一种定向钻穿越专用钻杆的制作方法
【专利摘要】一种定向钻穿越专用钻杆，包括管体、公接头和母接头，公接头和母接头设置互相匹配的螺纹两端均设置台肩的锥度螺纹，公接头设置外螺纹，外螺纹远离管体的一端设置外螺纹端面台肩，外螺纹端面台肩与外螺纹之间设置外环面为圆柱面的外螺纹端部柱面，外螺纹靠近管体的一端设置外螺纹台肩；母接头设置内螺纹，内螺纹靠近管体的一端设置内螺纹内端面，内螺纹内端面与内螺纹之间设置内螺纹内端部柱面，内螺纹远离管体的一端设置内螺纹台肩；锥度螺纹的牙型为数字型螺纹V?0.038R，锥度为1：6～1：8；管体的焊区外径与公接头外径之比为1：1.05～1：1.1。本实用新型具有抗拉能力高、抗扭能力强、螺纹防粘扣、遇溶洞等复杂地质时容易进退的优点。
【专利说明】
一种定向钻穿越专用钻杆
技术领域
[0001]本实用新型涉及油气管道定向穿越技术，具体的说是一种定向钻穿越专用钻杆。
【背景技术】
[0002]输油、输气管线穿越山脉、河流时，需要用钻杆钻孔和扩孔来实现。目前通常使用的是常规API标准的石油钻探开发钻杆，主要包括管体、公接头、母接头。公接头和母接头分别连接在管体的两端，公接头和母接头设置互相匹配的螺纹连接斜孔。斜孔对应外环面处设置单台肩，接头紧扣之后，钻杆的扭矩主要由单台肩承担。
[0003]穿越工程有时需要穿越很长的距离，这时需要钻杆有较高的抗拉及抗扭矩能力，并且穿越用钻杆还承担着回拖管线的任务，管线粗大、回拖距离长时更需要钻杆有更高的抗拉能力。常规API标准的钻杆受到较大的拉力时，钻杆螺纹结合面的压强易超过弹性极限而造成粘扣，较难满足这种穿越工程的需要。穿越工程有时还会遇到溶洞等复杂地质现象，当钻杆退回时，由于常规API标准的钻杆的管体与接头的外径差别较大，接头会卡在溶洞的下边沿处，使钻杆不易退回，严重时会导致穿越失败。
【实用新型内容】
[0004]本实用新型需要解决的技术问题是提供一种抗拉能力高、抗扭能力强、螺纹防粘扣、遇溶洞等复杂地质时容易进退的定向钻穿越专用钻杆。
[0005]为解决上述技术问题，本实用新型所采用的技术方案是:
[0006]—种定向钻穿越专用钻杆，包括管体和分别焊接在管体端部的公接头及母接头，改进后，
[0007]所述公接头和母接头设置互相匹配的两端均设置台肩的锥度螺纹，公接头设置外螺纹，外螺纹远离管体的一端设置外螺纹端面台肩，外螺纹端面台肩与外螺纹之间设置外环面为圆柱面的外螺纹端部柱面，外螺纹靠近管体的一端设置外螺纹台肩；母接头设置与外螺纹配合的内螺纹，内螺纹靠近管体的一端设置与外螺纹端面台肩配合的内螺纹内端面，内螺纹内端面与内螺纹之间设置与外螺纹端部柱面配合的内螺纹内端部柱面，内螺纹远离管体的一端设置与外螺纹台肩匹配的内螺纹台肩；
[0008]所述外螺纹和内螺纹的牙型为数字型螺纹V-0.038R，锥度为1:6?1:8;
[0009]所述公接头和母接头的外径相等，管体连接公接头及母接头处的焊区外径与公接头的外径之比为I: 1.05?1: 1.1。
[0010]上述定向钻穿越专用钻杆，所述外螺纹端部柱面的轴向长度与外螺纹端面台肩和外螺纹台肩之间轴向长度之比为1:1O，内螺纹内端部柱面的轴向长度与内螺纹内端面和内螺纹台肩之间的轴向长度之比为1:12。
[0011]上述定向钻穿越专用钻杆，所述外螺纹端部柱面的直径优选147mm，内螺纹内端部柱面的直径优选150mm。
[0012]上述定向钻穿越专用钻杆，所述公接头的外螺纹端面台肩与外螺纹台肩之间的距离为189.9?190_，母接头的内螺纹内端面与内螺纹台肩之间的距离为190?190.1mm。
