阅读说明：本技术 等距圆弧面高强度钻杆接头 (Equidistant arc surface high-strength drill rod joint ) 是由 赵国英 于 2020-07-12 设计创作，主要内容包括：目前国内外有两种钻杆接头：圆锥螺纹接头和六方接头。本发明是“等距圆弧面高强度钻杆接头”,用等距圆弧面传递扭矩,用圆柱面定心。圆锥螺纹接头中的螺纹有尖角和六方接头的六方都存在应力集中。本发明的钻杆接头传递扭矩的“等距圆弧面”没有尖边没有尖角,没有应力集中疲劳强度高。圆锥螺纹接头和六方接头中没有密封圈,本发明的钻杆接头有密封圈,可防止泥沙侵入能提高接头的使用寿命。圆锥螺纹接头和六方接头在表面喷焊耐磨合金层或加滑动套等,与套管是滑动摩擦对套管磨损较大。本发明的钻杆接头上安装是“滚针减磨套”,滚针与套管是滚动摩擦,减轻套管磨损提高使用寿命。(At present, two drill rod joints exist at home and abroad: conical threaded joints and hexagonal joints. The invention relates to a high-strength drill rod joint with equidistant arc surfaces, which transmits torque by using the equidistant arc surfaces and is centered by using a cylindrical surface. The threads in a conical threaded joint have sharp corners and the hexagonal shape of a hexagonal joint has stress concentrations. The equidistant arc surface of the drill rod joint for transmitting torque has no sharp edge, no sharp corner and no stress concentration, and has high fatigue strength. The taper thread joint and the hexagonal joint are not provided with sealing rings, and the drill rod joint provided by the invention is provided with the sealing rings, so that the invasion of silt can be prevented, and the service life of the joint can be prolonged. The wear-resistant alloy layer or the sliding sleeve is sprayed and welded on the surface of the conical threaded joint and the hexagonal joint, and the wear of the sleeve is large due to the sliding friction between the conical threaded joint and the sleeve. The drill rod joint is provided with a rolling needle antifriction sleeve, and the rolling needle and the sleeve are in rolling friction, so that the abrasion of the sleeve is reduced, and the service life is prolonged.)

等距圆弧面高强度钻杆接头

技术领域

本发明是一种新型钻杆接头 —— 等距圆弧面高强度钻杆接头。

背景技术

钻杆接头两端连接钻杆，将动力传递给钻头。目前国内外使用的钻杆接头有两种，圆锥螺纹接头（图1）和六方接头（图2）。

存在问题：圆锥螺纹接头的外螺纹与内螺纹配合存在螺距误差、锥度误差，各螺纹面接触不均匀，存在应力集中。螺纹根部圆角半径很小仅有0.4-0.6mm,存在较大应力集中，圆锥螺纹接头无密封装置泥砂进入到螺纹之间，加快螺纹的磨损失效等。六方接头中用六方传递扭矩，转动时外六方与内六方接触面存在较大应力集中（图3），加工的六方面尺寸误差及不对中偏差较大，外六方与内容六方配合间隙大，高速转动时引发振动，振动产生冲击载荷加快六方面的磨损；配合间隙大，泥沙进入到接头内更加快六方接头疲劳磨损失效。圆锥螺纹接头和六方接头，无论如何优化设计和高精加工，都解决不了应力集中的存在。只有从结构上进行创新设计出没有应力集中的结构，才能提高钻杆接头的使用寿命。

我国使用的钻杆接头60%是使用外国结构，每年要支付大量专利费，有25%是直接从外国进口，其价格是国产的2倍。使用外国的钻杆接头和国内研制的钻杆接头，我国每年因钻杆接头失效产生的经济损失高达4000万以上。

根据“一种等距圆弧面与加工装置”专利(申请号:201810120695.5)的基本精神内容,设计出，一种新型钻杆接头——“等距圆弧面高强度钻杆接头”(图5、图6、图7)。

所述“等距圆弧面高强度钻杆接头”，是用六等距圆弧传递扭矩，用圆柱面定心，用O形密封圈密封。

所述 “等距圆弧面高强度钻杆接头”，采用“滚针减磨套”用来减轻与“套管”的摩擦磨损，并保护了钻杆免受摩擦磨损。

等距圆弧面高强度钻杆接头优点

传递扭矩的六等距圆弧面可以加工出高精度配合（h7/h6），“等距圆弧面”能自动定心，并且接头两端有圆柱面定心，高速转动时平稳无振动。

等距圆弧面无尖边无尖角无应力集中，接触强度、抗扭剪切强度及疲劳强度高。

内等距圆弧面转角处有“空刀槽”，可以存储润滑油，在内外等距圆弧面之间存有油膜，起到润滑减磨作用，并能防止接合面粘接。

有密封圈可以防止泥沙浸入，保护了“等距圆弧面”和“圆柱面”，能提高接头的使用寿命。

在接头外部装有“滚针减磨套”，取代传统采用的“滑动套”、喷焊耐磨合金层、高硬度镀层等。“滚针减磨套”与“套管”之间是滚动摩擦，能大大减轻接头与套管间的摩擦磨损，并能保护钻杆免受摩擦磨损。

“等距圆弧面高强度钻杆接头”能大幅提高使用寿命，将结束我国使用外国钻杆接头专利的历史，并将走向国际钻杆接头市场。

附图说明

图1. 圆锥螺纹接头示意图

图2. 六方接头

图3. 六方接头应力图

图4. 接头喷焊耐磨带图

图5. 等距圆弧面外接头

图6. 等距圆弧面内接头

图7. 等距圆弧面接头装配图.1.上钻杆，2.密封圈 3.“插销”，4.下钻杆

图8. 滚针减磨套. 1.隔离套.2.滚针 3.挡圈 4.耐磨套（点焊在内接头上） 5.钻杆接头

具体实施方法

在数控车床上，用专用工装能高速高效地精车出等距圆弧面外接头。

用锻造+精挤压高效加工出等距圆弧面内接头。

以上所述仅为本发明较佳实施例，非限定本发明专利范围，其他运用本发明专利精神的等效变化，均属本发明的专利范围。