[发明专利]一种用于极限工况的直联钻杆

说明书

一种用于极限工况的直联钻杆，包括公接头和母接头，公接头螺纹外侧设有外管段，外管段与公接头螺纹段之间构成环形沟槽，母接头设有插入段，插入段匹配插入公接头的环形沟槽内，外管段端头为公接头主台肩，环形沟槽底面为公接头主副台肩，公接头小端为公接头副台肩；母接头的插入段底面为母接头主台肩，母接头大端为母接头主副台肩，母接头螺纹小端底面为母接头副台肩；公接头主台肩与母接头主台肩构成主密封面，公接头主副台肩与母接头主副台肩构成主副密封面，公接头副台肩与母接头副台肩构成副密封面。本发明可以明显提高接头的密封性，缓解常规结构的螺纹应力集中问题；螺纹应力相对均匀分布，提高钻杆抵抗大弯曲变形及扭转变形能力。

技术领域

本发明涉及一种钻井用装置，特别是用于极限工况的直联钻杆接头。

背景技术

钻杆是作为钻探过程连通地表到井底的纽带，起到泥浆输送、扭矩传递及 密封垫的作用。钻杆受力状态复杂，钻杆失效成为井下主要事故之一，尤其是 钻杆接头，更是钻杆失效的主要部件。近年来随着特深科学钻探及深海科学钻 探的兴起，高温、高压、高应力、无隔水管等极限工况对钻杆性能提出了更高 的要求，常规钻杆已不能满足严苛工况条件的要求，接头母扣涨扣、台肩密封 失效、螺纹错扣及根部断裂等事故频发，特别是在高压与大弯矩(无隔水管) 工况下工作的钻杆，其接头密封性能成为制约钻杆性能提高的瓶颈。此外，接 头的抗扭、抗弯等力学性能的提高也是亟待解决的问题。

发明内容

本发明的目的在于提供一种密封效果好、抗扭及抗弯力学性能高的用于极 限工况的直联钻杆。

本发明所述问题是以下述技术方案实现的：

一种用于极限工况的直联钻杆，包括钻杆杆体和锥管螺纹连接的公接头、 母接头，公接头锥管螺纹外侧设有外管段，外管段与公接头锥管螺纹段之间构 成环形沟槽，母接头设有插入段，插入段匹配插入公接头的环形沟槽内，公接 头的外管段端头为公接头主台肩，公接头环形沟槽底面为公接头主副台肩，公 接头锥管螺纹小端为公接头副台肩；母接头的插入段底面为母接头主台肩，母 接头锥管螺纹大端为母接头主副台肩，母接头锥管螺纹小端底面为母接头副台 肩；接头连接状态，公接头主台肩与母接头主台肩紧密贴合构成主密封面，公 接头主副台肩与母接头主副台肩紧密贴合构成主副密封面，公接头副台肩与母 接头副台肩紧密贴合构成副密封面。

上述用于极限工况的直联钻杆，公接头与钻杆杆体为一体结构，环形沟槽 由公接头锥管螺纹段的中部到公接头锥管螺纹段的底部，母接头与钻杆杆体为 一体结构，插入段由母接头锥管螺纹大端至母接头锥管螺纹段的中部。

上述用于极限工况的直联钻杆，环形构成的轴向长度为L1，插入段的轴向 长度为L2，L1＞L2，S1＝L1-L2，公接头主副台肩至公接头小端的轴向长度为 L3，母接头副台肩至母接头大端的轴向长度为L4，L3＞L4，S2＝L3-L4，S1 ＜S2。

上述用于极限工况的直联钻杆，公接头主台肩和母接头主台肩上分别上设 有可相互旋合的螺旋线凸起沟槽，公接头主台肩螺旋线凸起沟槽与母接头主台 肩螺旋线凸起沟槽相互啮合构成过盈配合连接。

上述用于极限工况的直联钻杆，公接头环形沟槽的内壁与母接头插入段的 外壁紧密贴合。

上述用于极限工况的直联钻杆，S1取001～0.05P，S2取0.02～0.1P，且 S2＝2×S1。

上述用于极限工况的直联钻杆，公接头螺旋线凸起沟槽和公接头螺旋线凸 起沟槽的起始相位角相同，公母接头主台肩螺旋线凸起沟槽的终止相位角相比 母接头主台肩螺旋线凸起沟槽的终止相位角延伸θ角，θ＝30°～45°。