CN108166937A - 高扭矩高抗疲劳型螺纹接头 - Google Patents
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Abstract
一种高扭矩高抗疲劳型螺纹接头,包括具有外螺纹外台肩、外螺纹段和外螺纹外端面的外螺纹接头,以及具有内螺纹内端面、内螺纹段和内螺纹外台肩的内螺纹接头;其特征在于:所述外螺纹段与内螺纹段完全螺合后在二者之间形成接触面,所述接触面形成前段不完整螺纹啮合段、中段完整螺纹啮合段和后段不完整螺纹啮合段,该三段区域内的螺纹牙具有不同的牙高,所述的外螺纹段和内螺纹段采用不同锥度。它克服了螺纹接头在钻井条件越来越苛刻,水平井,水平超深井水平长度的不断增加的基础上易疲劳、易耗损的技术问题,使接头螺纹扭矩容量得以增加,接头螺纹的疲劳性能也随之提高。
Description
技术领域
本发明涉及在油井或气井的钻探和开采过程中使用的螺纹接头,特别是一种高扭矩高抗疲劳型螺纹接头。
背景技术
在油井或气井的钻探和开采过程中使用的螺纹接头,一般多采用美国石油学会(American Petroleum Institute,又称API)制定的API标准生产制造。随着钻井条件越来越苛刻,水平井,水平超深井水平长度的不断增加,要求钻杆的钢级在不断提高,要求的接头螺纹扭矩容量也在不断增加,还要求接头螺纹的疲劳性能也能随之提高。当API的这些螺纹接头配在高钢级的钻杆上,使用在超长段水平井中时,常常会因为螺纹接头的抗扭强度小,疲劳性能差,而发生螺纹接头内螺纹胀大或及外螺纹接头螺纹断裂的失效事故。因此就必须开发出一种高扭矩高疲劳寿命的螺纹接头。
发明内容
本发明的目的在于提供一种全新的高扭矩高抗疲劳型螺纹接头,主要通过在内、外螺纹段区域接触面设置不同的螺纹牙高,并配以不同的螺纹锥度,以此解决前述现有技术所存在的技术问题,克服了螺纹接头在钻井条件越来越苛刻,水平井,水平超深井水平长度的不断增加的基础上易疲劳、易耗损的技术问题,使接头螺纹扭矩容量得以增加,接头螺纹的疲劳性能也随之提高。
本发明解决上述技术问题所采用的技术方案是:
一种高扭矩高抗疲劳型螺纹接头,包括具有外螺纹外台肩、外螺纹段和外螺纹外端面的外螺纹接头,以及具有内螺纹内端面、内螺纹段和内螺纹外台肩的内螺纹接头;其特征在于:所述外螺纹段与内螺纹段完全螺合后在二者之间形成接触面,所述接触面形成前段不完整螺纹啮合段、中段完整螺纹啮合段和后段不完整螺纹啮合段,该三段区域内的螺纹牙具有不同的牙高,所述的外螺纹段和内螺纹段采用不同锥度。
前段不完整螺纹啮合段内的外螺纹牙顶截掉一部分牙高,牙顶截掉高度范围为完整牙高的3/4~1/4;后段不完整螺纹啮合段内的内螺纹牙顶截掉一部分牙高,牙顶截掉高度范围为完整牙高的3/4~1/4;中段完整螺纹啮合段内的外螺纹均为完整牙高螺纹,中段完整螺纹啮合段大约占外螺纹段或内螺纹段(8)螺纹段全长的33%~60%。
内螺纹段的锥度与外螺纹段的锥度的比值大于1;内螺纹段的锥度范围为1:4~1:36,外螺纹段的锥度范围为1:(4+t)~1:(36+t),t的范围为0.06~0.36。
所述的外螺纹接头和所述的内螺纹接头,当手紧螺合后,前段不完整螺纹啮合段内和中段完整螺纹啮合段的前1/2段的内外螺纹存在径向间隙配合,后段不完整螺纹啮合段内和中段完整螺纹啮合段的后1/2段的内外螺纹存在径向过盈配合;当机紧螺合后,前段不完整螺纹啮合段、中段完整螺纹啮合段和后段不完整螺纹啮合段三段螺纹径向不存在间隙配合,均为过盈配合。
本发明具有如下优点:本发明通过采用内、外螺纹段区域接触面设置不同牙高的设计,并配以不同的螺纹锥度,有效缓解机紧上扣后,内外螺纹不完整螺纹牙处的应力水平,起到很好的降低螺纹牙底应力水平和危险截面处的应力水平的作用,在内、外螺纹啮合连接后,能大大的增加啮合后的牢固度,增加接头螺纹扭矩容量,提高接头螺纹的疲劳性能,降低螺纹接头的坏损概率及期限,降低了生产能耗,节约了生产成本。
附图说明
图1是本发明中一种高扭矩高抗疲劳型螺纹接头内外螺纹配合图;
图中:1-外螺纹接头,2-内螺纹接头,3-外螺纹外端面,4-外螺纹外台肩,5-内螺纹内端面,6-内螺纹外台肩,7-外螺纹段,8-内螺纹段,a-前段不完整螺纹啮合段,b-中段完整螺纹啮合段,c-后段不完整螺纹啮合段。
具体实施方式
下面结合附图对本发明作进一步的描述。
请参阅图1,本发明公开了一种高扭矩高抗疲劳型螺纹接头,包括具有外螺纹外台肩、外螺纹段和外螺纹外端面的外螺纹接头,以及具有内螺纹内端面、内螺纹段和内螺纹外台肩的内螺纹接头;其特征在于:所述外螺纹段与内螺纹段完全螺合后在二者之间形成接触面,所述接触面形成前段不完整螺纹啮合段、中段完整螺纹啮合段和后段不完整螺纹啮合段,该三段区域内的螺纹牙具有不同的牙高,所述的外螺纹段和内螺纹段采用不同锥度。
