专利名称：用于深度作业的钻杆的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及一种钻杆，具体地说，是涉及一种用于深度作业，并具有较大的扭转屈服强度的钻杆。
背景技术：
按照美国石油学会(API)标准生产制造的钻杆，其结构是在钻杆各管体两端各对焊一个外螺纹钻杆接头和一个内螺纹钻杆接头。一管体的内螺纹钻杆接头和另一管体的外螺纹钻杆接头啮合接合，并根据作业的深度决定所需的管体数目。钻杆的规格是由钻杆管体的外径和壁厚决定的，而钻杆的钢级则是由钻杆管体的钢级决定的。
对于Φ60.3×7.11mm钻杆，API标准中规定了E-75、X-95、G-105、S-135四种钢级，如表1所示，其屈服强度依次增高。API标准也规定了用于与Φ60.3×7.11mm钻杆管体对焊的钻杆接头的强度，见表1。
表1Φ60.3×7.11mm钻杆管体与接头强度表图1是API标准中用于与Φ60.3×7.11mm钻杆管体对焊的钻杆接头的示意图。图中的外螺纹接头1’焊在一根钻杆管体2’上(钻杆管体的另一端焊有内螺纹接头，未在图中显示)。图中的内螺纹接头3’焊在另一根钻杆管体上(该钻杆管体的另一端焊有外螺纹接头，未在图中显示)。按API标准规定，接头的螺纹类型选择为NC26，内径ID＝44.45mm，外径OD＝85.7mm。
如图1所示，设在距内螺纹接头3’外端面9.525mm处的内螺纹接头3’的横截面积为Ab’，在距外螺纹接头1’台肩面19.05mm处的外螺纹接头1’的横截面积为Ap’，则(1)当Ab’＜Ap’时，内螺纹接头3’的扭转屈服强度小于外螺纹接头1’的扭转屈服强度，接头扭转屈服强度的大小由内螺纹接头3’决定(接头扭转屈服强度的计算公式见美国石油学会推荐做法7G)。
(2)当Ab’＞Ap’时，内螺纹接头3’的扭转屈服强度大于外螺纹接头1’的扭转屈服强度，接头扭转屈服强度的大小由外螺纹接头1’决定。
(3)当螺纹类型被确定为NC26时，Ab’的大小由内螺纹接头3’的外径决定。
(4)当螺纹类型被确定为NC26时，Ap’的大小由外螺纹接头1’的内径决定。
经计算得到，Ab’≈1605mm2，Ap’≈1633mm2，Ab’＜Ap’，因此内螺纹接头3’的扭转屈服强度小于外螺纹接头1’的扭转屈服强度，接头扭转屈服强度的大小由内螺纹接头3’的外径决定。
对钢级为S-135的Φ60.3×7.11mm钻杆，如表1所示，钻杆接头的屈服强度为827MPa，钻杆管体2’的屈服强度为931MPa时，即钻杆接头与钻杆管体2’的扭转屈服强度均为选择最小时，图1所示的钻杆接头的扭转屈服强度约为9320Nm(该数值由Ab’通过计算所得)，而该种类型的钻杆管体的扭转屈服强度要求为约15250Nm，两者之比为61％，因此不能满足深度作业中对钻杆的扭转强度要求。
对钢级为S-135，管体外径为60.3mm，壁厚为7.11mm的钻杆，主要存在以下问题(1)在深度作业过程中，如在石油钻探过程中，钻杆内螺纹接头3’外壁会受到井壁或套管的强烈摩擦，造成内螺纹接头3’外径减薄，从而引起内螺纹接头3’扭转屈服强度的降低，进而造成钻杆降级或发生内螺纹接头胀扣失效事故，而此时外螺纹接头的扭转屈服强度却基本不变，仍大于内螺纹接头的扭转屈服强度，即内螺纹接头与外螺纹接头的扭转屈服强度不匹配。
(2)如上已分析的，API接头与钻杆管体的扭转屈服强度之比约为61％，不能满足深度作业过程中对钻杆的扭转强度要求，即钻杆接头与钻杆管体的扭转屈服强度不匹配。
发明内容
本实用新型的目的在于提供一种用于深度作业的钻杆，其管体钢级为S-135，管体外径60.3mm，壁厚为7.11mm，且内螺纹接头的扭转屈服强度大于外螺纹接头的扭转屈服强度，钻杆接头与钻杆管体的扭转屈服强度相匹配。
为实现上述目的，本实用新型提出的一种用于深度作业的钻杆，其包含一钻杆管体，在该钻杆管体的两端各焊接一内螺纹接头和一外螺纹接头，该管体的钢级为S-135，其管体外径为60.3mm，壁厚为7.11mm；内、外螺纹接头的螺纹类型为NC26；特点是，所述的外螺纹接头的内径为36～42mm；内螺纹外径为88～96mm。
这样，在本实用新型中，距内螺纹接头外端面9.525mm处的内螺纹接头的横截面积为Ab，在距外螺纹接头台肩面19.05mm处的外螺纹接头的横截面积为Ap，通过计算得到，Ab＞Ap，即内螺纹接头的扭转屈服强度大于外螺纹接头的扭转屈服强度，接头扭转屈服强度的大小由外螺纹接头决定。
