一種鋁合金鉆桿管體與接頭的連接結(jié)構(gòu)的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及石油化工設(shè)備領(lǐng)域，具體是一種鋁合金鉆桿管體與接頭的連接結(jié)構(gòu)，適用于全鋁合金鉆桿和鋼接頭鋁合金鉆桿。
【背景技術(shù)】
[0002]鋁合金鉆桿具有自重輕，質(zhì)量強(qiáng)度比高，以及抗疲勞等優(yōu)勢(shì)和特點(diǎn)，隨著超深井、超長(zhǎng)水平井和超長(zhǎng)大位移井等特殊工藝井的應(yīng)用以及井下動(dòng)力鉆具的普及，越來(lái)越多的鋁合金鉆桿得到應(yīng)用，據(jù)有關(guān)資料數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)，近年來(lái)，在俄羅斯的油氣資源勘探開(kāi)發(fā)中，70 %的油井均采用了鋁合金鉆桿。目前，鋁合金鉆桿的結(jié)構(gòu)有兩種，一種是整體式全鋁合金鉆桿，即整根鉆桿的管體和接頭由鋁合金管體擠壓成型，，一種是帶鋼接頭的鋁合金鉆桿，即管體部分為鋁合金材質(zhì)，而接頭采用碳鋼材質(zhì)鋁合金管體與鋼接頭通過(guò)螺紋方法的連接，其連接方法主要采用熱裝方式，即在管體與接頭連接時(shí)，先將鋼接頭加熱，使鋼接頭受熱膨脹，然后將加熱后的鋼接頭與鋁合金管體的螺紋相連，待鋼接頭冷卻后，利用鋼材的熱脹冷縮效應(yīng)，使接頭與管體間的螺紋連接形成過(guò)盈配合，實(shí)現(xiàn)鋁合金管體與鋼接頭連接的密封性和連接強(qiáng)度，并使鋁合金管體與鋼接頭間的卸扣扭矩遠(yuǎn)大于鋁合金鉆桿在使用過(guò)程中鋼接頭間的上扣扭矩及工作扭矩，不會(huì)在鋁鉆桿服役過(guò)程中出現(xiàn)倒扣或松扣。此外，也有先冷卻鋁合金鉆桿管體，使冷卻后的管體與鋼接頭進(jìn)行連接，其原理與加熱鋼接頭后與鋁合金管體相連的原理相同，均是利用材料的熱脹冷縮來(lái)實(shí)現(xiàn)鋼接頭與管體在連接后的過(guò)盈配合，從而獲得更高的卸扣扭矩以及鋁合金管體與鋼接頭間的連接強(qiáng)度和密封強(qiáng)度。
[0003]現(xiàn)有技術(shù)的缺點(diǎn):無(wú)論是冷裝配還是熱裝配，均需要專門(mén)的設(shè)備來(lái)對(duì)接頭或管體進(jìn)行加熱或冷卻，并且在裝配過(guò)程中，鋼接頭或鋁合金管體均需要在高溫或低溫狀態(tài)，因此，裝配過(guò)程的效率不高。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]為了克服現(xiàn)有技術(shù)中裝配效率不高的缺點(diǎn)，本發(fā)明提供了一種鋁合金鉆桿管體與接頭的連接結(jié)構(gòu)，以達(dá)到提高裝配效率的目的。
[0005]本發(fā)明解決其技術(shù)問(wèn)題所采用的技術(shù)方案是:一種鋁合金鉆桿管體與接頭的連接結(jié)構(gòu)，鋁合金鉆桿管體與接頭的連接結(jié)構(gòu)包括:第一接頭，設(shè)置有內(nèi)螺紋段，內(nèi)螺紋段的內(nèi)螺紋齒底為斜面；第二接頭，第二接頭設(shè)置有能夠與內(nèi)螺紋段配合的外螺紋段，外螺紋段的螺紋牙型完整，且外螺紋段的螺紋齒高大于內(nèi)螺紋段的螺紋齒高。
[0006]進(jìn)一步地，第一接頭內(nèi)孔為圓錐形結(jié)構(gòu)，第一接頭具有入口端，在第一接頭內(nèi)遠(yuǎn)離入口端的方向，內(nèi)螺紋齒底的直徑逐漸減小。
[0007]進(jìn)一步地，內(nèi)螺紋齒底與內(nèi)螺紋段的軸線之間的夾角a的大小為14° <a<16°。
[0008]進(jìn)一步地，內(nèi)螺紋段的長(zhǎng)度等于外螺紋段的長(zhǎng)度。
[0009]進(jìn)一步地，內(nèi)螺紋段的錐度為1:8。
[0010]進(jìn)一步地，內(nèi)螺紋段的材料強(qiáng)度大于或等于外螺紋段的材料強(qiáng)度。
[0011]進(jìn)一步地，第一接頭有第一密封端面，第二接頭內(nèi)設(shè)置有與第一密封端面配合的第二密封端面。
[0012]進(jìn)一步地，外螺紋段的錐度為1:8。
[0013]進(jìn)一步地，第二接頭的外螺紋段的外螺紋齒頂為圓弧形。
