專利名稱：一種高密封防脹扣鉆桿接頭的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型屬于油井管螺紋連接技術(shù)領(lǐng)域的石油鉆桿接頭，特別是一種高密封防脹扣鉆桿接頭。
背景技術(shù)：
一根根的石油鉆桿通過接頭連接起來，形成長(zhǎng)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)如附圖1所示，接頭在使用時(shí)，靠外螺紋接頭21根部的直角臺(tái)肩面與內(nèi)螺紋接頭22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以及抗扭性能上的的這種缺陷，雙臺(tái)肩鉆桿接頭被研究設(shè)計(jì)開發(fā)出來，它大大提高了了接頭的密封性能和抗扭性能。雙臺(tái)肩接頭比 API標(biāo)準(zhǔn)接頭多出一個(gè)次臺(tái)肩，如圖2所示。當(dāng)雙臺(tái)肩接頭初步擰緊時(shí)，其主臺(tái)肩接觸，而在公扣前端和母扣的次臺(tái)肩之間有一間隙。在上緊扣時(shí)，較長(zhǎng)的公扣與相應(yīng)的母扣的彈性變形能使其次臺(tái)肩相互接觸。像API接頭那樣，主臺(tái)肩起密封作用，螺紋部分承受扭矩。其缺點(diǎn)在于當(dāng)接頭同時(shí)承受扭矩和壓縮載荷時(shí)，可能導(dǎo)致接頭發(fā)生脹扣失效。

實(shí)用新型內(nèi)容本實(shí)用新型的目的在于提供一種高密封防脹扣鉆桿接頭，主要解決現(xiàn)有的雙臺(tái)肩鉆桿接頭使用時(shí)，當(dāng)接頭同時(shí)承受扭矩和壓縮載荷時(shí)，可能導(dǎo)致接頭發(fā)生脹扣失效的技術(shù)問題，該鉆桿接頭適用于高壓天然氣井、深井、超深井、定向井、水平井、大斜度井等高難度高壓及超高壓油氣井中。為實(shí)現(xiàn)上述目的，本實(shí)用新型是這樣實(shí)現(xiàn)的。一種高密封防脹扣鉆桿接頭，它由外螺紋接頭和內(nèi)螺紋接頭組成；其特征在于 所述的外螺紋接頭具有一個(gè)向外的負(fù)角外臺(tái)肩、一個(gè)向內(nèi)的斜內(nèi)端面和軸向延伸的外螺紋，所述的負(fù)角外臺(tái)肩和外螺紋之間具有軸向延伸的基部，所述的斜內(nèi)端面和外螺紋之間軸向延伸有前端部；所述的內(nèi)螺紋接頭具有一個(gè)向外的斜外端面、一個(gè)向內(nèi)的負(fù)角內(nèi)臺(tái)肩和軸向延伸的內(nèi)螺紋，所述的斜外端面和內(nèi)螺紋之間軸向延伸有鏜孔部，所述的負(fù)角內(nèi)臺(tái)肩和內(nèi)螺紋之間軸向延伸有后端部。所述的高密封防脹扣鉆桿接頭，其特征在于所述的外螺紋接頭的斜內(nèi)端面的外徑小于外螺紋沿錐度方向延伸至斜內(nèi)端面處的螺紋根部的外徑；所述的內(nèi)螺紋接頭的負(fù)角內(nèi)臺(tái)肩的內(nèi)徑大于內(nèi)螺紋沿錐度方向延伸至負(fù)角內(nèi)臺(tái)肩處螺紋頂部的內(nèi)徑，小于等于與后端部相鄰的最后一個(gè)內(nèi)螺紋的螺紋頂部的內(nèi)徑。所述的高密封防脹扣鉆桿接頭，其特征在于所述的負(fù)角外臺(tái)肩、斜外端面均為 15^25°，且負(fù)角外臺(tái)肩與斜外端面的各自接觸面之間相互平行。[0009]所述的高密封防脹扣鉆桿接頭，其特征在于所述的負(fù)角內(nèi)臺(tái)肩、斜內(nèi)端面均為 15^25°，且負(fù)角內(nèi)臺(tái)肩與斜內(nèi)端面的各自接觸面之間相互平行。所述的高密封防脹扣鉆桿接頭，其特征在于所述負(fù)角外臺(tái)肩與斜外端面之間為過盈配合，過盈量為0. 2^0. 5mm。所述的高密封防脹扣鉆桿接頭，其特征在于所述負(fù)角內(nèi)臺(tái)肩與斜內(nèi)端面之間距離在-0. 05^0. 4mm內(nèi)調(diào)整。使用本實(shí)用新型系統(tǒng)與現(xiàn)有技術(shù)相比的優(yōu)點(diǎn)在于。