[0013]上述定向钻穿越专用钻杆，所述外螺纹台肩与内螺纹台肩、外螺纹端面台肩与内螺纹内端面的装配公差小于0.25_。
[0014]上述定向钻穿越专用钻杆，所述管体连接公接头和母接头处的焊区外径优选222mm，焊区壁厚优选24mm;所述管体中部的外径优选219.08mm，壁厚优选12.7mm。
[0015]本实用新型在采用上述技术方案后，具有如下技术进步的效果:
[0016]本实用新型与现有技术相比，由于钻杆管体直径超大、管壁较厚，使得抗拉能力是API规定最大钻杆的1.79倍，抗扭能力也随之大幅度提高。由于管体与公接头、母接头的外径差较小，所以遇到溶洞等复杂地质现象时，钻杆也可以非常容易地进退，实现穿越工程的顺利进行。由于合理控制了公接头、母接头两台肩距离的装配公差，使得双台肩可以起到双顶作用，因而确保了接头抗扭能力的提高。由于使用数字型螺纹，并加长了螺纹有效长度，使得防粘扣能力提高10%以上。此外钻杆的公接头、母接头具有内螺纹内端部柱面、外螺纹端部柱面，设计与双台肩之间的合适长度比例，留有适当的径向配合间隙，使螺纹受力均衡，在端部顶紧变形后，仍利于卸扣。
【附图说明】
[0017]图1是本实用新型的结构不意图；
[0018]图2是母接头的结构示意图；
[0019]图3是公接头的结构示意图。
[0020]图中各标号为:1、公接头，2、管体，3、母接头，4、内螺纹内端面，5、内螺纹内端部柱面，6、内螺纹台肩，7、外螺纹端面台肩，8、外螺纹端部柱面，9、外螺纹台肩。
[0021]图中各字母代号为:Tl:管体中部的壁厚;T2:焊区壁厚;Dl:管体中部的外径;D2:焊区外径;D3:母接头外径;D4:内螺纹内端部柱面的直径;D5:外螺纹端部柱面的直径;L1:母接头两台肩间的距离;L2:公接头两台肩间的距离。
【具体实施方式】
[0022]下面结合附图及实施例对本实用新型做进一步详细说明:
[0023]—种定向钻穿越专用钻杆，如图1?图3所示，包括公接头1、管体2、母接头3，公接头I和母接头3用摩擦焊机焊在管体2两端，其中母接头3设有内螺纹、内螺纹内端面4、内螺纹内端部柱面5、内螺纹台肩6 ；公接头I设有外螺纹、外螺纹端面台肩7、外螺纹端部柱面8、外螺纹台肩9。
[0024]所述管体2的两端采用内加厚型式，管体2中部的外径Dl比常规钻杆都大，优选为219.08mm。管体2中部的壁厚Tl较厚，优选为12.7mm。由于管体2直径大、管壁厚，所以管体2有着足够大的抗拉和抗扭能力。管体2两端与公接头1、母接头3焊接的焊区外径D2稍微大于管体外径D1，焊区壁厚T2按照API5DP的规定选用。焊区外径D2优选222mm;焊区壁厚T2优选24mm。公接头I与母接头3的外径D3相等，稍微大于焊区外径D2，使得管体外径Dl与接头外径D3有着较小的直径差，其直径比为I: 1.05?I: 1.1，优选I:1.05o
[0025]所述公接头I和母接头3设置互相配合的带锥度的螺纹，螺纹牙型为数字型螺纹V-
0.038R(牙底圆弧半径为0.038in的牙型代号)，锥度为1:6?1:8，优选I: 8，通过改变锥度增加了螺纹长度，使得防粘扣能力提高10 %以上。
[0026]所述公接头I设置外螺纹，外螺纹的外端(远离管体的一端)设置外螺纹端面台肩
7。外螺纹端面台肩7与外螺纹之间设置外螺纹端部柱面8，外螺纹端部柱面8的外环面为圆柱面，外螺纹端部柱面8的直径D5优选为147mm，外螺纹的内端(靠近管体的一端)设置外螺纹台肩9。外螺纹台肩9与外螺纹端面台肩7形成双台肩，双台肩之间的距离L2为189.9?190mm。外螺纹端部柱面8的轴向长度与外螺纹端面台肩7和外螺纹台肩9之间轴向长度之比为1:10。