[0014]本發(fā)明的有益效果是:通過(guò)將內(nèi)螺紋齒底設(shè)計(jì)成斜面結(jié)構(gòu)，使相互嚙合的外螺紋牙的齒高大于內(nèi)螺紋牙的齒高，在嚙合時(shí)，外螺紋齒頂因與內(nèi)螺紋齒底擠壓而沿內(nèi)螺紋齒底發(fā)生塑性變形，使嚙合后的螺紋發(fā)生自鎖，有效防止嚙合螺紋的松扣。同時(shí)，由于嚙合時(shí)外螺紋齒頂與內(nèi)螺紋齒底擠壓產(chǎn)生的塑性變形使外螺紋齒頂與內(nèi)螺紋齒底的摩擦面積增加，外螺紋齒頂與內(nèi)螺紋齒底接觸面發(fā)生粘結(jié)，進(jìn)一步增加防松效果，從而獲得更高的卸扣扭矩。此外，本發(fā)明并不需要對(duì)鋁合金鉆桿管體與接頭的連接結(jié)構(gòu)進(jìn)行加熱或者冷卻，操作更為簡(jiǎn)單，可以達(dá)到提高裝配效率的目的。
[0015]本發(fā)明能有效地實(shí)現(xiàn)管體與接頭螺紋連接間預(yù)期的密封性能和卸扣扭矩，同時(shí)，由于內(nèi)螺紋齒底與外螺紋齒頂?shù)慕佑|密封和第一密封端面與第二密封端面配合的雙重密封結(jié)構(gòu)，使接頭的密封性能更高。
【附圖說(shuō)明】
[0016]構(gòu)成本申請(qǐng)的一部分的說(shuō)明書(shū)附圖用來(lái)提供對(duì)本發(fā)明的進(jìn)一步理解，本發(fā)明的示意性實(shí)施例及其說(shuō)明用于解釋本發(fā)明，并不構(gòu)成對(duì)本發(fā)明的不當(dāng)限定。在附圖中:
[0017]圖1為根據(jù)本發(fā)明鋁合金鉆桿管體與接頭的連接結(jié)構(gòu)實(shí)施例中第一接頭的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0018]圖2為根據(jù)本發(fā)明鋁合金鉆桿管體與接頭的連接結(jié)構(gòu)實(shí)施例中第二接頭的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0019]圖3為根據(jù)本發(fā)明鋁合金鉆桿管體與接頭的連接結(jié)構(gòu)實(shí)施例中內(nèi)螺紋段和外螺紋段配合結(jié)構(gòu)示意圖。
[0020]圖中附圖標(biāo)記:10、第一接頭；11、內(nèi)螺紋段；111、內(nèi)螺紋齒底；12、第一密封端面；20、第二接頭；21、外螺紋段；211、外螺紋齒頂；22、第二密封端面。
【具體實(shí)施方式】
[0021]需要說(shuō)明的是，在不沖突的情況下，本申請(qǐng)中的實(shí)施例及實(shí)施例中的特征可以相互組合。下面將參考附圖并結(jié)合實(shí)施例來(lái)詳細(xì)說(shuō)明本發(fā)明。
[0022]如圖1至圖3所示，本發(fā)明實(shí)施例提供了一種鋁合金鉆桿管體與接頭的連接結(jié)構(gòu)，該鋁合金鉆桿管體與接頭的連接結(jié)構(gòu)包括第一接頭10和第二接頭20。其中，第一接頭10設(shè)置有內(nèi)螺紋段11，該內(nèi)螺紋段11的內(nèi)螺紋齒底111為斜面，內(nèi)螺紋齒底111為連接相鄰兩個(gè)內(nèi)螺紋齒的部分，內(nèi)螺紋齒底111與內(nèi)螺紋段11的軸線的夾角為a。第二接頭20設(shè)置有能夠與內(nèi)螺紋段11配合的外螺紋段21，外螺紋段21的螺紋齒型完整，外螺紋齒頂211為圓弧形，外螺紋段21的齒高大于內(nèi)螺紋段11的齒高。
[0023]在第一接頭10和第二接頭20配合時(shí)，由于外螺紋段21的齒高大于內(nèi)螺紋段11的齒高，外螺紋段21的外螺紋齒頂211與內(nèi)螺紋段11的內(nèi)螺紋齒底111擠壓而沿內(nèi)螺紋齒底111發(fā)生塑性變形，使嚙合后的螺紋連接發(fā)生自鎖，有效防止螺紋松扣。同時(shí)，隨著外螺紋齒頂211與內(nèi)螺紋齒底111的摩擦面積增加，摩擦力增大，使接觸面發(fā)生粘結(jié)，導(dǎo)致螺紋粘扣，獲得更高的卸扣扭矩，進(jìn)一步增加螺紋連接后的防松效果，從而獲得管體與接頭螺紋連接的預(yù)期的密封性能和卸扣扭矩。此外，由于本發(fā)明不需要對(duì)鋁合金鉆桿管體與接頭的連接結(jié)構(gòu)進(jìn)行加熱或者冷卻，不需要專門(mén)的加熱或者冷卻的設(shè)備，使裝配操作更為簡(jiǎn)單，可以達(dá)到提高裝配效率的目的。
[0024]本發(fā)明實(shí)施例中內(nèi)螺紋段11和外螺紋段21除了內(nèi)螺紋齒底111結(jié)構(gòu)不同以外，其余參數(shù)均互相匹配，所以內(nèi)螺紋段11和外螺紋段21能夠連接在一起并實(shí)現(xiàn)互相配合。
[0025]需要說(shuō)明的是，本發(fā)明實(shí)施例中內(nèi)螺紋齒底111進(jìn)行了如圖3所示的斜面設(shè)計(jì)，且內(nèi)螺紋段11的剛度不小于外螺紋段21的剛度，其目的是在外螺紋齒頂211與內(nèi)螺紋齒底111擠壓配合時(shí)，外螺紋齒頂211的頂端能夠沿內(nèi)螺紋齒底111發(fā)生塑性變形，從而使外螺紋齒頂211與內(nèi)螺紋齒底111的接觸由線接觸