一种高抗扭钻杆接头的制作方法
【技术领域】
[0001 ]本实用新型涉及钻井设备技术领域，具体涉及一种高抗扭钻杆接头。
【背景技术】
[0002]研发能适应现代强化钻井要求的深井、超深井用非标钻杆，提尚钻井效率，提尚钻杆的抗扭强度，降低钻柱失效事故，是目前各钻杆厂家追求的目标。
[0003]应用于石油钻探行业的钻杆的设计、生产和检验的标准主要是依据美国石油协会制定的API标准，而钻杆的结构是带有对焊接头的钻杆管体，管体两端分别为一内螺纹接头和一外螺纹接头，经过摩擦压接组合在一起。API推荐工具接头的抗扭强度应满足大于管体抗扭强度的80%。
[0004]API标准接头上扣后80%的总接触压力由螺牙的前3牙承载，而8牙以后基本上不再承受载荷。当管体为高钢级，或者钻井需求接头外径小而内径大时，上述推荐原则很难满足。如果该接头在使用过程中遇到过大扭矩，便有可能出现内螺纹接头胀扣或者外螺纹接头断裂等钻井失效事故。
[0005]基于上述情况，多家钻杆制造厂家通过开发特殊螺纹来实现提高接头抗扭强度的目的，但是由于接头螺纹特殊，会带来现场使用和修扣等方面的不便。
【实用新型内容】
[0006]本实用新型所要解决的技术问题是提供一种高抗扭钻杆接头，具有比API标准接头更高的抗扭强度，同等规格下提高50%?70%的抗扭强度;同时具有良好的密封效果。
[0007]本实用新型实施例所采取的技术方案是一种高抗扭钻杆接头，包括外螺纹接头和与所述外螺纹接头相配合的内螺纹接头，所述外螺纹接头具有一定锥度的外螺纹，所述外螺纹一端为外螺纹密封台肩，另一端为外螺纹扭矩台肩；所述内螺纹接头具有与所述外螺纹啮合的内螺纹，所述内螺纹一端为与所述外螺纹密封台肩相配合的内螺纹密封台肩，另一端为与所述外螺纹扭矩台肩相配合的内螺纹内台肩;所述外螺纹和内螺纹的锥度不大于1:8;所述外螺纹和内螺纹的长度比API标准接头的螺纹段的长度长10.5?13.5mm，所述外螺纹长度比内螺纹长度短0.05-0.25mm。
[0008]优选地，所述内螺纹内台肩的台肩面在内螺纹末端处设置有向内凹陷的R圆角，与所述内螺纹侧面呈α夹角。
[0009]优选地，所述内螺纹内台肩的台肩面与所述内螺纹接头内径连接处倒角LIX 45°，所述外螺纹接头小端处倒角LI X45°，所述LI小于等于2mm。
[0010]优选地，所述LIX45。为0.8X45。。
[0011]优选地，所述外螺纹扭矩台肩的台肩面与所述内螺纹内台肩的台肩面为过盈配合，且手动上扣时有0~0.5mm的间隙。
[0012]优选地，所述外螺纹和内螺纹的螺纹牙型为V-038R，螺距基准值为6.35mm,螺纹三角形高度为5.49747mm，削平牙型高度为3.10333mm。
[0013]本实用新型的有益效果为:
[0014]本实用新型提供的高抗扭钻杆接头，外螺纹和内螺纹的锥度不大于1:8，即螺纹段采用较平缓的锥度；外螺纹和内螺纹的长度比API标准接头的螺纹段的长度长10.5?13.5mm。螺纹段长度加长和螺纹段锥度的平缓设计，能够增大外螺纹扭矩台肩和内螺纹内台肩之间的接触面积，从而有效提高本实用新型接头抗拒强度，具体地，相比于API标准接头，同等规格下能够提高50%?70%的抗扭强度，同时具有良好的密封效果。
【附图说明】
[0015]图1为本实用新型实施例提供的高抗扭钻杆接头的结构示意图；
[0016]图2为图1中外螺纹接头的结构示意图；
[0017]图3为图1中内螺纹接头的结构示意图；
