專利名稱：一種可降低螺紋最大應(yīng)力的新型鉆鋌的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
一種可降低螺紋最大應(yīng)力的新型鉆鋌技術(shù)領(lǐng)域[0001]本實(shí)用新型涉及一種石油鉆具，具體的是一種新型的鉆鋌。
背景技術(shù)：
[0002]在正常旋轉(zhuǎn)鉆井過程中，鉆具的螺紋連接處要承受預(yù)緊、拉壓、扭轉(zhuǎn)、彎曲、內(nèi)外壓力等多種靜載荷或動(dòng)載荷。鉆具螺紋接頭處由于螺紋根部應(yīng)力集中、上扣扭矩及工作載荷等因素的影響，使其成為鉆柱的薄弱環(huán)節(jié)，且鉆井過程中受到鉆井泥漿和地層介質(zhì)的腐蝕作用，所以在鉆具鉆進(jìn)過程中鉆具螺紋連接處經(jīng)常發(fā)生斷扣、刺扣和粘扣等鉆柱失效事故， 給鉆井生產(chǎn)造成嚴(yán)重的經(jīng)濟(jì)損失。在這些鉆柱失效事故中，失效類型主要為鉆具螺紋接頭處因疲勞而斷裂，且失效部位主要是在外螺紋根部的第一扣處。[0003]對(duì)于鉆柱連接螺紋的失效分析及改進(jìn)問題，吉林油田鉆井服務(wù)公司的王文云等人以NC50鉆鋌連接螺紋為例，設(shè)計(jì)了雙臺(tái)肩鉆具連接螺紋型式。采用這種螺紋連接方式，增加了螺紋的截面積，雖能提高螺紋的連接強(qiáng)度，但在鉆柱實(shí)際工作狀態(tài)下很難保證安裝配合精度，并不能保證螺紋始終在雙臺(tái)肩下工作。[0004]西南石油大學(xué)的朱榮東等人通過對(duì)公扣螺紋的應(yīng)力分散槽的優(yōu)化，降低了各螺紋的承載能力。但通過該分散槽的設(shè)計(jì)只能使各螺紋的整體應(yīng)力分布水平下降，并不能有效改善第一扣的承載。發(fā)明內(nèi)容[0005]本實(shí)用新型的目的是提供一種新型鉆鋌，可有效減少鉆鋌第一扣螺紋所承受的應(yīng)力，避免產(chǎn)生疲勞裂紋，從而減少鉆柱失效事故的發(fā)生。[0006]為實(shí)現(xiàn)上述發(fā)明目的，本申請(qǐng)采用的技術(shù)方案是一種可降低螺紋最大應(yīng)力的新型鉆鋌，其本體結(jié)構(gòu)執(zhí)行 SY/T 5144-1997標(biāo)準(zhǔn)，且本體的螺紋連接部帶有應(yīng)力分散槽，但應(yīng)力分散槽直徑D與SY/T 5144-1997標(biāo)準(zhǔn)上規(guī)定的應(yīng)力分散槽直徑相比減小8% 10%，鉆鋌的螺紋牙底圓弧半徑R與SY/T 5144-1997標(biāo)準(zhǔn)上規(guī)定的螺紋牙底圓弧半徑相比增加 10°/Γ15%，另外，鉆鋌第一扣螺紋牙型高度與SY/T 5144-1997標(biāo)準(zhǔn)上規(guī)定的第一扣螺紋牙型高度相比減少30% 40%。[0007]有益效果與現(xiàn)有標(biāo)準(zhǔn)鉆鋌相比，通過增大牙底圓弧半徑R、減小應(yīng)力分散槽直徑 D、以及對(duì)鉆鋌螺紋的第一扣進(jìn)行切削，可有效降低集中于第一扣的最大應(yīng)力，從而提高螺紋的使用壽命。


[0008]圖1是本實(shí)用新型的結(jié)構(gòu)示意圖。
具體實(shí)施方式
[0009]
