鉆桿接頭扣型介紹

1、石油專用管螺紋管材的類型及規(guī)格之一石油專用管螺紋管材的類型及規(guī)格之一鉆具接頭螺紋鉆具接頭螺紋鉆具接頭螺紋用于如鉆鋌、鉆桿、鉆具穩(wěn)定器及轉(zhuǎn)換接頭等鉆井工具及鉆柱構(gòu)件的連接。目前生產(chǎn)和檢驗(yàn)依據(jù)的標(biāo)準(zhǔn)主要是APISPEC7。APISPEC7稱鉆具接頭螺紋為“旋轉(zhuǎn)臺肩連接”，是石油鉆探行業(yè)連接鉆柱構(gòu)件最主要的機(jī)械機(jī)構(gòu)。這種帶錐螺紋具有通過軸向位移來補(bǔ)償連結(jié)部分直徑誤差的特點(diǎn)，因此互換性程度高、結(jié)合緊密和裝拆容易。其技術(shù)特點(diǎn)為英制錐管螺紋、有臺肩

2、連接、三角形螺紋，在管材連接中應(yīng)用極為廣泛。其主要螺紋型式如表1所示。表1：鉆具接頭螺紋類型序號螺紋型式螺紋牙型規(guī)格與種類1數(shù)字型（NC）V0.038RNC23NC77共計(jì)13種2內(nèi)平型（IF）V0.065238in512in共計(jì)6種3貫眼型（FH）V0.065V0.050V0.040312in658in共計(jì)5種4正規(guī)型（REG）V0.050V0.040238in858in共計(jì)8種1.1.內(nèi)平型螺紋內(nèi)平型螺紋該型鉆具接頭螺紋連接外加厚或

3、內(nèi)外加厚鉆桿，形成鉆桿接頭內(nèi)徑、管體加厚內(nèi)徑與管體內(nèi)徑相等或近似的通徑。所有規(guī)格螺紋均采用V0.065平頂平底三角形牙型，這種牙型為平牙底，牙頂較寬度為0.065英寸（1.651mm）。除512IF外，其它規(guī)格螺紋的因結(jié)構(gòu)尺寸與相應(yīng)的數(shù)字型螺紋完全相同，故具有互換性。該型螺紋因其牙型結(jié)構(gòu)易導(dǎo)致應(yīng)力集中，API已將其淘汰，其中包括412IF和4IF，它們就是曾經(jīng)在我油田被大量使用的410、411和4A10、4A11，取而代之的是NC50和

4、NC46數(shù)字型螺紋。2.2.貫眼型螺紋貫眼型螺紋該型鉆桿接頭螺紋連接內(nèi)外加厚鉆桿，形成鉆桿接頭內(nèi)徑和加厚端內(nèi)徑相等，而均小于鉆桿管體內(nèi)徑的通徑。該型螺紋的規(guī)格雖然為數(shù)不多，但卻使用了V0.065、V0.050（牙底為圓弧，牙頂寬度為0.050英寸，1.27mm）和V0.040（牙底為圓弧，牙頂寬度為0.040英寸，1.02mm）三種牙型，曾經(jīng)被廣泛用于水龍頭、方鉆桿、鉆桿、鉆鋌和鉆頭?，F(xiàn)在除512FH和鉆具螺紋的三位數(shù)表示法是冶金工業(yè)部

5、標(biāo)準(zhǔn)SYB1260463中規(guī)定接頭的代號，第一位數(shù)字表示接頭的通稱尺寸，第二位數(shù)字表示接頭的類型，第三位數(shù)字表示接頭的內(nèi)外螺紋。淘汰螺紋與數(shù)字型螺紋的互換對照表：數(shù)字型螺紋淘汰螺紋SYB12604規(guī)定的代號NC26238IF2A10、2A11NC31278IF210、211NC38312IF310、311NC404FHNC464IF4A10、4A11NC50412IF410、4116.6.鉆具接頭螺紋主要失效形式鉆具接頭螺紋主要失效形式

6、經(jīng)過多年的生產(chǎn)實(shí)踐，鉆桿接頭螺紋主要失效形式如下幾種：1）粘扣和脹扣：發(fā)生在有較高的軸向壓力情況下，外螺紋強(qiáng)制進(jìn)入內(nèi)螺紋，引起內(nèi)螺紋脹開或粘扣而造成聯(lián)接失效；上緊扭矩過高或井下產(chǎn)生過高扭矩時(shí)，也會(huì)因脹扣或粘扣而失效。2）螺牙剪切失效：螺牙剪切失效也往往發(fā)生在最末完全扣處，螺紋錐度越大、螺紋越短越易出現(xiàn)剪切失效。3）斷裂：因?yàn)樵谧钅┩耆厶帒?yīng)力最大，斷裂往往發(fā)生在螺紋最末完全扣。4）滑扣：當(dāng)螺紋錐度較大時(shí)，上緊圈數(shù)未達(dá)到適當(dāng)圈數(shù)而扭矩就已

7、達(dá)到推薦值，此時(shí)承受軸向拉力作用，易發(fā)生脫扣；當(dāng)螺紋間隙充填物不合理時(shí)也有這種可能性。5）倒扣：較小的上緊扭矩可能導(dǎo)致螺紋不能承擔(dān)施加的軸向載荷和井下扭矩，從而造成倒扣失效，可能造成部分鉆柱掉入井內(nèi)，甚至還會(huì)造成井眼報(bào)廢。6）刺扣和密封失效：鉆柱的扭轉(zhuǎn)振動(dòng)造成鉆柱旋轉(zhuǎn)速度時(shí)快時(shí)慢，當(dāng)鉆柱突然加速旋轉(zhuǎn)時(shí)，扭矩可能突然增加，因鉆柱與井壁、外螺紋與內(nèi)螺紋間的交互作用使得在接頭處產(chǎn)生很高的熱量，從而螺紋脂從螺紋間隙流出，可能造成密封失效，同時(shí)高

8、壓流體沿著螺紋間隙從管內(nèi)流出，引起刺扣；軸向拉力也會(huì)降低密封能力；上緊扭矩過小，過低的螺紋過盈量也導(dǎo)致較低的密封能力；鉆柱的橫向振動(dòng)使鉆柱承受交變的彎曲應(yīng)力同樣會(huì)造成密封失效；加工誤差，不合理的公差配合也是一個(gè)重要的原因。7.7.高疲勞強(qiáng)度鉆具螺紋接頭的應(yīng)用高疲勞強(qiáng)度鉆具螺紋接頭的應(yīng)用隨著深井鉆井的逐年增多，鉆具斷裂事故也在增加。其中90%是底部鉆具螺紋接頭的疲勞斷裂，而這其中80%屬于外螺紋接頭的疲勞斷裂。主要原因是由于外載和預(yù)載荷在