[0018]图4为另一种实施例中内螺纹接头的结构示意图。
[0019]上图中附图标记和部件名称的对应关系为:
[0020]I外螺纹接头;11外螺纹;12外螺纹密封台肩；13外螺纹扭矩台肩；
[0021 ] 2内螺纹接头;21内螺纹;22内螺纹密封台肩;23内螺纹内台肩。
【具体实施方式】
[0022]下面结合附图和【具体实施方式】对本实用新型作进一步详细的说明。
[0023]请参考图1-图3，本实用新型实施例提供的高抗扭钻杆接头，包括外螺纹接头I和与外螺纹接头I相配合的内螺纹接头2，外螺纹接头I具有一定锥度的外螺纹11，外螺纹11一端为外螺纹密封台肩12，另一端为外螺纹扭矩台肩13;内螺纹接头2具有与外螺纹11啮合的内螺纹21，内螺纹21—端为与外螺纹密封台肩12相配合的内螺纹密封台肩22，另一端为与外螺纹扭矩台肩13相配合的内螺纹内台肩23;外螺纹11和内螺纹21的锥度不大于1:8;外螺纹11和内螺纹21的长度比API标准接头的螺纹段的长度长10.5-13.5mm，外螺纹11长度比内螺纹21长度短0.05-0.25mm。
[0024]本实用新型提供的高抗扭钻杆接头，外螺纹11和内螺纹21的锥度不大于1:8，即螺纹段采用较平缓的锥度；外螺纹11和内螺纹21的长度比API标准接头的螺纹段的长度长10.5?13.5mm。螺纹段长度加长和螺纹段锥度的平缓设计，能够增大外螺纹扭矩台肩13和内螺纹内台肩23之间的接触面积，从而有效提高本实用新型接头抗拒强度。
[0025]请参考图4，为了进一步优化上述技术方案，本实用新型一种实施例中，内螺纹内台肩23的台肩面在内螺纹21末端设置有向内凹陷的R圆角，与内螺纹21侧面呈α夹角。这种结构设计有效降低了应力集中，避免接头螺纹失效，同时有效避免了内外螺纹旋合时发生干涉，且能够进一步增大外螺纹扭矩台肩13和内螺纹内台肩23之间的接触面积，进而进一步提高本实用新型接头抗拒强度。
[0026]现有技术中的高抗扭钻杆接头，由于整个螺纹段保持1:6锥度的结构型式，因此为避免外螺纹接头I和内螺纹接头2在上扣时发生干涉，内螺纹内台肩23的台肩面处和外螺纹接头I小端处倒角必须采用2 X 45° ~2.5 X 45°，接触面较小。在本实用新型中，内螺纹内台肩23与内螺纹接头2的内径连接处倒角LI X45°，L1小于等于2mm，在一种具体实施例中，采用
0.8X45° ,这一设计能够进一步增大外螺纹扭矩台肩13和内螺纹内台肩23之间的接触面积，进而进一步提高本实用新型接头抗拒强度。
[0027]为了进一步优化上述技术方案，本实用新型一种实施例中，外螺纹扭矩台肩13的内端面与内螺纹内台肩23的台肩面为过盈配合，且手动上扣时有O?0.5mm的间隙。当扭矩进一步增大或在使用过程中遇到过大扭矩，外螺纹接头I的外螺纹扭矩台肩13的内端面与内螺纹内台肩23的台肩面之间的间隙会逐渐减小，钻杆接头部分形成一个完整的刚性体，令接头具备较高的抗扭强度和抗弯能力。
[0028]在本实用新型一种具体实施例中，外螺纹11和内螺纹21的锥度为1:16,外螺纹11和内螺纹21的螺纹牙型为V-038R，螺纹三角形高度为5.49747mm，削平牙型高度为3.10333mm。
[0029]通过有限元分析，同样内外径API接头的抗扭强度为33.6kN.m，本实施案例的高抗扭特殊结构石油钻杆接头的抗扭强度为59.3kN.m，实现比API钻杆接头抗扭强度提高69%。