优选的,前段不完整螺纹啮合段内的外螺纹牙顶截掉一部分牙高,牙顶截掉高度范围为完整牙高的3/4~1/4;后段不完整螺纹啮合段内的内螺纹牙顶截掉一部分牙高,牙顶截掉高度范围为完整牙高的3/4~1/4;中段完整螺纹啮合段内的外螺纹均为完整牙高螺纹,中段完整螺纹啮合段大约占外螺纹段或内螺纹段(8)螺纹段全长的33%~60%。通过采用分段设置不同牙高的设计,在能大大的增加啮合后的牢固度,能有效缓解机紧上扣后内、外螺纹不完整螺纹牙处的应力水平。
优选的,内螺纹段的锥度与外螺纹段的锥度的比值大于1;内螺纹段的锥度范围为1:4~1:36,外螺纹段的锥度范围为1:(4+t)~1:(36+t),t的范围为0.06~0.36。在实际运用中,外螺纹段的比值亦可大于内螺纹段锥度之比值。通过采用不同的螺纹锥度,配合内、外螺纹段分区域接触面设置不同牙高的设计,起到很好的降低螺纹牙底应力水平和危险截面处的应力水平的作用。
优选的,所述的外螺纹接头和所述的内螺纹接头,当手紧螺合后,前段不完整螺纹啮合段内和中段完整螺纹啮合段的前1/2段的内外螺纹存在径向间隙配合,后段不完整螺纹啮合段内和中段完整螺纹啮合段的后1/2段的内外螺纹存在径向过盈配合;当机紧螺合后,前段不完整螺纹啮合段、中段完整螺纹啮合段和后段不完整螺纹啮合段三段螺纹径向不存在间隙配合,均为过盈配合。基于前述螺纹分段设置不同牙高的设计及螺纹锥度不同的设计,当通过机紧连接时,能大大的增加啮合后的牢固度,增加接头螺纹扭矩容量,提高接头螺纹的疲劳性能,降低螺纹接头的坏损概率及期限。
本发明通过采用内、外螺纹段区域接触面设置不同接触作用的牙高的设计,并配以不同的螺纹锥度,降低螺纹牙底应力水平和危险截面处应力水平的作用,在内、外螺纹啮合连接后,能大大的增加啮合后的牢固度,增加接头螺纹扭矩容量,提高接头螺纹的疲劳性能,降低螺纹接头的坏损概率及期限,降低了生产能耗,节约了生产成本。
综上所述仅为本发明的较佳实施例而已,并非用来限定本发明的实施范围。即凡依本发明申请专利范围的内容所作的等效变化与修饰,都应为本发明的技术范畴。
Claims (4)
1.一种高扭矩高抗疲劳型螺纹接头,包括具有外螺纹外台肩(3)、外螺纹段(7)和外螺纹外端面(4)的外螺纹接头(1),以及具有内螺纹内端面(5)、内螺纹段(8)和内螺纹外台肩(6)的内螺纹接头(2);其特征在于:所述外螺纹段(7)与内螺纹段(8)完全螺合后在二者之间形成接触面,所述接触面形成前段不完整螺纹啮合段(a)、中段完整螺纹啮合段(b)和后段不完整螺纹啮合段(c),该三段区域内的螺纹牙具有不同的牙高,所述的外螺纹段(7)和内螺纹段(8)采用不同锥度。
2.根据权利要求1所述的高扭矩高抗疲劳型螺纹接头,其特征在于:所述前段不完整螺纹啮合段(a)内的外螺纹牙顶截掉一部分牙高,牙顶截掉高度范围为完整牙高的3/4~1/4;后段不完整螺纹啮合段(c)内的内螺纹牙顶截掉一部分牙高,牙顶截掉高度范围为完整牙高的3/4~1/4;中段完整螺纹啮合段(b)内的外螺纹均为完整牙高螺纹,中段完整螺纹啮合段(b)大约占外螺纹段(7)或内螺纹段(8)螺纹段全长的33%~60%。
3.根据权利要求1所述的高扭矩高抗疲劳型螺纹接头,其特征在于:内螺纹段(8)的锥度与外螺纹段(7)的锥度的比值大于1;内螺纹段(8)的锥度范围为1:4~1:36,外螺纹段(7)的锥度范围为1:(4+t)~1:(36+t),t的范围为0.06~0.36。
4.根据权利要求1所述的高扭矩高抗疲劳型螺纹接头,其特征在于:所述的外螺纹接头(1)和所述的内螺纹接头(2),当手紧螺合后,前段不完整螺纹啮合段(a)内和中段完整螺纹啮合段(b)的前1/2段的内外螺纹存在径向间隙配合,后段不完整螺纹啮合段(c)内和中段完整螺纹啮合段(b)的后1/2段的内外螺纹存在径向过盈配合;当机紧螺合后,前段不完整螺纹啮合段(a)、中段完整螺纹啮合段(b)和后段不完整螺纹啮合段(c)三段螺纹径向不存在间隙配合,均为过盈配合。
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Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN110374522A (zh) * | 2019-06-28 | 2019-10-25 | 中国石油天然气集团有限公司 | 一种页岩气开采用螺纹接头 |
Citations (11)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CA1234255A (en) * | 1984-07-13 | 1988-03-22 | Manmohan S. Kalsi | Tool joint |
