[发明专利]一种具有高抗震性能的柔性钻杆

说明书

技术领域

本发明属于钻具技术领域，涉及一种非开挖钻杆，特别涉及一种具有高抗震性能的柔性钻杆。

背景技术

钻杆是尾部带有缧纹的钢管，用于连接钻机地表设备和位于钻井底端钻磨设备或底孔的装置。钻杆的用途是将钻探泥浆运送到钻头，并与钻头一起提高、降低或旋转底孔装置。钻杆必须能够承受巨大的内外压、扭曲、弯曲和振动。钻杆接头是实现钻杆连接的重要部件，其工作条件十分恶劣，受力情况非常复杂。在正常旋转钻井过程中，接头受预紧、拉伸、扭转、弯曲和内外压力等多种静载荷和动载荷，并要受到钻井泥浆和地层介质的腐蚀作用。目前市场出现的大部分钻杆的头部螺纹与杆体之间采用焊接连接，但在钻探过程中，常遇硬物形成刚性碰撞，震动后钻杆焊接处容易形成断裂，对加工造成极大的影响。

发明内容

本发明针对现有钻杆受刚性冲击后在螺纹连接处存在断裂的缺陷和不足，提出一种具有高抗震性能的柔性钻杆，能有效保护钻杆的焊接部位，钻杆的抗震性能可得到大幅度提高，可满足硬质地貌的钻探的使用性能。

本发明的技术方案是：一种具有高抗震性能的柔性钻杆，包括杆身，设置在杆身内部的钻杆内腔，与杆身整体设置的公接头和母接头，所述公接头和母接头上均设有螺纹；其特征在于：所述杆身的外表面从内向外依次设有柔性保护层和加强层，所述柔性保护层由柔性芯骨和柔性填充物组成，所述柔性芯骨设置在柔性填充物内，所述柔性保护层包裹杆身设置，所述加强层包裹设置在所述柔性保护层的外层，所述加强层通过熔融铸造与杆身形成整体式结构。

所述柔性芯骨为低劲度系数弹簧，弹性系数在600 N/m～800N/m之间。

所述柔性保护层的厚度为5～10mm，柔性填充物为橡胶或石棉。

所述加强层是厚度为5mm的铸铁层。

所述公接头和母接头是带有1:20锥度的圆锥接头，螺纹置于圆锥接头上。

所述螺纹牙型为梯形的圆锥螺纹。

本发明的有益效果为：本发明提出的一种具有高抗震性能的柔性钻杆，结构新颖，工作原理清晰，与传统的钻杆结构相比，在杆体外侧设置柔性保护层和加强层，钻杆的抗震性能得到了大幅度的提高，对钻杆的焊接连接处形成了充分的保护，降低了钻杆的损坏系数，节省了钻杆制造和维护成本，节约了资源，满足了硬质钻探场合的使用性能。

附图说明

图1 为本发明全剖结构示意图。

图2 为图1中局部放大结构示意图。

图中：加强层1、柔性保护层2、柔性芯骨2-1、柔性填充物2-2、杆身3、公接头4、钻杆内腔5、母接头6。

具体实施方式

下面结合附图对本发明作进一步说明：

如图1-2所示，一种具有高抗震性能的柔性钻杆，包括杆身3，设置在杆身3内部的钻杆内腔5，与杆身3整体设置的公接头4和母接头6，公接头4和母接头6上均设有螺纹；杆身3的外表面从内向外依次设有柔性保护层2和加强层1，柔性保护层2由柔性芯骨2-1和柔性填充物2-2组成，柔性芯骨2-1设置在柔性填充物2-2内，柔性保护层2包裹杆身3设置，加强层1包裹设置在柔性保护层2的外层，加强层1通过熔融铸造与杆身3形成整体式结构。

如图1-2所示，一种具有高抗震性能的柔性钻杆，柔性芯骨2-1为低劲度系数弹簧，弹性系数在600 N/m～800N/m之间；柔性保护层2的厚度为5～10mm，柔性填充物2-2为橡胶或石棉；加强层1是厚度为5mm的铸铁层；公接头4和母接头6是带有1:20锥度的圆锥接头，螺纹置于圆锥接头上；螺纹牙型为梯形的圆锥螺纹。

如图1-2所示，一种具有高抗震性能的柔性钻杆的加工步骤如下：通过锻造方法加工出杆身及公母接头部分，然后在公母接头上加工出螺纹，然后将浇注好的柔性保护层套置在杆身外侧，最后将套置好的杆身置于模具中定位并进行外保护层的铸造，冷却后取出钻杆即可。

本发明结构新颖，工作原理清晰，与传统的钻杆结构相比，在杆体外侧设置柔性保护层和加强层，钻杆的抗震性能得到了大幅度的提高，对钻杆的焊接连接处形成了充分的保护，降低了钻杆的损坏系数，节省了钻杆制造和维护成本，节约了资源，满足了硬质钻探场合的使用性能。