一种内孔带有抗疲劳结构的钻杆制造技术

本实用新型专利技术涉及钻杆技术领域，提供一种内孔带有抗疲劳结构的钻杆，其中所述的接头一端设有螺纹段，所述的接头另一端焊接在管体一端，远离螺纹段所述的接头内壁设有过渡段，所述的过渡段处的接头内径大于螺纹段处的接头内径，所述的螺纹段处的接头内径小于管体内径，所述的过渡段处的接头内径与管体内径相当；优点为：本实用新型专利技术过渡段为锥面加圆弧结构，降低应力集中，延长寿命，避免钻杆接头疲劳刺漏。刺漏。刺漏。

【技术实现步骤摘要】
一种内孔带有抗疲劳结构的钻杆


[0001]本技术涉及钻杆
，尤其是涉及一种内孔带有抗疲劳结构的钻杆。

技术介绍

[0002]API标准里对钻杆焊区内孔没有明确具体的尺寸，由制造厂家自己设计尺寸，符合强度规则就可以。行业内厂家通常的做法是焊区内孔到接头水眼处直接圆弧过渡，经过ARIES和NASTRAN有限元分析，单一的圆弧结构在拉伸、弯曲、扭转等复合载荷作用下，容易发生疲劳失效。钻井作业过程中，尤其是一些井眼曲率大的井段，很容易在钻杆内壁直径变化处发生疲劳失效事故。

技术实现思路

[0003]本技术的目的在于为解决现有技术的不足，而提供一种内孔带有抗疲劳结构的钻杆。
[0004]本技术新的技术方案是：一种内孔带有抗疲劳结构的钻杆，包括管体、接头、螺纹段及过渡段，所述的接头一端设有螺纹段，所述的接头另一端焊接在管体一端，远离螺纹段所述的接头内壁设有过渡段，所述的过渡段处的接头内径大于螺纹段处的接头内径，所述的螺纹段处的接头内径小于管体内径，所述的过渡段处的接头内径与管体内径相当。
[0005]所述的过渡段由圆弧加锥面加圆弧构成。
[0006]所述的过渡段的圆弧半径与锥面长度不同。
[0007]所述的螺纹段为外螺纹。
[0008]所述的螺纹段为锥度螺纹。
[0009]本技术的有益效果为：本技术过渡段为锥面加圆弧结构，降低应力集中，延长寿命，避免钻杆接头疲劳刺漏。
附图说明
[0010]图1为本技术的结构示意图。
[0011]图2为过渡段的结构示意图。
[0012]其中：1、管体，2、接头，3、螺纹段，4、过渡段。
具体实施方式
[0013]下面结合附图对本技术作进一步的说明。
[0014]一种内孔带有抗疲劳结构的钻杆，包括管体1、接头2、螺纹段3及过渡段4，所述的接头2一端设有螺纹段3，所述的接头2另一端焊接在管体1一端，远离螺纹段3所述的接头2内壁设有过渡段4，所述的过渡段4处的接头2内径大于螺纹段3处的接头2内径，所述的螺纹段3处的接头2内径小于管体1内径，所述的过渡段4处的接头2内径与管体1内径相当。
[0015]所述的过渡段4由圆弧加锥面加圆弧构成。
[0016]所述的过渡段4的圆弧半径与锥面长度不同。
[0017]所述的螺纹段3为外螺纹。
[0018]所述的螺纹段3为锥度螺纹。
[0019]在外螺纹接头2横截面轴向位移约束，管端施加50%管体1屈服强度的轴向拉伸载荷，选用四节点四边形轴对称单元，采用二维轴对称模型进行线弹性分析。横截面轴向位移约束，管端施加弯矩使管体1产生10
°
的狗腿度，选用20节点六面体积分单元，采用一半实体对称模型进行线弹性分析。施加10
°
的狗腿度弯矩以及50%管体1屈服强度的轴向拉伸载荷，另外施加内压63.7Mpa（钻井液密度1.3g/mm3，井深5000m）。
[0020]以5in S135钢级为例，按照上述计算方法，得出该过渡段4的数值为：圆弧为R50.8mm，锥面长度为100mm，圆弧为R19mm。
[0021]根据以上尺寸，加工实物，用旋转弯曲全尺寸钻具疲劳试验机ZC
‑
100进行试验，钻杆承受4点弯曲载荷，转速200r/min，试验结果列于表1中，内孔带有抗疲劳结构的钻杆断裂在管体1，常规的钻杆接头2断裂在过渡段4的位置，前者的疲劳寿命比后者的疲劳寿命提高70%以上。
[0022] 表1 钻杆全尺寸疲劳试验结果
[0023]
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【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种内孔带有抗疲劳结构的钻杆，包括管体（1）、接头（2）、螺纹段（3）及过渡段（4），其特征在于：所述的接头（2）一端设有螺纹段（3），所述的接头（2）另一端焊接在管体（1）一端，远离螺纹段（3）所述的接头（2）内壁设有过渡段（4），所述的过渡段（4）处的接头（2）内径大于螺纹段（3）处的接头（2）内径，所述的螺纹段（3）处的接头（2）内径小于管体（1）内径，所述的过渡段（4）处的接头（2）内径与管体（1）内径相当。2...

【专利技术属性】
技术研发人员：张献才，许新波，张宇，张明明，邱帅，李绪通，李永，毕文峰，邱晴，陈洪刚，
申请(专利权)人：山东威玛装备科技股份有限公司，
类型：新型
国别省市：