双台肩工具接头的制作方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及双台肩工具接头，并且更具体地，涉及甚至在重复经受装配和拆装操作时仍具有极好的液体密封性的双台肩工具接头。
【背景技术】
[0002]用于深海钻井和水平井钻井的钻杆通常通过工具接头彼此连接。通过API (美国石油学会)标准f5DP限定并且详细说明了工具接头。为了传递钻井所需的高扭矩，工具接头已经形成为具有比杆本体的外径更大的外径和比杆本体的内径更小的内径。由于存在对工具接头的外径和内径的尺寸的限制，工具接头的扭矩性能通常比杆本体的扭矩性能更低。因此，对于这种情况，已经提出了使用具有高扭矩性能的双台肩工具接头(参见例如专利文献I)。
[0003]通过专利文献I公开的工具接头是双台肩工具接头，该双台肩工具接头包括杆接头，其中，形成在钻杆的一个端部处的带有内螺纹部的母接头和形成在钻杆的另一端部处的带有外螺纹部的公接头通过该杆接头旋拧在一起。该钻杆构造成能够通过具有母接头和公接头的工具接头相继地连接在一起。
[0004]母接头设置有母接头接近套筒、内螺纹部、母接头端部套筒、内部台肩、杆内直径部和杆外直径部，该母接头接近套筒平行于母接头的稍部形成，该内螺纹部形成有关于母接头接近套筒的预定的渐缩部，该母接头端部套筒平行于母接头的稍部形成，该内部台肩垂直于杆轴线形成并且从母接头端部套筒的一个端部延伸，该杆内直径部用于沿着杆轴线提供中空部分，该杆外直径部用于形成母接头的外表面。同样地，公接头设置有公接头前端、外螺纹部、公接头基部、公接头外直径部和内部台肩，该公接头前端具有平行于杆轴线的外表面，该外螺纹部邻近于公接头前端形成并且具有与母接头的渐缩部相同的渐缩部，该公接头基部邻近于外螺纹部形成并且具有平行于杆轴线的外表面，该公接头外直径部用于形成公接头的外表面，该内部台肩垂直于杆轴线形成并且从公接头外直径部延伸。
[0005]专利文献I描述的是，在这样构造的双台肩工具接头中，由于母接头接近套筒的内表面和公接头基部的外表面平行于杆轴线形成，并且母接头端部套筒的内表面和公接头前端的外表面平行于杆轴线形成，那么，与现有技术相比，可能增加公接头前端的厚度和母接头接近套筒的厚度。这允许增加母接头接近套筒的稍部与外部台肩之间的接触表面面积以及公接头前端的稍部与内部台肩之间的接触表面面积，从而增强了抗扭矩性能并且延长了工具接头的寿命。
[0006]引用列表
[0007]专利文献
[0008]PTLl
[0009]JP-T-2007-530875
【发明内容】
[0010]技术问题
[0011]然而，由于用作拧紧扭矩的压力接收表面的工具接头台肩的重复使用和重复装配操作，很难保持工具接头台肩的表面粗糙度，使得不能期望极好的液体密封性。同样地，当单独的工具接头或接合在一起的多个工具接头立在钻探设备的地板上时，由于用作压力接收内表面的公接头的公接头前端的稍部可能损坏，因而不容易实现充分的液体密封性。
[0012]因此，本发明的目的是提供一种双台肩部工具接头，其密封表面(包括公接头密封表面和母接头密封表面)不易遭受损坏，使得工具接头在钻杆联锁和使用时仍具有极好的液体密封性。
[0013]问题解决方法
[0014][I]为了实现以上目的，本发明提供了一种双台肩工具接头，包括:
[0015]母接头，该母接头包括母接头接近套筒、内螺纹部和母接头后部套筒，该母接头接近套筒包括垂直于杆轴线的第一接触表面，该内螺纹部具有相对于杆轴线的渐缩部，该母接头后部套筒包括垂直于杆轴线的第二接触表面；以及
[0016]公接头，该公接头包括公接头基部、外螺纹部和公接头前端，该公接头基部包括与第一接触表面接触的第三接触表面，该外螺纹部待被旋拧至内螺纹部并且接合至内螺纹部，该公接头前端包括垂直于杆轴线用以与第二接触表面接触的第四接触表面，
[0017]其中，双台肩工具接头还包括防护部，该防护部包括第五接触表面或第六接触表面，该第五接触表面设置在母接头的从第一接触表面向前延伸的稍部部分中，该第六接触表面设置在公接头的从第四接触表面向前延伸的稍部部分中。
[0018][2]在根据[I]的双台肩工具接头中，防护部的在公接头的稍部部分中设置的第六接触表面可以构造成用以接触在从母接头后部套筒的第二接触表面向后延伸的位置处设置的第七接触表面。
[0019][3]在根据[I]或[2]的双台肩工具接头中，防护部的在母接头的稍部部分中设置的第五接触表面可以构造成用以接触在从公接头基部的第三接触表面向后延伸的位置处设置的第八接触表面。
