本實(shí)用新型涉及鉆具領(lǐng)域,具體涉及一種高密封鉆桿接頭。
背景技術(shù):
鉆桿是石油天然氣勘探與開(kāi)發(fā)中的重要工具,鉆桿單根通過(guò)鉆桿接頭的連接形成整根鉆柱。鉆柱是高壓鉆井液的循環(huán)通道,因此,鉆桿接頭要具有足夠的密封性能。常規(guī)的API單扭矩臺(tái)肩鉆桿接頭和雙臺(tái)肩的非API特殊鉆桿接頭,其密封原理均是通過(guò)扭矩臺(tái)肩面的接觸應(yīng)力形成密封面。當(dāng)扭矩臺(tái)肩面的接觸壓力不足時(shí),高壓泥漿將從密封臺(tái)肩面刺穿,從而導(dǎo)致鉆桿接頭的刺穿失效。當(dāng)鉆桿接頭承受拉應(yīng)力時(shí),扭矩臺(tái)肩面的接觸壓力會(huì)隨著承受的拉伸應(yīng)力的增加而減少,當(dāng)拉伸應(yīng)力達(dá)到一臨界值時(shí),扭矩臺(tái)肩面上的接觸應(yīng)力將減少到不足以維持鉆桿接頭的密封性能,從而導(dǎo)致接頭的密封失效?,F(xiàn)有的高密封螺紋接頭通常通過(guò)在外螺紋鼻端加工有一段錐形的密封面來(lái)提高接頭的密封性能,由于錐形面的接觸與第二扭矩臺(tái)肩面的接觸相互制約,在實(shí)際使用中很難保證密封面與第二扭矩臺(tái)肩面同時(shí)處于良好的接觸,即不能有效的同時(shí)保證鉆桿接頭高抗扭性能和高密封性能。此外,在拉應(yīng)力狀態(tài),錐形密封面的接觸壓力也會(huì)隨著接頭拉伸應(yīng)力的增中而減少,當(dāng)鉆桿承受的拉伸應(yīng)力達(dá)到一臨界時(shí)值,錐形密封面的密封功能失效。
技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素:
本實(shí)用新型的目的在于為解決現(xiàn)有技術(shù)的不足,而提供一種高密封鉆桿接頭。
本實(shí)用新型新的技術(shù)方案是:一種高密封鉆桿接頭,包括內(nèi)螺紋接頭和外螺紋接頭,所述的內(nèi)螺紋接頭包括主扭矩臺(tái)肩面,鏜孔段,內(nèi)螺紋段,密封圓柱段;外螺紋接頭包括主扭矩臺(tái)肩面,基體圓柱段,外螺紋段,密封圓柱段。所述外螺紋接頭的密封圓柱段的外徑大于內(nèi)螺紋接頭密封圓柱段的內(nèi)徑;外螺紋接頭基體圓柱段與內(nèi)螺紋接頭鏜孔段間為間隙配合;外螺紋接頭密封圓柱段與內(nèi)螺紋接頭密封圓柱段間為過(guò)盈配合;外螺紋接頭密封圓柱段上有環(huán)形潤(rùn)滑槽;外螺紋接頭的環(huán)形潤(rùn)滑槽寬度為1.5-2.5mm;外螺紋接頭的環(huán)形潤(rùn)滑槽深度為0.10-0.65mm;外螺紋接頭環(huán)形潤(rùn)滑槽的間距為2-4mm。外螺紋接頭密封圓柱段的外徑比內(nèi)螺紋接頭密封圓柱段的內(nèi)徑大0.02-0.22mm。
所述的外螺紋接頭的環(huán)形潤(rùn)滑槽寬度為2.5mm。
所述的外螺紋接頭的環(huán)形潤(rùn)滑槽深度為0.42mm。
所述的外螺紋接頭的環(huán)形潤(rùn)滑槽間距為3.5mm。
所述的外螺紋接頭密封圓柱段外徑比內(nèi)螺紋接頭密封圓柱段的內(nèi)徑大0.08mm。
所述的外螺紋接頭密封圓柱段與內(nèi)螺紋接頭密封圓柱段在連接后形成多個(gè)相互獨(dú)立的通過(guò)接觸壓力進(jìn)行密封的金屬-金屬密封面。
