[发明专利]一种铝合金钻杆及其制作工艺

说明书

本发明公开了一种铝合金钻杆，包括公接头、管体、套箍和母接头，公接头与管体一端采用螺纹连接，管体另一端与母接头螺纹连接，管体与公接头、母接头之间的螺纹连接采用偏梯形螺纹加第二台肩的连接形式；管体中间为圆柱形的加厚部，加厚部外壁上开设有圆环凹槽，圆环凹槽内固定安装有套箍，套箍外圆周方向上固定焊接有耐磨环；母接头与管体连接一端外壁上设置螺旋式的导流槽。本发明中的管体与钢制接头之间的螺纹连接采用的是偏梯形螺纹加第二台肩的连接形式，可减轻螺纹的负担，提高螺纹的抗扭强度和抗疲劳指标；螺旋筋上焊接耐磨带，在提供运输岩屑通道的同时，减少了与井壁的接触面积，防止在大位移井钻井中。

技术领域

本发明属于石油钻井技术领域，尤其涉及一种铝合金钻杆。

背景技术

铝合金钻杆的密度为3.2～3.6g/cm3，其密度大约是钢制钻杆的1/2，铝合金钻杆强度与质量之比是钢制钻杆的1.5～2.0倍。在钻机能力一定的情况下，应用铝合金钻杆能够达到钢制钻杆无法达到的井深。

铝合金钻杆的耐腐蚀性好，在硫化氢环境下几乎不发生腐蚀。除此之外，铝合金钻杆弹性模量小，在曲率大的定向井和水平井中使用铝合金钻杆时，钻柱与裸眼井段和套管井段的摩擦力减小。铝合金钻杆具有良好的抗弯曲载荷性能，更适合曲率大的定向井和水平井。

铝合金钻杆的材料硬度偏低，在钻进过程中易产生磨损等损伤。为解决上述问题，特在管体中部添加了加厚部分，由于铝合金本身的特性，在高温下的力学性能会发生显著下降，故常规焊丝无法再保证铝合金性能的情况上在铝合金基材上进行焊接，现阶段无成熟的适合于铝合金基材焊接的耐磨带材料，故针对该问题，本技术方案从结构方面入手。

发明内容

本发明的目的是为了解决传统工艺制作的转换接头时，存在综合机械性能不高，可靠性不强等问题，而提供一种力学性能高于目前行业最高标准，同时疲劳强度大大超过目前石油行业使用的转换接头，通过使用这种高性能转换接头将有效的提高转换接头的强度及韧性，提高使用寿命，降低事故率，延长钻柱的使用寿命，提高钻井效率。

为了达到上述目的，进而采取的技术方案如下：

一种铝合金钻杆，包括公接头、管体、套箍和母接头，所述公接头与管体一端采用螺纹连接，管体另一端与母接头螺纹连接，管体与公接头、母接头之间的螺纹连接采用偏梯形螺纹加第二台肩的连接形式；

所述管体中间为圆柱形的加厚部，所述加厚部外壁上开设有圆环凹槽，所述圆环凹槽内固定安装有套箍，所述套箍外圆周方向上固定焊接有耐磨环；

所述母接头与管体连接一端外壁上设置螺旋式的导流槽，相邻导流槽之间的螺旋外圆表面上附着一层耐磨带，同时，螺旋外圆直径大于母接头本体的直径。

作为本发明进一步的改进：所述加厚部在圆环凹槽两侧对称开设有两组键槽，两组键槽圆周方向夹角180°，所述套箍上一体成型有与键槽配合的凸耳，所述凸耳卡在键槽内，防止下井后耐磨环与管体之间发生相对滑动，所述套箍沿凸耳中心线一分为二的半环；

同时，套箍外圆周方向上开设有焊槽，所述耐磨环均匀焊接在焊槽内。

一种铝合金钻杆的制作工艺，包括：

公接头加工

根据下料长度平两端面，保证长度，进行扩孔，再以内孔找正，粗精车外圆，保证尺寸，然后以外圆找正，再次平端面，保证所需长度，车螺纹锥体并车螺纹NC50和S5BC，接着螺纹磁粉探伤，保证完整度，最后对接头整体热磷化，保证工件层表面磷化膜结晶连续、均匀、致密；

母接头加工