[0027]所述母接头3设置与外螺纹配合的内螺纹，内螺纹的内端(靠近管体的一端)设置内螺纹内端面4，外螺纹端面台肩7配合抵触内螺纹内端面4，形成一个台肩配合。内螺纹内端面4与内螺纹之间设置内螺纹内端部柱面5，内螺纹内端部柱面5是与外螺纹端部柱面8配合的圆柱面，内螺纹内端部柱面5的直径D4优选为150mm，与外螺纹端部柱面8径向间隙配合。内螺纹的外端(远离管体的一端)设置内螺纹台肩6，内螺纹台肩6与外螺纹台肩9匹配，形成另一个台肩配合。母接头的内螺纹内端面4与内螺纹台肩6之间的距离LI为190?190.1mm。内螺纹内端部柱面5的轴向长度与内螺纹内端面4和内螺纹台肩6之间的轴向长度之比为1:12。钻杆通过锥度螺纹扣和后，内螺纹台肩6与外螺纹台肩9紧密配合，内螺纹内端面4与外螺纹端面台肩7紧密配合，形成两个工作台肩。合理控制母接头3、公接头I双台肩距离LI与L2的装配公差，不大于0.25_，使得双台肩可以起到双顶作用，因而确保了接头抗扭能力的提尚。
【主权项】
1.一种定向钻穿越专用钻杆，包括管体(2)和分别焊接在管体(2)端部的公接头(I)及母接头(3)，其特征在于: 所述公接头(I)和母接头(3)设置互相匹配的两端均设置台肩的锥度螺纹，公接头(I)设置外螺纹，外螺纹远离管体(2)的一端设置外螺纹端面台肩(7)，外螺纹端面台肩(7)与外螺纹之间设置外环面为圆柱面的外螺纹端部柱面(8)，外螺纹靠近管体(2)的一端设置外螺纹台肩(9);母接头(3)设置与外螺纹配合的内螺纹，内螺纹靠近管体(2)的一端设置与外螺纹端面台肩(7)配合的内螺纹内端面(4)，内螺纹内端面(4)与内螺纹之间设置与外螺纹端部柱面(8)配合的内螺纹内端部柱面(5)，内螺纹远离管体(2)的一端设置与外螺纹台肩(9)匹配的内螺纹台肩(6); 所述外螺纹和内螺纹的牙型为数字型螺纹V-0.038R，锥度为1:6?1:8; 所述公接头(I)和母接头(3)的外径相等，管体(2)连接公接头及母接头处的焊区外径与公接头(I)的外径之比为1:1.05?1:1.1。2.根据权利要求1所述的一种定向钻穿越专用钻杆，其特征在于:所述外螺纹端部柱面(8)的轴向长度与外螺纹端面台肩(7)和外螺纹台肩(9)之间轴向长度之比为1:10，内螺纹内端部柱面(5)的轴向长度与内螺纹内端面(4)和内螺纹台肩(6)之间的轴向长度之比为1:12ο3.根据权利要求2所述的一种定向钻穿越专用钻杆，其特征在于:所述外螺纹端部柱面(8)的直径优选147_，内螺纹内端部柱面(5)的直径优选150_。4.根据权利要求3所述的一种定向钻穿越专用钻杆，其特征在于:所述公接头(I)的外螺纹端面台肩(7)与外螺纹台肩(9)之间的距离为189.9?190mm，母接头(3)的内螺纹内端面(4)与内螺纹台肩(6)之间的距离为190?190.1mm。5.根据权利要求4所述的一种定向钻穿越专用钻杆，其特征在于:所述外螺纹台肩(9)与内螺纹台肩(6)、外螺纹端面台肩(7)与内螺纹内端面(4)的装配公差小于0.25_。6.根据权利要求5所述的一种定向钻穿越专用钻杆，其特征在于:所述管体连接公接头(I)和母接头(3)处的焊区外径优选222mm，焊区壁厚优选24mm;所述管体(2)中部的外径优选 219.08mm，壁厚优选 12.7mm。
【文档编号】E21B17/042GK205605134SQ201620395043
【公开日】2016年9月28日
【申请日】2016年5月4日
【发明人】史占华
【申请人】廊坊华元机电工程有限公司