一种两端带钢接头的钛合金钻杆连接结构制造技术

一种两端带钢接头的钛合金钻杆连接结构，包括钛合金钻杆管体、钢质内螺纹接头和钢质外螺纹接头；钛合金钻杆管体包括两端加厚区域和钛合金外螺纹区域，钛合金外螺纹区域由密封面、楔形燕尾外螺纹段和端面组成；钢质内螺纹接头两端有与钻杆管体连接的第一钢质内螺纹区域、与钢质外螺纹接头的钢质外螺纹区域连接的第二钢质内螺纹区域；第一钢质内螺纹区域由密封面、楔形燕尾内螺纹段和端面组成；外螺纹接头两端有与钛合金钻杆管体连接的第三钢质内螺纹区域、与内螺纹接头的第二钢质内螺纹区域连接的钢质外螺纹区域；第三钢质内螺纹区域由密封面、楔形燕尾内螺纹段和端面组成。解决现有产品大钳区域不耐磨损，连接螺纹易粘扣、修复率高的问题。修复率高的问题。修复率高的问题。

【技术实现步骤摘要】
一种两端带钢接头的钛合金钻杆连接结构


[0001]本技术涉及油井管螺纹连接的石油钻杆接头
，具体为一种两端带钢接头的钛合金钻杆连接结构。

技术介绍

[0002]一根根的石油钻杆通过接头连接起来，形成长达数千米的钻柱。钻柱工作条件十分恶劣，受力情况非常复杂，接头是其中最为薄弱的环节。现有的钛合金钻杆是参照API 5DP和Spec 7
‑
2进行设计和交货的，常用钢钻杆、接头及螺纹的结构请参阅图1
‑
3。如图所示：它包括钻杆管体1，钻杆管体1两端分别连接的母接头2和公接头3。该母接头2由内向外依次包括母接头焊径区域21、母接头吊卡区域22、母接头大钳区域23和内螺纹区域24。该内螺纹区域24由内螺纹外端面241和带锥度的内螺纹段242组成。该公接头3由内向外依次包括公接头焊径区域31、公接头吊卡区域32、公接头大钳区域33和外螺纹区域34。该外螺纹区域34由外螺纹外端面341和带锥度的外螺纹段342组成。
[0003]如图3所示，带锥度的内螺纹段242和带锥度的外螺纹段342上均加工有带锥度的三角形粗牙螺纹201、301，该带锥度的三角形粗牙螺纹201、301上的螺纹牙形均包括导向面RS、承载面RL、牙顶RT、圆弧形牙底RR。相邻螺纹牙的导向面RS、承载面RL之间形成牙型角RA。
[0004]这种结构的钻杆接头，按照推荐上扣扭矩旋紧，在该预紧力作用下，内螺纹区域24向外胀大，螺纹牙间发生小位移。
[0005]与常规钢钻杆相比，采用与上述图1
‑/>3所示结构的钛合金钻杆（称之为：标准钛合金钻杆接头）柔性大、质量轻、耐疲劳、耐腐蚀，常应用于深井、超深井、高腐蚀、超短半径侧钻、狗腿度较大的特殊工艺油气井中。钛合金钻杆可以达到与钢钻杆相同的屈服强度，但钛合金弹性模量约是钢的1/2，因此钛合金材质抵抗变形能力较差。如狗腿度在45
°‑
55
°
/30米之间，标准钛合金钻杆接头在连续旋转五万次后，出现大批螺纹粘扣，螺纹抗粘扣性能差、修复率很高。
[0006]钛合金材质较差的抵抗变形能力，使得钛合金钻杆接头大钳区域抗夹伤、耐摩擦磨损性能也较钢质材料差。在上、卸扣过程中，钛合金接头大钳区域因扭矩大钳的夹持会发生非常严重的变形及咬痕，目前钛合金钻杆表面焊接耐磨带技术仍然未取得实质性突破，下井的钛合金钻杆表面无防磨耐磨层，在钻进过程中，直径较大的钛合金钻杆接头大钳区域更容易发生摩擦磨损，这些咬痕及变形磨损均会对钛合金钻杆的使用埋下隐患，不利于钛合金材料高疲劳寿命的发挥，使钛合金钻杆提前降级使用，降低钛合金钻杆使用寿命，给油田造成不必要的经济损失。