[0020][4]在根据[2]的双台肩工具接头中，母接头和公接头中的每一者的接触表面的尺寸可以构造成使得当通过旋拧待通过螺纹接合而装配的内螺纹部和外螺纹部，母接头与公接头彼此接合时，第一接触表面与第三接触表面、第二接触表面与第四接触表面、以及第六接触表面与第七接触表面相继地彼此接触。
[0021][5]在根据[2]或[4]的双台肩工具接头中，第四接触表面与第二接触表面之间的密封宽度可以为Imm至2mm。
[0022][6]在根据[2]或[4]的双台肩工具接头中，第四接触表面可以形成在从公接头前端的第六接触表面向后推移2mm至5mm的距离的位置处。
[0023][7]在根据[5]或[6]的双台肩工具接头中，第二接触表面和第四接触表面中的每一者的表面粗糙度可以不超过32S。
[0024]发明的有利效果
[0025]根据本发明，可以提供一种双台肩部工具接头，其密封表面(包括公接头密封表面和母接头密封表面)不易遭受损坏，使得工具接头在钻杆联锁和使用时仍具有极好的液体密封性。
【附图说明】
[0026]图1是示出了在根据本发明的第一实施方式中的双台肩工具接头和钻杆的整体构型的图示。
[0027]图2是示出了在根据本发明的第一实施方式中的双台肩工具接头的沿着图1中的杆轴线的截面图，其中，公接头和母接头尚未旋拧在一起。
[0028]图3是示出了在根据本发明的第一实施方式中的双台肩工具接头的沿着图1中的杆轴线的截面图，其中，公接头和母接头旋拧在一起。
[0029]图4是示出了在根据本发明的第二实施方式中的双台肩工具接头和钻杆的整体构型的图示。
[0030]图5是示出了在根据本发明的第二实施方式中的双台肩工具接头的沿着图4中的杆轴线的截面图，其中，公接头和母接头尚未旋拧在一起。
[0031]图6是示出了在根据本发明的第二实施方式中的双台肩工具接头的沿着图4中的杆轴线的截面图，其中，公接头和母接头旋拧在一起。
[0032]图7A是示出了公接头前端的详细的局部截面图。
[0033]图7B是示出了母接头后部套筒的详细的局部截面图。
[0034]图7C是示出了在工具接头被紧固的情况下公接头前端与母接头后部套筒之间的接触状态的详细的局部截面图。
[0035]图8是示出了当通过旋拧紧固钻杆时旋转角度Θ与拧紧扭矩T之间的关系的曲线图。
[0036]图9A是示出了在根据本发明的实施方式中的双台肩工具接头(钻杆)的外观图不O
[0037]图9B是示出了对照的常规双台肩工具接头(钻杆)的外观图示。
[0038]图10是示出了加载状态的VME(冯.米塞斯等效应力)的曲线图，其中，水平轴线是轴向载荷，并且竖向轴线是压力。
[0039]图11是示出了在根据本发明的第三实施方式中的双台肩工具接头的沿着图4中的杆轴线的截面图，其中，公接头3包括公接头防护部30并且母接头2具有母接头防护部
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【具体实施方式】
[0040](本发明的第一实施方式)
[0041](工具接头和钻杆的整体构型)
[0042]图1是示出了在根据本发明的第一实施方式中的双台肩工具接头I和钻杆4的整体构型的图示。该双台肩工具接头I是一个钻杆4的杆接头，该杆接头包括形成在钻杆4的一个端部处的带有内螺纹部23的母接头2和形成在钻杆4的另一端部处的带有外螺纹部33的公接头3，钻杆4的杆接头构造成通过旋拧在另一钻杆4的母接头2的内螺纹部23处或在另一钻杆4的公接头3的外螺纹部33处相继地连接至另一钻杆4。钻杆4构造成通过包括母接头2和公接头3的工具接头相继地连接。
[0043](工具接头的构型)
[0044]图2是示出了在根据本发明的第一实施方式中的双台肩工具接头的沿着图1中的杆轴线的截面图，其中，公接头和母接头尚未旋拧在一起。图3是示出了在根据本发明的第一实施方式中的双台肩工具接头的沿着图1中的杆轴线的截面图，其中，公接头和母接头旋拧在一起。工具接头I包括具有内螺纹部23的母接头2和具有外螺纹部33的公接头3。
[0045]在本发明的第一实施方式中的双台肩工具接头I包括母接头2和公接头3，并且还包括防护部(母接头防护部20或公接头防护部30)，其中，母接头2包括母接头接近套筒22、内螺纹部23和母接头后部套筒24，母接头接近套筒22包括母接头接近套筒端表面21，该母接头接近套筒端表面21