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CN106437551A - 一种密封性能优良的高抗扭钻杆接头 - Google Patents

一种密封性能优良的高抗扭钻杆接头 Download PDF

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CN106437551A
CN106437551A CN201611001473.9A CN201611001473A CN106437551A CN 106437551 A CN106437551 A CN 106437551A CN 201611001473 A CN201611001473 A CN 201611001473A CN 106437551 A CN106437551 A CN 106437551A
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China
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conical section
sealing
drill pipe
male connection
section
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CN201611001473.9A
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English (en)
Inventor
刘永刚
赵向坤
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Dongying Weil-Mclain Oil Drilling Tools Co Ltd
Original Assignee
Dongying Weil-Mclain Oil Drilling Tools Co Ltd
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    • E21—EARTH OR ROCK DRILLING; MINING
    • E21B—EARTH OR ROCK DRILLING; OBTAINING OIL, GAS, WATER, SOLUBLE OR MELTABLE MATERIALS OR A SLURRY OF MINERALS FROM WELLS
    • E21B17/00—Drilling rods or pipes; Flexible drill strings; Kellies; Drill collars; Sucker rods; Cables; Casings; Tubings
    • E21B17/02—Couplings; joints
    • E21B17/04—Couplings; joints between rod or the like and bit or between rod and rod or the like
    • E21B17/042—Threaded

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  • Environmental & Geological Engineering (AREA)
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Abstract

本发明涉及一种密封性能优良的高抗扭钻杆接头，其中所述的外螺纹接头基体圆柱段与内螺纹接头镗孔段间为间隙配合；外螺纹接头密封圆锥段与内螺纹接头密封圆锥段间为过盈配合；外螺纹接头密封圆锥段与内螺纹接头密封圆锥段具有相同的锥度，锥度范围为1：12‑1：36；外螺纹接头密封圆锥段上加工有1‑6条环形润滑槽；外螺纹接头密封圆锥段的长度范围为8‑25mm；内螺纹接头密封圆锥段长度为8‑22mm；外螺纹接头密封圆锥段末端的外径与内螺纹接头密封圆锥段末端的内径大0.04‑0.16mm；优点是：该钻杆接头连接后密封性好，抗扭强度高，不仅适用于常规工况的钻井作业，也适用于需要大扭矩的高压油气藏的复杂工况井。

