[实用新型]一种提高疲劳强度的双台肩钻杆

说明书

技术领域

本实用新型涉及石油钻井技术领域，特别涉及一种钻井井下钻杆，是一种双台肩钻杆。

背景技术

目前，近年来，油气钻探环境日益苛刻，油气井深度不断增加，深井、定向井、水平井不断增多，由于这些井摩阻巨大，井眼尺寸有限，要求钻杆有足够的抗扭强度，同时有良好的水力性能，因此需要减小的钻杆接头外径、增大钻杆接头内径。目前普遍使用的API标准钻杆无法满足这些井的需求，这就需要开发非API标准钻杆。

API标准钻杆接头的抗扭强度稍低于管体，API标准钻杆接头是一种具有旋转台肩的锥管螺纹接头，内外螺纹接头旋紧后，旋转台肩紧密接触，起密封作用。如果钻杆承受的扭矩大于接头的抗扭强度，便发生内螺纹接头的胀大或外螺纹接头的伸长变形。显然要增加钻杆接头的抗扭强度，就必须增大外径、减小内径，但过大的外径、过小的内径，将影响钻杆下井、增加钻柱的摩阻、阻碍泥浆的流动。所以API标准钻杆接头的抗扭强度一般低于钻杆管体、且尺寸较大。

实用新型内容

本实用新型的目的是：提供一种提高疲劳强度的双台肩钻杆，在保证足够抗扭强度、明显提高水力性能的同时，接头的抗疲劳强度高于同级钻杆。

本实用新型采用的技术方案是：提高疲劳强度的双台肩钻杆，主要由钻杆本体、内螺纹接头和外螺纹接头组成，圆柱体形钻杆本体有中心孔，在钻杆本体两端分别有内螺纹接头和外螺纹接头，其特征在于：在外螺纹接头上有环形主承扭台肩，主承扭台肩的位置在外螺纹的根部，并且主承扭台肩平面与钻杆本体中心线垂直；在内螺纹接头上有环形辅助承扭台肩，辅助承扭台肩的位置在内螺纹的根部，并且辅助承扭台肩平面与钻杆本体中心线垂直；主承扭台肩到外螺纹接头端面的距离与辅助承扭台肩到内螺纹接头端面的距离相等。

双台肩钻杆的螺纹结构与API标准相同，所以本发明钻杆接头能与API标准接头互换。中心孔内径不大于同钢级、同规格、同样螺纹的API标准钻杆接头内径20％；内螺纹接头和外螺纹接头的外径不小于同钢级、同规格、同样螺纹的API标准钻杆接头外径5％。

由于双台肩钻杆接头比API标准接头多了一个辅助扭矩台肩，所以在保持接头抗扭强度等于或稍小于钻杆管体的情况下，可增大接头内径，减少接头外径。因而减小了钻柱摩阻、增大了钻柱水力性能。但调查发现，如果过度扩大接头内径或过度减少接头外径，将导致钻杆接头早期疲劳失效。计算表明扩大接头内径或减少接头外径将减少接头截面积，增大接头应力，计算表明如果内径大于同钢级、同规格、同样螺纹API标准钻杆接头内径20％，或外径小于同钢级、同规格、同螺纹形式API标准钻杆接头外径4％，那么内螺纹接头或外螺纹接头的应力集中将可能大于管体加厚过度处。所以双台肩钻杆接头的内径不能无限制扩大、外径不能无限制缩小，必须考虑疲劳强度。

本实用新型的有益效果：本实用新型提高疲劳强度的双台肩钻杆，在保证足够抗扭强度、明显提高水力性能的同时，接头的抗疲劳强度高于同级钻杆。

附图说明

图1是本实用新型提高疲劳强度的双台肩钻杆两端接头连接结构剖面示意图。

图中，1.内螺纹接头，2.主扭矩台肩，3.辅助扭矩台肩，4.外螺纹接头，5.螺纹。

具体实施方式

实施例1：以一个规格为139mm，钢级为S135的提高疲劳强度的双台肩钻杆为例，对本实用新型作进一步详细说明。

参阅图1。本实用新型提高疲劳强度的双台肩钻杆，主要由钻杆本体、内螺纹接头1和外螺纹接头4组成，圆柱体形钻杆本体有中心孔，在钻杆本体两端分别有内螺纹接头1和外螺纹接头4。内螺纹接头1和外螺纹接头4的外径是181mm，内径是89mm，螺纹5采用API5 1/2″FH。在外螺纹接头4上有环形主承扭台肩2，主承扭台肩2的位置在外螺纹的根部，并且主承扭台肩2平面与钻杆本体中心线垂直；在内螺纹接头1上有环形辅助承扭台肩3，辅助承扭台肩3的位置在内螺纹的根部，并且辅助承扭台肩3平面与钻杆本体中心线垂直；主承扭台肩2到外螺纹接头4端面的距离与辅助承扭台肩3到内螺纹接头1端面的距离相等。

实施例2：与实施例1不同点是：提高疲劳强度的双台肩钻杆的规格为127mm，钢级为S135的高疲劳强度双台肩钻杆，内螺纹接头1和外螺纹接头4的外径为165mm，内径为83mm，接头螺纹采用API NC50。