專利名稱：較高抗扭強度雙臺肩鉆桿螺紋連接結構的制作方法
技術領域：
本實用新型涉及一種螺紋連接結構，尤其是一種較高抗扭強度雙臺肩鉆桿螺紋連接結構，屬于石油工業(yè)鉆井螺紋連接的技術領域。
背景技術：
近幾年，隨著我國石油工業(yè)的發(fā)展，油、氣鉆井環(huán)境日益苛刻，特別是深井、氣井、腐蝕性較重的油氣井的開發(fā),對鉆桿的連接性能和抗扭性能提出了更高的要求,促使雙臺肩鉆桿接頭的開發(fā)及應用。
發(fā)明內容本實用新型的目的是克服現(xiàn)有技術中存在的不足，提供一種較高抗扭強度雙臺肩鉆桿螺紋連接結構，其結構緊湊，提高了鉆桿接頭的連接強度與抗扭強度，安全可靠。按照本實用新型提供的技術方案，所述較高抗扭強度雙臺肩鉆桿螺紋連接結構，包括鉆桿外螺紋接頭及鉆桿內螺紋接頭，所述鉆桿外螺紋接頭包括外螺紋，鉆桿內螺紋接頭包括內螺紋，鉆桿外螺紋接頭與鉆桿內螺紋接頭通過外螺紋、內螺紋對應配合后緊固連接；所述內螺紋與外螺紋均采用API螺紋；鉆桿內螺紋接頭的一端端部設有內主扭矩臺肩，所述內主扭矩臺肩通過第二內螺紋過渡段與內螺紋的一端相連，內螺紋的另一端通過第一內螺紋過渡段與內副扭矩臺肩相連；鉆桿外螺紋接頭的一端端部設有外副扭矩臺肩，所述外副扭矩臺肩通過第二外螺紋過渡段與外螺紋的一端相連，外螺紋的另一端通過第一外螺紋過渡段與外主扭矩臺肩相連；鉆桿外螺紋接頭與鉆桿內螺紋接頭連接擰緊后，外主扭矩臺肩與內主扭矩臺肩接觸，外副扭矩臺肩與內副扭矩臺肩相接觸。所述第一內螺紋過渡段與內副扭矩臺肩的結合部設有內副扭矩臺肩應力減輕槽。所述第一外螺紋過渡段與外主扭矩臺肩的結合部設有外主扭矩臺肩應力減輕槽。所述第一內螺紋過渡段、第二內螺紋過渡段呈圓柱狀或圓錐狀。所述第一外螺紋過渡段與第二外螺紋過渡段呈圓柱狀或圓錐狀。所述內副扭矩臺肩應力減輕槽呈圓弧狀。所述外主扭矩臺肩應力減輕槽呈圓弧狀。本實用新型的優(yōu)點鉆桿外螺紋接頭同時具有外主扭矩臺肩、外副扭矩臺肩，且鉆桿內螺紋接頭也同時具有內主扭矩臺肩、內副扭矩臺肩，通過主扭矩臺肩、副扭矩臺肩的配合共同承擔扭矩載荷，提高了鉆桿接頭的抗扭強度；由于扭矩強度的提高，在上扣一拉伸復合載荷作用下，其連接強度也得到了提高。通過設置內副扭矩臺肩應力減輕槽、外主扭矩臺肩應力減輕槽有助于分散應力集中，使接頭應力分布均勻，提高接頭壽命。連接螺紋采用API標準的常規(guī)結構，與API標準的常規(guī)結構可實現(xiàn)互換連接；由于連接強度和抗扭強度的提高，現(xiàn)場使用過程中，對接頭的內徑、外徑的有更多的選擇。

[0008]圖I為現(xiàn)有API普通配置鉆桿上扣-拉伸復合載荷示意圖。圖2為本實用新型上扣-拉伸復合載荷圖。圖3為本實用新型的結構示意圖。圖4為本實用新型鉆桿內螺紋接頭的結構示意圖。圖5是本實用新型鉆桿外螺紋接頭的結構示意圖。圖6是本實用新型內副扭矩臺肩應力減輕槽的結構放大圖。圖7是本實用新型外主扭矩臺肩應力減輕槽的結構放大圖。圖8是現(xiàn)有API接頭連接的結構示意圖。 圖9是API內螺紋接頭的結構示意圖。圖10是API外螺紋接頭的結構示意圖。圖11是API內螺紋接頭與本申請鉆桿外螺紋接頭連接配合的結構示意圖。圖12是API外螺紋接頭與本申請鉆桿內螺紋接頭連接配合的結構示意圖。附圖標記說明1_鉆桿外螺紋接頭、2-鉆桿內螺紋接頭、3-內副扭矩臺肩、4-內副扭矩臺肩應力減輕槽、5-第一內螺紋過渡段、6-內螺紋、7-第二內螺紋過渡段、8-內主扭矩臺肩、9-外主扭矩臺肩、10-外主扭矩臺肩應力減輕槽、11-第一外螺紋過渡段、12-外螺紋、13-第二外螺紋過渡段、14-外副扭矩臺肩、15-API外螺紋接頭、16-API內螺紋接頭、17-API內螺紋第一過渡段、18-API內螺紋、19-API內螺紋第二過渡段、20-API內螺紋主扭矩臺肩、21-API外螺紋主扭矩臺肩、22-API外螺紋第一過渡段、23-API外螺紋及24-API外螺紋副扭矩臺肩。
