一种铝合金钻杆管体与接头的连接结构的制作方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及石油化工设备领域，具体是一种铝合金钻杆管体与接头的连接结构，适用于全铝合金钻杆和钢接头铝合金钻杆。
【背景技术】
[0002]铝合金钻杆具有自重轻，质量强度比高，以及抗疲劳等优势和特点，随着超深井、超长水平井和超长大位移井等特殊工艺井的应用以及井下动力钻具的普及，越来越多的铝合金钻杆得到应用，据有关资料数据统计，近年来，在俄罗斯的油气资源勘探开发中，70 %的油井均采用了铝合金钻杆。目前，铝合金钻杆的结构有两种，一种是整体式全铝合金钻杆，即整根钻杆的管体和接头由铝合金管体挤压成型，，一种是带钢接头的铝合金钻杆，即管体部分为铝合金材质，而接头采用碳钢材质铝合金管体与钢接头通过螺纹方法的连接，其连接方法主要采用热装方式，即在管体与接头连接时，先将钢接头加热，使钢接头受热膨胀，然后将加热后的钢接头与铝合金管体的螺纹相连，待钢接头冷却后，利用钢材的热胀冷缩效应，使接头与管体间的螺纹连接形成过盈配合，实现铝合金管体与钢接头连接的密封性和连接强度，并使铝合金管体与钢接头间的卸扣扭矩远大于铝合金钻杆在使用过程中钢接头间的上扣扭矩及工作扭矩，不会在铝钻杆服役过程中出现倒扣或松扣。此外，也有先冷却铝合金钻杆管体，使冷却后的管体与钢接头进行连接，其原理与加热钢接头后与铝合金管体相连的原理相同，均是利用材料的热胀冷缩来实现钢接头与管体在连接后的过盈配合，从而获得更高的卸扣扭矩以及铝合金管体与钢接头间的连接强度和密封强度。
[0003]现有技术的缺点:无论是冷装配还是热装配，均需要专门的设备来对接头或管体进行加热或冷却，并且在装配过程中，钢接头或铝合金管体均需要在高温或低温状态，因此，装配过程的效率不高。
【发明内容】
[0004]为了克服现有技术中装配效率不高的缺点，本发明提供了一种铝合金钻杆管体与接头的连接结构，以达到提高装配效率的目的。
[0005]本发明解决其技术问题所采用的技术方案是:一种铝合金钻杆管体与接头的连接结构，铝合金钻杆管体与接头的连接结构包括:第一接头，设置有内螺纹段，内螺纹段的内螺纹齿底为斜面；第二接头，第二接头设置有能够与内螺纹段配合的外螺纹段，外螺纹段的螺纹牙型完整，且外螺纹段的螺纹齿高大于内螺纹段的螺纹齿高。
[0006]进一步地，第一接头内孔为圆锥形结构，第一接头具有入口端，在第一接头内远离入口端的方向，内螺纹齿底的直径逐渐减小。
[0007]进一步地，内螺纹齿底与内螺纹段的轴线之间的夹角a的大小为14° <a<16°。
[0008]进一步地，内螺纹段的长度等于外螺纹段的长度。
[0009]进一步地，内螺纹段的锥度为1:8。
[0010]进一步地，内螺纹段的材料强度大于或等于外螺纹段的材料强度。
[0011]进一步地，第一接头有第一密封端面，第二接头内设置有与第一密封端面配合的第二密封端面。
[0012]进一步地，外螺纹段的锥度为1:8。
[0013]进一步地，第二接头的外螺纹段的外螺纹齿顶为圆弧形。
