一種高抗扭鉆具螺紋接頭制造技術

本實用新型專利技術涉及一種高抗扭鉆具螺紋接頭，內螺紋接頭的內螺紋段與外螺紋接頭的第二圓柱段螺紋段錐度范圍為1:6?1:16；外螺紋接頭的第二圓柱段的外徑大于內螺紋接頭第二圓柱段的內徑；外螺紋接頭第一圓柱段與內螺紋接頭第一圓柱段間為間隙配合；外螺紋接頭第二圓柱段與內螺紋接頭第二圓柱段間為過盈配合；外螺紋接頭第二圓柱段有螺紋脂潤滑槽；外螺紋接頭螺紋脂潤滑槽的寬度大于螺紋齒底的寬度；外螺紋接頭第二圓柱段鼻端圓弧倒角半徑的值為R1.5；外螺紋接頭第二圓柱段的外表面直徑比內螺紋接頭第二圓柱段的內表面直徑大0.12mm；優點是：該螺紋接頭不僅適用于常規工況的鉆井作業，也適用于需要大扭矩的超深井、超長水平井、大位移井、長距離定向穿越等復雜工況井。

【技術實現步驟摘要】

本技術涉及鉆具領域，具體涉及一種高抗扭鉆具螺紋接頭。
技術介紹
鉆具是石油天然氣勘探與開發中的重要工具，是鉆柱系統的重要組成部分，各種鉆具，如鉆桿、加重鉆桿、鉆鋌、轉換接頭等，通過螺紋連接的方式，形成整根鉆柱。鉆柱不僅是鉆井液的循環通道，而且在鉆井中傳遞扭矩，承受拉壓，彎曲，扭轉以及振動、沖擊等多種載荷的復合作用。鉆柱在鉆井作業中的運動方式除了繞自身軸線自轉外，還常常以井眼軸線為軸線進行公轉，從而導致鉆具接頭與井壁或套管發生摩擦磨損，產生反轉運動，使鉆具螺紋存在松扣的風險。軟硬地層交錯引發的鉆頭的憋鉆會對鉆柱產生瞬時的反扭矩，使鉆具螺紋發生松扣。此外，因鉆頭破碎巖石的不均勻性導致鉆柱承受來自地層反作用力的縱向震動沖擊載荷，也使鉆柱螺紋接頭存在松扣的風險。事實上，鉆柱在鉆井作業過程中的松扣現象時有發生，從而導致鉆具螺紋接頭發生粘扣失效和摩擦磨損失效。由于螺紋連接的松扣，扭矩臺肩面的接觸壓力降低，從而導致鉆具螺紋扭矩臺肩面的刺漏失效。此外，由于螺紋連接的松扣，相互嚙合的螺紋連接的應力發生變化，出現局部的高應力區域，使螺紋連接發生疲勞失效，導致螺紋接頭的刺漏或斷裂。上述的這些失效在公開報道的文獻資料里有大量的記載。鉆具螺紋接頭發生松扣的原因主要有以下幾方面的因素：（1）鉆具螺紋接頭承受的如上所述的復雜的載荷工況；（2）在上扣操作中，上扣扭矩低于接頭的名義最小上扣矩值；（3）目前鉆具螺紋接頭的自身結構。目前普遍所用的鉆具螺紋接頭，無論是單臺肩螺紋接頭還是雙臺肩的螺紋接頭，采用的是粗牙螺紋。在扭矩臺肩接觸之前，上扣扭矩值很小，當扭矩臺肩接觸后，扭矩值迅速飆升到設定的上扣扭矩值，如附圖1所示。也就是說，當震動或瞬時的反扭矩等其他因素導致相互嚙合的接頭臺肩面發生微小的反向位移時，螺紋接頭的扭矩值會迅速下降，尤其是已有一定磨損后的螺紋接頭，這是鉆具螺紋松扣的結構設計因素。
技術實現思路
為解決現有技術的不足，本技術提供一種高抗扭鉆具螺紋接頭。本技術的技術方案是：一種高抗扭鉆具螺紋接頭，包括內螺紋接頭和外螺紋接頭，所述的內螺紋接頭包括第一扭矩臺肩面，第一圓柱段，內螺紋段，第二圓柱段，第二扭矩臺肩面；外螺紋接頭包括第一扭矩臺肩面，第一圓柱段，外螺紋段，第二圓柱段，第二扭矩臺肩面，所述內螺紋接頭的內螺紋段與外螺紋接頭的第二圓柱段螺紋段錐度范圍為1:6-1:16；所述外螺紋接頭的第二圓柱段的外徑大于內螺紋接頭第二圓柱段的內徑；外螺紋接頭第一圓柱段與內螺紋接頭第一圓柱段間為間隙配合；外螺紋接頭第二圓柱段與內螺紋接頭第二圓柱段間為過盈配合；外螺紋接頭第二圓柱段有螺紋脂潤滑槽；外螺紋接頭螺紋脂潤滑槽的寬度大于螺紋齒底的寬度；外螺紋接頭第二圓柱段鼻端圓弧倒角半徑的值為R1.5；外螺紋接頭第二圓柱段的外表面直徑比內螺紋接頭第二圓柱段的內表面直徑大0.12mm。