具體實施方式
下面結合具體附圖和實施例對本實用新型作進一步說明。如圖8、圖9和圖10所示為現(xiàn)有API螺紋接頭連接配合的結構示意圖。現(xiàn)有API螺紋連接配合結構包括API外螺紋接頭15及API內螺紋接頭16，API外螺紋接頭15包括API外螺紋23，API內螺紋接頭16包括API內螺紋18，API外螺紋接頭15與API內螺紋接頭16通過API外螺紋23、API內螺紋18對應嚙合后連接成一體。API外螺紋接頭15的一端端部設置API外螺紋副扭矩臺肩24，API外螺紋副扭矩臺肩24與API外螺紋23的一端相連，API外螺紋23的另一端通過API外螺紋第一過渡段22與API外螺紋主扭矩臺肩21相連。API內螺紋接頭16的一端端部設置API內螺紋主扭矩臺肩20，API內螺紋主扭矩臺肩20通過API內螺紋第二過渡段19與API內螺紋18的一端相連，API內螺紋18的另一端與API內螺紋第二過渡段17相連。API外螺紋接頭15與API內螺紋接頭16連接擰緊后，API內螺紋主扭矩臺肩20與API外螺紋副扭矩臺肩24相接觸。如圖3、圖4、圖5、圖6和圖7所示本實用新型包括鉆桿外螺紋接頭I及鉆桿內螺紋接頭2，所述鉆桿外螺紋接頭I包括外螺紋12，鉆桿內螺紋接頭2包括內螺紋6，鉆桿外螺紋接頭I與鉆桿內螺紋接頭2通過外螺紋12、內螺紋6對應配合后緊固連接；所述內螺紋6與外螺紋12均采用API螺紋；鉆桿內螺紋接頭2的一端端部設有內主扭矩臺肩8，所述內主扭矩臺肩8通過第二內螺紋過渡段7與內螺紋6的一端相連，內螺紋6的另一端通過第一內螺紋過渡段5與內副扭矩臺肩3相連；鉆桿外螺紋接頭I的一端端部設有外副扭矩臺肩14，所述外副扭矩臺肩14通過第二外螺紋過渡段13與外螺紋12的一端相連，外螺紋12的另一端通過第一外螺紋過渡段11與外主扭矩臺肩9相連；鉆桿外螺紋接頭I與鉆桿內螺紋接頭2連接擰緊后，外主扭矩臺肩9與內主扭矩臺肩8接觸，外副扭矩臺肩14與內副扭矩臺肩3相接觸。所述第一內螺紋過渡段5與內副扭矩臺肩3的結合部設有內副扭矩臺肩應力減輕槽4。所述內副扭矩臺肩應力減輕槽4呈圓弧狀。所述第一外螺紋過渡段11與外主扭矩臺肩9的結合部設有外主扭矩臺肩應力減輕槽10。所述外主扭矩臺肩應力減輕槽10呈圓弧狀。所述第一內螺紋過渡段5、第二內螺紋過渡段7呈圓柱狀或圓錐狀。所述第一外螺紋過渡段11與第二外螺紋過渡段13呈圓柱狀或圓錐狀。 與現(xiàn)有API外螺紋接頭15、API內螺紋接頭16相比，本實用新型將API內螺紋接頭16的API內螺紋第二過渡段17設計成第一內螺紋過渡段5及與第一內螺紋過渡段5 —端端部相連的內副扭矩臺肩3，在第一內螺紋過渡段5與內副扭矩臺肩3的結合部設有內副扭矩臺肩應力減輕槽4。同時，將API外螺紋接頭15對應設置API外螺紋副扭矩臺肩24的一端增加第二外螺紋過渡段13，以形成外副扭矩臺肩14通過第二外螺紋過渡段13與外螺紋12相連的結構，并在API外螺紋第二過渡段22與API外螺紋主扭矩臺肩21間的結合部設置外主扭矩臺肩應力減輕槽10 ;以形成本實用新型的外主扭矩臺肩9、外主扭矩臺肩應力減輕槽10、第一外螺紋過渡段11的配合結構。由于本實用新型鉆桿外螺紋接頭I的外螺紋12、鉆桿內螺紋接頭2的內螺紋6均采用API螺紋，因此鉆桿外螺紋接頭I能與API內螺紋接頭16配合連接使用；鉆桿內螺紋接頭2能與API外螺紋接頭15配合連接使用，以提高連接配合使用的效果。如圖11所示為本實用新型鉆桿外螺紋接頭I與API內螺紋接頭16對應連接配合使用的狀態(tài)圖；如圖12所示為本實用新型鉆桿內螺紋接頭2與API外螺紋接頭15對應連接配合使用的狀態(tài)圖。