一种用于钻杆的螺纹接头及天井钻机制造技术

本实用新型专利技术提供一种用于钻杆的螺纹接头及天井钻机，其中螺纹接头包括：管状本体以及设置在管状本体上的端部单元，端部单元具有回转轴线并设有围绕回转轴线延伸的锥螺纹；锥螺纹的锥度为1:8，牙型角为60

【技术实现步骤摘要】
一种用于钻杆的螺纹接头及天井钻机


[0001]本技术涉及天井钻机钻杆
，具体涉及一种用于钻杆的螺纹接头及天井钻机。

技术介绍

[0002]目前世界上反井钻机钻杆的接头螺纹多采用美国石油学会标准的锥形接头螺纹连接方式，这种螺纹是正规扣锥三角形螺纹的形式，其牙型角为60
°
，锥度为1:6，牙距为6.35mm，该接头螺纹是为石油钻进设计的，其主要特点是制造方便，但是抗扭能力小，在反井钻机钻杆接头螺纹的应用中，当承受较大轴向拉力和扭矩的情况下经常造成牙面变形及整体断裂，已成为制约反井钻机向高扭矩大井深方向发展的瓶颈。
[0003]传统的，申请号为201220634811.3的中国专利公开一种高扭矩和高耐磨的天井钻杆，包括杆体，杆体的外径为287
‑
292mm，杆体轴线设有水眼孔，杆体的有效壁厚为45
‑
50mm。该技术将天井钻杆加工成大直径大壁厚的整体钻杆，避免了钻杆在钻探过程中受到外力发生弯曲、断裂，提高了钻杆的使用寿命，但是在工程的实际施工中，在较大轴向拉力和扭矩的作用下，经常会在钻杆的连接螺纹处发生断裂。
[0004]因此，亟需一种用于钻杆的螺纹接头及天井钻机，既能够承受较大轴向拉力和扭矩，又能减少在连接螺纹处断裂的风险。