CN2886276Y (zh) * | 2006-04-29 | 2007-04-04 | 天津钢管集团有限公司 | 抗压缩及抗弯曲的钩形齿螺纹连接结构 |
CN201620770U (zh) * | 2010-02-25 | 2010-11-03 | 中国石油天然气集团公司 | 抗疲劳的钻具外螺纹接头 |
CN102242608A (zh) * | 2011-07-15 | 2011-11-16 | 上海大学 | 高温高压石油套管双台肩三锥度螺纹接头 |
CN202039785U (zh) * | 2011-03-14 | 2011-11-16 | 上海海隆石油管材研究所 | 耐用型超高抗扭强度钻杆接头 |
CN203939450U (zh) * | 2014-06-10 | 2014-11-12 | 四川华德莱斯石油装备股份有限公司 | 一种钻具螺纹连接结构 |
CN104533311A (zh) * | 2014-12-05 | 2015-04-22 | 中国石油天然气集团公司 | 一种铝合金钻杆管体与接头的连接结构 |
WO2015089897A1 (zh) * | 2013-12-18 | 2015-06-25 | 宝山钢铁股份有限公司 | 一种气密封套管接头 |
CN205243443U (zh) * | 2015-12-24 | 2016-05-18 | 中国石油集团渤海石油装备制造有限公司 | 一种高抗扭钻杆接头 |
CN105735912A (zh) * | 2016-05-16 | 2016-07-06 | 陕西太合科技有限公司 | 一种不同配合锥度的钻杆接头连接结构 |
CN208152956U (zh) * | 2018-03-07 | 2018-11-27 | 上海海隆石油管材研究所 | 高扭矩高抗疲劳型螺纹接头 |
-
2018
- 2018-03-07 CN CN201810187781.8A patent/CN108166937A/zh active Pending
Patent Citations (11)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CA1234255A (en) * | 1984-07-13 | 1988-03-22 | Manmohan S. Kalsi | Tool joint |
CN2886276Y (zh) * | 2006-04-29 | 2007-04-04 | 天津钢管集团有限公司 | 抗压缩及抗弯曲的钩形齿螺纹连接结构 |
CN201620770U (zh) * | 2010-02-25 | 2010-11-03 | 中国石油天然气集团公司 | 抗疲劳的钻具外螺纹接头 |
CN202039785U (zh) * | 2011-03-14 | 2011-11-16 | 上海海隆石油管材研究所 | 耐用型超高抗扭强度钻杆接头 |
CN102242608A (zh) * | 2011-07-15 | 2011-11-16 | 上海大学 | 高温高压石油套管双台肩三锥度螺纹接头 |
WO2015089897A1 (zh) * | 2013-12-18 | 2015-06-25 | 宝山钢铁股份有限公司 | 一种气密封套管接头 |
CN203939450U (zh) * | 2014-06-10 | 2014-11-12 | 四川华德莱斯石油装备股份有限公司 | 一种钻具螺纹连接结构 |
CN104533311A (zh) * | 2014-12-05 | 2015-04-22 | 中国石油天然气集团公司 | 一种铝合金钻杆管体与接头的连接结构 |
CN205243443U (zh) * | 2015-12-24 | 2016-05-18 | 中国石油集团渤海石油装备制造有限公司 | 一种高抗扭钻杆接头 |
CN105735912A (zh) * | 2016-05-16 | 2016-07-06 | 陕西太合科技有限公司 | 一种不同配合锥度的钻杆接头连接结构 |
CN208152956U (zh) * | 2018-03-07 | 2018-11-27 | 上海海隆石油管材研究所 | 高扭矩高抗疲劳型螺纹接头 |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN110374522A (zh) * | 2019-06-28 | 2019-10-25 | 中国石油天然气集团有限公司 | 一种页岩气开采用螺纹接头 |
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