本實(shí)用新型鉆桿接頭吸收了普通API接頭技術(shù)成熟、加工簡(jiǎn)便的優(yōu)點(diǎn)，螺紋部分完全采用API標(biāo)準(zhǔn)螺紋。通過這種結(jié)構(gòu)的改進(jìn)，使得接頭主臺(tái)肩在上扣后，內(nèi)外螺紋接頭之間產(chǎn)生過盈配合，內(nèi)螺紋接頭的斜外端面受到向內(nèi)的擠壓力，抑制內(nèi)螺紋接頭發(fā)生脹扣，并形成良好的密封面。該鉆桿接頭適用于高壓天然氣井、深井、超深井、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)鉆桿接頭結(jié)構(gòu)示意圖。圖中，21:外螺紋接頭，22 內(nèi)螺紋接頭，23 外螺紋，24 內(nèi)螺紋。圖2是HLDS-38型雙臺(tái)肩鉆桿接頭結(jié)構(gòu)示意圖。圖中，13:外螺紋接頭，14:內(nèi)螺紋接頭，15 外螺紋，16 內(nèi)螺紋，17 主臺(tái)肩，18 外端面，19 內(nèi)端面，20 次臺(tái)肩。圖3是本實(shí)用新型結(jié)構(gòu)示意圖。圖中，1 外螺紋接頭，2 內(nèi)螺紋接頭，3 負(fù)角外臺(tái)肩，4 斜外端面，5 斜內(nèi)端面，6 負(fù)角內(nèi)臺(tái)肩，7 外螺紋，8 內(nèi)螺紋，9 基部，10 鏜孔部，11 前端部，12 后端部。
具體實(shí)施方式
請(qǐng)參閱圖3，本實(shí)用新型公開了一種高密封防脹扣鉆桿接頭。如圖所示它由外螺紋接頭1和內(nèi)螺紋接頭2組成。所述的外螺紋接頭1具有一個(gè)向外的負(fù)角外臺(tái)肩3、一個(gè)向內(nèi)的斜內(nèi)端面5和軸向延伸的外螺紋7，所述的負(fù)角外臺(tái)肩3和外螺紋7之間具有軸向延伸的基部9，所述的斜內(nèi)端面5和外螺紋7之間軸向延伸有前端部11 ；所述的內(nèi)螺紋接頭2 具有一個(gè)向外的斜外端面4、一個(gè)向內(nèi)的負(fù)角內(nèi)臺(tái)肩6和軸向延伸的內(nèi)螺紋8，所述的斜外端面4和內(nèi)螺紋8之間軸向延伸有鏜孔部10，所述的負(fù)角內(nèi)臺(tái)肩6和內(nèi)螺紋8之間軸向延伸有后端部12。所述的外螺紋接頭1的斜內(nèi)端面5的外徑小于外螺紋7沿錐度方向延伸至斜內(nèi)端面5處的螺紋根部的外徑；所述的內(nèi)螺紋接頭2的負(fù)角內(nèi)臺(tái)肩6的內(nèi)徑大于內(nèi)螺紋8沿錐度方向延伸至負(fù)角內(nèi)臺(tái)肩6處螺紋頂部的內(nèi)徑，小于等于與后端部12相鄰的最后一個(gè)內(nèi)螺紋的螺紋頂部的內(nèi)徑。所述的負(fù)角外臺(tái)肩3、斜外端面4均為15 25°，且負(fù)角外臺(tái)肩3與斜外端面4的各自接觸面之間相互平行。所述的負(fù)角內(nèi)臺(tái)肩6、斜內(nèi)端面5均為15 25°，且負(fù)角內(nèi)臺(tái)肩6與斜內(nèi)端面5的各自接觸面之間相互平行。[0024]所述負(fù)角外臺(tái)肩3與斜外端面4之間為過盈配合，過盈量為0. 2^0. 5mm。所述負(fù)角內(nèi)臺(tái)肩6與斜內(nèi)端面5之間距離在-0. 05^0. 4mm內(nèi)調(diào)整。本實(shí)用新型結(jié)構(gòu)用于NC38型鉆桿接頭，內(nèi)螺紋接頭及外螺紋接頭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，負(fù)角外臺(tái)肩3與斜外端面4之間過盈量為0. 2^0. 5mm，負(fù)角內(nèi)臺(tái)肩6與斜內(nèi)端面5之間距離可視工況在-0. 05、. 4mm內(nèi)調(diào)整。 經(jīng)驗(yàn)證，該接頭氣密封性能明顯優(yōu)于API標(biāo)準(zhǔn)鉆桿接頭結(jié)構(gòu)，也不容易發(fā)生脹扣失效事故。綜上所述僅為本實(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1.