[0030]综上，本实用新型提供的高抗扭钻杆接头，相比于API标准接头，同等规格下能够提高50%?70%的抗扭强度，同时具有良好的密封效果。
[0031]本文中应用了具体个例对本实用新型的原理及实施方式进行了阐述，以上实施例的说明只是用于帮助理解本实用新型的方法及其核心思想。应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本实用新型原理的前提下，还可以对本实用新型进行若干改进和修饰，这些改进和修饰也落入本实用新型权利要求的保护范围内。
【主权项】
1.一种高抗扭钻杆接头，其特征在于，包括外螺纹接头(1)和与所述外螺纹接头(1)相配合的内螺纹接头(2)，所述外螺纹接头(1)具有一定锥度的外螺纹(11)，所述外螺纹(11)一端为外螺纹密封台肩(12)，另一端为外螺纹扭矩台肩(13);所述内螺纹接头(2)具有与所述外螺纹(11)啮合的内螺纹(21)，所述内螺纹(21)—端为与所述外螺纹密封台肩(12)相配合的内螺纹密封台肩(22)，另一端为与所述外螺纹扭矩台肩(13)相配合的内螺纹内台肩(23);所述外螺纹(11)和内螺纹的锥度不大于1:8;所述外螺纹(11)和内螺纹的(21)长度比API标准接头的螺纹段的长度长10.5?13.5mm，所述外螺纹(11)长度比内螺纹(21)长度短.0.05?0.25mm2.根据权利要求1所述的高抗扭钻杆接头，其特征在于，所述内螺纹内台肩(23)的台肩面在内螺纹(21)末端处设置有向内凹陷的R圆角，与所述内螺纹(21)侧面呈α夹角。3.根据权利要求2所述的高抗扭钻杆接头，其特征在于，所述内螺纹内台肩(23)的台肩面与所述内螺纹接头(2)内径连接处倒角LI Χ45°，所述外螺纹接头(1)小端处倒角LI X.45°，所述LI小于等于2_。4.根据权利要求3所述的高抗扭钻杆接头，其特征在于，所述LIX45°为0.8X45°。5.根据权利要求2所述的高抗扭钻杆接头，其特征在于，所述外螺纹扭矩台肩(13)的台肩面与所述内螺纹内台肩(23)的台肩面为过盈配合，且手动上扣时有O?0.5mm的间隙。6.根据权利要求1所述的高抗扭钻杆接头，其特征在于，所述外螺纹(11)和内螺纹的螺纹牙型为V-038R，螺距基准值为6.35mm，螺纹三角形高度为5.49747mm，削平牙型高度为.3.10333mmo
【专利摘要】本实用新型涉及钻井设备技术领域，公开了一种高抗扭钻杆接头，包括外螺纹接头和与外螺纹接头相配合的内螺纹接头，外螺纹接头具有一定锥度的外螺纹，外螺纹一端为外螺纹密封台肩，另一端为外螺纹扭矩台肩；内螺纹接头具有与外螺纹啮合的内螺纹，内螺纹一端为与外螺纹密封台肩相配合的内螺纹密封台肩，另一端为与外螺纹扭矩台肩相配合的内螺纹内台肩；外螺纹和内螺纹的锥度不大于1:8；外螺纹和内螺纹的长度比API标准接头的螺纹段的长度长10.5~13.5mm，外螺纹长度比内螺纹长度短0.05~0.25mm。相比于API标准接头，同等规格下能够提高50%~70%的抗扭强度，同时具有良好的密封效果。
【IPC分类】E21B17/042
【公开号】CN205243443
【申请号】CN201521090369
【发明人】李建强, 李 真, 陈长青, 陈玉松, 王青林, 李齐富, 唐家辉
【申请人】中国石油集团渤海石油装备制造有限公司, 渤海能克钻杆有限公司
【公开日】2016年5月18日
【申请日】2015年12月24日