一種不同配合錐度的鉆桿接頭連接結(jié)構(gòu)的制作方法
【專利摘要】本實(shí)用新型屬于石油天然氣和礦產(chǎn)開(kāi)采領(lǐng)域,具體涉及一種不同配合錐度的鉆桿接頭連接結(jié)構(gòu)。一種不同配合錐度的鉆桿接頭連接結(jié)構(gòu),包括外螺紋接頭和內(nèi)螺紋接頭,外螺紋接頭為帶有外螺紋的錐度外螺紋接頭,外螺紋采用梯形螺紋結(jié)構(gòu)或三角螺紋結(jié)構(gòu),外螺紋沿軸向的錐度為m,錐度m為1:6~1:32;內(nèi)螺紋接頭為與外螺紋接頭相配合的帶有內(nèi)螺紋的錐度內(nèi)螺紋接頭,內(nèi)螺紋采用梯形螺紋結(jié)構(gòu)或三角螺紋結(jié)構(gòu),內(nèi)螺紋的錐度為n,錐度n為1:5.9~1:31.9。本實(shí)用新型公開(kāi)的一種不同配合錐度的鉆桿接頭連接結(jié)構(gòu)通過(guò)不同錐度螺紋的嚙合控制螺紋大端和小端各自的配合間隙,進(jìn)而改善外螺紋大端根部的受力情況,使外螺紋承受的載荷比例分布更均衡。
【專利說(shuō)明】
一種不同配合錐度的鉆桿接頭連接結(jié)構(gòu)
技術(shù)領(lǐng)域
[0001]本實(shí)用新型屬于石油天然氣和礦產(chǎn)開(kāi)采領(lǐng)域,具體涉及一種不同配合錐度的鉆桿接頭連接結(jié)構(gòu)。
【背景技術(shù)】
[0002]鉆桿是鉆探施工中的重要工具,用來(lái)傳遞鉆機(jī)的扭矩和給進(jìn)/起拔力。作為鉆進(jìn)過(guò)程中的主要傳力和受力部件,鉆桿在孔內(nèi)受到拉、壓、彎、扭以及振動(dòng)等各種載荷的復(fù)合作用,所以經(jīng)常出現(xiàn)鉆桿斷裂的事故,不僅影響生產(chǎn),而且造成人力、財(cái)力的損失。統(tǒng)計(jì)結(jié)果顯示,鉆桿的危險(xiǎn)斷面位于外螺紋大端根部。
[0003]傳統(tǒng)的鉆桿接頭連接結(jié)構(gòu)主要采用兩種方式:第一種是相同錐度的螺紋配合,螺紋嚙合之后,從螺紋的大端到小端,螺紋的配合間隙均保持一致;第二種是部分繩索取心鉆桿的接頭螺紋雖然設(shè)計(jì)為不同的錐度,但是為了增強(qiáng)螺紋的連接剛性,螺紋大端采用過(guò)盈配合。這兩種鉆桿接頭連接結(jié)構(gòu),外螺紋大端根部均為受力最大點(diǎn),即鉆桿的危險(xiǎn)斷面位于外螺紋大端根部。
【實(shí)用新型內(nèi)容】
[0004]實(shí)用新型目的:本實(shí)用新型針對(duì)上述現(xiàn)有技術(shù)存在的問(wèn)題做出改進(jìn),即本實(shí)用新型公開(kāi)了一種不同配合錐度的鉆桿接頭連接結(jié)構(gòu),在不改變鉆桿壁厚和基面中徑的基礎(chǔ)上,通過(guò)改變外螺紋或者內(nèi)螺紋其中之一的錐度,改善外螺紋大端根部的受力情況,使外螺紋承受的載荷比例分布更為均衡。
[0005]技術(shù)方案:一種不同配合錐度的鉆桿接頭連接結(jié)構(gòu),包括外螺紋接頭和內(nèi)螺紋接頭,
[0006]所述外螺紋接頭為帶有外螺紋的錐度外螺紋接頭,所述外螺紋采用梯形螺紋結(jié)構(gòu)或三角螺紋結(jié)構(gòu),所述外螺紋沿軸向的錐度為m,錐度m為1:6?1:32;
[0007]所述內(nèi)螺紋接頭為與所述外螺紋接頭相配合的帶有內(nèi)螺紋的錐度內(nèi)螺紋接頭,所述內(nèi)螺紋采用梯形螺紋結(jié)構(gòu)或三角螺紋結(jié)構(gòu),所述內(nèi)螺紋的錐度為n,錐度η為1:5.9?1:31.9ο