一種高密封防脹扣鉆桿接頭，它由外螺紋接頭(1)和內(nèi)螺紋接頭(2)組成；其特征在于所述的外螺紋接頭(1)具有一個(gè)向外的負(fù)角外臺(tái)肩(3)、一個(gè)向內(nèi)的斜內(nèi)端面(5)和軸向延伸的外螺紋(7)，所述的負(fù)角外臺(tái)肩(3)和外螺紋(7)之間具有軸向延伸的基部(9)，所述的斜內(nèi)端面(5)和外螺紋(7)之間軸向延伸有前端部(11);所述的內(nèi)螺紋接頭(2)具有一個(gè)向外的斜外端面(4)、一個(gè)向內(nèi)的負(fù)角內(nèi)臺(tái)肩(6)和軸向延伸的內(nèi)螺紋(8)，所述的斜外端面(4 )和內(nèi)螺紋(8 )之間軸向延伸有鏜孔部(10 )，所述的負(fù)角內(nèi)臺(tái)肩(6 )和內(nèi)螺紋(8 ) 之間軸向延伸有后端部(12)。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的高密封防脹扣鉆桿接頭，其特征在于所述的外螺紋接頭(1) 的斜內(nèi)端面(5)的外徑小于外螺紋(7)沿錐度方向延伸至斜內(nèi)端面(5)處的螺紋根部的外徑；所述的內(nèi)螺紋接頭(2)的負(fù)角內(nèi)臺(tái)肩(6)的內(nèi)徑大于內(nèi)螺紋(8)沿錐度方向延伸至負(fù)角內(nèi)臺(tái)肩(6)處螺紋頂部的內(nèi)徑，小于等于與后端部(12)相鄰的最后一個(gè)內(nèi)螺紋的螺紋頂部的內(nèi)徑。
3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的高密封防脹扣鉆桿接頭，其特征在于所述的負(fù)角外臺(tái)肩(3)、斜外端面(4)均為15 25°，且負(fù)角外臺(tái)肩(3)與斜外端面(4)的各自接觸面之間相互平行。
4.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的高密封防脹扣鉆桿接頭，其特征在于所述的負(fù)角內(nèi)臺(tái)肩(6)、斜內(nèi)端面(5)均為15 25°，且負(fù)角內(nèi)臺(tái)肩(6)與斜內(nèi)端面(5)的各自接觸面之間相互平行。
5.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的高密封防脹扣鉆桿接頭，其特征在于所述負(fù)角外臺(tái)肩 (3)與斜外端面(4)之間為過盈配合，過盈量為0. 2^0. 5mm。
6.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的高密封防脹扣鉆桿接頭，其特征在于所述負(fù)角內(nèi)臺(tái)肩 (6)與斜內(nèi)端面(5)之間距離在-0. 05、. 4mm內(nèi)調(diào)整。
專利摘要本實(shí)用新型涉及一種高密封防脹扣鉆桿接頭。它由外螺紋接頭和內(nèi)螺紋接頭組成；所述的外螺紋接頭具有一個(gè)向外的負(fù)角外臺(tái)肩、一個(gè)向內(nèi)的斜內(nèi)端面和軸向延伸的外螺紋，所述的負(fù)角外臺(tái)肩和外螺紋之間具有軸向延伸的基部，所述的斜內(nèi)端面和外螺紋之間軸向延伸有前端部；所述的內(nèi)螺紋接頭具有一個(gè)向外的斜外端面、一個(gè)向內(nèi)的負(fù)角內(nèi)臺(tái)肩和軸向延伸的內(nèi)螺紋，所述的斜外端面和內(nèi)螺紋之間軸向延伸有鏜孔部，所述的負(fù)角內(nèi)臺(tái)肩和內(nèi)螺紋之間軸向延伸有后端部。它主要解決現(xiàn)有的雙臺(tái)肩鉆桿接頭使用時(shí)，當(dāng)接頭同時(shí)承受扭矩和壓縮載荷時(shí)，可能導(dǎo)致接頭發(fā)生脹扣失效的技術(shù)問題，該鉆桿接頭適用于高壓天然氣井、深井、超深井、定向井、水平井、大斜度井等高難度高壓及超高壓油氣井中。
文檔編號(hào)E21B17/042GK202300224SQ20112029858
公開日2012年7月4日 申請(qǐng)日期2011年8月17日 優(yōu)先權(quán)日2011年8月17日
發(fā)明者孫小林, 曹宏博, 王開宏, 魯喜寧 申請(qǐng)人:上海海隆石油管材研究所, 海隆石油鉆具(無錫)有限公司