一种高抗扭钻杆的制作方法

本发明涉及钻杆领域，更具体的，涉及一种高抗扭钻杆。

背景技术：

1、高抗扭钻杆是一种用于油井钻探的钻杆，它具有较高的抗扭转能力和刚性，用于传递扭矩和旋转力到钻头，以便在地下钻探过程中进行高效的钻井操作，高抗扭钻杆通常由高强度钢材制成，经过特殊处理和热处理以增强其机械性能和使用寿命，高抗扭钻杆广泛应用于复杂地层和大直径井孔的钻井作业中，例如深水钻井、水平井钻井和超深井钻井等，它能够承受较大的扭矩和外部力矩，减少扭转变形和挠度，提高钻井的稳定性和效率，在挖掘复杂地质条件下的油气资源时，高抗扭钻杆可以提供更可靠的钻探性能和安全性。

2、现有技术中，如中国专利申请为：cn111058779 a的一种高抗扭耐高压密封钻杆接头，包括公接头和母接头，二者由螺纹段连接，接头设有主台肩密封面、副台肩密封面和圆柱密封面。本该发明对传统接头结构进行改进，其主要特点如下：1、主台肩三角齿啮合面设计，提高了接头抗涨扣的能力和在弯曲情况下的耐密封能力；2、副台肩凹凸环形面设计可增加副台肩抗弯能力，减小应力集中，进一步提高密封效果；3、过盈配合的圆柱密封面，可保证连接的紧凑性，在接头受到弯矩工况下，增加了抵抗弯曲的能力，减小了对螺纹的影响；4针对接头螺纹段应力分布特点及钛合金弹性模量低的特点，采用三段式螺纹不等螺距的设计，有效改善螺纹受力分布，均衡螺纹应力平衡，提高螺纹的抗扭能力，延长了螺纹使用寿命。

3、上述专利中，虽然该装置采用三段式螺纹不等螺距的设计，并建立各螺距之间关于锥度、牙高的关系，更为合理地平衡不同锥度、牙高的螺纹的应力集中问题，有效调整螺纹受力分布，改善螺纹应力集中，提高螺纹的抗扭能力，延长了螺纹使用寿命，但是在转杆实际使用的过程中，由于钻杆没有设置防护机构，在钻杆与传动轴连接的过程中，很容易因为工人的操作失误，导致钻杆掉入打好的井中，这时就需要人工下去进行捕捞，不仅对工人的生命安全造成影响，如果钻杆没有打捞上来，就必须重新打井，从而会增加转井的施工成本和施工时间，所以就需要一种新的高抗扭钻杆。

技术实现思路

1、为了克服现有技术的缺陷，本发明所要解决的技术问题在于提出一种高抗扭钻杆，其能够克服钻杆实际使用的过程中，由于没有设置防护机构，在钻杆与传动轴连接的过程中，很容易因为工人的操作失误，导致钻杆掉入打好的井中，这时就需要人工下去进行捕捞，不仅对工人的生命安全造成影响，如果钻杆没有打捞上来，就必须重新打井，从而会增加钻井的施工成本和施工时间的问题。

2、为达此目的，本发明采用以下技术方案：

3、本发明提供了一种高抗扭钻杆，包括钻杆机构，所述钻杆机构的顶部设置连接机构，且连接机构用于连接钻杆机构，其特征在于：所述钻杆机构包括钻杆本体，所述钻杆本体的顶部开设连接槽，所述连接槽的内表壁设置第一内螺纹，且第一内螺纹用于连接连接机构，所述钻杆本体的底部固定安装有外筒，所述钻杆本体的底部固定连通有内筒，且内筒的外表壁设置第一外螺纹，且第一外螺纹用于连接连接机构；

4、所述连接机构包括连接筒，所述连接筒的外表壁固定安装有环形筒，且环形筒与连接筒之间形成环形空间，所述连接筒的外表壁设置第二外螺纹，且第二外螺纹位于连接筒的底部，并与第一内螺纹相啮合，所述连接筒的内表壁设置第二内螺纹，且第二内螺纹位于连接筒的顶部，并与第一外螺纹相啮合，所述环形筒的外壁两侧均开设矩形开口，两个所述矩形开口的内表壁均活动插设有限位板，且限位板的外径与矩形开口的内径相贴合，两个所述限位板的内表壁均固定插设有金属杆，且两个金属杆分别活动插设在两个矩形开口的内部，所述环形筒的内壁两侧均活动嵌设有推板，所述环形筒的内壁底部设置弹簧，且弹簧位于推板的底部。

