摘要:在钻水平井时，如使用传统的，钻井工具过接头时，曲于存在拐点，钻井工具容易遇卡或进入不畅。万向钻杆接头能解决现有钻杆接头存在的工具经过拐点易卡、进入不畅的问题。

现阶段国内外石油天然气钻井还没有使用万向钻杆接头，但是已经有公司将万向钻杆接头纳入研究课题，市场上面还没有成型的万向钻杆接头。

接头的结构设计决定了钻杆的性能。在同样材料，同样工况，钻杆外径相同的情况下，不同结构尺寸的钻杆所表现出的性能也不一样，因此，通过对钻杆结构设计进行强度计算和校核不仅仅有着实际应用的意义。而对于钻杆接头的结构设计又决定了钻井的效率，在实际生产中根据不同的钻井环境、生产成本、安装接头难度等各个方面的因素，因此对钻杆接头进行改进衍生出许多不同种类的接头。

本次设计的重点是独自设计出万向钻杆接头的结构，然后通过钻杆接头在使用过程中可能会遇到的问题予以修正，尽可能的优化其结构。同时还要对其结构进行强度校核，满足在钻井生产中的条件。

关键词：万向钻杆接头；强度计算；设计；校核；结构设计

目 录

摘 要

ABSTRACT

1前言-1

1.1  课题的目的和意义-1

1.2  国内外研究现状-2

1.3  设计内容-5

1.4  设计思路-6

2  钻杆接头相关钻具介绍-7

2.1  钻柱-7

2.2  钻杆-8

2.3  钻杆接头-9

2.4  特殊钻杆接头-10

3  万向钻杆接头的设计-13

3.1  总体方案设计-13

3.2  工艺分析-13

3.3  结构设计-14

3.3.1  结构设计-14

3.3.2  上壳体结构设计-14

3.3.3  下管体结构设计-15

3.3.4  上转换接头的设计-15

3.3.5  中心导管的设计-16

3.3.6  挡圈紧固接头设计-17

3.3.7  挡圈的设计-18

3.3.8  万向钻杆接头的组装-18

4  万向钻杆接头的强度分析计算-19

4.1  上壳体与下管体抗拉强度设计-19

4.2  钻杆抗扭屈服强度计算-20

4.3  上转换接头与上壳体旋接接头强度计算-22

4.4  钻杆抗挤强度计算-23

4.4 .1屈服强度挤毁压力计算公式-23

4.4.2  塑性挤毁压力公式-25

4.4.3  过渡挤毁压力公式-26

4.4.4  弹性挤毁压力公式-27

4.4  钻杆抗内压强度计算-29

4.5  上壳体与下管体连接处抗拉计算-30

4.6  上壳体与下管体连接处抗扭计算-31

4.7  钻杆底部压力计算-33

5  总结以及使用要求-34

参考文献-35

致 谢-36