專利名稱：一種氣密封防粘扣鉆桿接頭的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型涉及石油鉆桿接頭，特別是一種氣密封防粘扣鉆桿接頭。
背景技術(shù)：
一根根的石油鉆桿通過接頭連接起來，形成長達(dá)數(shù)千米的鉆柱。鉆柱工作條件十 分惡劣，受力情況非常復(fù)雜，接頭是其中最為薄弱的環(huán)節(jié)?，F(xiàn)有的鉆桿接頭是按照API SPEC 7所規(guī)定的結(jié)構(gòu)形式進(jìn)行生產(chǎn)的，這種接頭的結(jié)構(gòu)如圖1所示，接頭在使用時(shí)，靠外螺紋根 部的直角臺(tái)肩面與內(nèi)螺紋端面的直角臺(tái)肩互相擠壓，形成密封。這種密封形式實(shí)際上產(chǎn)生 的是軸向過盈配合，當(dāng)鉆桿受到拉伸載荷的作用時(shí)，密封面上的接觸壓力就會(huì)顯著下降，從 而失去密封作用。而且，其抗扭強(qiáng)度也比較差。為了彌補(bǔ)普通API鉆桿接頭在密封性能方面的這種缺陷，中國專利公開號(hào)為CN 2764922Y，
公開日為2006年3月15日，實(shí)用新型專利名稱為“雙臺(tái)肩金屬氣密封鉆桿接 頭”，給出了一種能夠進(jìn)行氣密封的鉆桿接頭形式。如附圖2所示，這種雙臺(tái)肩氣密封接頭 具有一個(gè)外螺紋接頭和一個(gè)內(nèi)螺紋接頭，其改進(jìn)之處在于內(nèi)螺紋接頭內(nèi)臺(tái)肩和內(nèi)螺紋之 間的后端球面金屬密封面與外螺紋接頭內(nèi)端面和外螺紋之間的前端錐面金屬密封面之間 形成過盈配合，其金屬過盈配合密封直徑方向的最大過盈量為0. 05-0. 30mm，其外螺紋接頭 的內(nèi)端面與內(nèi)螺紋接頭的內(nèi)臺(tái)肩具有0-0. 5mm的間隙。這種結(jié)構(gòu)可以明顯增強(qiáng)鉆桿密封 性能，其缺點(diǎn)在于由于金屬密封的密封面配合為錐面對(duì)球面的過盈配合，而且其外螺紋接 頭次臺(tái)肩處厚度較大，在過盈配合較大，受到較大彎曲載荷作用時(shí)，外螺紋接頭次臺(tái)肩處不 能及時(shí)產(chǎn)生相應(yīng)的變形，可能導(dǎo)致鉆桿接頭發(fā)生粘扣。
實(shí)用新型內(nèi)容本實(shí)用新型的目的在于提供一種氣密封防粘扣鉆桿接頭，主要解決現(xiàn)有接頭使用 中可能導(dǎo)致鉆桿接頭發(fā)生粘扣的技術(shù)問題，該鉆桿接頭吸收了普通API接頭技術(shù)成熟、加 工簡便的優(yōu)點(diǎn)，通過這種結(jié)構(gòu)的改進(jìn)，接頭的密封結(jié)構(gòu)從API的只有一個(gè)軸向密封，增加為 兩個(gè)密封結(jié)構(gòu)，密封性能得到顯著增強(qiáng)，而且使得內(nèi)外螺紋接頭不易發(fā)生粘扣失效。為實(shí)現(xiàn)上述實(shí)用新型目的，本實(shí)用新型的技術(shù)方案是一種氣密封防粘扣鉆桿接頭，它由內(nèi)螺紋件和外螺紋件組成，其特征是在內(nèi)螺紋 件上加工有內(nèi)螺紋、第一外臺(tái)肩面、內(nèi)臺(tái)肩面，以及設(shè)置于內(nèi)螺紋下端、內(nèi)臺(tái)肩面之間的內(nèi) 密封面；在外螺紋件上加工有外螺紋、與第一外臺(tái)肩面相配合的第二外臺(tái)肩面、與內(nèi)臺(tái)肩面 相配合的次臺(tái)肩面，以及設(shè)置于外螺紋上端、次臺(tái)肩面之間的與內(nèi)密封面相配合的外密封 面；所述的從次臺(tái)肩面上設(shè)有槽。所述的氣密封防粘扣鉆桿接頭，其特征是內(nèi)密封面與外密封面的軸向密封長度 S 為 12. 7-20mm。所述的氣密封防粘扣鉆桿接頭，其特征是所述的槽底部距離外螺紋接頭內(nèi)壁的 距離a為3-5mm，其頂部距離外螺紋接頭內(nèi)壁的距離b為6_8mm，槽的軸向長度L為S+2mm。