Description

一种密封性能优良的高抗扭钻杆接头
技术领域
本发明涉及钻具领域，具体涉及一种密封性能优良的高抗扭钻杆接头。
背景技术
钻杆是石油天然气勘探与开发中的重要工具，是钻柱系统的重要组成部分，钻杆单根通过钻杆接头的连接形成整根钻柱。钻柱不仅是钻井液的循环通道，而且在钻井中传递扭矩，承受拉压，弯曲，扭转以及振动、冲击等多种载荷的复合作用。当扭矩台肩的接触压力不足时，高压泥浆将从密封台肩面刺穿，从而导致钻杆接头的失效。
发明内容
本发明的目的在于为解决现有技术的不足，而提供一种密封性能优良的高抗扭钻杆接头。
本发明新的技术方案是：一种密封性能优良的高抗扭钻杆接头，包括内螺纹接头和外螺纹接头，所述的内螺纹接头包括主扭矩台肩面，镗孔段，内螺纹段，密封圆锥段，副扭矩台肩面；外螺纹接头包括主扭矩台肩面，基体圆柱段，外螺纹段，密封圆锥段，副扭矩台肩面。外螺纹接头基体圆柱段与内螺纹接头镗孔段间为间隙配合；外螺纹接头密封圆锥段与内螺纹接头密封圆锥段间为过盈配合；外螺纹接头密封圆锥段与内螺纹接头密封圆锥段具有相同的锥度，锥度范围为1：12-1：36；外螺纹接头密封圆锥段上加工有1-6条环形润滑槽；外螺纹接头密封圆锥段的长度范围为8-25mm；内螺纹接头密封圆锥段长度为8-22mm；外螺纹接头密封圆锥段末端的外径与内螺纹接头密封圆锥段末端的内径大0.04-0.16mm。
所述的密封圆锥段与密封圆锥段的锥度为1：20。
所述的外螺纹接头密封圆锥段的长度为16mm。
所述的内螺纹接头密封圆锥段长度为14mm。
所述的外螺纹接头密封圆锥段上均布有3条宽度为3mm，深度为0.35mm的环形润滑槽。
所述的外螺纹接头密封圆锥段末端的外径与内螺纹接头密封圆锥段末端的内径大0.07mm。
所述的外螺纹接头密封圆锥段与内螺纹接头密封圆锥段在连接后形成多个相互独立的通过接触压力进行密封的金属－金属锥形密封面。
本发明的有益效果是：所述的内、外螺纹接头在上扣后，外螺纹的密封圆锥段外表面与内螺纹的密封圆锥段内表面的接触面间为过盈配合，在接触面产生径向的接触应力，从而形成密封面。所述的内、外螺纹接头在上扣过程中，外螺纹接头密封圆锥面的环形润滑槽内的螺纹脂将对密封圆锥表面进行润滑，避免了接触面因过盈配合产生的摩擦热导致接触面粘结的风险。所述的内、外螺纹接头在上扣后，主扭矩台肩面和副扭矩台肩面有效接触，使螺纹接头具有高抗扭性能；所述的内、外螺纹接头在上扣后，经试验，抗扭强度比同规格的API螺纹接头提高50%以上，接头密封压力达到160MPa。该螺纹接头不仅适用于常规工况的钻井作业，也适用于需要大扭矩的高压油气藏的复杂工况井。
附图说明
图1为本发明的结构示意图。
图2为本发明的外螺纹接头密封圆锥段的局部放大图。
其中：1为外螺纹接头、11为主扭矩台肩面、12为基体圆柱段、13为外螺纹段、14为密封圆锥段、15为副扭矩台肩面、16为环形润滑槽；2为内螺纹接头、21为主扭矩台肩面、22为镗孔段、23为内螺纹段、24为密封圆锥段、25为副扭矩台肩面。
具体实施方式
下面结合附图对本发明作进一步的说明。
一种密封性能优良的高抗扭钻杆接头，包括内螺纹接头2和外螺纹接头1，所述的内螺纹接头2包括主扭矩台肩面21，镗孔段22，内螺纹段23，密封圆锥段24，副扭矩台肩面25；外螺纹接头1包括主扭矩台肩面11，基体圆柱段12，外螺纹段13，密封圆锥段14，副扭矩台肩面15；外螺纹接头1基体圆柱段12与内螺纹接头2镗孔段22间为间隙配合；外螺纹接头1密封圆锥段14与内螺纹接头2密封圆锥段24间为过盈配合；外螺纹接头1密封圆锥段14与内螺纹接头2密封圆锥段24具有相同的锥度，锥度范围为1：12-1：36；外螺纹接头1密封圆锥段14上加工有1-6条环形润滑槽；外螺纹接头1密封圆锥段14的长度范围为8-25mm；内螺纹接头2密封圆锥段24长度为8-22mm；外螺纹接头1密封圆锥段14末端的外径与内螺纹接头2密封圆锥段24末端的内径大0.04-0.16mm。
所述的密封圆锥段14与密封圆锥段24的锥度为1：20。
所述的外螺纹接头1密封圆锥段14的长度为16mm。
所述的内螺纹接头2密封圆锥段24长度为14mm。
所述的外螺纹接头1密封圆锥段14上均布有3条宽度为3mm，深度为0.35mm的环形润滑槽16。
所述的外螺纹接头1密封圆锥段14末端的外径与内螺纹接头2密封圆锥段24末端的内径大0.07mm。
所述的外螺纹接头密封圆锥段14与内螺纹接头密封圆锥段24在连接后形成多个相互独立的通过接触压力进行密封的金属－金属锥形密封面。
采用以上实施参数，内、外螺纹接头在上扣时，外螺纹的密封圆锥段14外表面与内螺纹的密封圆锥段24内表面接触，产生过盈配合，在接触面产生径向的接触应力，形成多个相互独立的金属－金属密封面。外螺纹接头密封圆锥面的环形润滑槽内的螺纹脂将对密封圆锥表面进行润滑，避免了接触面因过盈配合产生的摩擦热导致接触面粘结的风险。内外螺纹接头的副扭矩台肩面和主扭矩台肩面先后接触，扭矩值达到预设值，完成上扣。
采用以上实施参数，内、外螺纹接头在上扣后，外螺纹的密封圆锥段14与内螺纹的密封圆锥段24内表面将形成多个相互独立的通过接触压力进行密封的金属－金属密封面，极大的提高了钻杆接头的密封强度和密封可靠性，密封压力高达160MPa。
采用以上实施参数，内、外螺纹接头在上扣后，主扭矩台肩面和副扭矩台肩面有效接触，使螺纹接头具有高抗扭性能，比同规格的API螺纹接头提高60%。

