[实用新型]双台阶的钻杆接头

说明书

技术领域

本实用新型涉及石油钻井技术领域，特别涉及一种石油勘探及煤层气勘探工程中所需要的钻杆和加重钻杆的接头。

背景技术

钻杆是石油天然气勘探与开发中的一种重要工具，是钻柱系统的重要组成部分，位于整个钻柱的上部，占整个钻柱长度的80％～90％，它不仅是钻井液的循环通道，而且在旋转钻井中传递扭矩，承受拉压，弯曲，扭转等多种载荷的复合作用，在钻进生产中常常发生失效，造成井下事故。目前常用的钻杆是摩擦焊成的钻杆，由两端的钻杆接头与钻杆管体采用摩擦焊的方式联接在一起。在钻杆起下钻或加单根过程中，需要用到一种重要的井口工具-吊卡，使钻杆柱坐封在钻台上以便于钻杆进行上、卸扣作业。为了便于钻杆柱坐封在钻台上，最早的钻杆内螺纹端接头的台阶普遍采用直角平面形式，相应的吊卡承载面也是直角平面。钻杆接头的台阶和吊卡采用直角台阶结构形式的最大好处在于吊卡的下接触面(下平面)与钻台平面、吊卡的上接触面(上平面)与钻杆接头的台阶面都是水平面接触，在钻台坐封时只承受垂直方向的轴向载荷，不会使吊卡的合页销因侧向受力过载而吊卡被崩开，导致发生安全事故，能方便、安全、快捷地进行起下钻作业。钻杆接头的台阶采用这种结构设计使钻杆接头的吊卡台阶部位存在很大的应力集中，常常会产生钻根部疲劳裂纹，成为刺漏失效事故的多发点。为了改善钻杆根部的应力分布，减少应力集中，有人设计了斜坡台阶结构。经现场应用实践表明，钻杆接头斜坡台阶的刺漏失效事故明显低于直角台阶。但是钻杆接头斜坡台阶坐封接触面为斜面，在使用中发生吊卡合页锁打开时因受力过大，导致钻柱掉落井底的事故。

实用新型内容

本实用新型的目的是：提供一种双台阶的钻杆接头，改变钻杆接头本体与接头焊颈之间外表面台阶的结构，能使钻杆接头台阶与吊卡之间协调配合，克服钻杆的应力集中产生疲劳裂纹。克服斜坡台阶存在的吊卡合页锁销蹦开导致溜钻风险。

本实用新型采用的技术方案是：双台阶的钻杆接头，主要由接头焊颈和接头本体组成，接头本体为圆柱体形内有API内螺纹，接头焊颈为圆柱体形有中心孔。其特征在于：在接头焊颈和接头本体之间的外表面有直角台阶和斜坡台阶。在接头本体与直角台阶之间有倒角。在直角台阶与斜坡台阶的连接处有上过渡圆弧，在斜坡台阶与接头焊颈外表面连接处有下过渡圆弧。

所述的直角台阶为圆环形平面，直角台阶垂直于接头焊颈和接头本体中心线。

所述的斜坡台阶为圆锥台面形，斜坡台阶的斜度为18°(斜坡台阶表面轴线与接头焊颈和接头本体中心线的夹角为18°)。斜坡台阶的长度为25mm。

所述的上过渡圆弧的半径为6.4mm；下过渡圆弧的半径为38mm。

斜坡台阶与接头焊颈外表面由下过渡圆弧光滑过度，精加工后对下过渡圆弧进行滚压处理；直角台阶与斜坡台阶之间有上过渡圆弧光滑过渡，精加工后对上过渡圆弧进行冷滚压处理，有效改善此处结构尺寸突变点的应力集中，提高抗疲劳的能力，降低萌生疲劳裂纹的风险。

本实用新型的有益效果：本实用新型双台阶内螺纹钻杆接头，既有直角台阶又有18°斜坡台阶，复合台阶结构使内螺纹钻杆接头具有很好的应力分布，并对存在疲劳失效风险的台阶倒角圆弧进行冷滚压处理，有效的减少失效事故，同时提高了钻杆在钻台坐封时的安全可靠性。

附图说明

图1是本实用新型双台阶的钻杆接头结构剖面示意图。

图中，1.直角台阶，2.倒角，3.上过渡圆弧，4.斜坡台阶，5.下过渡圆弧，6.接头焊颈，7.接头本体。

具体实施方式

实施例1：以一个双台阶的钻杆接头为例，对本实用新型作进一步详细说明。

参阅图1。本实用新型双台阶的钻杆接头，主要由接头焊颈6和接头本体7组成，接头本体7为圆柱体形内有API内螺纹，接头焊颈6为圆柱体形有中心孔。

在接头焊颈6和接头本体7之间的外表面有直角台阶1和斜坡台阶4。直角台阶1为圆环形平面，直角台阶1垂直于接头焊颈6和接头本体7中心线。在接头本体7与直角台阶1之间有倒角2。倒角2为45°倒角，倒角尺寸2×2mm。在直角台阶1与斜坡台阶4的连接处有一个上过渡圆弧3，上过渡圆弧3的半径为6.4mm；上过渡圆弧3连接斜坡台阶4。斜坡台阶4为圆锥台面形，斜坡台阶4的斜度为18°。斜坡台阶4与接头焊颈6和接头本体7中心线的夹角为18°。斜坡台阶4的高度(垂直长度)为25mm。在斜坡台阶4与接头焊颈6外表面连接处有下过渡圆弧5，下过渡圆弧5的半径为38mm。