[0009]所述的氣密封防粘扣鉆桿接頭，其特征是所述的內(nèi)螺紋件的內(nèi)密封面與外螺紋 件的外密封面之間為過盈配合，過盈量為0. 05-0. 35mm。與現(xiàn)有技術(shù)相比，本實(shí)用新型的有益效果是1)吸收了普通API鉆桿接頭的優(yōu)點(diǎn)，易于加工和檢測；2)在保持與普通API接頭具有相當(dāng)?shù)倪B接強(qiáng)度的同時(shí)，顯著提高了接頭的密封性 能，而且其性能優(yōu)于之前的結(jié)構(gòu)，不容易發(fā)生粘扣失效事故；3)該鉆桿接頭適用于高壓天然氣井、定向井、水平井、大斜度井等高難度高壓及超 高壓油氣井中。
圖1是API標(biāo)準(zhǔn)鉆桿接頭示意圖；圖中，12 內(nèi)螺紋件，13 內(nèi)螺紋，14 外螺紋件，15 外螺紋。圖2是中國專利CN 2764922Y的鉆桿接頭示意圖；圖中，16 內(nèi)螺紋接頭內(nèi)臺(tái)肩面，17 內(nèi)螺紋件密封面，18 內(nèi)螺紋件，19 內(nèi)螺紋， 20 外螺紋件，21 外螺紋，22 外螺紋件密封面，23 外螺紋接頭內(nèi)臺(tái)肩面。圖3是本實(shí)用新型的結(jié)構(gòu)示意圖；圖中，1 :內(nèi)臺(tái)肩面，2 :內(nèi)螺紋件，3 :內(nèi)密封面，4:次臺(tái)肩面，5 外螺紋，6 第一外 臺(tái)肩面，7 第二外臺(tái)肩面，8 外螺紋件，9 外螺紋，10 外密封面，11 槽，a 槽11底部距離 外螺紋接頭內(nèi)壁的距離，b 槽11頂部距離外螺紋接頭內(nèi)壁的距離，S 內(nèi)外螺紋件軸向密封 長度，L 槽11軸向長度。
具體實(shí)施方式
請(qǐng)參閱圖3，本實(shí)用新型提供了一種氣密封防粘扣鉆桿接頭。如圖所示它由內(nèi)螺 紋件2和外螺紋件8。在內(nèi)螺紋件2上加工有內(nèi)螺紋5、第一外臺(tái)肩面6、內(nèi)臺(tái)肩面1，以及 設(shè)置于內(nèi)螺紋下端、內(nèi)臺(tái)肩面之間的內(nèi)密封面3;在外螺紋件8上加工有外螺紋9、與第一外 臺(tái)肩面6相配合的第二外臺(tái)肩面7、與內(nèi)臺(tái)肩面1相配合的次臺(tái)肩面4，以及設(shè)置于外螺紋 上端、次臺(tái)肩面之間的與內(nèi)密封面3相配合的外密封面10 ；所述的從次臺(tái)肩面4上設(shè)有槽 11。內(nèi)密封面3與外密封面10的軸向密封長度S為12. 7-20mm。所述的槽11底部距離外 螺紋接頭內(nèi)壁的距離a為3-5mm，其頂部距離外螺紋接頭內(nèi)壁的距離b為6_8mm，槽11的軸 向長度L為S+2mm。所述的內(nèi)螺紋件2的內(nèi)密封面3與外螺紋件8的外密封面10之間為 過盈配合，過盈量為0. 05-0. 35mm。本實(shí)用新型的結(jié)構(gòu)可以防止接頭在發(fā)生過盈配合產(chǎn)生密封作用時(shí)，發(fā)生粘扣現(xiàn) 象。這種改進(jìn)很好的起到了密封作用，又不易發(fā)生粘扣現(xiàn)象。在加工經(jīng)濟(jì)性上也有利于實(shí) 際的生產(chǎn)和使用。實(shí)施例1 設(shè)計(jì)的實(shí)施例1用于NC50型鉆桿接頭，如圖3所示。接頭內(nèi)螺紋件及外螺紋件 的幾何尺寸包括外徑、內(nèi)徑等均采用標(biāo)準(zhǔn)值，接頭的材料也采用API標(biāo)準(zhǔn)材料，其屈服強(qiáng)度 為827. 4Mpa。外螺紋接頭和內(nèi)螺紋接頭螺紋嚙合之后形成過盈配合，第一外臺(tái)肩面6和第 二外臺(tái)肩面7之間過盈量為0. 2mm,內(nèi)密封面3與外密封面10之間為過盈配合，軸向長度S=15mm，過盈量為0.2mm。