本實(shí)用新型的有益效果是:該鉆桿接頭在連接后形成多個(gè)相互獨(dú)立的金屬-金屬密封面,密封性?xún)?yōu)良,即使在鉆桿接頭處于高拉伸應(yīng)力狀態(tài)下,圓柱面的金屬-金屬密封面間的接觸壓力和接觸面積不受影響,仍能保持良好的密封性能。
附圖說(shuō)明
圖1為本實(shí)用新型的結(jié)構(gòu)示意圖。
圖2為本實(shí)用新型的外螺紋接頭密封圓柱段的局部放大圖。
其中:1為外螺紋接頭、11為主扭矩臺(tái)肩面、12為基體圓柱段、13為外螺紋段、14為密封圓柱段、15為環(huán)形潤(rùn)滑槽;2為內(nèi)螺紋接頭、21為主扭矩臺(tái)肩面、22為鏜孔段、23為內(nèi)螺紋段、24為密封圓柱段。
具體實(shí)施方式
下面結(jié)合附圖對(duì)本實(shí)用新型作進(jìn)一步的說(shuō)明。
一種高密封鉆桿接頭,包括內(nèi)螺紋接頭2和外螺紋接頭1,所述的內(nèi)螺紋接頭2包括主扭矩臺(tái)肩面21,鏜孔段22,內(nèi)螺紋段23,密封圓柱段24;外螺紋接頭1包括主扭矩臺(tái)肩面11,基體圓柱段12,外螺紋段13,密封圓柱段14;所述外螺紋接頭1的密封圓柱段14的外徑大于內(nèi)螺紋接頭2密封圓柱段24的內(nèi)徑;外螺紋接頭1基體圓柱段12與內(nèi)螺紋接頭2鏜孔段22間為間隙配合;外螺紋接頭1密封圓柱段14與內(nèi)螺紋接頭2密封圓柱段24間為過(guò)盈配合;外螺紋接頭1密封圓柱段14上加工有環(huán)形潤(rùn)滑槽15;外螺紋接頭1環(huán)形潤(rùn)滑槽15的寬度為1.5-2.5mm;外螺紋接頭1環(huán)形潤(rùn)滑槽15的深度為0.10-0.65mm;外螺紋接頭1環(huán)形潤(rùn)滑槽15的間距為2-4mm;外螺紋接頭1密封圓柱段14外徑比內(nèi)螺紋接頭2密封圓柱段24的內(nèi)徑大0.02-0.22mm。
所述的外螺紋接頭1環(huán)形潤(rùn)滑槽15的寬度為2.5mm。
所述的外螺紋接頭1環(huán)形潤(rùn)滑槽15的深度為0.42mm。
所述的外螺紋接頭1環(huán)形潤(rùn)滑槽15的間距為3.5mm。
所述的外螺紋接頭1密封圓柱段14外徑比內(nèi)螺紋接頭2密封圓柱段24的內(nèi)徑大0.08mm。
所述的外螺紋接頭密封圓柱段14與內(nèi)螺紋接頭密封圓柱段24在連接后形成多個(gè)相互獨(dú)立的通過(guò)接觸壓力進(jìn)行密封的金屬-金屬密封面。
采用以上實(shí)施參數(shù),內(nèi)、外螺紋接頭在上扣時(shí),外螺紋的密封圓柱段14外表面與內(nèi)螺紋的密封圓柱段24內(nèi)表面接觸,形成過(guò)盈配合,在接觸面產(chǎn)生徑向的接觸應(yīng)力,從而形成密封面。外螺紋接頭密封圓柱段的環(huán)形潤(rùn)滑槽內(nèi)的螺紋脂將對(duì)密封圓柱表面進(jìn)行潤(rùn)滑,避免了接觸面因過(guò)盈配合產(chǎn)生的摩擦熱導(dǎo)致接觸面粘結(jié)的風(fēng)險(xiǎn)。隨著螺紋的旋合,外螺紋的密封圓柱段外表面與內(nèi)螺紋的密封圓柱段24內(nèi)表面的接觸面增加,形成多個(gè)相互獨(dú)立的金屬-金屬密封面,當(dāng)上扣扭矩值達(dá)到預(yù)設(shè)值,完成上扣。
采用以上實(shí)施參數(shù),內(nèi)、外螺紋接頭在上扣后,外螺紋的密封圓柱段14與內(nèi)螺紋的密封圓柱段24內(nèi)表面將形成多個(gè)相互獨(dú)立的通過(guò)接觸壓力進(jìn)行密封的金屬-金屬密封面,極大的提高了鉆桿接頭的密封強(qiáng)度和密封可靠性。