[发明专利]带螺纹的薄壁钻管接头

说明书

技术领域

本发明涉及一种用于钻管的接头，并且更特别地涉及用于薄壁钻 管的带螺纹的接头。

背景技术

用于钻管的接头将扭矩力从一个管部分传递到另一个管部分。由 于较薄的壁厚，接头通常比管的其余部分更脆弱。在特定的钻凿深度 下，钻管变得太长，以至于重量比所需的钻凿推进力还要大。为了在 钻管的钻头端保持所需的钻凿推进力，在钻管的相对端需要增大的回 拉张力负荷。因此，当钻凿深度变深时，接头需要高的张力负荷能力。

可以修改带螺纹的接头以使其更坚固。US 5,788,401中提出了这 样一种技术方案，其中公开了一种具有负的螺纹压力侧面的薄壁钻管 接头。利用相对于与中心轴线垂直的方向成7.5°-15°的负压力侧面以提 供降低的应力状态，从而解决问题。进一步，接头的螺纹段沿着接头 的轴向长度渐缩，且保持螺纹深度。这一技术方案的问题在于这样的 钻管接头难以制造。

因此，需要一种改进的钻管接头。

发明内容

本发明的目的在于提供一种改进的用于薄壁钻管的接头。一个特 别的目的在于提供一种既坚固又容易制造的接头。所述接头包括阳型 构件和阴型构件，它们通过螺纹连接而可以互相连接起来。

根据第一方面，提供了一种在薄壁钻管中的接头的构件，其具有 中心轴线并且包括用于形成螺纹接头的螺纹，其中，所述螺纹具有螺 纹底部、螺纹顶部、压力侧面和间隙侧面，其特征在于，所述压力侧 面具有相对于与中心轴线垂直的方向成小于7.5°、但大于0°的负角的 部分。

当讨论所述侧面和螺纹顶部的角度时，可以理解的是，所意图的 是各个表面的主要角度，并且在各表面的边缘处的任何半径都应当被 忽略。

所述接头的强度部分地取决于接头部件的壁厚。浅的螺纹深度能 使接头构件的壁厚更大。利用这种技术方案，螺纹深度能够被减小并 且壁厚增大，从而提供为更深的钻凿提供更坚固的接头。可以使张力 从424000N增大至479000N，这能转换成增加大约300m的更深的钻凿。

负角被定义为产生底切侧面表面的角度。对于薄壁钻管，这意味 着管具有的壁厚，不包括所述螺纹，大约是3mm-6.4mm、大约 3mm-5.6mm或者大约3mm-4.2mm。

在进一步的实施例中，压力侧面部分相对于与中心轴线垂直的方 向的负角可以是大约1°-6°、大约2°-5°、大约4°-5°或者大约5°。

为了能够减小螺纹深度以获得增大的壁厚，所述构件的材料必须 足够坚固以应付由于减小深度而在螺纹上增大的张力负荷。一个实施 例提供了一种由基本上完全硬化钢制成的接头构件。当钢是完全硬化 的而不仅仅是表面硬化时，不会产生能导致螺纹顶部破裂的热影响区。

在进一步的实施例中，被定义为在螺纹底部和螺纹顶部之间的径 向距离的螺纹深度可以是大约0.5mm-0.8mm、大约0.5mm-0.7mm或者 大约0.5mm-0.6mm。

为了能够更有效地利用所述螺纹深度以用于更效的力传递以及更 好的张力负荷能力，在一个实施例中，在螺纹底部和螺纹顶部中的至 少一个的材料厚度可以朝向构件的端部渐缩。这意味着螺纹深度沿着 构件的有螺纹在其上延伸的表面不是恒定的。该技术方案可以是，当 阳型构件连接至阴型构件时，在阳型构件和阴型构件之间产生渐缩的 间隙。具有这种效果的进一步优点是，可以在螺纹之间为灰尘和油脂 提供更多的空间，否则灰尘和油脂可能引起干扰并且在连接中减少张 力负荷能力。

在另一个实施例中，螺纹底部可以与中心轴线基本上平行，并且 螺纹顶部的材料厚度朝向所述构件的端部渐缩。

在一个实施例中，螺纹的间隙侧面可以具有相对于与中心轴线垂 直的方向成小于45°的角度的部分。

在另一个实施例中，螺纹的间隙侧面可以具有这样一部分，所述 部分的角度在所述螺纹的不同段是不同。在靠近构件的端部定位的第 一螺纹段上的相当大的角度可以促进阳型构件与阴型构件的装配。然 后，在一个实施例中，间隙侧面可以具有相对于与中心轴线垂直的方 向成大约10°到40°、大约20°到35°或者大约30°的角度的部分。