[发明专利]螺旋式加重钻杆

说明书

技术领域

本发明涉及一种石油钻具，具体地讲，本发明涉及一种外设螺旋凹槽的加重钻杆。

背景技术

近百年来，石油是人类的主要能源之一，由于社会需求量很大，已探明蕴藏石油的陆地和浅海已普遍被过度开发，易开采的石油资源日渐枯竭，此危机严重影响现代人的生存和发展。各国为了得到更多的石油资源，常规做法除加大石油钻井深度外，就是寻求开发深海石油。随着钻井深度的增加，必然对石油钻杆提出更高强度要求，专为深海、深井设计的加重钻杆旨在提高强度，以满足钻深井对钻杆高抗扭要求。现有技术的加重钻杆主要从二个方面提高强度，首先是采用高强度材料制作杆体，另一方面是尽量加厚钻杆管壁，以提高抗扭能力。尽管现有技术的加重钻杆已广泛应用于深海、深井石油钻井，能够实现深海、深井钻探作业。但是，现有技术的加重钻杆钻井作业过程中时有卡钻问题发生。钻杆与钻铤结合的接头段是钻杆中最粗的一段圆柱体，钻井过程中接头段外壁与井壁接触配合，此状况形似堵塞结构。堵塞除增加摩擦力，还形成以钻杆为单元的分隔，各节钻杆之间一旦发生泥浆被堵就可能形成压差，钻杆之间压差过大会诱发卡钻问题，导致钻井不能正常进行，此问题严重制约用户钻井进度，增大钻井成本。

发明内容

本发明主要针对现有加重钻杆在钻进过程中易发生卡钻的问题，提出一种螺旋式加重钻杆。在钻杆接头段外壁均设浅表性螺旋凹槽，除不降低强度，也不影响钻杆装夹，最重要的是螺旋凹槽具有沟通作用，实现各节钻杆之间压力平衡，并有利于泥浆顺序排出。

本发明通过下述技术方案实现技术目标。

螺旋式加重钻杆，它是一体化多节细长直管构件，包括分别设在两端的母接头段和公接头段，以及中间管、管体及过渡管。所述中间管外径大于管体外径。所述过渡管的小端外径比管体外径粗，大端外径等于母接头段或公接头段外径。其改进之处在于：所述母接头段和公接头段为圆柱体，外壁均布3～5条与钻杆旋向一致的轴向右旋螺旋凹槽。

上述结构中，螺旋凹槽的横向截面为深H=3.0mm～6.0mm的弧形槽。

本发明与现有技术相比，具有以下积极效果：

1、在母接头段和公接头段外壁上外置螺旋凹槽，结构简单、制作容易；

2、母接头段和公接头段外壁上外置的螺旋凹槽，因深度较浅，不降低钻杆强度；

3、设在母接头段和公接头段外壁上的螺旋凹槽具有上下沟通作用，井内泥浆顺螺旋凹槽有序流动，达到钻杆之间压力平衡的目的，避免发生卡钻问题。

附图说明

图1是本发明结构示意图。

图2是图1A-A剖面示意图。

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所示的螺旋式加重钻杆，它是一体化多节细长直管构件，包括分别设在两端的母接头段1和公接头段5，以及中间管4、管体3及过渡管2。本实施例管体3外壁直径为127mm的螺旋式加重钻杆，位于中段的中间管4为加粗管，其外径为139.7mm，中间管4外径大于管体3外径12.7mm。所述过渡管2位于管体3与母接头段1或公接头段5之间，两端外径不等，其中的小端外径比管体3外径大3.2mm，大端外径是168.3mm，该尺寸等于母接头段1或公接头段5外径。所述母接头段1和公接头段5为外径尺寸相同的圆柱体，是钻杆最粗段，钻井过程中其外壁直接与井壁接触配合，为了减少钻杆母接头段1和公接头段5外壁与井壁的接触面积和摩擦力，本实施例在母接头段1和公接头段5外壁上，均布3条与钻杆旋向一致的轴向右旋螺旋凹槽1.1，该螺旋凹槽1.1横向截面为深H=4mm的弧形槽。设在母接头段1和公接头段5外壁上的浅表性螺旋凹槽1.1具有沟通作用，便于上下相联钻杆之间的沟通，易达到各钻杆之间压力平衡的预期。另外，螺旋凹槽1.1是通道，有利于井内泥浆顺序排出，为持续钻井作业创造了良好的条件，大大有利于用户提高钻井效率。

本发明设置螺旋凹槽1.1数量，主要依据母接头段1或公接头段5的外径确定，Φ130mm以下配置3条深H=3.0mm的弧形螺旋凹槽1.1，Φ130mm～Φ180mm配置4条深H=5.0mm的弧形螺旋凹槽1.1，Φ180mm以上则配置5条深H=6.0mm的弧形螺旋凹槽1.1。尽管不同规格的钻杆，配置螺旋凹槽1.1数量不等，但应用效果基本相同。