5、在本发明较佳的技术方案中，两个所述限位板的底部均呈倾斜状态，两个所述推板的顶部均呈倾斜状态，且两个限位板的底部与两个推板的顶部相贴合。

6、在本发明较佳的技术方案中，所述钻杆本体的顶部活动套设有防护筒，且防护筒与钻杆本体的外表壁均开设固定孔，且固定孔贯穿防护筒，并在固定孔内螺纹连接有螺栓，防护筒用于对限位板进行防护。

7、在本发明较佳的技术方案中，所述防护筒的顶部和底部均呈度斜切角，与钻杆本体的外表壁形成一个缓坡，用于减小防护筒与井内壁之间的撞击角度。

8、在本发明较佳的技术方案中，所述钻杆本体的外表壁固定套设有六角衬套，且六角衬套位于防护筒的底部，而六角衬套的外表壁可以与相匹配的扳手进行啮合，用于对钻杆本体进行固定。

9、在本发明较佳的技术方案中，所述钻杆本体的外表壁开设有刻槽，刻槽可以增强钻杆本体与井内壁的耦合性，在钻探深层岩石时，能够保持较好的稳定性和导向性，有助于钻探更深地层。

10、在本发明较佳的技术方案中，所述外筒的底部活动插设有第一保护盖，且第一保护盖用于保护第一外螺纹，所述连接筒的顶部活动插设有第二保护盖，且第二保护盖用于保护第二内螺纹。

11、在本发明较佳的技术方案中，所述钻杆机构与连接机构均采用钛合金材料锻造而成，具体为一种tc4钛合金材料，tc4钛合金是一种常见的钛合金材料，也被称为ti-6al-4v，它由约6%的铝和4%的钒以及余下的纯钛组成，tc4钛合金具有优异的机械性能、耐腐蚀性和高温性能，具有较强的抗扭性能。

12、在本发明较佳的技术方案中，所述钻杆机构与连接机构的连接头均采用双抬肩设计，在扭矩载荷作用下，台肩帮螺纹牙分担了一部分扭矩载荷，降低了螺纹牙上的扭矩载荷。

13、在本发明较佳的技术方案中，所述钻杆机构和连接机构的螺纹接缝内均填充有密封胶，且密封胶的材质为聚氨酯密封胶，聚氨酯密封胶具有优异的耐高温性能和耐化学品腐蚀性能，能够在高温条件下保持长期的密封效果。

14、本发明的有益效果为：

15、本发明提供的一种高抗扭钻杆，通过设置连接机构，可以对钻杆机构进行连接，而连接机构内部设置限位板、推板和弹簧进行配合使用，当钻杆本体没有与传动轴进行连接时，在弹簧的作用下，会把推板向上顶升，而推板在顶升的过程中会把限位板向外顶升，使两端的限位板呈一定的倾斜角度向外扩散，进而形成限位作用，当工人操作不当，使得钻杆本体不慎向下掉落时，在两侧限位板的作用下，会把钻杆本体卡在进口处，这样就能防止钻杆本体掉落在井内，从而能消除人工打捞成本和人工打捞过程中所产生的危险性，同时还能消除由于重新打井而造成的施工成本增加和施工时间增加的问题。

16、由于本装置都是通过tc4钛合金锻造而成，而钛合金tc4钛合金具有很高的强度，所以具有较强的抗扭特性，是一种优秀的结构材料，其拉伸强度超过900 mpa，屈服强度超过800 mpa，tc4钛合金的密度只有大约4.5 g/cm³，相对于钢材来说十分轻巧，可以降低钻杆本体的重量，轻松完成吊装拼接工作，tc4钛合金对一般的酸、碱、盐等腐蚀介质具有很好的耐蚀性，能够在恶劣环境下长时间使用，tc4钛合金在高温下保持稳定的力学性能，使其适用于高温工作环境，且tc4钛合金具有良好的无磁性，可以避免在钻井过程中所形成的电磁干扰。

17、通过双抬肩设计，可以提高钻杆接头的抗扭能力，为钻杆接头提供双向可视化密封，降低水泥和固体堆积在接头内的机会，降低螺纹牙上的峰值应力，提高疲劳寿命，平滑的内径，可以产生平稳液流，更小的紊流，减小冲蚀，提高向井下工具泵入球的效率和能力，增强了在钻杆在内下入各种测试仪器的能力。

