一种煤矿开采用钻杆接头制造技术

本发明专利技术公开了一种煤矿开采用钻杆接头，包括带有外螺纹的公接头和带有内螺纹的母接头；所述母接头和所述公接头啮合连接，所述内螺纹和外螺纹的螺纹齿顶和螺纹齿底呈圆弧状；其特征在于：所述外螺纹包括外螺纹承载面和外螺纹导向面，所述外螺纹承载面的角度为30

【技术实现步骤摘要】
一种煤矿开采用钻杆接头


[0001]本专利技术涉及矿用钻杆接头加工
，特别是一种煤矿开采用钻杆接头。

技术介绍

[0002]矿用钻杆的用途是钻探煤层，钻杆通过其中的空腔将泥浆送到钻头，并带动钻头旋转。一根根的钻杆通过螺纹连接起来，形成钻柱。钻柱需要承受扭转、弯曲、压缩、拉伸、内压等载荷，特别是多数载荷都是动载荷，受力条件苛刻，对连接螺纹要求很高。
[0003]普通钻杆是按照API标准制造的，其基本结构是在钻杆管体的两端各对焊一个外螺纹接头和一个内螺纹接头。附图1为API标准钻杆接头公接头和母接头上扣后的轴向截面图，图2为图1中B的放大图。API牙型是一种三角圆螺纹，导向面角和承载面角都是30
°
。该钻杆主要用于石油、天然气开采，也可用于煤炭。附图1中，接头包括设有外螺纹A2的公接头和设有内螺纹A1的母接头两部分，公接头由右向左拧入母接头内与母接头螺纹连接在一起。如图2所示，啮合后的内、外螺纹之间没有径向过盈，位于螺纹左侧的为导向面侧B2，位于螺纹右侧的为承载面侧B1；现有螺纹在啮合并受拉时，导向面侧B2的内螺纹和外螺纹的导向面将会脱离接触不受力，承载面侧B1的螺纹承载面受力最大，但应力集中最严重的地方却是在内螺纹的齿底B3处，而应力集中比较严重，将会提高螺纹断裂、胀扣等失效事故的概率。
[0004]在实际应用中，螺纹牙的失效为矿用钻杆接头常见的失效方式，且往往从螺纹受力最初的两牙开始失效。此外，矿用钻杆常需要表面喷涂处理，具有棱角的螺纹牙常导致喷涂不均匀。

