一种低水力压耗高强度新型钻杆的制作方法
【技术领域】
[0001]本实用新型涉及石油与天然气钻井工程技术领域，特别涉及一种低水力压耗高强度新型钻杆。
【背景技术】
[0002]在目前的钻井现场施工之中，随着井深的增加和所钻地层条件越来越复杂，API钻杆在施工过程中时有发生恶性的失效事故，造成不必要的经济效益损失，发生失效事故的原因多是由于API钻杆的抗拉、抗扭强度不够，现有API标准钻杆不能满足强化钻井的需要。另外对于目前广泛应用的喷射式钻井方式来说，钻头水功率的大小往往决定着钻速的快慢，进而影响钻井施工周期，但在目前技术条件下，由于地面钻井泵的泵压很难有较大的提升，因此可以从减小钻杆柱内的水力压耗入手提高钻头水功率。为提高钻井效率，可从增强钻杆强度和减小钻杆水力压耗两个方面对现有API钻杆进行优化改进。
【发明内容】
[0003]本实用新型的目的在于提供一种低水力压耗高强度新型钻杆，从而提升钻杆承受载荷和在复杂工况下施工的能力，并减少钻杆水力压耗以增大钻头水功率和水力破岩的效率，进而提升钻井施工效益。
[0004]本实用新型的技术方案如下:包括母接头1、接头和管体的焊缝2、外加厚区3、公接头4、管体5，其中管体5两端连接有外加厚区3，母接头I和公接头4分别通过接头和管体的焊缝2与外加厚区3连接，其特征在于:钻杆采用内平式结构，即母接头1、接头和管体的焊缝2、外加厚区3、公接头4和管体5的内径相同。
[0005]所述的母接头I和公接头4采用强度大于或等于135000psi的钢材。
[0006]所述的新型钻杆采用钢材强度大于或等于150000psi的钢材。
[0007]所述的钻杆管体5的外径为149.8?152.4mm，壁厚为8.60?9.16mm。
[0008]本实用新型的优点是:由于新型钻杆的接头采用和管体相同的内径，所以在接头处不存在类似API中内外加厚型钻杆所存在的由于内加厚引起的额外水力压耗，从而减少了钻杆的水力压耗。根据API RP 7G中推荐的强度计算公式，通过增大钻杆管体的外径，减小钻杆管体的壁厚以及采用高强度的钢材，与较常用的API标准S135钢级9.19mm壁厚的Φ 127mm钻杆的管体强度相比，抗拉强度提升了 23.38 %?35.07 %，抗扭强度提升了 50.16%?66% ;另外，根据赵金洲等所著的《钻井工程技术手册》(第二版)中钻杆水力压耗的公式计算结果表明，与API标准Φ127πιπι钻杆相比，新型钻杆水力压耗减少了49.54%?53.38%。可以看出新型钻杆无论在强度方面，还是在水力性能方面相对于现场施工中常用的API标准Φ 127mm钻杆都有较大优势。
【附图说明】
[0009]附图1为本实用新型的纵向剖面示意图。
【具体实施方式】
[0010]如附图1所示，新型钻杆由母接头1、接头和管体的焊缝2、外加厚区3、公接头4、管体5组成，其中管体5两端连接有外加厚区3，母接头I和公接头4分别通过接头和管体的焊缝2与外加厚区3连接。其中新型钻杆的管体5的外径为149.8?152.4mm，壁厚为8.60?9.19_，母接头1、钻杆外加厚区3、公接头4和管体5的内径相同，且管体5采用钢材强度大于或等于150000psi的钢材，母接头I和公接头4采用强度大于或等于135000psi的钢材。由于采用了较大的外径和较小的壁厚以及高强度的钢材，不仅使新型钻杆的管体的抗拉抗扭强度得到了较大提高，可以更好的适应目前深井、超深井或复杂恶劣的井下工况，而且使得新型钻杆的水力压耗得到了大幅的下降，仅为API标准Φ 127mm钻杆的1/2，故钻头水功率和水力破岩效率可以得到大幅提升，从而达到提升钻速、缩短钻井周期的目的。
【主权项】
1.一种低水力压耗高强度新型钻杆，由母接头(I)、接头和管体的焊缝(2)、外加厚区(3)、公接头(4)、管体(5)组成，其中管体(5)两端连接有外加厚区(3)，母接头(I)和公接头(4)分别通过接头和管体的焊缝(2)与外加厚区(3)连接，其特征在于:钻杆采用内平式结构，即母接头(I)、接头和管体的焊缝(2)、外加厚区(3)、公接头(4)和管体(5)的内径相同。
2.根据权利要求1所述的一种低水力压耗高强度新型钻杆，其特征在于:母接头(I)和公接头(4)采用强度大于或等于135000psi的钢材。
3.根据权利要求1所述的一种低水力压耗高强度新型钻杆，其特征在于:管体(5)采用钢材强度大于或等于150000psi的钢材。
4.根据权利要求1所述的一种低水力压耗高强度新型钻杆，其特征在于:管体(5)的外径为149.8?152.4臟，壁厚为8.60?9.16mm。
【专利摘要】一种应用于石油与天然气钻井技术领域的低水力压耗高强度新型钻杆，包括母接头、接头和管体的焊缝、外加厚区、公接头、管体。具体措施为：管体外径增加到149.8～152.4mm，壁厚减薄到8.60～9.16mm，将管体所用钢材强度提升到150000psi以上，钻杆内壁采用内平式结构。经计算新型钻杆的管体与常用API S135钢级φ127mm钻杆的管体相比抗拉强度提升了23.38％～35.07％，抗扭强度提升了50.16％～66％，且水力压耗减少了49.54％～53.38％，具有优良的力学性能和水力性能。本实用新型有利于在深井超深井施工中减少钻杆失效事故的发生，并提高钻头水功率。
【IPC分类】E21B17-04, E21B17-00
【公开号】CN204492680
【申请号】CN201520169651
【发明人】曾德智, 刘冰, 侯铎, 施太和, 张智, 任建, 史云伟, 陆凯, 何奇垚, 喻智明
【申请人】西南石油大学
【公开日】2015年7月22日
【申请日】2015年3月25日