专利名称：一种气密封钻杆接头的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及属于油井管螺紋连接技术领域，尤其是一种气密封钻 杆接头。
背景技术：
一根根的石油钻杆通过接头连接起来，形成长达数千米的钻柱。钻柱 工作条件十分恶劣，受力情况非常复杂，接头是其中最为薄弱的环节。现
有的钻杆接头是按照API SPEC 7所规定的结构形式进行生产的，这种接头 的结构如附图1所示，接头在使用时，靠外螺紋根部的直角台肩面与内螺 紋端面的直角台肩互相挤压，形成密封。这种密封形式实际上产生的是轴 向过盈配合，当钻杆受到拉伸载荷的作用时，密封面上的接触压力就会显 著下降，从而失去密封作用。
为了弥补普通API钻杆接头在密封性能方面的这种缺陷，中国专利公 开号为CN2809191Y,
公开日为2006年8月23日，实用新型专利名称为"高 密封高强度石油钻杆接头"，给出了一种能够增强钻杆接头密封性能的接头 形式。这种接头由带有外螺紋的公接头和带有内螺紋的母接头配合而成， 改进之处是公接头的根部台肩面和螺紋端面分别与母接头内螺紋的螺紋端 面和根部台肩面紧密配合，形成双密封面。螺紋根部和端面与上述结合处 之间各有一个环状闭合腔。与普通API钻杆接头相比，这种结构增加了一个密封面，密封可靠性增强。其缺点和不足之处是1)内、外螺紋的根部 台肩及端面都是直角台肩，所谓的双密封面所产生的都是轴向过盈配合， 当接头受拉伸载荷时，双密封面上的接触压力均会显著下降，从而失去密 封作用。2)这种接头对加工精度要求高，要保证两个密封面同时接触，有 一定的难度。
中国专利/>开号为CN2764923Y,
公开日为2006年3月15日，实用新 型专利名称为"双台肩气密封钻杆接头"，给出了一种能够进行气密封的钻 杆接头形式。这种双台肩气密封接头具有一个外螺紋接头和一个内螺紋接 头，其改进之处在于在外螺紋接头的外台肩和外螺紋之间增加了轴向延 伸的环形槽，内可嵌入聚四氟乙烯密封圈。接头使用时，内螺紋接头端面 轴向延伸的镗孔部分挤压密封圏，使之发生弹性变形，从而起密封作用。 这种结构明显增强了钻杆接头的密封性能，其缺点是聚四氟乙烯密封圏寿 命短，尤其时当井底温度较高时，寿命更会显著下降。同时，在安装密封 圏的地方会产生很高的应力集中，使接头容易从这里失效。
实用新型内容
本实用新型的目的在于提供一种气密封钻杆接头，主要解决现有产品 中钻杆受到拉伸载荷的作用时，密封面上的接触压力就会显著下降，从而 失去密封作用的技术问题，该钻杆接头吸收了普通API接头技术成熟、加 工简便的优点，同时密封性能显著增强，它适合于在高压天然气井、高压 及超高压油井等钻井条件下使用。
为解决上述技术问题，本发明的技术方案是
一种气密封钻杆接头，它由具有第一台肩和内螺紋的内螺紋件以及具有第二台肩和外螺紋的外螺紋件构成，其特征在于该第一台肩和第二台 肩是相互匹配的锥形凸部和锥形凹槽。
所述的气密封钻杆接头，其特征在于该第一台肩由外锥面与内锥面 构成锥形凸部，该第二台肩由外锥面与内锥面构成锥形凹槽。
所述的气密封钻杆接头，其特征在于外锥面与钻杆轴线的夹角a为 75~81°，内锥面与钻杆轴线的夹角P为15-30°。
与现有技术相比，本实用新型的有益效果是
1) 本实用新型吸收了普通API钻杆接头的优点，易于加工和检测；
2) 本实用新型接头的密封结构从现有技术中的一个轴向密封，增加为 两个径向密封结构，密封性能显著增强。
图1是现有API标准钻杆接头示意图。 图2是本实用新型的结构示意图。
具体实施方式
请参阅图2，它是本实用新型一种气密封钻杆接头。如图所示它由具 有第一台肩和内螺紋2的内螺紋件1以及具有第二台肩和外螺紋8的外螺 紋件6构成，该第一台肩和第二台肩是相互匹配的锥形凸部和锥形凹槽。 该第一台肩由外锥面4与内锥面3构成锥形凸部，该第二台肩由外锥面5 与内锥面7构成锥形凹槽。外锥面4、 5与钻杆轴线的夹角a为75-81。，内 锥面3、 7与钻杆轴线的夹角(3为15-30°。