Claims (7)

1.一种密封性能优良的高抗扭钻杆接头，包括内螺纹接头（2）和外螺纹接头（1），其特征在于：所述的内螺纹接头（2）包括主扭矩台肩面（21），镗孔段（22），内螺纹段（23），密封圆锥面（24），副扭矩台肩面（25)；外螺纹接头(1)包括主扭矩台肩面(11)，基体圆柱段(12)，外螺纹段(13)，密封圆锥段(14)，副扭矩台肩面(15)；外螺纹接头(1)基体圆柱段(12)与内螺纹接头(2)镗孔段(22)间为间隙配合；外螺纹接头(1)密封圆锥段(14)与内螺纹接头(2)密封圆锥段(24)间为过盈配合；外螺纹接头(1)密封圆锥段(14)与内螺纹接头(2)密封圆锥段(24)具有相同的锥度，锥度范围为1：12-1：36；外螺纹接头(1)密封圆锥段(14)上加工有1-6条环形润滑槽；外螺纹接头(1)密封圆锥段(14)的长度范围为8-25mm；内螺纹接头(2)密封圆锥段(24)长度为8-22mm；外螺纹接头(1)密封圆锥段(14)末端的外径与内螺纹接头(2)密封圆锥段(24)末端的内径大0.04-0.16mm。
2.根据权利要求1所述的一种密封性能优良的高抗扭钻杆接头，其特征在于：所述的密封圆锥段(14)与密封圆锥段(24)的锥度为1：20。
3.根据权利要求1所述的一种密封性能优良的高抗扭钻杆接头，其特征在于：所述的外螺纹接头(1)密封圆锥段(14)的长度为16mm。
4.根据权利要求1所述的一种密封性能优良的高抗扭钻杆接头，其特征在于：所述的内螺纹接头(2)密封圆锥段(24)长度为14mm。
5.根据权利要求1所述的一种密封性能优良的高抗扭钻杆接头，其特征在于：所述的外螺纹接头(1)密封圆锥段(14)上均布有3条宽度为3mm，深度为0.35mm的环形润滑槽（16）。
6.根据权利要求1所述的一种密封性能优良的高抗扭钻杆接头，其特征在于：所述的外螺纹接头(1)密封圆锥段(14)末端的外径与内螺纹接头(2)密封圆锥段(24)末端的内径大0.07mm。
7.根据权利要求1所述的一种密封性能优良的高抗扭钻杆接头，其特征在于：所述的外螺纹接头密封圆锥段（14）与内螺纹接头密封圆锥段（24）在连接后形成多个相互独立的通过接触压力进行密封的金属－金属锥形密封面。
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