外螺紋接頭次臺(tái)肩處開槽a = 3. 5mm，b = 6_，軸向長度L = 17mm。經(jīng)計(jì)算API鉆桿接頭可以承受的最大扭矩為93476N. M，本實(shí)用新型可以承受的最大 扭矩為170540N. M0而且氣密封性能明顯優(yōu)于API標(biāo)準(zhǔn)鉆桿接頭結(jié)構(gòu)，也不容易發(fā)生粘扣失效事故。 以上所述僅為本實(shí)用新型的較佳實(shí)施例而已，并非用來限定本實(shí)用新型的實(shí)施范 圍。即凡依本實(shí)用新型申請(qǐng)專利范圍的內(nèi)容所作的等效變化與修飾，都應(yīng)為本實(shí)用新型的 技術(shù)范疇。
權(quán)利要求1.一種氣密封防粘扣鉆桿接頭，它由內(nèi)螺紋件⑵和外螺紋件(8)組成，其特征是在 內(nèi)螺紋件⑵上加工有內(nèi)螺紋(5)、第一外臺(tái)肩面(6)、內(nèi)臺(tái)肩面(1)，以及設(shè)置于內(nèi)螺紋下 端、內(nèi)臺(tái)肩面之間的內(nèi)密封面(3)；在外螺紋件(8)上加工有外螺紋(9)、與第一外臺(tái)肩面 (6)相配合的第二外臺(tái)肩面(7)、與內(nèi)臺(tái)肩面⑴相配合的次臺(tái)肩面⑷，以及設(shè)置于外螺紋 上端、次臺(tái)肩面之間的與內(nèi)密封面C3)相配合的外密封面(10)；所述的從次臺(tái)肩面(4)上 設(shè)有槽(11)。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的氣密封防粘扣鉆桿接頭，其特征是內(nèi)密封面C3)與外密封 面(10)的軸向密封長度S為12. 7-20mm。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的氣密封防粘扣鉆桿接頭，其特征是所述的槽(11)底部距離 外螺紋接頭內(nèi)壁的距離a為3-5mm，其頂部距離外螺紋接頭內(nèi)壁的距離b為6_8mm，槽(11) 的軸向長度L為S+2mm。
4.根據(jù)權(quán)利要求1或2或3所述的氣密封防粘扣鉆桿接頭，其特征是所述的內(nèi)螺 紋件O)的內(nèi)密封面(3)與外螺紋件(8)的外密封面(10)之間為過盈配合，過盈量為 0. 05-0. 35mm。
專利摘要本實(shí)用新型涉及一種氣密封防粘扣鉆桿接頭。它由內(nèi)螺紋件和外螺紋件組成，在內(nèi)螺紋件上加工有內(nèi)螺紋、第一外臺(tái)肩面、內(nèi)臺(tái)肩面，以及設(shè)置于內(nèi)螺紋下端、內(nèi)臺(tái)肩面之間的內(nèi)密封面；在外螺紋件上加工有外螺紋、與第一外臺(tái)肩面相配合的第二外臺(tái)肩面、與內(nèi)臺(tái)肩面相配合的次臺(tái)肩面，以及設(shè)置于外螺紋上端、次臺(tái)肩面之間的與內(nèi)密封面相配合的外密封面；所述的從次臺(tái)肩面上設(shè)有槽。它主要解決現(xiàn)有接頭使用中可能導(dǎo)致鉆桿接頭發(fā)生粘扣的技術(shù)問題，該鉆桿接頭吸收了普通API接頭技術(shù)成熟、加工簡便的優(yōu)點(diǎn)，通過這種結(jié)構(gòu)的改進(jìn)，接頭的密封結(jié)構(gòu)從API的只有一個(gè)軸向密封，增加為兩個(gè)密封結(jié)構(gòu)，密封性能得到顯著增強(qiáng)，而且使得內(nèi)外螺紋接頭不易發(fā)生粘扣失效。
文檔編號(hào)E21B17/042GK201826771SQ20102023939
公開日2011年5月11日 申請(qǐng)日期2010年6月25日 優(yōu)先權(quán)日2010年6月25日
發(fā)明者任輝, 周永其, 袁鵬斌, 高連新, 魯喜寧 申請(qǐng)人:上海海隆石油管材研究所, 上海海隆石油鉆具有限公司, 華東理工大學(xué)