专利名称：一种抗扭矩性能良好的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，尤其是一种抗扭矩性 能 良好的钻杆接头。
背景技术：
石油钻杆是开釆地下石油或天然气所必需的工具，螺紋接头是钻杆的 重要组成部分，是将一根根钻杆连接起来的关键部件。钻杆接头工作环境 恶劣，受力情况复杂，非常容易发生螺紋根部断裂、腐蚀、螺紋刺穿等形
式的失效。目前使用的钻杆接头，绝大多数是API标准钻杆接头，这种接 头按照API标准(API SPEC 7)生产和检验，各项性能指标要符合API规 范(APIRP7G)的要求，其优点是技术成熟，属于标准件，互换性好，但 同时也存在^f艮多缺陷，致j吏，接头部位容易发生失效事故。
API钻杆接头的结构示意图见附图1，其螺紋形状见附图2。这种钻杆 接头由内螺紋件和外螺紋件共同组成，其连接螺紋属于锥管螺紋，为圆螺 紋形式，导向面角和承载面角都是30。。由于这种螺紋的承载面角度比较平 緩，当接头受到轴向拉伸或压缩载荷作用时，会产生很大的径向分力，这 种径向分力使接头内螺紋胀大，外螺紋收缩，对接头的连接强度、应力集 中程度都会带来十分不利的影响。当API钻杆接头在拧紧状态时，内螺紋 端面与外螺紋的台肩相互作用，产生很大的反作用力，该反作用力主要依
靠靠近台肩的挤压几牙啮合螺紋承担，使得此处的螺紋承担了很大的轴向 力，在该轴向力的作用下，内螺紋胀大的趋势非常明显，尤其是当在钻井 过程中出现异常情况，接头承受的扭矩超出了规定扭矩范围，此时内螺紋 产生很大的周向拉应力，很容易发生应力腐蚀开裂，甚至发生内螺紋胀扣 和外螺紋根部断裂的失效事故。
为了弥补API钻杆的上述缺陷，中国专利公开号为CN2734974Y,公 开日为2005年10月19日，实用新型专利名称为"高抗扭钻杆接头"，给 出了一种能够增强钻杆抗扭能力的钻杆接头。这种接头由外螺紋接头和与 之进行螺紋连接的内螺紋接头组成，其改进之处是外螺紋接头的根部台肩 面和螺紋端面分别与内螺紋接头内螺紋的螺纹端面和根部台肩面紧密配 合，形成双台肩结构。这两个台肩共同分担接头承担的扭矩，而不是由一 个台肩单独承担。这样，API钻杆的应力集中区域位于内螺紋端面与外螺紋 的台肩相互作用处，而这种新型接头的应力集中区域则由一个分散成两个， 从而使应力最大值明显下降。研究表明，通过设计成双台肩结构的方法， 降低钻杆接头的应力集中，减小因接头内螺紋胀大和外螺紋收缩而引起的 恶性周向应力，是比较有效的。因此，中国专利CN2670579Y、 CN280919Y、 CN200943450Y等，都是采用双台肩的方式。但是这种接头的缺点和不足之 处是对加工精度要求很高，要保证两个台肩面同时接触，有一定的难度。
实用新型内容
本实用新型的目的在于提供一种抗扭矩性能良好的钻杆接头，主要解 决现有产品对加工精度要求很高，要保证两个台肩面同时接触，有一定的 难度的技术问题，该钻杆接头的抗扭性能、密封性能都有明显增强。
为解决上述技术问题，本发明的技术方案是
一种抗扭矩性能良好的钻杆接头，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 肩是端面与内螺紋件的径向面呈15。夹角的端面台肩，该第二台肩是台肩面 与外螺紋件的径向面呈15。夹角的扭矩台肩，第一台肩与第二台肩相互匹配。
所述的抗扭矩性能良好的钻杆接头，其特征在于内螺紋和外螺紋的 外形呈倒钩形，其导向面角为30~45°,承载面角为0~-9°，螺紋锥度1:6~ 1:8，螺距4牙/25.4mm,齿高2.8mm。
所述的抗扭矩性能良好的钻杆接头，其特征在于第一台肩和第二台 肩都是逆向台肩。
与现有技术相比，本实用新型的有益效果是
1) 本实用新型采用了螺紋形式为倒钩式的特殊螺紋形式，避免了恶性 径向的产生，连接效率显著提高；
