CN201326384Y - 整体自接式非开挖钻杆 - Google Patents
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Abstract
本实用新型公开一种整体自接式非开挖钻杆，将钻杆的头部进行局部热加厚，然后再整体热处理后加工出螺纹，螺纹为双顶式不对称梯形锥扣螺纹，该钻杆在结构形式上保持了整体性，没有断点，公扣端和母扣端采用的锥扣螺纹在承载牙侧之间和入扣牙侧之间的间隙可以消除，其表面可以始终接触，能够沿轴向产生足够的抗压强度，钻杆能承受更高的抗拉强度和扭矩，同时可缩小加厚尺寸。
Description
技术领域
本实用新型涉及一种钻杆，特别是一种整体自接式非开挖钻杆。
背景技术
非开挖技术是在不破坏地表设施进行地下管线铺设和修复的一种全新施工方法。非开挖钻杆是水平导向钻机的主要组成部分，在钻进过程中，具有传递扭矩和延长水平井距离的作用。但随着该项技术的不断发展，对导向钻机和配套使用的钻杆都提出了新的要求，在穿越复杂地层时不仅对主机的回拖力有要求，对钻杆所能承受的抗拉强度和扭矩都提出了更高的要求。
常用的摩擦焊接钻杆是将钻杆接头和钻杆体采用不同材料焊接加工而成的钻杆，虽然方便于加工制造，但该类钻杆焊接时会产生热影响区，是导致大部分钻杆破坏的直接因素；另一方面，现有普通钻杆的螺纹公扣与母扣上紧时，母扣大端面与公扣台阶面紧密接触承受轴向预紧力，此时，公扣螺纹的根部承受了全部螺纹传递的拉应力，离开台阶最远的齿根只承受本齿产生的拉应力，即离开台阶面越远的齿根承受的拉应力越小，螺纹各个牙齿受力不均匀导致了个齿的变形量不均匀，变形使得螺距趋向变大；而母扣的情况与公扣类似，只是母扣螺纹外端部齿根承受的是压应力，螺距趋于变小，这些都会降低钻杆的螺纹连接性能。
实用新型内容
本实用新型的目的是提供一种整体自接式非开挖钻杆，能够克服以上所述不足，具有更高的抗拉强度和抗扭能力。
本实用新型的目的是通过以下技术方案来实现：
一种整体自接式非开挖钻杆，包括钻杆管体、公扣端和母扣端，公扣端和母扣端加工有配对螺纹，所述配对螺纹为双顶式不对称梯形锥扣螺纹。
进一步的所述公扣端和母扣端外径比钻杆管体外径大。
进一步的整体热处理后平均硬度达到HRC28-32。
本实用新型所述的整体自接式非开挖钻杆，将钻杆的头部进行局部热加厚，然后再整体热处理后加工出螺纹，螺纹为双顶式不对称梯形锥扣螺纹，该钻杆在结构形式上保持了整体性，没有断点，公扣端和母扣端采用的锥扣螺纹在承载牙侧之间和入扣牙侧之间的间隙可以消除，其表面可以始终接触，能够沿轴向产生足够的抗压强度，钻杆能承受更高的抗拉强度和扭矩，同时可缩小加厚尺寸。
附图说明
下面根据附图和实施例对本实用新型作进一步详细说明。
图1是本实用新型结构示意图；
图2是本实用新型公扣端和母扣端螺纹局部放大图。
图中：
1、钻杆管体；2、母扣端；3、公扣端；4、母扣；5、公扣；6、承载牙侧；7、入扣牙侧。
具体实施方式
如图1至2所示，本实用新型所述的一种整体自接式非开挖钻杆，包括钻杆管体1、母扣端2和公扣端3，公扣端和母扣端加工有配对螺纹，该配对螺纹为双顶式不对称梯形锥扣螺纹，当一根钻杆的公扣端3旋入另一根钻杆的母扣端2时，承载牙侧7之间和入扣牙侧8之间的间隙可以消除，采用了锥度螺纹，一方面，可以利用其不等截面的方法来获得公扣齿根的综合强度；另一方面，采用有锥度的圆锥面配合可以消除接触面间隙，形成摩擦自锁，保证密封面不会松动，增强接触面的刚性。而螺纹双端面同时接触的双顶方式，是双端面同时分担了螺纹拧紧时产生的附加轴向力，使得整个螺纹受力不均的问题得到部分缓解，其表面可以始终接触，能够沿轴向产生足够的抗压强度，在保持一定强度时可缩小加厚尺寸。
以φ89×10×6000mm R80整体自接式非开挖钻杆为例，首先进行头部局部热加厚，保证钻杆两端的加厚长度约170mm，加厚端壁厚约28mm；将钻杆整体进行调质热处理，通过将整根钻杆在井式炉内作淬火、回火处理，使调质后的钻杆平均硬度应达到HRC28-32；经钻杆校直后，在数控机床加工出公扣端和母扣端的双顶式不对称梯形锥扣螺纹。
对加厚部分取小样做机械性能分析。
表一 机械性能
| 屈服强度N/mm2 | 拉伸强度N/mm2 | 延伸率％ | 断面收缩率％ | 冲击功J | 硬度HB |
| 738 | 918 | 17.4 | 62.8 | 101/92 | 302 |
| 739 | 905 | 17.2 | 62.8 | 109/108 | 302 |
| 785 | 954 | 14.8 | 57.8 | 96/107 | 321 |
R80钢经过热处理后，屈服强度由原来的520N/mm2到785N/mm2，热处理后的钻杆屈服强度提高了42-50％，拉伸强度提高了15-21％。
进一步做拉伸和扭转试验。
1)拉伸试验：拉伸试验机4000KN。加载形式为拉伸，破坏负荷为1950KN。破坏状态是连接的工装部位断裂，钻杆螺纹本身还未破坏。
2)扭转试验：在1000KN的扭转试验机。加载后，破坏负荷为30.7KN。破坏状态是工装的焊接部位扭转失效。
试验结论，由于拉伸和扭转试验最终的破坏形式都是工装夹具损坏。因此，R80非开挖钻杆体的抗拉强度大于1950KN，扭矩大于30.7KN.M。
Claims (3)
1、一种整体自接式非开挖钻杆，包括钻杆管体、公扣端和母扣端，公扣端和母扣端加工有配对螺纹，其特征在于，所述配对螺纹为双顶式不对称梯形锥扣螺纹。
2、根据权利要求1所述的整体自接式非开挖钻杆，其特征在于，所述公扣端和母扣端外径比钻杆管体外径大。
3、根据权利要求1所述的整体自接式非开挖钻杆，其特征在于，整体热处理后平均硬度达到HRC28-32。
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|---|---|---|---|
| CNU2008201776931U CN201326384Y (zh) | 2008-11-25 | 2008-11-25 | 整体自接式非开挖钻杆 |
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Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN102628339A (zh) * | 2012-04-25 | 2012-08-08 | 雷敏 | 矿用钻杆 |
| CN103089162A (zh) * | 2013-02-07 | 2013-05-08 | 蒋佐成 | 一种整体式矿用钻杆 |
| CN114934752A (zh) * | 2022-06-24 | 2022-08-23 | 上海海隆石油管材研究所 | 一种抗疲劳钻杆结构及其加工方法 |
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- 2008-11-25 CN CNU2008201776931U patent/CN201326384Y/zh not_active Expired - Lifetime
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