[0014]本发明的有益效果是:通过将内螺纹齿底设计成斜面结构，使相互啮合的外螺纹牙的齿高大于内螺纹牙的齿高，在啮合时，外螺纹齿顶因与内螺纹齿底挤压而沿内螺纹齿底发生塑性变形，使啮合后的螺纹发生自锁，有效防止啮合螺纹的松扣。同时，由于啮合时外螺纹齿顶与内螺纹齿底挤压产生的塑性变形使外螺纹齿顶与内螺纹齿底的摩擦面积增加，外螺纹齿顶与内螺纹齿底接触面发生粘结，进一步增加防松效果，从而获得更高的卸扣扭矩。此外，本发明并不需要对铝合金钻杆管体与接头的连接结构进行加热或者冷却，操作更为简单，可以达到提高装配效率的目的。
[0015]本发明能有效地实现管体与接头螺纹连接间预期的密封性能和卸扣扭矩，同时，由于内螺纹齿底与外螺纹齿顶的接触密封和第一密封端面与第二密封端面配合的双重密封结构，使接头的密封性能更高。
【附图说明】
[0016]构成本申请的一部分的说明书附图用来提供对本发明的进一步理解，本发明的示意性实施例及其说明用于解释本发明，并不构成对本发明的不当限定。在附图中:
[0017]图1为根据本发明铝合金钻杆管体与接头的连接结构实施例中第一接头的结构示意图；
[0018]图2为根据本发明铝合金钻杆管体与接头的连接结构实施例中第二接头的结构示意图；
[0019]图3为根据本发明铝合金钻杆管体与接头的连接结构实施例中内螺纹段和外螺纹段配合结构示意图。
[0020]图中附图标记:10、第一接头；11、内螺纹段；111、内螺纹齿底；12、第一密封端面；20、第二接头；21、外螺纹段；211、外螺纹齿顶；22、第二密封端面。
【具体实施方式】
[0021]需要说明的是，在不冲突的情况下，本申请中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。下面将参考附图并结合实施例来详细说明本发明。
[0022]如图1至图3所示，本发明实施例提供了一种铝合金钻杆管体与接头的连接结构，该铝合金钻杆管体与接头的连接结构包括第一接头10和第二接头20。其中，第一接头10设置有内螺纹段11，该内螺纹段11的内螺纹齿底111为斜面，内螺纹齿底111为连接相邻两个内螺纹齿的部分，内螺纹齿底111与内螺纹段11的轴线的夹角为a。第二接头20设置有能够与内螺纹段11配合的外螺纹段21，外螺纹段21的螺纹齿型完整，外螺纹齿顶211为圆弧形，外螺纹段21的齿高大于内螺纹段11的齿高。
[0023]在第一接头10和第二接头20配合时，由于外螺纹段21的齿高大于内螺纹段11的齿高，外螺纹段21的外螺纹齿顶211与内螺纹段11的内螺纹齿底111挤压而沿内螺纹齿底111发生塑性变形，使啮合后的螺纹连接发生自锁，有效防止螺纹松扣。同时，随着外螺纹齿顶211与内螺纹齿底111的摩擦面积增加，摩擦力增大，使接触面发生粘结，导致螺纹粘扣，获得更高的卸扣扭矩，进一步增加螺纹连接后的防松效果，从而获得管体与接头螺纹连接的预期的密封性能和卸扣扭矩。此外，由于本发明不需要对铝合金钻杆管体与接头的连接结构进行加热或者冷却，不需要专门的加热或者冷却的设备，使装配操作更为简单，可以达到提高装配效率的目的。
[0024]本发明实施例中内螺纹段11和外螺纹段21除了内螺纹齿底111结构不同以外，其余参数均互相匹配，所以内螺纹段11和外螺纹段21能够连接在一起并实现互相配合。
[0025]需要说明的是，本发明实施例中内螺纹齿底111进行了如图3所示的斜面设计，且内螺纹段11的刚度不小于外螺纹段21的刚度，其目的是在外螺纹齿顶211与内螺纹齿底111挤压配合时，外螺纹齿顶211的顶端能够沿内螺纹齿底111发生塑性变形，从而使外螺纹齿顶211与内螺纹齿底111的接触由线接触