技术特征：

1.一种高抗扭钻杆，包括钻杆机构（1），所述钻杆机构（1）的顶部设置连接机构（2），且连接机构（2）用于连接钻杆机构（1），其特征在于：所述钻杆机构（1）包括钻杆本体（10），所述钻杆本体（10）的顶部开设连接槽（11），所述连接槽（11）的内表壁设置第一内螺纹（12），且第一内螺纹（12）用于连接连接机构（2），所述钻杆本体（10）的底部固定安装有外筒（13），所述钻杆本体（10）的底部固定连通有内筒（14），且内筒（14）的外表壁设置第一外螺纹（15），且第一外螺纹（15）用于连接连接机构（2）；

2.根据权利要求1所述的一种高抗扭钻杆，其特征在于：两个所述限位板（25）的底部均呈倾斜状态，两个所述推板（27）的顶部均呈倾斜状态，且两个限位板（25）的底部与两个推板（27）的顶部相贴合。

3.根据权利要求2所述的一种高抗扭钻杆，其特征在于：所述钻杆本体（10）的顶部活动套设有防护筒（16），且防护筒（16）与钻杆本体（10）的外表壁均开设固定孔（17），且固定孔（17）贯穿防护筒（16），并在固定孔（17）内螺纹连接有螺栓（18），防护筒（16）用于对限位板（25）进行防护。

4.根据权利要求3所述的一种高抗扭钻杆，其特征在于：所述防护筒（16）的顶部和底部均呈45度斜切角，与钻杆本体（10）的外表壁形成一个缓坡，用于减小防护筒（16）与井内壁之间的撞击角度。

5.根据权利要求4所述的一种高抗扭钻杆，其特征在于：所述钻杆本体（10）的外表壁固定套设有六角衬套（19），且六角衬套（19）位于防护筒（16）的底部，而六角衬套（19）的外表壁可以与相匹配的扳手进行啮合，用于对钻杆本体（10）进行固定。

6.根据权利要求5所述的一种高抗扭钻杆，其特征在于：所述钻杆本体（10）的外表壁开设有刻槽（110），刻槽（110）可以增强钻杆本体（10）与井内壁的耦合性。

7.根据权利要求6所述的一种高抗扭钻杆，其特征在于：所述外筒（13）的底部活动插设有第一保护盖（111），且第一保护盖（111）用于保护第一外螺纹（15），所述连接筒（20）的顶部活动插设有第二保护盖（29），且第二保护盖（29）用于保护第二内螺纹（23）。

8.根据权利要求7所述的一种高抗扭钻杆，其特征在于：所述钻杆机构（1）与连接机构（2）均采用钛合金材料锻造而成，具体为一种tc4钛合金材料。

9.根据权利要求8所述的一种高抗扭钻杆，其特征在于：所述钻杆机构（1）与连接机构（2）的连接头均采用双抬肩设计，双台肩可以帮螺纹牙分担了一部分扭矩载荷，降低了螺纹牙上的扭矩载荷。

10.根据权利要求9所述的一种高抗扭钻杆，其特征在于：所述钻杆机构（1）和连接机构（2）的螺纹接缝内均填充有密封胶，且密封胶的材质为聚氨酯密封胶。

技术总结
本发明公开了一种高抗扭钻杆，涉及钻井设备技术领域，包括钻杆机构，钻杆机构的顶部设置连接机构，且连接机构用于连接钻杆机构，其特征在于：钻杆机构包括钻杆本体，钻杆本体的顶部开设连接槽，连接槽的内表壁设置第一内螺纹，且第一内螺纹用于连接连接机构，钻杆本体的底部固定安装有外筒，钻杆本体的底部固定连通有内筒，且内筒的外表壁设置第一外螺纹，且第一外螺纹用于连接连接机构。当工人操作不当，使得钻杆本体不慎向下掉落时，在两侧限位板的作用下，会把钻杆本体卡在进口处，这样就能防止钻杆本体掉落在井内，从而能消除人工打捞成本和人工打捞过程中所产生的危险性，还能消除由于重新打井而造成的施工成本增加和施工时间增加的问题。

技术研发人员：陆成山,关放,薄婵娟,窦海宁,马睿思
受保护的技术使用者：盘锦辽河油田派普钻具制造有限公司
技术研发日：
技术公布日：2024/9/23