增刊1 张毅等：特殊螺纹接头油井管的设计和选用 ·15· 在管道内的紊流现象，使能量损失最小，同时特别适 3.2 WSP-DS2 合提捞井油管使用，可最大程度地减少磨损，延长提 WSP-DS2是在WSP-DS1的基础上设计的一 捞橡胶活塞的寿命. 种新型双台肩接头.WSP-DS2同样具有内、外两个 3钻杆接头的设计和选用 台肩，接头拧紧后，内、外台肩紧密接触，形成双密 封，这样，通过增加内扭矩台肩的方法，增加了接头 近年来，随着深井、定向井的增多，钻井工况越 的抗扭性能。同时，增大台肩面与螺纹之间的过渡 来越复杂，其中一个显著特点就是钻柱扭矩增大. 距离，缓和台肩处的应力集中.该螺纹的牙型、锥 API钻杆接头由于抗扭强度低，己不能满足大扭矩 度、螺距等与API螺纹完全相同.该接头的结构如 钻井的作业要求习.针对这一技术难题，无锡西姆 图11所示. 莱斯设计研发了三种双台肩钻杆接头. 连接螺纹 封台肩（主台肩） 3.1 WSP-DS1 WSP-DSI是在API接头的基础上设计的一种 母接头 -P 双台肩接头，可以与API接头互换.其设计原理是： 公接头 在API外螺纹接头端部增加一段鼻端部，该部分为 扭矩台肩（付台肩） 含内孔光滑锥体，锥度与外螺纹相同.同时，在API 图11WSP-DS2双台肩接头 内螺纹接头内部增加一直角内台肩，与外螺纹端部 Fig.11 WSP-S2 double shoulder thread 配合.该螺纹的牙型、锥度、螺距等与API螺纹完全 相同.具体结构见图10. WSP-DS2接头具有双台肩接头的共同优点，与 WSP-DS1接头相比，该接头的抗扭能力更高，抗扭 能力比API扣型提高40%以上. 3.3 WSP-DS3 WSP-DS3是一种具有更高抗扭性能的双台肩 接头，其基本结构与高抗扭接头WSP-DS2相似，特 点是在高抗扭接头WSP-DS2的基础上，通过改变 螺纹锥度（由1：6改变为1：14）的方法，进一步增加 台肩面宽度，提高抗扭能力，如图12所示 高抗扭接头 图10WSP-DS1双台肩接头 Fig.10 WSP-S1 double shoulder thread WSP一DS1系列完全可以实现与API接头互换， 特点如下 (1)可与API扣型直接对接 、变锥度接头 (2)与API扣型相比，扭矩提高30%，显著提高 图12WSP-DS3双台肩接头 了抗扭矩性能. Fig.12 WSP-DS3 double shoulder thread (3)与相同抗扭性能的API接头相比，水眼增 大，压降降低，从而不易冲蚀 因为锥度的改变，这种接头的螺纹牙型与API (4)在降级使用前，与API扣型相比，有更大的 螺纹不同，需要定制专门的刀具，量规也必须制作不 外径容许磨损值. 同于API标准的量规.因此加工、检测难度增大. (5)提高了接头的抗疲劳能力.双台肩设计使 该接头具有一般双台肩接头的优点，与相同尺 应力分布更均衡，在扣的两端都能分担扭矩载荷：与 寸的API接头相比，抗扭性能可提高65%以上，与 API扣型相比，钢性更强，同时降低了连接处的应力 相同尺寸的高抗扭接头WVSP-DS2相比，抗扭能力 集中，提高了抗疲劳性 提高20%以上.增刊 1 张 毅等: 特殊螺纹接头油井管的设计和选用 在管道内的紊流现象，使能量损失最小，同时特别适 合提捞井油管使用，可最大程度地减少磨损，延长提 捞橡胶活塞的寿命． 3 钻杆接头的设计和选用 近年来，随着深井、定向井的增多，钻井工况越 来越复杂，其中一个显著特点就是钻柱扭矩增大． API 钻杆接头由于抗扭强度低，已不能满足大扭矩 钻井的作业要求［2--3］． 针对这一技术难题，无锡西姆 莱斯设计研发了三种双台肩钻杆接头． 3. 1 WSP--DS1 WSP--DS1 是在 API 接头的基础上设计的一种 双台肩接头，可以与 API 接头互换． 其设计原理是: 在 API 外螺纹接头端部增加一段鼻端部，该部分为 含内孔光滑锥体，锥度与外螺纹相同． 同时，在 API 内螺纹接头内部增加一直角内台肩，与外螺纹端部 配合． 该螺纹的牙型、锥度、螺距等与 API 螺纹完全 相同． 具体结构见图 10． 图 10 WSP--DS1 双台肩接头 Fig． 10 WSP-DS1 double shoulder thread WSP--DS1 系列完全可以实现与 API 接头互换， 特点如下． ( 1) 可与 API 扣型直接对接． ( 2) 与 API 扣型相比，扭矩提高 30% ，显著提高 了抗扭矩性能． ( 3) 与相同抗扭性能的 API 接头相比，水眼增 大，压降降低，从而不易冲蚀． ( 4) 在降级使用前，与 API 扣型相比，有更大的 外径容许磨损值． ( 5) 提高了接头的抗疲劳能力． 双台肩设计使 应力分布更均衡，在扣的两端都能分担扭矩载荷; 与 API 扣型相比，钢性更强，同时降低了连接处的应力 集中，提高了抗疲劳性． 3. 2 WSP--DS2 WSP--DS2 是在 WSP--DS1 的基础上设计的一 种新型双台肩接头． WSP--DS2 同样具有内、外两个 台肩，接头拧紧后，内、外台肩紧密接触，形成双密 封，这样，通过增加内扭矩台肩的方法，增加了接头 的抗扭性能． 同时，增大台肩面与螺纹之间的过渡 距离，缓和台肩处的应力集中． 该螺纹的牙型、锥 度、螺距等与 API 螺纹完全相同． 该接头的结构如 图 11 所示． 图 11 WSP--DS2 双台肩接头 Fig． 11 WSP-DS2 double shoulder thread WSP--DS2 接头具有双台肩接头的共同优点，与 WSP--DS1 接头相比，该接头的抗扭能力更高，抗扭 能力比 API 扣型提高 40% 以上． 3. 3 WSP--DS3 WSP--DS3 是一种具有更高抗扭性能的双台肩 接头，其基本结构与高抗扭接头 WSP--DS2 相似，特 点是在高抗扭接头 WSP--DS2 的基础上，通过改变 螺纹锥度( 由 1∶ 6改变为 1∶ 14) 的方法，进一步增加 台肩面宽度，提高抗扭能力，如图 12 所示． 图 12 WSP--DS3 双台肩接头 Fig． 12 WSP-DS3 double shoulder thread 因为锥度的改变，这种接头的螺纹牙型与 API 螺纹不同，需要定制专门的刀具，量规也必须制作不 同于 API 标准的量规． 因此加工、检测难度增大． 该接头具有一般双台肩接头的优点，与相同尺 寸的 API 接头相比，抗扭性能可提高 65% 以上，与 相同尺寸的高抗扭接头 WSP--DS2 相比，抗扭能力 提高 20% 以上． ·15·