[发明专利]高扭矩高抗疲劳型螺纹接头

说明书

一种高扭矩高抗疲劳型螺纹接头，包括具有外螺纹外台肩、外螺纹段和外螺纹外端面的外螺纹接头，以及具有内螺纹内端面、内螺纹段和内螺纹外台肩的内螺纹接头；其特征在于：所述外螺纹段与内螺纹段完全螺合后在二者之间形成接触面，所述接触面形成前段不完整螺纹啮合段、中段完整螺纹啮合段和后段不完整螺纹啮合段，该三段区域内的螺纹牙具有不同的牙高，所述的外螺纹段和内螺纹段采用不同锥度。它克服了螺纹接头在钻井条件越来越苛刻，水平井，水平超深井水平长度的不断增加的基础上易疲劳、易耗损的技术问题，使接头螺纹扭矩容量得以增加，接头螺纹的疲劳性能也随之提高。

技术领域

本发明涉及在油井或气井的钻探和开采过程中使用的螺纹接头，特别是一种高扭矩高抗疲劳型螺纹接头。

背景技术

在油井或气井的钻探和开采过程中使用的螺纹接头，一般多采用美国石油学会（American Petroleum Institute，又称API）制定的API标准生产制造。随着钻井条件越来越苛刻，水平井，水平超深井水平长度的不断增加，要求钻杆的钢级在不断提高，要求的接头螺纹扭矩容量也在不断增加，还要求接头螺纹的疲劳性能也能随之提高。当API的这些螺纹接头配在高钢级的钻杆上，使用在超长段水平井中时，常常会因为螺纹接头的抗扭强度小，疲劳性能差，而发生螺纹接头内螺纹胀大或及外螺纹接头螺纹断裂的失效事故。因此就必须开发出一种高扭矩高疲劳寿命的螺纹接头。

发明内容

本发明的目的在于提供一种全新的高扭矩高抗疲劳型螺纹接头，主要通过在内、外螺纹段区域接触面设置不同的螺纹牙高，并配以不同的螺纹锥度，以此解决前述现有技术所存在的技术问题，克服了螺纹接头在钻井条件越来越苛刻，水平井，水平超深井水平长度的不断增加的基础上易疲劳、易耗损的技术问题，使接头螺纹扭矩容量得以增加，接头螺纹的疲劳性能也随之提高。

本发明解决上述技术问题所采用的技术方案是：

一种高扭矩高抗疲劳型螺纹接头，包括具有外螺纹外台肩、外螺纹段和外螺纹外端面的外螺纹接头，以及具有内螺纹内端面、内螺纹段和内螺纹外台肩的内螺纹接头；其特征在于：所述外螺纹段与内螺纹段完全螺合后在二者之间形成接触面，所述接触面形成前段不完整螺纹啮合段、中段完整螺纹啮合段和后段不完整螺纹啮合段，该三段区域内的螺纹牙具有不同的牙高，所述的外螺纹段和内螺纹段采用不同锥度。

前段不完整螺纹啮合段内的外螺纹牙顶截掉一部分牙高，牙顶截掉高度范围为完整牙高的3/4~1/4；后段不完整螺纹啮合段内的内螺纹牙顶截掉一部分牙高，牙顶截掉高度范围为完整牙高的3/4~1/4；中段完整螺纹啮合段内的外螺纹均为完整牙高螺纹，中段完整螺纹啮合段大约占外螺纹段或内螺纹段（8）螺纹段全长的33%~60%。

内螺纹段的锥度与外螺纹段的锥度的比值大于1；内螺纹段的锥度范围为1:4~1:36，外螺纹段的锥度范围为1:（4+t）~1:（36+t），t的范围为0.06~0.36。

所述的外螺纹接头和所述的内螺纹接头，当手紧螺合后，前段不完整螺纹啮合段内和中段完整螺纹啮合段的前1/2段的内外螺纹存在径向间隙配合，后段不完整螺纹啮合段内和中段完整螺纹啮合段的后1/2段的内外螺纹存在径向过盈配合；当机紧螺合后，前段不完整螺纹啮合段、中段完整螺纹啮合段和后段不完整螺纹啮合段三段螺纹径向不存在间隙配合，均为过盈配合。

本发明具有如下优点：本发明通过采用内、外螺纹段区域接触面设置不同牙高的设计，并配以不同的螺纹锥度，有效缓解机紧上扣后，内外螺纹不完整螺纹牙处的应力水平，起到很好的降低螺纹牙底应力水平和危险截面处的应力水平的作用，在内、外螺纹啮合连接后，能大大的增加啮合后的牢固度，增加接头螺纹扭矩容量，提高接头螺纹的疲劳性能，降低螺纹接头的坏损概率及期限，降低了生产能耗，节约了生产成本。

附图说明

图1是本发明中一种高扭矩高抗疲劳型螺纹接头内外螺纹配合图；