技术实现思路

[0005]为了解决上述问题，本技术提供一种用于钻杆的螺纹接头及天井钻机，既能够承受较大轴向拉力和扭矩，又能减少在连接螺纹处断裂的风险。
[0006]为实现上述目的，本技术提供一种用于钻杆的螺纹接头，包括：管状本体以及设置在所述管状本体上的端部单元，所述端部单元具有回转轴线并设有围绕所述回转轴线延伸的锥螺纹；所述锥螺纹的锥度为1:8，牙型角为 60
°
；所述端部单元至少一个为外对接端，所述外对接端包括依次设置的第一抵接台肩、外锥螺纹和第二抵接台肩，所述第一抵接台肩和第二抵接台肩均用于顶触与所述端部单元装配的另一个管状钻杆组件或天井钻机动力头的顶触面，所述第一抵接台肩与所述外锥螺纹的小端之间设有倒角面，所述第二抵接台肩与所述外锥螺纹的大端之间设有应力释放区域，且所述应力释放区域包括依次顺接的退刀倾斜面、过渡倾斜面和凹于所述第二抵接台肩的弧形面。
[0007]作为上述方案的进一步的改进，所述外锥螺纹的牙底终止于所述退刀倾斜面内。
[0008]作为上述方案的进一步的改进，所述外锥螺纹具有15
°
的承载牙侧角和45
°
的入扣牙侧角。
[0009]作为上述方案的进一步的改进，所述锥螺纹的牙距为12.7mm，导程为50.8mm。
[0010]作为上述方案的进一步的改进，所述退刀倾斜面和过渡倾斜面之间设有倒圆角。
[0011]作为上述方案的进一步的改进，所述倒圆角的半径在5
‑
10mm之间。
[0012]作为上述方案进一步的改进，所述过渡倾斜面和弧形面的最大外径均小于所述锥
螺纹的牙底直径。
[0013]作为上述方案进一步的改进，所述锥螺纹的基准直径为227mm，基准直径误差在正负2mm以内。
[0014]作为上述方案进一步的改进，所述锥螺纹的牙底以及应力释放区域的外表面采用滚压方法加工制成。
[0015]本技术还提供一种天井钻机，包括上述用于钻杆的螺纹接头，所述螺纹接头设于天井钻机动力头内，所述天井钻机动力头内设有与所述螺纹接头的锥螺纹互补的锥螺纹，且所述天井钻机动力头内具有与所述第一抵接台肩顶触的第一顶触面以及与所述第二抵接台肩顶触的第二顶触面。
[0016]由于本技术采用了以上技术方案，使本申请具备的有益效果在于 ：
[0017]1、本技术提供一种用于钻杆的螺纹接头，包括：管状本体以及设置在所述管状本体上的端部单元，端部单元具有回转轴线并设有围绕所述回转轴线延伸的锥螺纹；所述锥螺纹的锥度为1:8，牙型角为 60
°
；所述端部单元至少一个为外对接端，所述外对接端包括依次设置的第一抵接台肩、外锥螺纹和第二抵接台肩，所述第一抵接台肩和第二抵接台肩均用于顶触与所述端部单元装配的另一个管状钻杆组件或天井钻机动力头的顶触面，所述外锥螺纹具有承载的15
°
牙侧角和45
°
的入扣牙侧角，所述第一抵接台肩与所述外锥螺纹的小端之间设有倒角面，所述第二抵接台肩与所述外锥螺纹的大端之间设有应力释放区域，且所述应力释放区域包括依次顺接的退刀倾斜面、过渡倾斜面和凹于所述第二抵接台肩的弧形面；
[0018]如此的设置，一方面通过提高锥度，提高了轴向拉力的承受度；在某些优选的实施例中，所述锥螺纹的牙距为12.7mm，导程为50.8mm，本技术通过增大导程，增大了螺旋升角，从而提高了抗扭能力 ；通过增大螺纹牙距，增强了剪切强度和弯曲强度，并提高了轴向拉力的承受能力 ；
[0019]另一方面，本技术的外对接端设有第一抵接台肩和第二抵接台肩，用于顶触与所述端部单元装配的另一个管状钻杆组件或天井钻机动力头的顶触面；且所述第二抵接台肩与所述外锥螺纹的大端之间设有应力释放区域，且所述应力释放区域包括依次顺接的退刀倾斜面、过渡倾斜面和凹于所述第二抵接台肩的弧形面，本技术提供的螺纹接头，通过两个抵接台肩的设置实现钻杆与所述天井钻机动力头之间的牢固连接；相对于传统的顶触方式，由于本技术设有应力释放区域，且应力释放区域包括凹于所述第二抵接台肩的弧形面，使得第二抵接台肩与动力头的顶触面的接触面积减小，当钻杆承受较大轴向力时，使其具有较高的弹性变形以此来补偿两台肩之间距离的误差以及均衡两台肩之间的负载。
[0020]2、本技术提供一种用于钻杆的螺纹接头，所述外锥螺纹的牙底终止于所述退刀倾斜面内，本技术将锥螺纹的螺纹收尾部分控制在退刀倾斜面，使得收尾部分的螺纹牙底不切削起始截面平缓过渡作用的倒圆角以及过渡倾斜面，从而减小应力集中，从而大大减小钻杆在螺纹连接处的断裂情况。
附图说明
[0021]为了更清楚地说明本技术实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例
或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本技术的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图；
[0022]图1为本技术公开的一种用于钻杆的螺纹接头剖视示意图；
[0023]图2为图1的I向局部放大示意图；
[0024]图3为图1的II向局部放大示意图；
[0025]图4为本技术公开的一种用于钻杆的螺纹接头立体示意图；
[0026]图5为本技术公开一种用于钻杆的螺纹接头安装于天井钻机动力头的局部剖视示意图；
[0027]图6为图5的III向局部放大示意图；
[0028]附图标记：
[0029]1、管状本体；2、端部单元；3、外对接端本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种用于钻杆的螺纹接头，其特征在于，包括：管状本体以及设置在所述管状本体上的端部单元，所述端部单元具有回转轴线并设有围绕所述回转轴线延伸的锥螺纹；所述锥螺纹的锥度为1:8，牙型角为 60
°
；所述端部单元至少一个为外对接端，所述外对接端包括依次设置的第一抵接台肩、外锥螺纹和第二抵接台肩，所述第一抵接台肩和第二抵接台肩用于顶触与所述端部单元装配的另一个管状钻杆组件或天井钻机动力头的顶触面，所述第一抵接台肩与所述外锥螺纹的小端之间设有倒角面，所述第二抵接台肩与所述外锥螺纹的大端之间设有应力释放区域，且所述应力释放区域包括依次顺接的退刀倾斜面、过渡倾斜面和凹于所述第二抵接台肩的弧形面。2.根据权利要求1所述的一种用于钻杆的螺纹接头，其特征在于，所述外锥螺纹的牙底终止于所述退刀倾斜面内。3.根据权利要求1或2所述的一种用于钻杆的螺纹接头，其特征在于，所述外锥螺纹具有15
°
的承载牙侧角和45
°
的入扣牙侧角。4.根据权利要求1或2所述的一种用于钻杆的螺纹接头，其特征在于，所述锥...

【专利技术属性】
技术研发人员：唐安平，尹千才，谭崎文，
申请(专利权)人：湖南创远高新机械有限责任公司，
类型：新型
国别省市：