[发明专利]焊接式加重钻杆焊接头增强结构

说明书

技术领域

本发明涉及一种用于钻杆焊接接头结构设计，具体地讲，本发明涉及一种焊接式加重钻杆焊接头增强结构。

背景技术

石油钻杆和加重石油钻杆同属一类结构的细长杆件，管体两端分别设有内螺纹接头和外螺纹接头。现有工艺条件下，内螺纹接头和外螺纹接头采用摩擦焊工艺实现与管体轴向连接。石油钻杆是一种直接传递扭矩的钻井工具，必须具有足够的抗扭强度，加重石油钻杆因工作时承载负荷大，对抗扭能力有更高要求。传统石油钻杆和加重石油钻杆两端的焊接头是管体分别与内螺纹接头、外螺纹接头等径对接形成的，此焊缝接头结构简单，制作工艺简便，在相同面积条件下易实现对接。但是，与管体等径的焊接头两侧热影响区是抗扭能力最弱处，此缺陷存在必然严重制约钻杆施工效率的提升。

发明内容

本发明主要针对现有技术的不足，提出一种焊接式加重钻杆焊接头增强结构，该结构将焊接头位置设在内螺纹接头和外螺纹接头圆锥台肩处，通过增加对接面积来增强焊接头抗扭能力。

本发明通过下述技术方案实现技术目标。

焊接式加重钻杆焊接头增强结构，它是管体两端面分别与内螺纹接头、外螺纹接头端面连接而成。其改进之处在于：管体轴向两端设有径向外凸的圆锥台肩，该圆锥台肩分别与内螺纹接头、外螺纹接头的圆锥台肩端面对焊形成焊接头。

上述结构中，管体轴向两端径向外凸的圆锥台肩大端面朝外，小直径端始于管体端部外壁且通过圆弧过渡，径向外凸圆锥台肩的锥度同内螺纹接头或外螺纹接头相连接的圆锥台肩锥度相同。管体轴向两端径向外凸的圆锥台肩大直径端面小于或等于管体毛坯直径值。

本发明与现有技术相比，具有以下积极效果：

1、在管体轴向两端预置径向外凸圆锥台肩结构简单，制作容易；

2、将管体与内螺纹接头或外螺纹接头的结合面设在圆锥台肩处，因结合面直径大于管体直径，显著增加结合面积，经摩擦焊形成的焊接 接头抗扭强度大于管体抗扭强度。

附图说明

图1是本发明结构示意图，图中焊接接头位于圆锥台肩处。

图2是图1A处局部结构放大图。

图3是现有技术结构示意图，图中管体两端与内螺纹接头或外螺纹接头的过渡轴端结合。

具体实施方式

下面根据附图并结合实施例，对本发明作进一步说明。

图1所示的焊接式加重钻杆焊接头增强结构，它是管体3两端面分别与内螺纹接头1、外螺纹接头4端面连接而成。管体3轴向两端设有径向外凸的圆锥台肩，该圆锥台肩大端面朝外，小端面始于管体3端部外壁且通过圆弧过渡，形成锥度同内螺纹接头1或外螺纹接头4圆锥台肩的锥度相同。管体3轴向两端径向外凸的圆锥台肩分别与内螺纹接头1、外螺纹接头4对接，经摩擦焊工艺形成焊接头2，因焊接头2始于管体3轴向两端径向外凸的圆锥台肩大端，该结合面直径大于管体3直径。本实施例中管体3轴向两端外凸的圆锥台肩小端始于管体3端部外壁且通过圆弧过渡，以5寸加重钻杆为例小端直径为φ130.2mm，大端直径为φ139.7mm，大端面直径小于管体3毛坯直径2.3mm。此结合面比管体3轴向两端不设外凸圆锥台肩大15.67%，所以焊接头2和两侧的影响区抗扭强度比管体3强，钻井时尽可能地发挥加重钻杆结构强度，既能提高钻井效率，又减少钻杆损坏率。