i)、 或它们的混合物所构成;根据一个实施例,所述硬质金属层通过镀层工艺获得;根据一个 实施例,硬质金属层是由硬铬镀层形成;根据另一实施例,硬质金属层由非电镍镀层形成;
[0044] -硬质金属层的厚度包括在5至100ym之间,例如等于或大于10ym,例如等于或 小于50ym;
[0045] _软质材料由在下述列表内选择的金属构成,所述列表由铜(Cu)、锌(Zn)、或它们 的混合物所构成;根据一个实施例,所述软质材料层通过镀层工艺获得;根据一个实施例, 软质材料层由电解铜或电解锌制成;
[0046] -软质材料基本上包括磷酸盐层;
[0047] -软质材料层的厚度包括在5到100ym之间,例如等于或大于10ym,例如等于或 小于50ym;
[0048]-钻杆工具接头没有涂布液或润滑脂;
[0049]-包括阳螺纹部分的所述销和包括阴螺纹部分的销套当旋拧并紧固以便组装时没 有涂布液或润滑脂。
[0050] 根据本发明,层的硬度被确定为维氏硬度(Hv)。
[0051] 根据本发明,应当理解的是词语"硬质"和"软质"是相对的词语;因而包括软质材 料的表面层具有的硬度低于包括硬质材料的表面层。
[0052] 本发明还涉及用于组装前述钻杆的方法,其中包括阳螺纹部分的所述销和包括阴 螺纹部分的销套当旋拧并紧固以便组装时没有涂布液或润滑脂。
[0053] 本发明的有益效果
[0054] 根据本发明,可以提供钻杆工具接头和相应的钻杆,其在不使用为了防止磨损的 任何润滑脂的情况下可经受不少于25次的重复组装/拆卸操作,其是环境友好的,并且其 不使用润滑剂。
【附图说明】
[0055]图1是示出根据本发明实施例的钻杆工具接头和具有该钻杆工具接头的钻杆的 整体结构的图。
[0056] 图2是示出根据本发明实施例的钻杆的纵向截面视图。
[0057] 图3是曲线图,其示出根据本发明实施例的硬质金属相比于软质材料的硬度比与 钻杆工具接头的组装/拆卸操作次数之间的关系。
[0058]图4A是一张照片,其示出针对根据本发明实施例的钻杆工具接头的在组装/拆卸 测试之后的销的表面状态。
[0059]图4B是一张照片,其示出针对根据本发明实施例的钻杆工具接头的在组装/拆卸 测试之后的销套的表面状态。
[0060] 图5A是一张照片,其示出针对钻杆工具接头的在组装/拆卸测试之后的在其上发 生磨损的销的表面状态。
[0061] 图5B是一张照片,其示出针对钻杆工具接头的在组装/拆卸测试之后的在其上发 生磨损的销套的表面状态。
【具体实施方式】
[0062] 钻杆工具接头的结构
[0063]图1是示出根据本发明实施例的钻杆工具接头和具有该钻杆工具接头的钻杆的 整体结构的图。此外,图2是示出根据本发明实施例的钻杆的纵向截面视图。用于钻井的 钻杆工具接头由API(美国石油协会)标准限定,并且以具有不同细节的若干形状形成,诸 如如图1和图2中所示的形状。
[0064] 根据本发明实施例的钻杆工具接头1包括销2和销套3,所述销2包括在外表面21 处的阳螺纹部分23 ;所述销套3包括在内表面31处的阴螺纹部分33。所述阴螺纹部分33 在由阳螺纹接触表面和阴螺纹接触表面构成的接触区域内旋拧和紧固到阳螺纹部分23。阳 螺纹接触表面的至少一部分或阴螺纹接触表面的一部分是由硬质金属构成的表面层,以及 相应的阴螺纹接触表面的至少一部分或阳螺纹接触表面的一部分是由软质材料构成的表 面层,并且其中所述两个表面部分在旋拧后是接触表面。
