专利名称：一种连接钻具的制作方法
技术领域：
本发明涉及钻具制造技术领域，具体地说是一种螺纹连接接头。
背景技术：
在现有技术中，钻具全部按API标准生产，它们的螺纹连接形式完全按照API SPEC 7标准生产，由一个外台阶加上数字螺纹(三角螺纹)构成，成品钻具的各项使用性能按API RP 7G要求。这种钻具的缺陷是在连接端需要焊接，使局部应力增加，从而缩短了钻具的使用寿命。
发明目的本实用新型的目的在于设计一种连接钻具，通过改变钻具螺纹的结构，平衡了钻具螺纹内部的轴向应力大大降低了钻具螺纹的复合应力，提高了螺纹的连接强度，并且在不影响钻具螺纹连接强度的前提下，可以缩小钻具螺纹连接处的径向、轴向尺寸，使钻具不要摩擦焊接就可以连接牢固。
按照本实用新型所提供的设计方案，在钻具钻管一端的非API标准的螺纹连接端设置内台阶，在钻具钻管另一端的非API标准的螺纹连接端设置外台阶，整个钻具钻管利用且仅利用螺纹相互连接。
内台阶与外台阶的接触端面为平面和平面接触，或弧面与平面接触，或弧面与弧面接触。两个台阶的接触端面间有缓冲密封垫。
钻具钻管的连接段向外加厚或/和向内加厚，加厚长度Leu＝100mm。在钻具钻杆管一端的加厚端上加工公螺纹。公螺纹的螺纹锥度为1∶6，螺距为6.35mm，齿高为2mm，引导角为20°，承载角为-3°，齿顶、齿底平行于钢管轴线，钻杆管体公螺纹的端部有公螺纹抗扭矩外台阶。
钻具钻杆管另一端的加厚管端上加工母螺纹。母螺纹的螺纹锥度为1∶6，螺距为6.35mm，齿高为2mm，引导角为20°，承载角为-3°，齿顶、齿底平行于钢管轴线，钻杆管体母螺纹的端部有母螺纹抗扭矩内台阶。
本实用新型与现有技术相比有显著进步，具体表现在1、由于承载角是负角α(-3°)螺纹，比钻杆用API 60°的数字螺纹，在油田使用中有更大的提拉力。负角螺纹在提拉时，不产生径向分力，接箍没有圆周应力，提高了接箍的抗腐蚀性能。
2、钻杆管体内壁也有抗扭矩台阶-内台阶，这样由于钻杆管体公螺纹抗扭矩内台阶(Lg)端面互相顶紧，起了密封作用，使钻杆管体内流动的高压泥浆不能接触螺纹，也保护了螺纹不被刺穿。
3、由于本发明比钻具API螺纹多一个内台阶使钻具在工作时螺纹产生的轴向应力得到平衡，使本发明的钻具螺纹更适应复杂工况下工作。
4、由于改变了钻杆的结构，也改变了生产的工艺，使复杂的对焊工艺、和工具接头生产工艺都取消了，取而代之的是工艺简单的钻杆管体的公、母螺纹加工，大大降低了成本，取消了现在API钻杆上的工具接头和钻杆管体的对焊焊缝，钻杆管体是整体热处理，因此钻杆在油田钻井工况中，就没有焊缝断裂的隐患了。由于承载角是负角α(-3°)螺纹，比钻杆用API 60°的数字螺纹，在油田使用中有更大的提拉力。负角螺纹在提拉时，不产生径向分力，没有圆周应力，提高了抗腐蚀性能。
图1为API标准的钻具螺纹结构。
图2为本专利的钻具螺纹结构形式。
图3为台阶有缓冲密封垫的结构图。
具体实施方式
如图所示在钻具钻管一端的非API标准的螺纹连接端设置内台阶4、6，在钻具钻管另一端的非API标准的螺纹连接端设置外台阶3、7，整个钻具钻管利用且仅利用螺纹相互连接。与原来需要利用管接头再加上焊接的方式相比，加工工艺简单，避免了焊缝处的断裂现象。