[0008]進(jìn)一步地,所述外螺紋接頭沿軸向的錐度m小于內(nèi)螺紋接頭沿軸向的錐度η。
[0009]進(jìn)一步地,所述外螺紋的梯形螺紋結(jié)構(gòu)一側(cè)的牙側(cè)角為-5°?60°,另一側(cè)的牙側(cè)角為-5。?60。ο
[0010]進(jìn)一步地,所述內(nèi)螺紋的梯形螺紋結(jié)構(gòu)一側(cè)的牙側(cè)角為-5°?60°,另一側(cè)的牙側(cè)角為-5。?60。ο
[0011]進(jìn)一步地,所述外螺紋的三角形螺紋結(jié)構(gòu)的兩側(cè)具有相同的牙側(cè)角,該牙側(cè)角為
27.5。?33。。
[0012]進(jìn)一步地,所述內(nèi)螺紋的三角形螺紋結(jié)構(gòu)的兩側(cè)具有相同的牙側(cè)角,該牙側(cè)角為
27.5。?33。。
[0013]有益效果:本實(shí)用新型公開(kāi)的一種不同配合錐度的鉆桿接頭連接結(jié)構(gòu)通過(guò)不同錐度螺紋的嚙合控制螺紋大端和小端各自的配合間隙,進(jìn)而改善外螺紋大端根部的受力情況,使外螺紋承受的載荷比例分布更為均衡。
【附圖說(shuō)明】
[0014]圖1是本實(shí)用新型公開(kāi)的一種不同配合錐度的鉆桿接頭連接結(jié)構(gòu)的示意圖;
[0015]圖2是圖1的A處的局部放大圖;
[0016]圖3是鉆桿的結(jié)構(gòu)示意圖;
[0017]圖4是同一配合錐度的鉆桿接頭連接結(jié)構(gòu)示意圖;
[0018]圖5是圖4的B處的局部放大圖;
[0019]其中:
[0020]1-外螺紋接頭2-內(nèi)螺紋接頭【具體實(shí)施方式】:
[0021 ]下面對(duì)本實(shí)用新型的【具體實(shí)施方式】詳細(xì)說(shuō)明。
[0022]具體實(shí)施例1
[0023]—種不同配合錐度的鉆桿接頭連接結(jié)構(gòu),包括外螺紋接頭和內(nèi)螺紋接頭,
[0024]外螺紋接頭為帶有外螺紋的錐度外螺紋接頭,外螺紋采用梯形螺紋結(jié)構(gòu),外螺紋沿軸向的錐度為m,錐度m為1:6;
[0025]內(nèi)螺紋接頭為與外螺紋接頭相配合的帶有內(nèi)螺紋的錐度內(nèi)螺紋接頭,內(nèi)螺紋采用梯形螺紋結(jié)構(gòu),內(nèi)螺紋的錐度為η,錐度η為1:5.9。
[0026]進(jìn)一步地,外螺紋接頭沿軸向的錐度m小于內(nèi)螺紋接頭沿軸向的錐度η。
[0027]進(jìn)一步地,外螺紋的梯形螺紋結(jié)構(gòu)一側(cè)的牙側(cè)角為-5°,另一側(cè)的牙側(cè)角為30°。
[0028]進(jìn)一步地,內(nèi)螺紋的梯形螺紋結(jié)構(gòu)一側(cè)的牙側(cè)角為-5°,另一側(cè)的牙側(cè)角為30°。
[0029]為了改善鉆桿外螺紋根部的受力情況,本實(shí)用新型在不改變鉆桿壁厚和基面中徑的基礎(chǔ)上,通過(guò)改變外螺紋或者內(nèi)螺紋其中之一的錐度,改善外螺紋大端根部的受力情況,使外螺紋承受的載荷比例分布更為均衡。
[0030]如圖3所示,鉆桿包括外螺紋接頭I和內(nèi)螺紋接頭2,外螺紋接頭I和內(nèi)螺紋接頭2沿軸向的錐度分別為m和η。