[0065]S卩,阳螺纹部分23和阴螺纹部分33之一的旋拧表面(21或31)包括由硬质金属 构成的表面层,而阳螺纹部分23和阴螺纹部分33中的另一个的旋拧表面(31或21)包括 由软质材料构成的表面层,由软质材料构成的表面层在硬度上低于由硬质金属构成的表面 层。
[0066] 更具体地,阳螺纹部分23和阴螺纹部分33之一的旋拧表面(21或31)具有作为 完全围绕其旋拧表面的最外侧表面的一个层或结构,所述层或结构具有第一硬度,而阳螺 纹部分23和阴螺纹部分33中的另一个的旋拧表面(31或21)具有作为完全围绕其旋拧表 面的最外侧表面的一个层或结构,所述层或结构具有第二硬度,其中第二硬度在硬度上低 于所述第一硬度。
[0067] 在根据本发明另一个实施例中,钻杆4包括杆体50,包括在外表面21处的阳螺纹 部分23的销2,包括在内表面31处的阴螺纹部分33的销套3。所述阴螺纹部分在由阳螺 纹接触表面和阴螺纹接触表面构成的接触区域内旋拧和紧固到同一种类的另一钻杆的阳 螺纹部分。阳螺纹接触表面的至少一部分或阴螺纹接触表面的一部分是由硬质金属构成的 表面层,以及相应的阴螺纹接触表面的至少一部分或阳螺纹接触表面的一部分是由软质材 料构成的表面层,并且其中所述两个表面部分在旋拧后是接触表面。
[0068]钻杆4在钻井中通过将多个钻杆4与钻杆工具接头1紧固(称为"组装")和连接 来使用。在此,钻杆工具接头1包括设置于钻杆4的销2的外表面21处的阳螺纹部分23 和设置于另一钻杆4的销套3的内表面31处的阴螺纹部分33。设置于钻杆4的销2的外 表面21处的阳螺纹部分23和设置于另一钻杆4的销套3的内表面31处的阴螺纹部分33 旋拧并紧固到一起。此外,钻杆4在必要时松开(称为"拆卸")。因此,钻杆4在钻杆工具 接头1处经受重复的组装/拆卸操作。
[0069] 形成在销2的外表面21处的阳螺纹部分23包括由具有第一硬度的硬质金属(即 硬质表面处理的表面)构成的表面层,或包括由具有第二硬度的软质材料(即软质表面处 理的表面)构成的表面层,所述第二硬度由软质材料构成的表面层提供,其中第二硬度在 硬度上低于所述第一硬度。
[0070]作为硬质金属的实例,列出铬镀层,硬铬镀层,镍镀层,非电镍镀层等。
[0071]此外,作为由软质材料构成的表面层实例,所述表面层所处的硬度低于上述处理 的硬质金属表面,列出铜镀层,电解铜镀层,锌镀层,电解锌镀层等。此外,由软质材料构成 的表面层不限于镀层,而是也可以采用磷化,诸如锰磷化和锌磷化,即可以形成磷酸盐层。
[0072] 根据本发明的实施例,硬质金属的硬度等于或大于600Hv,例如等于或大于 800Hv〇
[0073]根据本发明的实施例,软质材料的硬度等于或大于350Hv,例如等于或大于 150Hv。
[0074] 根据本发明的实施例,硬质金属层的厚度包括在5至100ym之间,例如等于或大 于10ym,例如等于或小于50ym。
[0075] 根据本发明的实施例,软质材料层的厚度包括在5到100ym之间,例如等于或大 于10ym,例如等于或小于50ym。
[0076] 另一方面,形成在销套3的内表面31处的阴螺纹部分33具有进行表面处理的表 面,其以不同于阳螺纹部分23的进行表面处理的表面的方式进行表面处理。更具体地,阴 螺纹部分33具有一个层或结构(包括金属结构),所述层或结构具有在其最外表面处的第 二硬度。当阳螺纹部分23具有进行表面处理的具有第一硬度的表面时,所述阴螺纹部分33 具有进行表面处理的具有第二硬度的表面,所述第二硬度在硬度上低于所述第一硬度(即 进行软质表面处理的表面)。备选地,当阳螺纹部分23具有进行表面处理的具有第二硬度 的表面时,所述阴螺纹部