处的应力集中,提高了抗疲劳性,从而延长使用寿命,允许更多的外径磨损允许量;00133)允许通过优化设计适当减少接头外径,增加环空空间,相应地降低环空的循环压耗,并提高接头可打捞能力;00144)光滑的内表面设计,提高接头的水力学性能,产生更平稳的液流,更小的紊流,说明书CN102900379A2/3页4减少冲蚀;减少水泥和固体颗粒沉积在接头内的机会;00。

8、155)允许通过优化设计适当增加接头的内径,从而降低钻具内的循环压耗,提高了钻柱内泵送的效率和能力,增加了钻柱内起下各种电缆仪器的能力。附图说明0016图1为本发明钻杆接头中公接头的结构示意图。0017图2为图1中A部的局部放大图。0018图3为本发明钻杆接头中母接头的结构示意图。0019图4为本发明钻杆接头的装配结构示意图。0020图5为图4中B部的局部放大图。0021图中公接头1;母接头2;公接头螺纹3;母接头螺纹4;公接头主台肩5A;母接头主台肩5B;公接头副台肩6A;母接头副台肩6B;凹槽7;副台肩密封舱8;主台肩密封舱9具体实施方式0022为了使本技术领域的人员更好地理解本发明技术方。

9、案,下面结合附图和实施方式对本发明作进一步的详细说明。0023如图1至4所示,本发明的钻杆接头,包括公接头1以及母接头2,公、母接头1、2通过外、母接头螺纹3、4相互配合连接;所述公接头螺纹3的分别两侧设置有公接头主台肩5A和公接头副台肩6A,所述母接头螺纹4的两侧分别设置有母接头主台肩5B和母接头副台肩6B,所述主台肩是起密封以及抗扭作用,副台肩起抗扭作用;所述公、母接头螺纹3、4的锥度为16。0024所述公接头主台肩5A根部设置有截面为半圆状的环形凹槽7,该凹槽截面的半径R优选为079MM。0025当公、母接头1、2处于相连状态时,在所述公、母接头螺纹4、3与公、母接头主台肩5A、5B之间。

10、以及与公、母接头副台肩6A、6B之间分别设置有主台肩密封舱8和副台肩密封舱9。0026所述副、主台肩密封舱8、9的长度比为11922,在本发明的实施例中,所述副台肩密封舱8的长度L1优选为25MM,主台肩密封舱9的长度L2优选为4773MM;公接头主台肩5A和公接头副台肩6A之间的距离L3优选为18654MM。0027所述主、副台肩密封舱8、9的厚度H与公、母接头螺纹4、3的齿高相等。0028所述钻杆接头的内表面为光滑曲面。0029采用本发明结构的钻杆接头,与现有技术中的API接头相比,具有以下有益效果双台肩设计使得应力分布更均匀,在螺纹扣的两端都能分担载荷,刚性更强,在同样壁厚的情况下,抗扭。

11、性能提高30以上;降低了连接处的应力集中,提高了抗疲劳性,从而延长使用寿命,允许更多的外径磨损允许量;允许通过优化设计适当减少接头外径,增加环空空间,相应地降低环空的循环压耗,并提高接头可打捞能力;光滑的内表面设计,提高接头的水力学性能,产生更平稳的液流,更小的紊流,减少冲蚀;减少水泥和固体颗粒沉积在接头内的机会;允许通过优化设计适当增加接头的内径,从而降低钻具内的循环压耗,提高了钻柱内泵送的效率和能力,增加了钻柱内起下各种电缆仪器的能力。说明书CN102900379A3/3页50030以上所述仅是本发明的优选实施方式,应当指出的是,对于本技术领域的普通技术人员来说,在不脱离本发明原理的前提下,还可以做出若干改进和润饰,这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。说明书CN102900379A1/2页6图1图2说明书附图CN102900379A2/2页7图3图4图5说明书附图CN102900379A。

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