專利名稱：一種高密封防脹扣鉆桿接頭的制作方法
技術領域：
本實用新型屬于油井管螺紋連接技術領域的石油鉆桿接頭，特別是一種高密封防脹扣鉆桿接頭。
背景技術：
一根根的石油鉆桿通過接頭連接起來，形成長達數(shù)千米的鉆柱。鉆柱工作條件十分惡劣，受力情況非常復雜，接頭是其中最為薄弱的環(huán)節(jié)。現(xiàn)有的鉆桿接頭是按照API SPEC 7所規(guī)定的結(jié)構形式進行生產(chǎn)的，這種接頭的結(jié)構如附圖1所示，接頭在使用時，靠外螺紋接頭21根部的直角臺肩面與內(nèi)螺紋接頭22端面的直角臺肩互相擠壓，形成密封。這種密封形式實際上產(chǎn)生的是軸向過盈配合，當鉆桿受到拉伸載荷的作用時，密封面上的接觸壓力就會顯著下降，從而失去密封作用。而且，其抗扭強度也比較差。為了彌補普通API鉆桿接頭在密封性能以及抗扭性能上的的這種缺陷，雙臺肩鉆桿接頭被研究設計開發(fā)出來，它大大提高了了接頭的密封性能和抗扭性能。雙臺肩接頭比 API標準接頭多出一個次臺肩，如圖2所示。當雙臺肩接頭初步擰緊時，其主臺肩接觸，而在公扣前端和母扣的次臺肩之間有一間隙。在上緊扣時，較長的公扣與相應的母扣的彈性變形能使其次臺肩相互接觸。像API接頭那樣，主臺肩起密封作用，螺紋部分承受扭矩。其缺點在于當接頭同時承受扭矩和壓縮載荷時，可能導致接頭發(fā)生脹扣失效。

實用新型內(nèi)容本實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)有的雙臺肩鉆桿接頭使用時，當接頭同時承受扭矩和壓縮載荷時，可能導致接頭發(fā)生脹扣失效的技術問題，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。為實現(xiàn)上述目的，本實用新型是這樣實現(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向外的負角外臺肩、一個向內(nèi)的斜內(nèi)端面和軸向延伸的外螺紋，所述的負角外臺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)螺紋接頭具有一個向外的斜外端面、一個向內(nèi)的負角內(nèi)臺肩和軸向延伸的內(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，所述的負角內(nèi)臺肩和內(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)螺紋接頭的負角內(nèi)臺肩的內(nèi)徑大于內(nèi)螺紋沿錐度方向延伸至負角內(nèi)臺肩處螺紋頂部的內(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角外臺肩、斜外端面均為 15^25°，且負角外臺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角內(nèi)臺肩、斜內(nèi)端面均為 15^25°，且負角內(nèi)臺肩與斜內(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，其特征在于所述負角外臺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，其特征在于所述負角內(nèi)臺肩與斜內(nèi)端面之間距離在-0. 05^0. 4mm內(nèi)調(diào)整。使用本實用新型系統(tǒng)與現(xiàn)有技術相比的優(yōu)點在于。本實用新型鉆桿接頭吸收了普通API接頭技術成熟、加工簡便的優(yōu)點，螺紋部分完全采用API標準螺紋。通過這種結(jié)構的改進，使得接頭主臺肩在上扣后，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標準鉆桿接頭結(jié)構示意圖。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型雙臺肩鉆桿接頭結(jié)構示意圖。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 主臺肩，18 外端面，19 內(nèi)端面，20 次臺肩。圖3是本實用新型結(jié)構示意圖。圖中，1 外螺紋接頭，2 內(nèi)螺紋接頭，3 負角外臺肩，4 斜外端面，5 斜內(nèi)端面，6 負角內(nèi)臺肩，7 外螺紋，8 內(nèi)螺紋，9 基部，10 鏜孔部，11 前端部，12 后端部。
具體實施方式
