隨著(zhù)牙輪鉆進(jìn),空氣潛孔錘鉆進(jìn),氣舉反循環(huán)鉆進(jìn)等鉆探技術(shù)的推廣使用,API系列井內鉆柱構件和井下工具也得到了越來(lái)越廣泛的應用。尤其是連接鉆柱構件的API系列鉆具接頭螺紋,更是起著(zhù)不可或缺的作用。鉆桿接頭螺紋按被檢測石油鉆桿接頭螺紋的型式可分為:數字型螺紋(NC)、內平型螺紋(IF)、貫眼型螺紋(FH)和正規型螺紋(RGE)。
鉆桿按其螺紋不同又可分為普通鉆桿、方牙鉆桿和加重鉆桿等。普通鉆桿是鉆柱的主要組成部分,上面連著(zhù)方牙鉆桿,下面連著(zhù)鉆鋌,其作用是傳遞扭矩,使鉆頭向下鉆進(jìn),加深井眼。方牙鉆桿位于鉆柱的上端,其主要作用是傳遞扭矩,工作是承受鉆柱的重量,由驅動(dòng)部分(正方形或六角形)、上部接頭(左旋螺紋)、下部接頭(右旋螺紋)組成,常用的是正方形的方牙鉆桿。加重鉆桿是普通鉆桿與鉆鋌之間的過(guò)渡鉆柱段,它能有效地緩解鉆鋌與鉆桿在結合中過(guò)渡段的應力集中,提供鉆壓并能有效地減少鉆柱與井壁的連接面積及外徑磨損率。
數字型(NC)螺紋以螺紋基面中徑的英寸和十分之一英寸的數字值表示的螺紋。所有規格螺紋采用V-0.038R平頂圓底三角形牙型,這種牙型的特點(diǎn)是圓形牙底半徑為0.038英寸(0.965mm)。數字型螺紋是API推薦優(yōu)先使用的螺紋,該型螺紋按錐度可分為1:6和1:4兩種型式,應用于方牙鉆桿、鉆桿、鉆鋌、鉆具穩定器等鉆井工具,在大慶油田NC50螺紋還用在鉆頭上。
內平型(IF)接頭螺紋連接外加厚或內外加厚鉆桿,形成鉆桿接頭內徑、 管體加厚內徑與管體內徑相等或近似的通徑,鉆井液流動(dòng)阻力小,但外徑較大,容易磨損。所有規格螺紋均采用V-0.065平頂平底三角形牙型,這種牙型為平牙底,牙頂較寬度為0.065英寸(1.651mm)。除5 1/2 IF外,其它規格螺紋因結構尺寸與相應的數字型螺紋完全相同,故具有互換性。但該型螺紋因其牙型結構易導致應力集中,故API已將其淘汰,其中包括4 1/2 IF和4 IF,取而代之的是NC50和NC46數字型螺紋。
貫眼型(FH)鉆桿接頭螺紋連接內外加厚鉆桿,形成鉆桿接頭內徑和加厚端內徑相等,而均小于鉆桿管體內徑的通徑。該型螺紋的規格雖然為數不多,但卻使用了V-0.065、V-0.050(牙底為圓弧,牙頂寬度為0.050英寸,1.27mm)和V-0.040(牙底為圓弧,牙頂寬度為0.040英寸,1.02mm)三種牙型,曾經(jīng)被廣泛用于水龍頭、方牙鉆桿、鉆桿、鉆鋌和鉆頭等?,F在除5 1/2 FH和6 5/8 FH兩種使用V-0.050牙型、1:6錐度的大規格螺紋外,其余均在A(yíng)PI淘汰螺紋之列。其中使用V-0.065牙型的4 FH與內平型螺紋一樣被數字型螺紋NC40所取代。
正規型(RGE)鉆桿接頭螺紋曾用于連接內加厚鉆桿,形成鉆桿接頭內徑小于加厚內徑,而鉆桿加厚端內徑又小于管體內徑的通徑。API設計正規型螺紋的主要目的是將其應用于鉆頭連接,由于鉆頭位于鉆柱末端,在這里螺紋牙底的應力集中現象的存在與否無(wú)關(guān)緊要,因而API把它們所有規格全數保留下來(lái)。該型使用V-0.050和V-0.040牙型,在A(yíng)PI SPEC 7第四十版中新增添了使用V-0.055(平牙底,牙頂寬度為0.055英寸,1.397mm)牙型的1REG和1 1/2 REG兩種規格螺紋。