一种抗粘扣钻具螺纹接头的制作方法

本实用新型涉及钻具领域，具体涉及一种抗粘扣钻具螺纹接头。

背景技术：

钻具是石油天然气勘探与开发中的重要工具，是钻柱系统的重要组成部分，各种钻具，如钻杆、加重钻杆、钻铤、转换接头等，通过螺纹连接的方式，形成整根钻柱。钻柱不仅是钻井液的循环通道，而且在钻井中传递扭矩，承受拉压，弯曲，扭转以及振动、冲击等多种载荷的复合作用。钻柱在钻井作业中的运动方式除了绕自身轴线自转外，还常常以井眼轴线为轴线进行公转，从而导致钻具接头与井壁或套管发生摩擦磨损，产生反转运动，使钻具螺纹存在松扣的风险。软硬地层交错引发的钻头的憋钻会对钻柱产生瞬时的反扭矩，使钻具螺纹发生松扣。此外，因钻头破碎岩石的不均匀性导致钻柱承受来自地层反作用力的纵向震动冲击载荷，也使钻柱螺纹接头存在松扣的风险。事实上，钻柱在钻井作业过程中的松扣现象时有发生，从而导致钻具螺纹接头发生粘扣或胀扣失效。由于螺纹连接的松扣，扭矩台肩面的接触压力降低，从而导致钻具螺纹扭矩台肩面的刺漏失效。此外，由于螺纹连接的松扣，相互啮合的螺纹连接的应力发生变化，出现局部的高应力区域，使螺纹连接发生疲劳失效，导致外螺纹接头的刺漏或断裂。上述的这些失效在公开报道的文献资料里有大量的记载。钻具螺纹接头发生松扣的原因主要有以下几方面的因素：（1）钻具螺纹接头承受的如上所述的复杂的载荷工况；（2）在上扣操作中，上扣扭矩低于接头承受的扭矩值；（3）目前钻具螺纹接头的自身结构。目前普遍所用的单扭矩台肩钻具螺纹接头，采用的是粗牙螺纹。在扭矩台肩接触之前，上扣扭矩值很小，当扭矩台肩接触后，扭矩值迅速飙升到设定的上扣扭矩值，如图1所示。也就是说，当震动或瞬时的反扭矩等其他因素导致相互啮合的接头台肩面发生微小的反向位移时，螺纹接头的扭矩值会迅速下降，尤其是已有一定磨损后的螺纹接头。

技术实现要素：

为解决现有技术的不足，本实用新型提供一种抗粘扣钻具螺纹接头。

本实用新型的技术方案是：一种抗粘扣钻具螺纹接头，包括内螺纹接头和外螺纹接头，所述的内螺纹接头包括扭矩台肩面、第一圆柱段、内螺纹段、第二圆柱段、第一圆锥段、第二圆锥段，所述的外螺纹接头包括扭矩台肩面、第一圆柱段、外螺纹段、第二圆柱段、圆锥段，所述内螺纹接头的内螺纹段与外螺纹接头的外螺纹段的锥度比为1:4-1:8；所述外螺纹接头第一圆柱段与内螺纹接头第一圆柱段间为间隙配合；所述外螺纹接头第二圆柱段与内螺纹接头第二圆柱段间为间隙配合；所述内螺纹接头第一圆锥段和外螺纹接头圆锥段表面为过盈配合，过盈量为0.05-0.20mm之间；所述外螺纹接头圆锥段有润滑槽，所述外螺纹接头的圆锥段的鼻端圆弧倒角半径的值为R1.5。

所述为外螺纹接头的圆锥段与内螺纹接头的第一圆锥段的锥度为1:16。

所述的外螺纹接头的圆锥段的长度为12mm。

内螺纹接头的第一圆锥段长度为13mm。

所述内螺纹接头的第二圆锥段的锥度为1:3。

所述的润滑槽的宽度为3-5mm，深度为0.3-0.5mm。

本实用新型的有益效果是：该螺纹接头不仅适用于常规工况的钻井作业，也适用于需要大扭矩的超深井、超长水平井、大位移井、长距离定向穿越等复杂工况井，本发明的内、外螺纹接头上扣后的抗扭强度比同规格的API螺纹接头提高15%以上，所述的内、外螺纹接头为单扭矩台肩设计，加工成本和精度低于双台肩钻具螺纹接头，维修方便。

附图说明

图1为本实用新型的结构示意图。

图2为本实用新型的外螺纹接头鼻端放大图。

其中：1为外螺纹接头、11为扭矩台肩面、12为第一圆柱段、13为外螺纹段、14为第二圆柱段、15为圆锥段、16为润滑槽、17为鼻端圆弧倒角半径、2为内螺纹接头、21为扭矩台肩面、22为第一圆柱段、23为内螺纹段、24为第二圆柱段、25为第一圆锥段、26为第二圆锥段。

具体实施方式

下面结合附图对本实用新型作进一步说明。

一种抗粘扣钻具螺纹接头，包括内螺纹接头2和外螺纹接头1，其特征在于：所述的内螺纹接头2包括扭矩台肩面21、第一圆柱段22、内螺纹段23、第二圆柱段24、第一圆锥段25、第二圆锥段26，所述的外螺纹接头1包括扭矩台肩面11、第一圆柱段12、外螺纹段13、第二圆柱段14、圆锥段15，所述内螺纹接头2的内螺纹段23与外螺纹接头1的外螺纹段13的锥度比为1:4-1:8；所述外螺纹接头1第一圆柱段12与内螺纹接头2第一圆柱段22间为间隙配合；所述外螺纹接头1第二圆柱段14与内螺纹接头2第二圆柱段24间为间隙配合；所述内螺纹接头2第一圆锥段25和外螺纹接头1圆锥段15表面为过盈配合，过盈量为0.05-0.20mm之间；所述外螺纹接头1圆锥段15有润滑槽16，所述外螺纹接头1的圆锥段15的鼻端圆弧倒角半径17的值为R1.5。

所述为外螺纹接头1的圆锥段15与内螺纹接头2的第一圆锥段25的锥度为1:16。

所述的外螺纹接头1的圆锥段15的长度为12mm。

内螺纹接头2的第一圆锥段2）长度为13mm。

所述内螺纹接头2的第二圆锥段26的锥度为1:3。

所述的润滑槽16的宽度为3-5mm，深度为0.3-0.5mm。

采用以上实施参数，内、外螺纹接头在上扣时，外螺纹的圆锥段外表面与内螺纹的圆锥段内表面接触，形成过盈配合，增加上扣扭矩。随着螺纹的旋合，外螺纹的圆锥段外表面与内螺纹的圆锥段内表面的接触面增加，上扣扭矩逐渐增大，随后，内外螺纹接头的扭矩台肩面和接触，当扭矩值达到预设值，完成上扣。

采用以上实施参数，内、外螺纹接头在上扣后，外螺纹的圆锥段外表面与内螺纹的圆锥段内表面的接触面间的过盈配合将产生径向力，产生弹性变形能，使卸扣扭矩增加，有效的降低钻杆接头在使用过程中产生“二次上扣“的风险。

以5² S135 NC50钻杆接头为例，采用以上实施参数，经试验，本发明的内、外螺纹接头在上扣后的抗扭强度比同规格的NC50 API螺纹接头提高20%。