請參閱圖3，本實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具有一個向外的負角外臺肩3、一個向內(nèi)的斜內(nèi)端面5和軸向延伸的外螺紋7，所述的負角外臺肩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 具有一個向外的斜外端面4、一個向內(nèi)的負角內(nèi)臺肩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，所述的負角內(nèi)臺肩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的負角內(nèi)臺肩6的內(nèi)徑大于內(nèi)螺紋8沿錐度方向延伸至負角內(nèi)臺肩6處螺紋頂部的內(nèi)徑，小于等于與后端部12相鄰的最后一個內(nèi)螺紋的螺紋頂部的內(nèi)徑。所述的負角外臺肩3、斜外端面4均為15 25°，且負角外臺肩3與斜外端面4的各自接觸面之間相互平行。所述的負角內(nèi)臺肩6、斜內(nèi)端面5均為15 25°，且負角內(nèi)臺肩6與斜內(nèi)端面5的各自接觸面之間相互平行。[0024]所述負角外臺肩3與斜外端面4之間為過盈配合，過盈量為0. 2^0. 5mm。所述負角內(nèi)臺肩6與斜內(nèi)端面5之間距離在-0. 05^0. 4mm內(nèi)調(diào)整。本實用新型結(jié)構用于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)徑等均采用標準值，接頭的材料也采用API標準材料，其屈服強度為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，負角外臺肩3與斜外端面4之間過盈量為0. 2^0. 5mm，負角內(nèi)臺肩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)驗證，該接頭氣密封性能明顯優(yōu)于API標準鉆桿接頭結(jié)構，也不容易發(fā)生脹扣失效事故。綜上所述僅為本實用新型的較佳實施例而已，并非用來限定本實用新型的實施范圍。即凡依本實用新型申請專利范圍的內(nèi)容所作的等效變化與修飾，都應為本實用新型的技術范疇。
權利要求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)具有一個向外的負角外臺肩(3)、一個向內(nèi)的斜內(nèi)端面(5)和軸向延伸的外螺紋(7)，所述的負角外臺肩(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)具有一個向外的斜外端面(4)、一個向內(nèi)的負角內(nèi)臺肩(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 )，所述的負角內(nèi)臺肩(6 )和內(nèi)螺紋(8 ) 之間軸向延伸有后端部(12)。
2.根據(jù)權利要求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)的負角內(nèi)臺肩(6)的內(nèi)徑大于內(nèi)螺紋(8)沿錐度方向延伸至負角內(nèi)臺肩(6)處螺紋頂部的內(nèi)徑，小于等于與后端部(12)相鄰的最后一個內(nèi)螺紋的螺紋頂部的內(nèi)徑。
3.根據(jù)權利要求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角外臺肩(3)、斜外端面(4)均為15 25°，且負角外臺肩(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角內(nèi)臺肩(6)、斜內(nèi)端面(5)均為15 25°，且負角內(nèi)臺肩(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，其特征在于所述負角外臺肩 (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，其特征在于所述負角內(nèi)臺肩 (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向外的負角外臺肩、一個向內(nèi)的斜內(nèi)端面和軸向延伸的外螺紋，所述的負角外臺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)螺紋接頭具有一個向外的斜外端面、一個向內(nèi)的負角內(nèi)臺肩和軸向延伸的內(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，所述的負角內(nèi)臺肩和內(nèi)螺紋之間軸向延伸有后端部。它主要解決現(xiàn)有的雙臺肩鉆桿接頭使用時，當接頭同時承受扭矩和壓縮載荷時，可能導致接頭發(fā)生脹扣失效的技術問題，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E21B17/042GK202300224SQ20112029858
公開日2012年7月4日 申請日期2011年8月17日 優(yōu)先權日2011年8月17日
發(fā)明者孫小林, 曹宏博, 王開宏, 魯喜寧 申請人:上海海隆石油管材研究所, 海隆石油鉆具(無錫)有限公司