技术实现思路

[0007]（一）解决的技术问题
[0008]针对现有技术的不足，本技术提供了一种两端带钢接头的钛合金钻杆连接结
构，解决了现有钛合金钻杆钛合金接头大钳区域不耐磨损，连接螺纹易粘扣、修复率高的问题。
[0009]（二）技术方案
[0010]为实现上述目的，本技术提供如下技术方案：
[0011]一种两端带钢接头的钛合金钻杆连接结构，其特征在于：它包括钛合金钻杆管体、钛合金钻杆管体两端的钢质内螺纹接头和钢质外螺纹接头；
[0012]所述钛合金钻杆管体包括管体两端的加厚区域和钛合金外螺纹区域，其中钛合金外螺纹区域从内到外依次由密封面、楔形燕尾外螺纹段和端面组成；
[0013]所述钢质内螺纹接头的两端分别具有与所述钛合金钻杆管体的钛合金外螺纹区域连接的第一钢质内螺纹区域、与所述钢质外螺纹接头的钢质外螺纹区域连接的第二钢质内螺纹区域；所述第一钢质内螺纹区域从外到内依次由密封面、楔形燕尾内螺纹段和端面组成；
[0014]所述钢质外螺纹接头的两端分别具有与所述钛合金钻杆管体的钛合金外螺纹区域连接的第三钢质内螺纹区域、与所述钢质内螺纹接头的第二钢质内螺纹区域连接的钢质外螺纹区域；所述第三钢质内螺纹区域从外到内依次由密封面、楔形燕尾内螺纹段和端面组成。
[0015]所述的一种两端带钢接头的钛合金钻杆连接结构，其特征在于：所述第一钢质内螺纹区域的密封面为锥形密封面，锥度为1：64~1：24，所述第一钢质内螺纹区域的端面为直角；所述第三钢质内螺纹区域的密封面为锥形密封面，锥度为1：64~1：24，所述第三钢质内螺纹区域的端面为直角；所述钛合金外螺纹区域的密封面为锥形密封面，锥度为1：64~1：24，所述钛合金外螺纹区域的端面为直角。
[0016]所述的一种两端带钢接头的钛合金钻杆连接结构，其特征在于：所述第一钢质内螺纹区域的密封面与所述钛合金外螺纹区域的密封面之间为过盈配合；所述钛合金外螺纹区域的楔形燕尾外螺纹段和所述第一钢质内螺纹区域的楔形燕尾内螺纹段之间为过盈连接，直径方向上过盈量范围为0.01
‑
0.15mm;所述第三钢质内螺纹区域的密封面与所述钛合金外螺纹区域的密封面之间为过盈配合；所述钛合金外螺纹区域的楔形燕尾外螺纹段和所述第三钢质内螺纹区域的楔形燕尾内螺纹段之间为过盈连接，直径方向上过盈量范围为0.01
‑
0.15mm。
[0017]所述的一种两端带钢接头的钛合金钻杆连接结构，其特征在于：所述楔形燕尾内螺纹段的楔形燕尾内螺纹牙形和所述楔形燕尾外螺纹段的楔形燕尾外螺纹牙形均具有沿轴线排列的多个螺纹牙；每个螺纹牙都具有导向面、承载面、齿顶，相邻螺纹牙之间有齿底；导向面与螺纹轴线的垂线之间形成导向面牙侧角，承载面与螺纹轴线的垂线之间形成承载面牙侧角，导向面在垂直于螺纹轴线方向上的距离为导向面高度，承载面在垂直于螺纹轴线方向上的距离为承载面高度，相邻导向面之间形成导向面螺距，相邻承载面之间形成承载面螺距，导向面与齿顶的交点形成齿顶轮廓线，导向面与齿底的交点形成齿底轮廓线。
[0018]所述的一种两端带钢接头的钛合金钻杆连接结构，其特征在于：所述楔形燕尾内螺纹段的楔形燕尾内螺纹牙形和所述楔形燕尾外螺纹段的楔形燕尾外螺纹牙形的锥度范围为1：12~1：42。
[0019]所述的一种两端带钢接头的钛合金钻杆连接结构，其特征在于：所述楔形燕尾内