以下結(jié)合附圖及具體的實(shí)施例對(duì)本申請(qǐng)作進(jìn)一步的說明[0010]由圖1所示一種可降低螺紋最大應(yīng)力和的新型鉆鋌，其本體I結(jié)構(gòu)執(zhí)行SY/T 5144-1997標(biāo)準(zhǔn)，且本體I的螺紋連接部帶有應(yīng)力分散槽2，但應(yīng)力分散槽直徑D與SY/T 5144-1997標(biāo)準(zhǔn)上規(guī)定的應(yīng)力分散槽直徑相比減小8°/Γ Ο%，鉆鋌的螺紋牙底圓弧半徑R與 SY/T 5144-1997標(biāo)準(zhǔn)上規(guī)定的螺紋牙底圓弧半徑相比增加10°/Γ 5%，另外，鉆鋌第一扣螺紋牙型高度L與SY/T 5144-1997標(biāo)準(zhǔn)上規(guī)定的第一扣螺紋牙型高度相比減少30°/Γ40%。[0011]實(shí)施例1[0012]下面以Φ159鉆鋌(NC44)為例，說明按照本申請(qǐng)方法制造的鉆鋌，每扣牙底圓角半徑R由標(biāo)準(zhǔn)中的O. 965mm增至1. 065mm、對(duì)第一扣螺紋牙型高度L為1. 403mm,應(yīng)力分散槽直徑D由120. 6mm減至110. 6mm。[0013]實(shí)施例1中的Φ 159鉆鋌(NC44)的螺紋疲勞壽命和最大應(yīng)力優(yōu)化前后對(duì)比見表I 和表2中的數(shù)據(jù)[0014]表I不同螺紋參數(shù)優(yōu)化前后疲勞分析數(shù)據(jù)對(duì)比表[0015]
權(quán)利要求1.一種可降低螺紋最大應(yīng)力的新型鉆鋌，其本體結(jié)構(gòu)執(zhí)行SY/T 5144-1997標(biāo)準(zhǔn)，且本體的螺紋連接部帶有應(yīng)力分散槽，其特征在于所述應(yīng)力分散槽直徑D與SY/T 5144-1997 標(biāo)準(zhǔn)上規(guī)定的應(yīng)力分散槽直徑相比減小8% 10%,鉆鋌的螺紋牙底圓弧半徑R與SY/T 5144-1997標(biāo)準(zhǔn)上規(guī)定的螺紋牙底圓弧半徑相比增加10% 15%，另外，鉆鋌第一扣螺紋牙型高度與SY/T 5144-1997標(biāo)準(zhǔn)上規(guī)定的第一扣螺紋牙型高度相比減少30% 40%。
專利摘要本實(shí)用新型公開了一種可降低螺紋最大應(yīng)力的新型鉆鋌，解決了現(xiàn)有標(biāo)準(zhǔn)鉆鋌失效部位主要集中在螺紋根部的第一扣處的問題；本申請(qǐng)的新型鉆鋌，與SY/T5144-1997標(biāo)準(zhǔn)鉆鋌相比，應(yīng)力分散槽直徑D減小8%~10%，鉆鋌的螺紋牙底圓弧半徑R增加10%~15%，鉆鋌第一扣螺紋牙型高度減少30%~40%。通過增大鉆鋌的牙底圓弧半徑R、減小了應(yīng)力分散槽直徑D、以及對(duì)螺紋的第一扣進(jìn)行切削，有效地降低了集中于螺紋第一扣的最大應(yīng)力，從而提高了鉆鋌的使用壽命。
文檔編號(hào)E21B17/16GK202832275SQ201220552888
公開日2013年3月27日 申請(qǐng)日期2012年10月26日 優(yōu)先權(quán)日2012年10月26日
發(fā)明者劉巨保, 丁宇奇, 李治淼, 韓禮紅, 韓冷, 邱楓 申請(qǐng)人:東北石油大學(xué)