在内台阶4与外台阶3的接触端面及内台阶6与外台阶7的接触端面分别可以采用平面和平面接触，或弧面与平面接触，或弧面与弧面接触，以提高其密封性能及抗扭矩性能。
在内台阶4与外台阶3的接触端面间及内台阶6与外台阶7的接触端面间分别设置缓冲密封垫5，以改善两者的接触状况，提高密封效果，这种密封垫可以具有一定弹性的非金属件或金属件。
钻具钻管的连接段向外加厚或/和向内加厚，以便于设置台阶。
在钻具钻杆管一端的加厚端上加工公螺纹1。该公螺纹1的螺纹锥度为1∶6，螺距为6.35mm，齿高为2mm，引导角为20°，承载角为-3°，齿顶、齿底平行于钢管轴线，钻杆管体公螺纹的端部有公螺纹抗扭矩外台阶。
钻具钻杆管另一端的加厚管端上加工母螺纹2。该母螺纹2的螺纹锥度为1∶6，螺距为6.35mm，齿高为2mm，引导角为20°，承载角为-3°，齿顶、齿底平行于钢管轴线，钻杆管体母螺纹2的端部有母螺纹抗扭矩内台阶。
原来的产品在上扣扭矩为最大扭矩的1.6倍时，由于采用工具接头加焊接的方式连接，其VME应力布满整个断面，因此在承受扭矩时容易断裂。
本实用新型在上扣扭矩为最大扭矩的1.6倍时，由于在螺纹连接部位的两端分别设置了两个台阶，而不是原来的只在一端设置一个台阶，因而提高了连接强度与密封性能，尤其是可以省略管接头与焊接工艺，因此，应力没有贯穿整个断面，避免了应力集中引起的断裂现象，延长了使用寿命。
权利要求1.一种连接钻具，其特征是在钻具钻管一端的非API标准的螺纹连接端设置内台阶，在钻具钻管另一端的非API标准的螺纹连接端设置外台阶，整个钻具钻管利用且仅利用螺纹相互连接。
2.根据权利要求1所述的连接钻具，其特征是内台阶与外台阶的接触端面为平面和平面接触，或弧面与平面接触，或弧面与弧面接触。
3.根据权利要求1所述的连接钻具，其特征是两个台阶的接触端面间有缓冲密封垫。
4.根据权利要求1所述的连接钻具，其特征是钻具钻管的连接段向外加厚或/和向内加厚。
5.根据权利要求1所述的连接钻具，其特征是在钻具钻杆管一端的加厚端上加工公螺纹。
6.根据权利要求5所述的连接钻具，其特征是公螺纹的螺纹锥度为1∶6，螺距为6.35mm，齿高为2mm，引导角为20°，承载角为-3°，齿顶、齿底平行于钢管轴线，钻杆管体公螺纹的端部有公螺纹抗扭矩外台阶。
7.根据权利要求1所述的连接钻具，其特征是钻具钻杆管另一端的加厚管端上加工母螺纹。
8.根据权利要求7所述的连接钻具，其特征是母螺纹的螺纹锥度为1∶6，螺距为6.35mm，齿高为2mm，引导角为20°，承载角为-3°，齿顶、齿底平行于钢管轴线，钻杆管体母螺纹的端部有母螺纹抗扭矩内台阶。
专利摘要本实用新型是一种新型的石油钻具上的内、外双台阶的螺纹连接，是一种不同于目前钻具上采用的API螺纹连接的。目前的钻具连接的生产和使用都按API SPEC7的标准连接，其只有一个外台阶加上数字型(三角螺纹)，而本发明比API SPEC7的标准连接多了一个内台阶使螺纹内部的轴向应力得到平衡，消除了原API SPEC7的标准连接时，由于只有外台阶(母螺纹的大头端部与公螺纹大头端的台阶相互作用)引起的外螺纹大头根部的复合应力过大。
文档编号B23B51/12GK2803583SQ20042008059
公开日2006年8月9日 申请日期2004年10月25日 优先权日2004年10月25日
发明者陆晓玲 申请人:陆晓玲