所述外螺紋接頭螺紋脂潤滑槽的寬度大于螺紋齒底的寬度0.5mm。所述的外螺紋接頭的第二圓柱段的螺紋脂潤滑槽表面采用光滑圓弧連接。所述內螺紋接頭的內螺紋段與外螺紋接頭的螺紋段錐度比為1:12。本技術的有益效果是：該螺紋接頭不僅適用于常規工況的鉆井作業，也適用于需要大扭矩的超深井、超長水平井、大位移井、長距離定向穿越等復雜工況井；所述的內、外螺紋接頭在上扣后，外螺紋的第二圓柱段外表面與內螺紋的第二圓柱段內表面的接觸面間的過盈配合將產生徑向力，產生彈性變形能，使卸扣扭矩增加，有效的降低鉆桿接頭在使用過程中產生“二次上扣”的風險，提高鉆桿接頭的安全可靠性；所述的內、外螺紋接頭在上扣后，第一扭矩臺肩面和第二扭矩臺肩面有效接觸，使螺紋接頭具有高抗扭性能；所述的內、外螺紋接頭在上扣后，經試驗，抗扭強度比同規格的API螺紋接頭提高50%以上。附圖說明圖1為本技術的結構示意圖。圖2為本技術的外螺紋接頭第二圓柱段的局部放大圖。其中：1為外螺紋接頭、11為第一扭矩臺肩面、12為第一圓柱段、13為外螺紋段、14為第二圓柱段、15為第二扭矩臺肩面、16為螺紋齒底、17為螺紋脂潤滑槽、18為第二圓柱段外表面、19為鼻端圓弧倒角半徑、2為內螺紋接頭、21為第一扭矩臺肩面、22為第一圓柱段、23為內螺紋段、24為第二圓柱段、25為第二扭矩臺肩面。具體實施方式下面結合附圖對本技術作進一步的說明。一種高抗扭鉆具螺紋接頭，包括內螺紋接頭2和外螺紋接頭1，所述的內螺紋接頭2包括第一扭矩臺肩面21，第一圓柱段22，內螺紋段23，第二圓柱段24，第二扭矩臺肩面25；外螺紋接頭1包括第一扭矩臺肩面11，第一圓柱段12，外螺紋段13，第二圓柱段14，第二扭矩臺肩面15，所述內螺紋接頭2的內螺紋段23與外螺紋接頭1的第二圓柱段(14)螺紋段錐度范圍為1:6-1:16；所述外螺紋接頭1的第二圓柱段14的外徑大于內螺紋接頭2第二圓柱段24的內徑；外螺紋接頭1第一圓柱段12與內螺紋接頭2第一圓柱段22間為間隙配合；外螺紋接頭1第二圓柱段14與內螺紋接頭2第二圓柱段24間為過盈配合；外螺紋接頭1第二圓柱段14有螺紋脂潤滑槽17；外螺紋接頭1螺紋脂潤滑槽17的寬度大于螺紋齒底16的寬度；外螺紋接頭1第二圓柱段14鼻端圓弧倒角半徑19的值為R1.5；外螺紋接頭1第二圓柱段外表面18直徑比內螺紋接頭2第二圓柱段24的內表面直徑大0.12mm。所述外螺紋接頭1螺紋脂潤滑槽17的寬度大于螺紋齒底16的寬度0.5mm。所述的外螺紋接頭1的第二圓柱段14的螺紋脂潤滑槽17表面采用光滑圓弧連接。所述內螺紋接頭2的內螺紋段23與外螺紋接頭1的螺紋段錐度比為1:12。采用以上實施參數，內、外螺紋接頭在上扣時，外螺紋的第二圓柱段外表面18與內螺紋的第二圓柱段24內表面接觸，形成過盈配合，增加上扣扭矩。隨著螺紋的旋合，外螺紋的第二圓柱段外表面18與內螺紋的第二圓柱段24內表面的接觸面增加，上扣扭矩逐漸增大。隨后，內外螺紋接頭的第二扭矩臺肩面和第一扭矩臺肩面先后接觸，扭矩值達到預設值，完成上扣。采用以上實施參數，內、外螺紋接頭在上扣后，外螺紋的第二圓柱段外表面18與內螺紋的第二圓柱段24內表面的接觸面間的過盈配合將產生徑向力，產生彈性變形能，使卸扣扭矩增加，有效的降低鉆桿接頭在使用過程中產生“二次上扣“的風險，提高鉆桿接頭的安全可靠性。采用以上實施參數，內、外螺紋接頭在上扣后，第一扭矩臺肩面和第二扭矩臺肩面有效接觸，使螺紋接頭具有高抗扭性能。采用以上實施參數，內、外螺紋接頭在上扣后，經試驗，抗扭強度比同規格的API螺紋接頭提高55%。本文檔來自技高網...

