[实用新型]非开挖直连钻杆的改进结构

说明书

本实用新型公开的非开挖直连钻杆的改进结构提出了两种改进思路，一种是将接头外径减小，使得公母接头强度平衡而保持原钻杆的抗扭强度、抗拉能力不变，从而使接头部分壁厚减小，节约原材料，降低加厚工艺难度，另外使钻杆与井孔之间的环空增大，提高了钻杆杆的水利性能，降低了钻井的泥浆压耗；另一种是在保持现有产品内外径等尺寸不变的情况下，通过改变螺纹连接的尺寸，提高接头的抗扭和抗拉能力，以期达到材料的充分利用，使整个钻杆的整体性能达到平衡，提高钻杆的有效使用性能，由以上两种方式及组合可使钻杆的整体性能有所改善，解决存在的管体、接头性能不匹配以及公母接头抗扭不平衡的问题。

技术领域

本实用新型涉及地质非开挖钻具技术领域，尤其涉及一种非开挖直连钻杆的改进结构。

背景技术

对于钻杆连接接头，影响和确定连接接头的抗扭、抗拉性能的因素和参数很多，包括螺纹的牙型、锥度、螺距、螺纹的中径大小、螺纹长度、内、外径等等参数，如果连接的螺纹的螺纹参数(牙型、锥度、螺距等)和材料热处理性能、加工的尺寸精度等已经确定不变的情况下，连接接头的抗扭、抗拉性能就只决定于螺纹连接的基面中径、螺纹内、外径尺寸。

如图3和4所示，现有一款直连型整体加厚一体钻杆，两端接头直接在管体加厚端加工完成，具体参数如下：钻杆规格68×8；两端加厚(成品接头)外径OD为76.2mm；两端加厚(成品接头)内径为32mm(公接头ID₁)/33mm(母接头ID₂)；螺纹中径C为54.839mm；钢级S135；钻杆有效长度L为3m。

基本性能：(1)管体屈服扭矩抗扭21820N*m；抗拉能力143.1t；(2)接头抗扭强度10980N*m；抗拉128.6t；(3)接头抗扭强度与管体抗扭强度比10980/21820＝0.50，接头与管体的抗拉强度比128.6/143.1＝0.90。

经分析，钻杆管体的抗拉、抗扭都比较高，但接头性能处于薄弱环节。通过对比公母接头螺纹尺寸结构，以及使用过程中公接头易出现断裂、母接头易出现涨扣的位置和情况，结合现有的内、外径尺寸,对接头进行了理论分析和计算发现，公母接头的强度处于不平衡状态，公接头的抗扭危险截面面积Apin为1355mm²，母接头的抗扭危险截面面积Abox为1815mm²，两者之比为1.34，母接头的强度和刚度处于较强状态。

因而，此类型钻杆存在管体、接头性能不匹配以及公母接头抗扭不平衡问题，亟需解决。

实用新型内容

本实用新型的目的在于提供一种非开挖直连钻杆的改进结构，针对上述问题，通过改变螺纹连接尺寸或调整接头内外径，以改进接头性能。

为达上述目的，本实用新型采用以下技术方案：

一种非开挖直连钻杆的改进结构，其包括一体式杆体及两端的公接头、母接头，杆体的有效长度为3m，两个接头的螺纹中径为54.839mm，公接头的小端鼻端直径为45.466mm，母接头的大端扩锥孔直径为59.919mm，母接头的内径为33mm，公接头、母接头的外径均为72mm，公接头的内径为33mm。

一种非开挖直连钻杆的改进结构，其包括一体式杆体及两端的公接头、母接头，杆体的有效长度为3m，公接头、母接头的外径均为76.2mm，母接头的内径为33mm，公接头的内径为33mm，两个接头的螺纹中径为57.339mm，公接头的小端鼻端直径为47.996mm，母接头的大端扩锥孔直径为62.519mm。