一种钻铤内螺纹应力减轻槽.pdf

一种钻铤内螺纹应力减轻槽，包括螺纹(1)、长直锥孔(2)、斜面(3)，螺纹(1)与长直锥孔(2)、斜面(3)依次过渡连接；长直锥孔(2)的长度尺寸30～60mm；长直锥孔(2)的锥度相对钻铤轴线为1∶6；斜面(3)与轴线之间的夹角为20°～40°，对螺纹受力有极大地改善，不但能减轻内螺纹应力集中，而且能缓解外螺纹应力集中，有助于延长钻铤螺纹的使用寿命。

1.  一种钻铤内螺纹应力减轻槽，包括螺纹(1)、长直锥孔(2)、斜面(3)，其特征在于：螺纹(1)与长直锥孔(2)、斜面(3)依次过渡连接。

2.  根据权利要求1所述的一种钻铤内螺纹应力减轻槽，其特征在于：长直锥孔(2)的长度尺寸30～60mm。

3.  根据权利要求1所述的一种钻铤内螺纹应力减轻槽，其特征在于：长直锥孔(2)的锥度相对钻铤轴线为1∶6。

4.  根据权利要求1所述的一种钻铤内螺纹应力减轻槽，其特征在于：斜面(3)与轴线之间的夹角为20°～40°。

一种钻铤内螺纹应力减轻槽
技术领域
本实用新型属于石油钻井用钻铤内螺纹的一种应力减轻槽结构，具体地说，是一种钻铤内螺纹应力减轻槽。
背景技术
石油钻铤在井眼中承受着非常复杂的载荷，几乎同时承受内压、外压、轴力、弯曲和扭矩的共同作用，在钻井的过程中因泥浆的循环和钻柱的震动使这些载荷处于动态，钻铤受力更加复杂，由于钻铤体部的刚性大，而螺纹部分相对薄弱，因此在钻铤螺纹处常有失效发生。2005年1月至2006年5月，塔里木油田61/4″钻铤在钻井施工中断裂14起，其中内螺纹断裂11起，占61/4″钻铤断裂的78.5％，给油田和井队造成极大的经济损失。
研究表明在钻铤螺纹联接处有两个较大的应力集中区，一处是在外螺纹起始扣截面附近，一处是在内螺纹消失处附近。对于外螺纹易发生断裂处已由西安管材研究所设计出了降低末端螺纹牙型高度应力减轻槽，目前在塔里木油田应用情况较好；对于内螺纹危险截面，现有内螺纹应力减轻槽共三种：API SPEC 7中推荐的两种，法国SMF公司使用的一种，但是这三种应力减轻槽由于加工难度大、修复切削量大、耗时长和经济性较差。
发明内容
本实用新型的目的在于提供一种一种钻铤内螺纹应力减轻槽，它可以显著降低当前API标准结构形式的内螺纹应力水平和应力集中，从而有利于防止断裂。
为了达到上述目的，本实用新型结构主要采用以下技术手段：包括螺纹1、长直锥孔2、斜面3，螺纹1与长直锥孔2斜面3依次过渡连接。
长直锥孔2的长度尺寸30～60mm。
长直锥孔2的锥度相对钻铤轴线为1∶6。
斜面3与轴线夹角为20°～40°。
为了检验此内螺纹应力减轻槽的使用效果，我们对未使用应力减轻槽和已使用应力减轻槽的61/4″钻铤进行统计，如表1所示：
表1  两种61/4″钻铤使用情况统计

从以上情况统计的结果可以看出，有内螺纹应力减轻槽结构的钻铤在使用期间无一根钻铤发生事故，回收的该种钻铤探伤中无一根有裂纹，且有36.7％不需要重新修扣；而未使用应力减轻槽结构的钻铤在使用期间发生事故9起，回收的钻铤探伤中有6.6％有裂纹，且全部修扣。由此可见使用有内螺纹应力减轻槽结构的钻铤减少了失效事故的发生、修复、事故打捞的次数，对油田和井队来说减少了时间、成本和人力的耗费。
在不考虑钻铤萌生裂纹、操作不当等意外事故发生，各种应力减轻槽结构修扣进行了统计，如表2所示：
表2  各种应力减轻槽结构加工工况统计