钻杆接头是钻杆的组成部分,分公接头和母接头,连接在钻杆管体的两端。接头上车有丝扣(粗扣)用以连接各单根钻杆。在钻井过程中,接头处要经常拆卸,接头表面受到相当大的大钳咬合力的作用,所以钻杆接头壁厚较大,接头外径大于管体外径,并采用强度更高的合金钢。国产钻杆接头一般都采用35CrMo合金钢。
丝扣的连接必须满足三个条件,即尺寸相等,丝扣类型相同,公母扣相匹。不同尺寸钻杆的接头尺寸不同。同一尺寸钻杆的丝扣类型也不尽相同。各钻杆生产厂家的钻杆采用的接头类型也很难完全一致因此,为便于区分钻杆接头和工程应用,API对钻杆接头的类型作了统一的规定,形成了石油工业普遍采用的API钻杆接头。
API钻杆接头有新旧两种标准。旧API钻杆接头是对早期使用的有细扣钻杆提出来的,分为内平式(IF)、贯眼式(FH)和正规式(REG)三种类型。
△旧API标准钻杆
内平式接头主要用于外加厚钻杆,其特点是钻杆内径与管体加厚处内径、接头内径相等,钻井液流动阻力小,有利于提高钻头水功率,但接头外径较大,易磨损。
贯眼式接头适用于内加厚钻杆,其特点是钻杆有两个内径,接头内径等于管体加厚处内径,但小于管体部分内径。钻井液流经这种接头时的阻力大于内平式接头,但其外径小于内平式接头。
正规式接头适用于内加厚钻杆。这种接头的内径比较小,小于钻杆加厚处的内径。所以正规接头连接的钻杆有三种不同的内径。钻井液流过这种接头时的阻力最大,但它的外径最小、强度较大。正规接头常用于小直径钻杆和反扣钻杆,以及钻头、打捞工具等。三种类型接头均采用“V”形螺纹,但扣型(用螺纹顶切平宽度表示)扣距、锥度及尺寸等都有很大的差别。
△接头丝扣尺寸符号
随着对焊钻杆的迅速发展,有细扣钻杆逐渐被对焊钻杆所取代,旧API钻杆接头由于规范繁多,使用起来很不方便,因此,美国石油学会又提出了一种新的NC型系列接头(有人称之为数字型接头),NC型接头以字母NC和两位数字表示,如NC50,NC26,NC31等。
NC(National Coarse Thread)意为(美国)国家标准粗牙螺纹,两位数字表示丝扣基面节圆直径的大小(取节圆直径的前两位数字)。例如NC26表示接头为NC型,基面丝扣节圆直径为2.668in,NC螺纹也为“V”形螺纹,具有0.065in平螺纹顶和0.038圆螺纹底,用V-0.038R表示扣型,可与V-0.065型螺纹连接。旧API标准中的全部内平(IF)及贯眼(FH)均为V-0.065型螺纹,故现已考虑将旧标准废除而统一采用)NC型接头。
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