[0031]圖4是現(xiàn)有鉆桿螺紋設(shè)計(jì)采用最多的同一配合錐度的鉆桿接頭連接結(jié)構(gòu),S卩m= n。圖5是同一配合錐度的鉆桿接頭連接后的螺紋嚙合局部放大示意圖,從圖中可以看出,外螺紋接頭和內(nèi)螺紋接頭的基面中徑相同,所以鉆桿螺紋的配合間隙從大端到小端均保持一致,根據(jù)鉆桿螺紋的有限元模型進(jìn)行等效應(yīng)力分析,鉆桿螺紋的危險(xiǎn)斷面是外螺紋接頭大端根部,實(shí)際使用效果也證實(shí)了這一點(diǎn)。
[0032]圖1所示的是本實(shí)用新型,一種不同配合錐度的鉆桿接頭連接結(jié)構(gòu),參照?qǐng)D3,同樣,鉆桿包括外螺紋接頭I和內(nèi)螺紋接頭2,外螺紋接頭I和內(nèi)螺紋接頭2沿軸向的錐度分別為m和n,和圖4結(jié)構(gòu)不同的是,外螺紋接頭I的錐度m和內(nèi)螺紋接頭2的錐度η不同,并且m<n。
[0033]圖2是本實(shí)用新型鉆桿連接后的螺紋嚙合局部放大示意圖,從圖中可以看出,在K點(diǎn)左邊,即靠近螺紋大端部位,外螺紋和內(nèi)螺紋嚙合之后為間隙配合,在K點(diǎn),外螺紋和內(nèi)螺紋的配合間隙為O,在K點(diǎn)右邊,即靠近螺紋小端部位,外螺紋和內(nèi)螺紋嚙合之后為過(guò)盈配合。這種配合方式使得螺紋的大端所承受的力和扭矩相對(duì)減小,能夠有效改善外螺紋大端根部的受力情況,使外螺紋承受的載荷比例分布更為均衡。
[0034]因此,本實(shí)用新型在不改變鉆桿壁厚和基面中徑的基礎(chǔ)上,通過(guò)改變外螺紋或者內(nèi)螺紋其中之一的錐度,改變鉆桿危險(xiǎn)斷面的受力,有效提高鉆桿的疲勞強(qiáng)度和使用壽命。
[0035]具體實(shí)施例2
[0036]與具體實(shí)施例1大致相同,區(qū)別僅僅在于:
[0037]錐度m為1:32;
[0038]錐度η為1:31.9
[0039]進(jìn)一步地,外螺紋的梯形螺紋結(jié)構(gòu)一側(cè)的牙側(cè)角為0°,另一側(cè)的牙側(cè)角為60°。
[0040]進(jìn)一步地,內(nèi)螺紋的梯形螺紋結(jié)構(gòu)一側(cè)的牙側(cè)角為0°,另一側(cè)的牙側(cè)角為60°。
[0041 ]具體實(shí)施例3
[0042]與具體實(shí)施例1大致相同,區(qū)別僅僅在于:
[0043]錐度
[0044]錐度n為1:8;
[0045]外螺紋的梯形螺紋結(jié)構(gòu)一側(cè)的牙側(cè)角為60°,另一側(cè)的牙側(cè)角為-5°。
[0046]內(nèi)螺紋的梯形螺紋結(jié)構(gòu)一側(cè)的牙側(cè)角為60°,另一側(cè)的牙側(cè)角為-5°。
[0047]具體實(shí)施例4
[0048]與具體實(shí)施例1大致相同,區(qū)別僅僅在于:
[0049]錐度
[0050]錐度η為1:5.9;
[0051 ]外螺紋采用三角螺紋結(jié)構(gòu);
[0052]內(nèi)螺紋采用三角螺紋結(jié)構(gòu);
[0053]外螺紋的三角形螺紋結(jié)構(gòu)的兩側(cè)具有相同的牙側(cè)角,該牙側(cè)角為27.5°。
[0054]內(nèi)螺紋的三角形螺紋結(jié)構(gòu)的兩側(cè)具有相同的牙側(cè)角,該牙側(cè)角為27.5°。
[0055]具體實(shí)施例5
[0056]與具體實(shí)施例1大致相同,區(qū)別僅僅在于:
[0057]錐度m為1:32;
[0058]錐度η為1:31.9;