以下通过具体实施例进一步介绍本实用新型实施例1是用于①73.03 x 9.19mm 10.41b/ft的钻杆，钢级为G105。内 螺紋件及外螺紋件的几何尺寸包括外径、壁厚等均采用标准值，接头的材 料也采用API标准材料，其屈服强度为827.4MPa。如图2所示，该钻杆接 头的螺紋牙型为V-0.038R，锥度为1:6，螺距为4牙/25.4mm,具体尺寸完 全符合API SPEC 7标准对APINC31接头的规定。外锥面4、 5与轴线之间 的夹角a=75°,内锥面3、 7与轴线之间的夹角(3=30。。接头使用时外锥面4、 5之间发生过盈配合，过盈量为0.15mm ~0.35mm，内锥面3、 7之间也发 生过盈配合，直径方向的过盈量为0.25~0.45mm。这种接头的气密封能力 可达到160MPa，而同样规格的APINC31钻杆接头，其液体密封能力才能 够达到160MPa，不保证气密封能力，经验表明气密封能力大约为液体密封 能力的1/2。
实施例2是用于①127 x9.19mm 19.51b/ft的钻杆，钢级为S135。内螺 紋件及外螺紋件的几何尺寸包括外径、壁厚等均采用标准值，接头的材料 也采用API标准材料，其屈服强度为827.4MPa。如图2所示，该实用新型 钻杆接头的螺紋牙型为V-0.038R,锥度为1:6,螺距为4牙/25.4mm,具体 尺寸完全符合APISPEC7标准对APINC31接头的规定。外锥面4、 5与轴 线之间的夹角a=80°，内锥面3、 7与轴线之间的夹角|3=25°。接头使用时 外锥面4、 5之间发生过盈配合，过盈量为0.20mm-0.40mm，内锥面3、 7 之间也发生过盈配合，直径方向的过盈量为0.30-0.55mrn。这种接头的气 密封能力可达到91.7MPa，而同样规格的APINC31钻杆接头，其液体密封 能力才能够达到91.7MPa，不保证气密封能力，经验表明气密封能力大约为 液体密封能力的1/2。综上所述仅为本实用新型的较佳实施例而已，并非用来限定本实用新 型的实施范围。即凡依本实用新型申请专利范围的内容所作的等效变化与 修饰，都应为本实用新型的技术范畴。
权利要求1、一种气密封钻杆接头，它由具有第一台肩和内螺纹(2)的内螺纹件(1)以及具有第二台肩和外螺纹(8)的外螺纹件(6)构成，其特征在于该第一台肩和第二台肩是相互匹配的锥形凸部和锥形凹槽。
2、 根据权利要求1所述的气密封钻杆接头，其特征在于该第一台肩 由外锥面(4)与内锥面(3)构成锥形凸部，该第二台肩由外锥面(5)与 内锥面(7)构成锥形凹槽。
3、 根据权利要求2所述的气密封钻杆接头，其特征在于外锥面(4、 5)与钻杆轴线的夹角a为75~81。，内锥面(3、 7)与钻杆轴线的夹角P为 15~30。。
专利摘要本实用新型涉及属于油井管螺纹连接技术领域，尤其是一种气密封钻杆接头。它由具有第一台肩和内螺纹的内螺纹件以及具有第二台肩和外螺纹的外螺纹件构成，其特征在于该第一台肩和第二台肩是相互匹配的锥形凸部和锥形凹槽。它主要解决现有产品中钻杆受到拉伸载荷的作用时，密封面上的接触压力就会显著下降，从而失去密封作用的技术问题，该钻杆接头吸收了普通API接头技术成熟、加工简便的优点，同时密封性能显著增强，它适合于在高压天然气井、高压及超高压油井等钻井条件下使用。
文档编号E21B17/02GK201265370SQ200820056718
公开日2009年7月1日 申请日期2008年3月28日 优先权日2008年3月28日
发明者周永其, 帅亚民, 王广群, 袁鹏斌 申请人:上海海隆石油管材研究所