而同时，还能根据美国标准学会推荐做法7G公式，通过内螺纹接头的横截面积为Ab，计算得到接头扭转屈服强度约为12436Nm，而钻杆管体的扭转屈服强度要求为约15250Nm，两者之比大于0.8。因此，钻杆接头与钻杆管体的扭转屈服强度相匹配。可利用于深度作业的钻探中。
图1为背景技术中钻杆的结构示意图；图2为本实用新型钻杆的结构示意图。
具体实施方式
以下根据图2，说明本实用新型的一较佳实施方式。
如图2所示，本实用新型提出的一种用于深度作业的钻杆，其包含一钻杆管体2，在该钻杆管体的两端各焊接一内螺纹接头3和一外螺纹接头1，该管体的钢级为S-135，其Φ60.3×7.11mm；内、外螺纹接头3、1的螺纹类型为NC26；该内、外螺纹接头3、1的内径为36～42mm；外径为88～96mm。
仍以设在距内螺纹接头3外端面9.525mm处的内螺纹接头3的横截面积为Ab，在距外螺纹接头1台肩面19.05mm处的外螺纹接头1的横截面积为Ap，通过计算可得到Ab＞Ap，即内螺纹接头3的扭转屈服强度大于外螺纹接头1的扭转屈服强度，接头扭转屈服强度的大小由外螺纹接头1决定。
当内螺纹接头3的最小内径ID1和外螺纹接头1的最小内径ID2不相同时，取该两个值中的较小值，如图2所示，为外螺纹内径，取其最小值36mm，经计算得到Ap≈2167mm2，此时，取内螺纹接头3的最大外径值为96mm，经计算得到Ab≈3050mm2，Ab＞Ap，因此，在该实施例中，内螺纹接头3的扭转屈服强度大于外螺纹接头1的扭转屈服强度，接头扭转屈服强度的大小由外螺纹接头1决定。
若接头的屈服强度为827MPa，管体的屈服强度为931MPa，此时，根据Ap可计算得到接头扭转屈服强度约为13116Nm，而钻杆管体的扭转屈服强度约为15250Nm，两者之比为86％。能满足深度作业的操作要求。
而当外螺纹接头1的内径取值42mm时，Ap≈1798mm2，内螺纹接头3的外径OD＝88时，Ab≈1894mm2，Ab＞Ap，内螺纹接头的扭转屈服强度大于外螺纹接头的扭转屈服强度，接头扭转屈服强度的大小由外螺纹接头1决定。若接头的屈服强度为965MPa，管体的屈服强度为931MPa，接头扭转屈服强度约为12436Nm，钻杆管体的扭转屈服强度约为15250Nm，两者之比为81.5％＞80％。
由于接头的屈服强度不能无限提高，因此，外螺纹接头1的最大内径确定为42mm，而内螺纹接头3的最小外径确定为88mm。
综上所述，外螺纹接头1的内径范围为36～42mm，内螺纹接头3的外径范围为88～96mm。
外螺纹接头的内径和内螺纹接头的外径范围确定后，只要满足Ab＞Ap及接头的扭转屈服强度与管体屈服强度为931MPa时的扭转屈服强度之比大于0.8两个条件，外螺纹接头的内径和内螺纹接头的外径可以在给定的范围内任意选择。
与现有技术相比，本实用新型中，内螺纹接头的扭转屈服强度大于外螺纹接头的扭转屈服强度，接头的扭转屈服强度与钻杆管体屈服强度的扭转屈服强度之比大于0.8。达到了内螺纹接头与外螺纹接头的扭转屈服强度相匹配及钻杆接头与钻杆管体的扭转屈服强度相匹配的目的。从而满足深度作业的要求。
权利要求1.一种用于深度作业的钻杆，其包含一钻杆管体，在该钻杆管体的两端各焊接一内螺纹接头和一外螺纹接头，该管体的钢级为S-135，其管体外径为60.3mm，壁厚为7.11mm；内、外螺纹接头的螺纹类型为NC26；特征在于，所述的外螺纹接头的内径为36～42mm；内螺纹接头外径为88～96mm；其内螺纹接头的扭转屈服强度大于外螺纹接头的扭转屈服强度，钻杆接头与钻杆管体的扭转屈服强度相匹配。
专利摘要本实用新型涉及一种用于深度作业的钻杆，其包含一钻杆管体，在该钻杆管体的两端各焊接一内螺纹接头和一外螺纹接头，该管体的钢级为S－135，其管体外径为60.3mm，壁厚为7.11mm；内、外螺纹接头的螺纹类型为NC26；特点是，所述的外螺纹接头的内径为36～42mm；内螺纹外径为88～96mm。其内螺纹接头的扭转屈服强度大于外螺纹接头的扭转屈服强度，钻杆接头与钻杆管体的扭转屈服强度相匹配。
文档编号E21B17/00GK2670579SQ20032010933
公开日2005年1月12日 申请日期2003年10月29日 优先权日2003年10月29日
发明者赵鹏, 鹏 赵 申请人:宝山钢铁股份有限公司