[发明专利]抗卡住的钻柱部件

说明书

本发明的实现方式包括钻柱部件，其具有围绕本体延伸的螺纹。所述螺纹的前端可具有抗卡住和错扣的构型。具体地说，所述螺纹的所述前端可包括垂直于所述本体的平坦表面。所述螺纹的所述前端可提供到全螺纹深度的陡然转变，所述陡然转变有助于减少或消除错扣。所述螺纹的前端可被定向为相对于所述钻柱部件的轴线成角度。当配合的公螺纹和母螺纹被类似地构造时，所述配合螺纹沿螺纹头面处的界面一起滑动，并且被拧入完全螺纹联接的情况。所述螺纹头可具有全周长配合而无卡住位置。

本申请是申请人为长年TM公司、申请日为2012年1月20日的PCT国际申请PCT/US2012/022063进入中国国家阶段的中国申请201280010513.X的分案申请。

发明背景

1.发明领域

本发明的实现方式总体上涉及用于钻井的部件和系统。具体地说，本发明的实现方式涉及在上紧期间抗卡住的钻井部件。

2.相关技术

螺纹连接早已被人所熟知，并且螺纹提供的显著优点是在于，螺纹的螺旋结构可以将旋转的运动和力转换为直线的运动和力。螺纹存在于许多类型的元件上，并且可用于无限的应用和行业之中。举例来说，螺纹对于螺钉、螺栓、以及其它类型的机械紧固件来说是必要的，所述螺纹可接合表面(例如，在螺钉的情况下)或用于与螺帽连接(例如，在螺栓的情况下)，以便将多个元件保持在一起、向元件施加力、或用于其它适合的目的。拧螺纹在其中元件被机械地紧固到一起的几乎任何行业中也是常见的。举例来说，在管道应用中，管子被用来在压力下输送液体或气体。管子可具有与毗连的管子、插头、适配器、连接件、或其它结构的相应的螺纹配合的螺纹端。螺纹可用于形成液密的密封件以便防止在连接部位处的流体泄漏。

油田、勘探、以及其它钻井技术也广泛使用螺纹。举例来说，当挖井时，套管元件可被放置在井内。套管通常具有固定的长度，并且多个套管是彼此固定的，以便产生所需高度的套管。可将套管通过在其相反的两端使用螺纹而连接在一起。类似地，由于钻井元件被用来产生井或在井内部放置物体，因此可以使用钻杆或其它类似装置。在井的深度为足够大的地方，多个钻杆可被连接到一起，这可通过在钻杆相反的两端使用配合螺纹而变得容易。通常，钻杆和套管是非常大的，并且为了将杆或套管拧在一起，机器要施加较大的力。

已做出了重大努力来使螺纹标准化，并且已制定多种螺纹标准来允许不同的制造商生产可互换零件。举例来说，示例性标准化方案包括统一螺纹标准(UTS)、英国标准惠氏螺纹(BSW)、英国标准圆锥管螺纹(BSPT)、国家管螺纹锥形螺纹(NPT)、国际标准化组织(ISO)公制螺纹、美国石油协会(API)螺纹、以及为数众多的其它螺纹标准化方案。

在当不同制造商的部件被匹配到一起时标准化已允许更大的可预测性和互换性的同时，标准化还已减少了螺纹设计的革新量。反而，可使用现有的横截面形状(或螺纹牙型)以及螺纹导程、螺距和螺纹头数的不同组合来产生螺纹。具体地说，导程是指沿覆盖在一个完整旋转中的轴线的直线距离。螺距是指从一条螺纹的牙顶到相邻的螺纹的牙顶的距离，并且螺纹头是指缠绕在螺纹紧固件圆筒上的螺纹头数或脊。单头连接件是最常见的，并且其包括缠绕在紧固件本体上的单脊。双头连接件包括缠绕在紧固件本体上的两条脊。每英寸螺纹数也是螺纹规格要素，但与螺纹导程、螺距和螺纹头直接相关。

虽然现有的螺纹和螺纹牙型适合于许多应用，但需要在其它领域持续改进。举例来说，在高扭矩、大功率、和/或高速的应用中，现有的螺纹设计固有地易于发生卡住。卡住是螺纹头与配合螺纹之间的异常的相互作用，这使得在单圈的路线中，一条螺纹部分地行进低于另一条螺纹，从而成为与其楔入的。卡住可在螺纹连接件逐渐成锥形的位置上尤其常见。