2) 本实用新型由于采用了逆向扭矩台肩，接头的抗扭性能、密封性能 都有明显增强。
图1是API标准钻杆接头示意图。
图2是API标准钻杆接头螺紋牙型示意图。
图3是本实用新型的结构示意图。
图4是本实用新型的螺紋牙型示意图。
具体实施方式
请参阅图3、 4，它是本实用新型一种抗扭矩性能良好的钻杆接头，它 由具有第一台肩3和内螺紋2的内螺紋件1以及具有第二台肩5和外螺紋6 的外螺紋件4构成。第一台肩3和第二台肩5都是逆向台肩。该第一台肩3 是端面与内螺紋件1的径向面呈15。夹角的端面台肩，该第二台肩5是台肩 面与.外螺紋件4的径向面呈15。夹角的扭矩台肩，第一台肩3与第二台肩5 相互匹配。内螺紋2和外螺紋6的外形呈倒钩形，其导向面角为30~45。， 承载面角为0 ~ -9°,螺紋锥度1:6 ~ 1:8，螺距4牙/25.4mm,齿高2.8mm。
以下通过实施例来进一步了解本实用新型的特点
实施例1是用于①73.03 x 9.19mm 10.41b/ft的钻杆，钢级为G105。接 头的材料采用API标准材料，其屈服强度为827.4MPa。该实用新型钻杆接 头的螺紋导向面角a=45°，承载面角为卩=-3°。螺紋锥度1:6,螺距4牙 /25.4mm,齿高2.8mm。与采用普通的API螺紋牙型V-0.038R相比，在保 证接头内、外径相同的情况下，接头的最大允许上扣扭矩从22975N-m提高 到大约27600N-m，可提高大约1.2倍。根据接触压力的计算结果，接头的 气密封能力也可以提高大约1.3倍。
实施例2是用于0127x9.19mm 19.51b/ft的钻杆，钢级为S135。头的 材料采用API标准材料，其屈服强度为827.4MPa。该实用新型钻杆接头的 螺紋导向面角a=30°，承载面角为卩=-3。。螺紋锥度1:8，螺距4牙/25.4mm, 齿高2.8mm。与采用普通的API螺紋牙型V-0.038R相比，在保证接头内、 外径相同的情况下，接头的最大允许上扣扭矩从85966N-m提高到大约 111700N-m，可提高大约1.3倍。根据接触压力的计算结果，接头的气密封 能力也可以提高大约1.3倍。
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、一种抗扭矩性能良好的钻杆接头，它由具有第一台肩(3)和内螺纹(2)的内螺纹件(1)以及具有第二台肩(5)和外螺纹(6)的外螺纹件(4)构成，其特征在于:该第一台肩(3)是端面与内螺纹件(1)的径向面呈15°夹角的端面台肩，该第二台肩(5)是台肩面与外螺纹件(4)的径向面呈15°夹角的扭矩台肩，第一台肩(3)与第二台肩(5)相互匹配。
2、 根据权利要求1所述的抗扭矩性能良好的钻杆接头，其特征在于 内螺紋(2)和外螺紋(6)的外形呈倒钩形，其导向面角为30~45。，承载 面角为0~-9。,螺紋锥度1:6 ~ 1:8，螺距4牙/25.4mm,齿高2.8mm。
3、 根据权利要求1或2所述的抗扭矩性能良好的钻杆接头，其特征在 于第一台肩(3)和第二台肩(5)都是逆向台肩。
专利摘要本实用新型涉及属于油井管螺纹连接技术领域，尤其是一种抗扭矩性能良好的钻杆接头。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是端面与内螺纹件的径向面呈15°夹角的端面台肩，该第二台肩是台肩面与外螺纹件的径向面呈15°夹角的扭矩台肩，第一台肩与第二台肩相互匹配。它主要解决现有产品对加工精度要求很高，要保证两个台肩面同时接触，有一定的难度的技术问题，该钻杆接头的抗扭性能、密封性能都有明显增强。
文档编号E21B17/042GK201202413SQ200820056719
公开日2009年3月4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