專利名稱：一種鉆鋌內(nèi)螺紋應(yīng)力減輕槽的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實用新型屬于石油鉆井用鉆鋌內(nèi)螺紋的一種應(yīng)力減輕槽結(jié)構(gòu)，具體地說，是一種鉆鋌內(nèi)螺紋應(yīng)力減輕槽。

背景技術(shù)：
石油鉆鋌在井眼中承受著非常復雜的載荷，幾乎同時承受內(nèi)壓、外壓、軸力、彎曲和扭矩的共同作用，在鉆井的過程中因泥漿的循環(huán)和鉆柱的震動使這些載荷處于動態(tài)，鉆鋌受力更加復雜，由于鉆鋌體部的剛性大，而螺紋部分相對薄弱，因此在鉆鋌螺紋處常有失效發(fā)生。2005年1月至2006年5月，塔里木油田61/4″鉆鋌在鉆井施工中斷裂14起，其中內(nèi)螺紋斷裂11起，占61/4″鉆鋌斷裂的78.5％，給油田和井隊造成極大的經(jīng)濟損失。
研究表明在鉆鋌螺紋聯(lián)接處有兩個較大的應(yīng)力集中區(qū)，一處是在外螺紋起始扣截面附近，一處是在內(nèi)螺紋消失處附近。對于外螺紋易發(fā)生斷裂處已由西安管材研究所設(shè)計出了降低末端螺紋牙型高度應(yīng)力減輕槽，目前在塔里木油田應(yīng)用情況較好；對于內(nèi)螺紋危險截面，現(xiàn)有內(nèi)螺紋應(yīng)力減輕槽共三種API SPEC 7中推薦的兩種，法國SMF公司使用的一種，但是這三種應(yīng)力減輕槽由于加工難度大、修復切削量大、耗時長和經(jīng)濟性較差。

發(fā)明內(nèi)容
本實用新型的目的在于提供一種一種鉆鋌內(nèi)螺紋應(yīng)力減輕槽，它可以顯著降低當前API標準結(jié)構(gòu)形式的內(nèi)螺紋應(yīng)力水平和應(yīng)力集中，從而有利于防止斷裂。
為了達到上述目的，本實用新型結(jié)構(gòu)主要采用以下技術(shù)手段包括螺紋1、長直錐孔2、斜面3，螺紋1與長直錐孔2斜面3依次過渡連接。
長直錐孔2的長度尺寸30～60mm。
長直錐孔2的錐度相對鉆鋌軸線為1∶6。
斜面3與軸線夾角為20°～40°。
為了檢驗此內(nèi)螺紋應(yīng)力減輕槽的使用效果，我們對未使用應(yīng)力減輕槽和已使用應(yīng)力減輕槽的61/4″鉆鋌進行統(tǒng)計，如表1所示 表1 兩種61/4″鉆鋌使用情況統(tǒng)計
從以上情況統(tǒng)計的結(jié)果可以看出，有內(nèi)螺紋應(yīng)力減輕槽結(jié)構(gòu)的鉆鋌在使用期間無一根鉆鋌發(fā)生事故，回收的該種鉆鋌探傷中無一根有裂紋，且有36.7％不需要重新修扣；而未使用應(yīng)力減輕槽結(jié)構(gòu)的鉆鋌在使用期間發(fā)生事故9起，回收的鉆鋌探傷中有6.6％有裂紋，且全部修扣。由此可見使用有內(nèi)螺紋應(yīng)力減輕槽結(jié)構(gòu)的鉆鋌減少了失效事故的發(fā)生、修復、事故打撈的次數(shù)，對油田和井隊來說減少了時間、成本和人力的耗費。
在不考慮鉆鋌萌生裂紋、操作不當?shù)纫馔馐鹿拾l(fā)生，各種應(yīng)力減輕槽結(jié)構(gòu)修扣進行了統(tǒng)計，如表2所示 表2 各種應(yīng)力減輕槽結(jié)構(gòu)加工工況統(tǒng)計 從上表可以看出其他類型的應(yīng)力減輕槽比塔里木油田設(shè)計的應(yīng)力減輕槽判修次數(shù)都不同程度的減少了，切削量增加了，加工時間也延長了，從宏觀來看，全年使用塔里木油田設(shè)計的應(yīng)力減輕槽結(jié)構(gòu)比其他三種應(yīng)力減輕槽結(jié)構(gòu)節(jié)約了幾百萬乃至上千萬的成本，其經(jīng)濟效益是相當可觀的。另外塔里木油田設(shè)計的內(nèi)螺紋應(yīng)力減輕槽結(jié)構(gòu)較之另外三種結(jié)構(gòu)有加工難度要小、形狀短、修復切削量小之特點。

附圖為本實用新型的結(jié)構(gòu)示意圖。
具體實施方式
如附圖所示，石油鉆鋌螺紋包括螺紋部分和錐孔部分，根據(jù)現(xiàn)場鉆鋌斷裂情況來看，內(nèi)螺紋最后幾扣螺紋易發(fā)生斷裂，在距螺紋1端面115毫米處，按照最初螺紋的錐度方向車削一50mm長直錐孔2，其錐度相對鉆鋌軸線為1∶6，這樣降低螺紋最后幾扣處的應(yīng)力集中。在距螺紋1端面165毫米處開始車削與軸線夾角為30°的斜面3，直至車削至鉆鋌內(nèi)徑為止。
這種鉆鋌內(nèi)螺紋應(yīng)力減輕槽結(jié)構(gòu)對螺紋受力有極大地改善，不但能減輕內(nèi)螺紋應(yīng)力集中，而且能緩解外螺紋應(yīng)力集中，有助于延長鉆鋌螺紋的使用壽命。
權(quán)利要求1.一種鉆鋌內(nèi)螺紋應(yīng)力減輕槽，包括螺紋(1)、長直錐孔(2)、斜面(3)，其特征在于螺紋(1)與長直錐孔(2)、斜面(3)依次過渡連接。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種鉆鋌內(nèi)螺紋應(yīng)力減輕槽，其特征在于長直錐孔(2)的長度尺寸30～60mm。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種鉆鋌內(nèi)螺紋應(yīng)力減輕槽，其特征在于長直錐孔(2)的錐度相對鉆鋌軸線為1∶6。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種鉆鋌內(nèi)螺紋應(yīng)力減輕槽，其特征在于斜面(3)與軸線之間的夾角為20°～40°。
專利摘要一種鉆鋌內(nèi)螺紋應(yīng)力減輕槽，包括螺紋(1)、長直錐孔(2)、斜面(3)，螺紋(1)與長直錐孔(2)、斜面(3)依次過渡連接；長直錐孔(2)的長度尺寸30～60mm；長直錐孔(2)的錐度相對鉆鋌軸線為1∶6；斜面(3)與軸線之間的夾角為20°～40°，對螺紋受力有極大地改善，不但能減輕內(nèi)螺紋應(yīng)力集中，而且能緩解外螺紋應(yīng)力集中，有助于延長鉆鋌螺紋的使用壽命。
文檔編號E21B17/02GK201056992SQ20072014972
公開日2008年5月7日 申請日期2007年6月20日 優(yōu)先權(quán)日2007年6月20日
發(fā)明者蘇建文, 強 盧, 琦 張, 胡芳婷, 軍 遲, 謝居良, 王中勝, 陳家磊 申請人:中國石油天然氣股份有限公司