常用钻具接头螺纹综合分析

　　摘要：近年来，油井气钻采、地热井开发和水文水井钻探作业不断发展，超深度、超高压、超高温等各种复杂苛刻工况条件也随之增多，对水文、石油钻具接头螺纹的要求就更加严格，更加需要进行标准化、规范化的设计生产和使用。文章就与钻具相关的钻具螺纹类型及规格进行了总结归类，对钻具选配中的注意事项进行了阐述。
　　关键词：石油钻探；钻具螺纹
　　一、概述
　　钻具接头螺纹用于如钻铤、钻杆、钻具稳定器及变径接头等钻具的联接。API规范着各种系列的石油钻具接头螺纹的规格和型号。目前设计、生产和检验依据的标准主要是API SPEC 7。这种螺纹有三大特点，即英制锥管螺纹、有台肩连接、三角形螺纹，它独特的锥度旋转台肩联接型式可以通过轴向位移来补偿接头螺纹直径误差，因此互换性好、结合紧密、容易装拆，是石油、水文和地质钻探行业连接钻具最主要的机构。
　　二、四种螺纹介绍
　　（一）数字型螺纹（见表1）
　　数字型螺纹是1964年美国石油学会钻井和服务设备委员会为了改进旋转台肩式接头螺纹联接性能而采用的一种新型螺纹系列，是API SPEC 7推荐优先使用的螺纹，是螺纹基面中径的英寸数以十分之一英寸为单位取两位数余数舍去的数字值表示的螺纹，其所有规格螺纹均采用V-0.038R圆底平顶三角形牙型，螺距均为6.350（4扣/吋），有1︰6和1︰4两种型式，主要应用于方钻杆、钻杆、钻铤、钻具稳定器等钻井工具，在大庆油田NC50螺纹还用在钻头上。
　　（二）内平型螺纹（见图1）
　　
　　
　　内平型螺纹用于联接外加厚或内外加厚钻杆，内平型联接是钻杆接头内径d3、钻杆接头部分内径d2和钻杆管体内径d1相等或接近相同。这种钻杆优点是泥浆流过时阻力最小，因此多用于小钻杆。内平型螺纹是内平型钻杆接头联接所采用的螺纹，螺纹规格均采用V-0.065平顶平底三角形牙型，这种牙型为平牙底，牙顶宽度为0.065英寸（1.651mm）。这种牙型结构容易导致应力集中，已经列入API淘汰系列，包括我们国内油田现场交流使用的型号叫法410、411和4A10、4A11，即41/2IF和4IF，相应取而代之的是NC50和NC46数字型螺纹。内平型螺纹共有六种规格，除51/2IF外，其余5种规格螺纹结构尺寸与相应的数字型螺纹具有互换性，即V-0.038R牙型的数字型螺纹可与基面中径相同的V-0.065牙型的螺纹互换（见表2）。
　　（三）贯眼型螺纹（见图2）
　　
　　
　　贯眼型螺纹连接内外加厚钻杆，贯眼型联接是钻杆接头内径d3和钻杆接头部分内径d2基本相同，而都小于钻杆管体内径d1。这种钻杆泥浆流过时阻力不大，流速没有明显变化。贯眼型螺纹的规格虽然只有5种，但牙型却有3种，即V-0.065（平牙底，牙顶宽度为0.065英寸，1.651mm）、V-0.050（牙底为圆弧，牙顶宽度为0.050英寸，1.27mm）和V-0.040（牙底为圆弧，牙顶宽度为0.040英寸，1.02mm）3种，曾经在水龙头、方钻杆、钻杆、钻铤和钻头的螺纹中得到广泛应用。现在除51/2FH和65/8FH两种使用V-0.050牙型、1︰6锥度的大规格螺纹外，其余均在API淘汰螺纹之列（见表3）。其中唯一使用V-0.065牙型的4FH与内平型螺纹一样被数字型螺纹NC40所取代。
　　（四）正规型螺纹（见图3）
　　
　　
　　正规型螺纹曾经用于连接内加厚钻杆，现在用于牙轮钻头联接较多，正规型联接是钻杆接头内径d3小于钻杆加厚部分内径d2，而钻杆加厚部分内径d2小于钻杆管体内径d1。这种钻杆在泥浆流过时阻力较大，但强度比其他类型接头高。API设计正规型螺纹的主要目的是将其应用于钻头连接，由于钻头位于钻柱末端，在这里螺纹牙底的应力集中现象的存在与否无关紧要，因而API把它们所有规格全数保留下来。正规型螺纹使用V-0.050和V-0.040这2种牙型，在API SPEC 7第四十版中新增添了使用V-0.055（平牙底，牙顶宽度为0.055英寸，1.397mm）牙型的1REG和11/2REG这2种规格螺纹（见表4）。
　　三、结束语
　　第一，随着钻探事业的进一步发展，对钻具螺纹联接的要求越来越高。钻具接头螺纹的设计和生产技术含量高，加工难度大，质量要求严，紧密结合施工实践，需要工程技术人员不断探索、加强理论和实践的研究性工作，提高钻具联接的强度和耐用性。
　　第二，钻具的选配是一种综合性的技术工作。涉及国内外各种的标准和规范，也要结合工程施工实践，还有新旧标准规范的衔接和过度，都给做好钻具配套带来了难度。工程技术人员应该熟练掌握这方面的知识和技能，促进技术、生产和管理工作的顺利开展。
　　参考文献：
　　1、GB/T9253.1-1999.石油钻杆接头螺纹[S].
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