[实用新型]带应力释放槽的双台肩钻具接头结构

说明书

技术领域

本实用新型涉及一种带应力释放槽的双台肩钻具接头结构，属于石油、天然气钻井工具领域。

背景技术

在石油、天然气钻井过程中，钻柱的工作情况非常恶劣，受力情况十分复杂，而对普通钻具接头(单台肩无应力释放槽)而言，接头是钻具中最薄弱的环节，在钻井过程中极易失效。随着油气资源开发的不断深入，对复杂地层、深部地层的钻探已是当下钻井发展的方向，深井、超深井和高强度钻井对钻具接头提出了更高的要求。通常使用的常规接头结构有两种，一种是单台肩带应力释放槽的，此种接头结构在强扭矩作用下极易失效，容易造成井下粘扣、胀扣或脱扣事故；一种是双台肩无应力释放槽的，此种接头结构解决了在强扭矩作用下螺纹失效的问题，但接头密封面处接触压力容易分布不均和接头啮合大端第一螺纹牙处易形成应力集中，此处极易开裂、断裂失效。因此，如何对钻具接头进行改进，是当下迫切需要完成的任务。

发明内容

本实用新型的目的是提供一种能满足深井、超深井和高强度钻井要求，带应力释放槽的带应力释放槽的双台肩钻具接头结构。

本实用新型的目的是通过以下方式实现的：

本实用新型包括接头，其特征是：在接头上设有主台肩、连接螺纹、副台肩，主、副台肩分别位于连接螺纹的两端，主台肩在连接螺纹直径的大端，副台肩在连接螺纹直径的小端；在连接螺纹的根部开有应力释放槽。

所述接头为公接头或母接头，公接头与母接头相互匹配。

本实用新型的优点是：在连接螺纹的根部开应力释放槽，保证螺纹末端的全扣高度，可有效改善接头连接时的应力状况，有效提高接头的抗极端载荷的能力。双台肩钻具接头连接螺纹两端分别制两个台肩，即主台肩和副台肩，主台肩起到密封和一定的抗扭矩作用，副台肩是在主台肩承受压力一定时，为了防止螺纹断裂粘扣，整个接头胀扣、脱扣而设置的一道二次压力分布防线，可改变螺纹乃至接头接触面的整体受力状况，使螺纹段受力分布更加均匀，且使整个牙型基本承受扭力作用，牙型受力更加合理。此外，因为扣形与API常规接头相同，所以可与现行API标准常规接头对接，互换性不受任何影响，双台肩公、母扣的水眼直接对接，没有间隙或内径变化，改善了打压灌浆的流体性能，减少了紊流影响，使排屑和固井性能更加稳定。

附图说明

图1是本实用新型的公、母接头装配结构示意图；

图2是本实用新型的公接头结构示意图；

图3是本实用新型的母接头结构示意图。

具体实施方式

参照附图，本实用新型包括接头1，在接头1上设有主台肩3、连接螺纹2、副台肩5，主、副台肩3、5分别位于连接螺纹2的两端，主台肩3在连接螺纹2直径的大端，副台肩3在连接螺纹2直径的小端；在连接螺纹2的根部开有应力释放槽4，接头1分为公接头和母接头，公接头与母接头相互匹配。对于公接头连接螺纹的根部在主台肩一侧，对于母接头连接螺纹的根部在副台肩一侧。

本实用新型在连接螺纹的根部开应力释放槽，避免了由于末端扣型高度不够，在连接旋转到此时造成的局部变形增大、应力集中现象，减少了在此处开裂、断裂的危险性，可以使接头接触压力分布均匀，密封面上的压力不再集中在某一部位，而是比较均匀的分布在整个密封面上，更有利于接头密封；由于螺纹有一定锥度，啮合大端第一螺纹牙扣接触压力大大降低，这样的压力分布状态可以有效提高接头的抗极端载荷的能力。本实用新型的双台肩钻具接头结构包括公接头和母接头的结构，接头上有主台肩、连接螺纹、副台肩，主、副台肩分别位于连接螺纹的两端。主台肩和螺纹部分与API常规接头一样，主台肩是密封台肩，同时也承受着巨大的转矩压力，在扭矩达到足够大，超出材料的许用应力时，接触端面就要变形，公接头台肩极易钻入母接头扣内，造成母接头胀大，直至脱扣。为了克服这一不足，在公、母螺纹直径小端增加抗压力副台肩。这样，在强扭矩作用下，主、副台肩同时承受扭矩作用下的分力-压力，使主台肩的压力减少了一半，也就是主台肩面的承载能力又增加了一倍，接头的防胀扣、脱扣性能也提高了一倍，完全可以满足高强、超深井的要求。

连接螺纹加工时，应力释放槽和副台肩的长度要控制在适当的公差范围内，公、母螺纹长度需相同，扣型和锥度控制在标准范围内。使用时，公、母扣型每牙要完全啮合，且在双台肩接头旋合后，主台肩顶住后，副台肩需留有适当的间隙，以确保主台肩能起到密封作用，同时，当扭矩加大到一定程度后副台肩顶上，起到抗强扭矩双台肩承受压力的作用。

本实用新型主要用在油井钻杆和钻铤上。