本實用新型鉆桿外螺紋接頭I同時具有外主扭矩臺肩9、外副扭矩臺肩14，且鉆桿內螺紋接頭2也同時具有內主扭矩臺肩8、內副扭矩臺肩3，通過主扭矩臺肩、副扭矩臺肩的配合共同承擔扭矩載荷，提高了鉆桿接頭的抗扭強度，比普通API鉆桿接頭抗扭強度提高20%-50%;由于扭矩強度的提高，在上扣一拉伸復合載荷作用下，其連接強度也得到了提高。通過設置內副扭矩臺肩應力減輕槽4、外主扭矩臺肩應力減輕槽10有助于分散應力集中，使接頭應力分布均勻，提高接頭壽命。連接螺紋采用API標準的常規(guī)結構，與API標準的常規(guī)結構可實現(xiàn)互換連接；由于連接強度和抗扭強度的提高，現(xiàn)場使用過程中，對接頭的內徑、外徑的有更多的選擇；連接螺紋采用API標準的常規(guī)結構，加工、檢驗便于操作。下面通過選型比較來說明本實用新型的效果
權利要求1.一種較高抗扭強度雙臺肩鉆桿螺紋連接結構，包括鉆桿外螺紋接頭(I)及鉆桿內螺紋接頭(2 )，所述鉆桿外螺紋接頭(I)包括外螺紋(12 )，鉆桿內螺紋接頭(2 )包括內螺紋(6)，鉆桿外螺紋接頭(I)與鉆桿內螺紋接頭(2)通過外螺紋(12)、內螺紋(6)對應配合后緊固連接；其特征是所述內螺紋(6)與外螺紋(12)均采用API螺紋；鉆桿內螺紋接頭(2)的一端端部設有內主扭矩臺肩(8)，所述內主扭矩臺肩(8)通過第二內螺紋過渡段(7)與內螺紋(6)的一端相連，內螺紋(6)的另一端通過第一內螺紋過渡段(5)與內副扭矩臺肩(3)相連；鉆桿外螺紋接頭(I)的一端端部設有外副扭矩臺肩(14)，所述外副扭矩臺肩(14)通過第二外螺紋過渡段(13)與外螺紋(12)的一端相連，外螺紋(12)的另一端通過第一外螺紋過渡段(11)與外主扭矩臺肩(9)相連；鉆桿外螺紋接頭(I)與鉆桿內螺紋接頭(2)連接擰緊后，外主扭矩臺肩(9)與內主扭矩臺肩(8)接觸，外副扭矩臺肩(14)與內副扭矩臺肩(3)相接觸。
2.根據權利要求I所述的較高抗扭強度雙臺肩鉆桿螺紋連接結構，其特征是所述第一內螺紋過渡段(5)與內副扭矩臺肩(3)的結合部設有內副扭矩臺肩應カ減輕槽(4)。
3.根據權利要求I所述的較高抗扭強度雙臺肩鉆桿螺紋連接結構，其特征是所述第一外螺紋過渡段(11)與外主扭矩臺肩(9)的結合部設有外主扭矩臺肩應カ減輕槽(10)。
4.根據權利要求I所述的較高抗扭強度雙臺肩鉆桿螺紋連接結構，其特征是所述第一內螺紋過渡段(5)、第二內螺紋過渡段(7)呈圓柱狀或圓錐狀。
5.根據權利要求I所述的較高抗扭強度雙臺肩鉆桿螺紋連接結構，其特征是所述第一外螺紋過渡段(11)與第二外螺紋過渡段(13)呈圓柱狀或圓錐狀。
6.根據權利要求2所述的較高抗扭強度雙臺肩鉆桿螺紋連接結構，其特征是所述內副扭矩臺肩應カ減輕槽(4)呈圓弧狀。
7.根據權利要求3所述的較高抗扭強度雙臺肩鉆桿螺紋連接結構，其特征是所述外主扭矩臺肩應カ減輕槽(10)呈圓弧狀。
專利摘要本實用新型涉及一種較高抗扭強度雙臺肩鉆桿螺紋連接結構，包括鉆桿外螺紋接頭及鉆桿內螺紋接頭，鉆桿外螺紋接頭包括外螺紋，鉆桿內螺紋接頭包括內螺紋，內螺紋與外螺紋均采用API螺紋；鉆桿內螺紋接頭的一端端部設有內主扭矩臺肩，內主扭矩臺肩通過第二內螺紋過渡段與內螺紋的一端相連，內螺紋的另一端通過第一內螺紋過渡段與內副扭矩臺肩相連；鉆桿外螺紋接頭的一端端部設有外副扭矩臺肩，所述外副扭矩臺肩通過第二外螺紋過渡段與外螺紋的一端相連，外螺紋的另一端通過第一外螺紋過渡段與外主扭矩臺肩相連。本實用新型結構緊湊，提高了鉆桿接頭的連接強度與抗扭強度，安全可靠。
文檔編號E21B17/042GK202611611SQ201220215259
公開日2012年12月19日 申請日期2012年5月14日 優(yōu)先權日2012年5月14日
發(fā)明者胡明, 高連新, 張毅 申請人:無錫西姆萊斯石油專用管制造有限公司