技术实现思路

[0005](一)解决的技术问题
[0006]本专利技术的目的在于提供一种煤矿开采用钻杆接头，主要解决上述现有技术所存在因应力集中比较严重，经常发生螺纹断裂、胀扣的技术问题，本专利技术中的钻杆接头的内螺纹与外螺纹之间的应力集中程度更小，可延长螺纹使用寿命。
[0007](二)技术方案
[0008]为了实现上述目的，本专利技术采用了如下技术方案：
[0009]一种煤矿开采用钻杆接头，包括带有外螺纹的公接头和带有内螺纹的母接头；所述母接头和所述公接头啮合连接，所述内螺纹和外螺纹的螺纹齿顶和螺纹齿底呈圆弧状；其特征在于：所述外螺纹包括外螺纹承载面和外螺纹导向面，所述外螺纹承载面的角度为30
°
，所述外螺纹导向面的角度为45
°
；所述内螺纹包括内螺纹承载面和内螺纹导向面，所述内螺纹导向面的角度为45
°
，所述内螺纹承载面由水平面角度为90
°
的直线段和水平面角度为30
°
的直线段复合而成，所述90
°
的直线段位于内螺纹齿底圆弧段与所述30
°
的直线段之间。
[0010]进一步地，所述90
°
的直线段与所述30
°
的直线段之间，通过圆弧过渡。
[0011]进一步地，所述90
°
的直线段与所述30
°
的直线段的长度比在1:16
‑
1:18之间。
[0012]进一步地，位于所述母接头轴向上最左侧两个螺纹牙和最右侧两个螺纹牙位置下沉，与对应的外螺纹承载面之间存有一定间隙。
[0013]进一步地，所述外螺纹的锥度为1：16；所述内螺纹的螺纹牙沿特定曲线分布，该曲线包括位于左端的曲线一、位于右端的曲线三，和位于中间的曲线二；其中，曲线二为锥度为1：16的直线；以曲线一左端为原点，建立直角坐标系，径向为Y轴，轴向为X轴，x为X轴上的点坐标值，y为Y轴上的点坐标值，曲线一的曲线公式为(x
‑
4.5)2+(y
‑
280.964)2＝78961；以曲线三最右端为原点，建立直角坐标系，径向为Y轴，轴向为X轴，x为X轴上的点坐标值，y为Y轴上的点坐标值，曲线三的曲线公式为(x+7.4)2+(y
‑
280.906)2＝78961；所述曲线一只涉及内螺纹最左侧两螺纹牙，曲线三涉及内螺纹最右侧两螺纹牙。
[0014]进一步地，所述母接头的两端设有直角内台肩和外台肩端面，所述内螺纹位于直角内台肩和外台肩端面之间；内螺纹与外台肩端面之间通过圆柱孔过渡；在公接头的两端设有直角外台肩和内台肩端面，所述外螺纹位于直角外台肩和内台肩端面之间，所述外螺纹和直角外台肩之间通过圆柱面过渡；所述圆柱孔的直径略大于圆柱面的直径。
[0015]进一步地，所述圆柱孔轴向深度为10.2
‑
16.2mm。
[0016]进一步地，所述外螺纹的螺纹牙齿高为2.9
‑
3.2mm，所述内螺纹的螺纹牙齿高大于等于外螺纹的螺纹牙齿高加0.8mm、小于等于外螺纹的螺纹牙齿高加1.3mm。
[0017]进一步地，所述母接头和公接头的外径比其需要连接的钻杆管体外径略大，且母接头与钻杆管体之间、公接头与钻杆管体之间均通过锥面过渡。
[0018](三)有益效果
[0019]与现有技术相比，本专利技术提供一种煤矿开采用钻杆接头，具备以下有益效果：
[0020]1.外螺纹承载面角为30
°
，导向面角为45
°
；内螺纹导向面角为45
°
，承载面由与水平面角度为90
°
和30
°
的两条线复合而成，在此基础上，对内螺纹的齿底进行进一步切削，可降低螺纹牙的应力集中。
[0021]2.接头设置直角外台肩和直角内台肩。在接头使用时，外台肩和内台肩分别接触，同时承担上扣扭矩，从而使接头具有较好的抗扭能力。
[0022]3.由于位于内螺纹最左侧两牙与最右侧两牙位置下沉，与外螺纹牙承载面之间有一定空隙，受拉紧力时内侧螺纹会先受力，内侧充分受力后，两外侧螺纹牙受力，有利于螺纹牙受力均衡。当锥螺纹锥度较小时，相较于大锥度螺纹，钻杆的壁厚可以一定范围的减小，从而控制重量。
[0023]本专利技术中的接头上扣方便，抗扭强度高，螺纹牙受力均匀，承载能力强。
附图说明
[0024]图1是现有技术中钻杆接头的内螺纹与外螺纹啮合结构示意图。
[0025]图2是图1中B的放大图。
[0026]图3是本专利技术中公接头和母接头扣上后的轴向截面图。
[0027]图4是本专利技术中母接头螺纹部分的截面示意图。
[0028]图5是本专利技术中内螺纹和外螺纹牙型的放大图。
[0029]图6是本专利技术中的钻杆接头的内螺纹与外螺纹啮合结构示意图。
[0030]图7是图6中C的放大图。
[0031]图中:
[0032]A1
‑
内螺纹、A2
–
外螺纹、B1
‑
承载面侧、B2
‑
导向面侧、B3
‑
内螺纹齿底；
[0033]1‑
母接头、2
‑
直角内台肩、3
‑
内螺本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种煤矿开采用钻杆接头，包括带有外螺纹(9)的公接头(6)和带有内螺纹(3)的母接头(1)；所述母接头(1)和所述公接头(6)啮合连接，所述内螺纹(3)和外螺纹(9)的螺纹齿顶和螺纹齿底呈圆弧状；其特征在于：所述外螺纹(9)包括外螺纹承载面(14)和外螺纹导向面(15)，所述外螺纹承载面(14)的角度为30
°
，所述外螺纹导向面(15)的角度为45
°
；所述内螺纹(3)包括内螺纹承载面(16)和内螺纹导向面(17)，所述内螺纹导向面(17)的角度为45
°
，所述内螺纹承载面(16)由水平面角度为90
°
的直线段和水平面角度为30
°
的直线段复合而成，所述90
°
的直线段位于内螺纹(3)齿底圆弧段与所述30
°
的直线段之间。2.根据权利要求1所述的一种煤矿开采用钻杆接头，其特征在于：所述90
°
的直线段与所述30
°
的直线段之间，通过圆弧过渡。3.根据权利要求2所述的一种煤矿开采用钻杆接头，其特征在于：所述90
°
的直线段与所述30
°
的直线段的长度比在1:16
‑
1:18之间。4.根据权利要求3所述的一种煤矿开采用钻杆接头，其特征在于：位于所述母接头(1)轴向上最左侧两个螺纹牙和最右侧两个螺纹牙位置下沉，与对应的外螺纹承载面(14)之间存有一定间隙。5.根据权利要求4所述的一种煤矿开采用钻杆接头，其特征在于：所述外螺纹(9)的锥度为1：16；所述内螺纹(3)的螺纹牙沿特定曲线分布，该曲线包括位于左端的曲线一(11)、位于右端的曲线三(13)，和位于中间的曲线二(12)；其中，曲线二(12)为锥度为1：16的直线；以曲线一(11)左...

【专利技术属性】
技术研发人员：袁鹏斌，马超，高连新，李振奎，郁德辉，徐万东，王广群，
申请(专利权)人：上海亦又新能源科技有限公司，
类型：发明
国别省市：