螺纹牙形和所述楔形燕尾外螺纹牙形的导向面牙侧角的角度为
‑
10
°
~5
°
，承载面牙侧角的角度为
‑3°
~
‑
10
°
。
[0020]所述的一种两端带钢接头的钛合金钻杆连接结构，其特征在于：所述楔形燕尾内螺纹牙形和所述楔形燕尾外螺纹牙形的导向面高度介于1.65mm~2.65mm，承载面高度介于1.6mm~2.6mm，导向面高度大于承载面高度，导向面螺距介于6.2~12mm，承载面螺距介于6.21~12.5mm，导向面螺距比承载面螺距小0.01~0.5mm。
[0021]（三）有益效果
[0022]与现有技术相比，本申请的技术方案具备以下有益效果：
[0023]1、本实本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种两端带钢接头的钛合金钻杆连接结构，其特征在于：它包括钛合金钻杆管体（1）、钛合金钻杆管体（1）两端的钢质内螺纹接头（2）和钢质外螺纹接头（3）；所述钛合金钻杆管体（1）包括管体两端的加厚区域（10）和钛合金外螺纹区域（11），其中钛合金外螺纹区域（11）从内到外依次由密封面（110）、楔形燕尾外螺纹段（111）和端面（112）组成；所述钢质内螺纹接头（2）的两端分别具有与所述钛合金钻杆管体（1）的钛合金外螺纹区域（11）连接的第一钢质内螺纹区域（21）、与所述钢质外螺纹接头（3）的钢质外螺纹区域（32）连接的第二钢质内螺纹区域（22）；所述第一钢质内螺纹区域（21）从外到内依次由密封面（210）、楔形燕尾内螺纹段（211）和端面（212）组成；所述钢质外螺纹接头（3）的两端分别具有与所述钛合金钻杆管体（1）的钛合金外螺纹区域（11）连接的第三钢质内螺纹区域（31）、与所述钢质内螺纹接头（2）的第二钢质内螺纹区域（22）连接的钢质外螺纹区域（32）；所述第三钢质内螺纹区域（31）从外到内依次由密封面（310）、楔形燕尾内螺纹段（311）和端面（312）组成。2.根据权利要求1所述的一种两端带钢接头的钛合金钻杆连接结构，其特征在于：所述第一钢质内螺纹区域（21）的密封面（210）为锥形密封面，锥度为1：64~1：24，所述第一钢质内螺纹区域（21）的端面（212）为直角；所述第三钢质内螺纹区域（31）的密封面（310）为锥形密封面，锥度为1：64~1：24，所述第三钢质内螺纹区域（31）的端面（312）为直角；所述钛合金外螺纹区域（11）的密封面（110）为锥形密封面，锥度为1：64~1：24，所述钛合金外螺纹区域（11）的端面（112）为直角。3.根据权利要求1所述的一种两端带钢接头的钛合金钻杆连接结构，其特征在于：所述第一钢质内螺纹区域（21）的密封面（210）与所述钛合金外螺纹区域（11）的密封面（110）之间为过盈配合；所述钛合金外螺纹区域（11）的楔形燕尾外螺纹段（111）和所述第一钢质内螺纹区域（21）的楔形燕尾内螺纹段（211）之间为过盈连接，直径方向上过盈量范围为0.01
‑
0.15mm;所述第三钢质内螺纹区域（31）的密封面（310）与所述钛合金外螺纹区域（11）的密封面（110）之间为过盈配合；所述钛...

【专利技术属性】
技术研发人员：鲁喜宁，谢孝文，欧阳志英，舒志强，
申请(专利权)人：上海海隆石油管材研究所，
类型：新型
国别省市：