[0059]外螺紋采用三角螺紋結(jié)構(gòu);
[0060]內(nèi)螺紋采用三角螺紋結(jié)構(gòu);
[0061]外螺紋的三角形螺紋結(jié)構(gòu)的兩側(cè)具有相同的牙側(cè)角,該牙側(cè)角為33°。
[0062]內(nèi)螺紋的三角形螺紋結(jié)構(gòu)的兩側(cè)具有相同的牙側(cè)角,該牙側(cè)角為33°。
[0063]具體實(shí)施例6
[0064]與具體實(shí)施例1大致相同,區(qū)別僅僅在于:
[0065]錐度m為1:16;
[0066]錐度n為1:8;
[0067]外螺紋采用三角螺紋結(jié)構(gòu);
[0068]內(nèi)螺紋采用三角螺紋結(jié)構(gòu);
[0069]外螺紋的三角形螺紋結(jié)構(gòu)的兩側(cè)具有相同的牙側(cè)角,該牙側(cè)角為30°。
[0070]內(nèi)螺紋的三角形螺紋結(jié)構(gòu)的兩側(cè)具有相同的牙側(cè)角,該牙側(cè)角為30°。
[0071]上面對(duì)本實(shí)用新型的實(shí)施方式做了詳細(xì)說(shuō)明。但是本實(shí)用新型并不限于上述實(shí)施方式,在所屬技術(shù)領(lǐng)域普通技術(shù)人員所具備的知識(shí)范圍內(nèi),還可以在不脫離本實(shí)用新型宗旨的前提下做出各種變化。
【主權(quán)項(xiàng)】
1.一種不同配合錐度的鉆桿接頭連接結(jié)構(gòu),其特征在于,包括外螺紋接頭和內(nèi)螺紋接頭, 所述外螺紋接頭為帶有外螺紋的錐度外螺紋接頭,所述外螺紋采用梯形螺紋結(jié)構(gòu)或三角螺紋結(jié)構(gòu),所述外螺紋沿軸向的錐度為m,錐度m為1:6?1:32; 所述內(nèi)螺紋接頭為與所述外螺紋接頭相配合的帶有內(nèi)螺紋的錐度內(nèi)螺紋接頭,所述內(nèi)螺紋采用梯形螺紋結(jié)構(gòu)或三角螺紋結(jié)構(gòu),所述內(nèi)螺紋的錐度為n,錐度η為1:5.9?1:31.9;所述外螺紋接頭沿軸向的錐度m小于內(nèi)螺紋接頭沿軸向的錐度η; 所述外螺紋的梯形螺紋結(jié)構(gòu)一側(cè)的牙側(cè)角為-5°?60°,另一側(cè)的牙側(cè)角為-5°?60° ; 所述內(nèi)螺紋的梯形螺紋結(jié)構(gòu)一側(cè)的牙側(cè)角為-5°?60°,另一側(cè)的牙側(cè)角為-5°?60° ; 所述外螺紋的三角形螺紋結(jié)構(gòu)的兩側(cè)具有相同的牙側(cè)角,該牙側(cè)角為27.5°?33°; 所述內(nèi)螺紋的三角形螺紋結(jié)構(gòu)的兩側(cè)具有相同的牙側(cè)角,該牙側(cè)角為27.5°?33°。
【文檔編號(hào)】E21B17/042GK205677546SQ201620443092
【公開(kāi)日】2016年11月9日
【申請(qǐng)日】2016年5月16日 公開(kāi)號(hào)201620443092.5, CN 201620443092, CN 205677546 U, CN 205677546U, CN-U-205677546, CN201620443092, CN201620443092.5, CN205677546 U, CN205677546U
【發(fā)明人】彭臘梅, 劉偉, 鄧代傳, 田小軍, 楊英男
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