[实用新型]一种焊接式方钻杆

说明书

技术领域

 本实用新型涉及一种石油、天然气、煤层气、页岩气钻探过程中的钻井工具，尤其适应勘探井、地质井用的焊接式方钻杆。

背景技术

方钻杆是油气钻探中的重要组成部分，在钻井时承受着拉伸、压缩、扭转、弯曲以及冲击等各种交变载荷的作用，其内孔还受到高压钻井液的冲刷和腐蚀，工况极为复杂，工作条件恶劣。

方钻杆位于钻柱的最上端，有四方形和六方形两种。在转盘钻井中，方钻杆与方补心、转盘补心配合，将地面转盘扭矩传递给钻杆，以带动钻头旋转；并承受钻柱悬重重量。使用涡轮钻具和螺杆钻具钻井时，方钻杆承受钻柱的全部重量和反扭矩，还用来测量井深，为钻井液提供循环通道。

在石油、天然气钻探过程中，经常会用到76.2mm方钻杆，其上端内螺纹连接标准外径φ196.8mm，螺纹型号6 5/8REG LH左旋，加厚端长度406.4mm；下端外螺纹连接标准外径φ104.8mm，螺纹型号NC31，下部加厚端长度508mm；中间驱动部分由φ85.72mm的外圆加工成对边宽为76.2mm、长度11280mm的方形。由于上下端外圆相差92mm，方钻杆总长12190mm，采用锻造工艺加工时难度大，操作机夹持不方便，锻造成本昂贵；随后锻件在常规通过式中频热处理中无法处理，井式炉、箱式炉中热处理工件太长易变形，调质处理后的机械性能指标不能保证。若采用外圆φ210mm调质工件整体车制，价格同样不菲，浪费原材料。

发明内容

本实用新型针对上述现有技术存在的问题，提供了一种焊接式方钻杆，比整体锻造降低加工难度，减少热处理变形，降低钻具生产成本，可满足石油、天然气钻井的需要。

本实用新型采用的的技术方案如下：

该焊接式方钻杆包括上部加厚端、中间驱动部分和下部加厚端, 以及上部加厚端与驱动部分、驱动部分与下部加厚端之间的过渡圆锥部分，该钻杆横截面内孔为圆形；所述驱动部分与上部加厚端部分采用焊接方式连接；所述上部加厚端带锥体内螺纹，为左旋内螺纹，所述下部加厚端带锥体外螺纹，为右旋外螺纹。

进一步，所述焊接方式是在驱动部分距离上部加厚端台肩面750～950mm处采用40°～60°的U形坡口焊接。

进一步，所述坡口采用低合金高强度钢CHE907Cr焊条焊接。

所述驱动部分横截面外形为正六边形或正四边形。

进一步，所述驱动部分横截面正六边形钻杆对边宽76.2mm，长度11280mm；所述驱动部分与上部加厚端有R76.2mm的过渡圆弧，驱动部分与下部加厚端有R50.8mm的过渡圆弧。

所述驱动部分与上、下部加厚端的过渡圆锥部分分别与上、下部加厚端的夹角为45°。

所述上部加厚端锥体内螺纹规格型号为6 5/8REG LH，螺纹牙型V-050，锥度1/6，内螺纹长度130.18mm；所述下部加厚端锥体外螺纹规格型号NC31，螺纹牙型V-038，锥度1/6，外螺纹锥部长度88.90 mm。

该焊接式方钻杆总长12190mm，采用ASTM A304《保证淬透性结构钢》中的优质合金结构钢4145H，其主要化学成分为：C 0.42%～0.49%，Mn 0.65%～1.10%, Si0.15%～0.35%, P≤0.025%，S≤0.025% ，Al  全≥0.020%，Cr0.75%～1.20%, Mo0.15%～0.25%。

本实用新型的有益效果是，该焊接式方钻杆，钻杆驱动部分与上部加厚端采用40°～60°的U形坡口焊接方式，比整体锻造降低加工难度，减少热处理变形，可降低钻具生产成本，并能满足实际钻井的需要。该方钻杆整体选用保证淬透性优质合金结构钢，皮下硬度≥285HB，耐冲击，适应石油、天然气等行业勘探井、地质井的钻探开发。

附图说明

图1为焊接式方钻杆的结构示意图；

图2是焊接式方钻杆坡口焊接示意图。

具体实施方式

以下结合附图进一步介绍本实用新型的实施例。

如图1所示，该焊接式方钻杆包括上部加厚端1、中间驱动部分3、下部加厚端6，上部加厚端1与驱动部分3之间有过渡圆锥部分2，下部加厚端6与中间驱动部分3之间有过渡圆锥部分5，该钻杆横截面内孔为圆形；上部加厚端1带锥体内螺纹1a，内螺纹1a为左旋螺纹，下部加厚端6带锥体外螺纹6a，外螺纹6a为右旋螺纹。