【技術保護點】
一種高抗扭鉆具螺紋接頭，包括內螺紋接頭（2）和外螺紋接頭（1），其特征在于：所述的內螺紋接頭（2）包括第一扭矩臺肩面（21），第一圓柱段（22），內螺紋段（23），第二圓柱段（24），第二扭矩臺肩面（25)；外螺紋接頭(1)包括第一扭矩臺肩面(11)，第一圓柱段(12)，外螺紋段(13)，第二圓柱段(14)，第二扭矩臺肩面(15)，所述內螺紋接頭(2)的內螺紋段(23)與外螺紋接頭(1)的第二圓柱段(14)螺紋段錐度范圍為1:6?1:16；所述外螺紋接頭(1)的第二圓柱段(14)的外徑大于內螺紋接頭(2)第二圓柱段(24)的內徑；外螺紋接頭(1)第一圓柱段(12)與內螺紋接頭(2)第一圓柱段(22)間為間隙配合；外螺紋接頭(1)第二圓柱段(14)與內螺紋接頭(2)第二圓柱段(24)間為過盈配合；外螺紋接頭(1)第二圓柱段(14)有螺紋脂潤滑槽(17)；外螺紋接頭(1)螺紋脂潤滑槽(17)的寬度大于螺紋齒底(16)的寬度；外螺紋接頭(1)第二圓柱段(14)鼻端圓弧倒角半徑(19)的值為R1.5；外螺紋接頭(1)第二圓柱段外表面(18)直徑比內螺紋接頭(2)第二圓柱段(24)的內表面直徑大0.12mm。...

【技術特征摘要】
1.一種高抗扭鉆具螺紋接頭，包括內螺紋接頭（2）和外螺紋接頭（1），其特征在于：所述的內螺紋接頭（2）包括第一扭矩臺肩面（21），第一圓柱段（22），內螺紋段（23），第二圓柱段（24），第二扭矩臺肩面（25)；外螺紋接頭(1)包括第一扭矩臺肩面(11)，第一圓柱段(12)，外螺紋段(13)，第二圓柱段(14)，第二扭矩臺肩面(15)，所述內螺紋接頭(2)的內螺紋段(23)與外螺紋接頭(1)的第二圓柱段(14)螺紋段錐度范圍為1:6-1:16；所述外螺紋接頭(1)的第二圓柱段(14)的外徑大于內螺紋接頭(2)第二圓柱段(24)的內徑；外螺紋接頭(1)第一圓柱段(12)與內螺紋接頭(2)第一圓柱段(22)間為間隙配合；外螺紋接頭(1)第二圓柱段(14)與內螺紋接頭(2)第二圓柱段(24)間為過盈配合；外螺紋接頭(1)...

【專利技術屬性】
技術研發人員：劉永剛，趙向坤，張獻才，
申請(專利權)人：東營威瑪石油鉆具有限公司，
類型：新型
國別省市：山東;37