具有抗弯联接器的钻柱制造技术

技术编号:15108844 阅读:79 留言:0更新日期:2017-04-09 00:16
一种用以形成钻柱的组成部分的钻柱钻杆(100),其具有一个端部(106),该端部(106)被构造具有用以容纳在对应的钻杆阴型套筒端部(104)中的阳型套管部分(108)。为了使阳型螺纹和阴型螺纹联接器内的应力集中最小化,阳型套管(108)被构造具有至少等于主长度部分(101)的横截面积或直径的大的直径或横截面积。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
本专利技术涉及形成具有抗弯端部联接器的钻柱的组成部分的钻柱钻杆,并且特别地但不唯一地,涉及一种具有阳型套管部分的钻杆,所述阳型套管部分具有螺纹部分和中间柄部,中间柄部的外径、宽度和/或横截面积被优化,以在钻柱遭受弯矩时提供期望刚度。
技术介绍
冲击钻进用于经由通过外螺纹端部和内螺纹端部的相互连接而端到端联接在一起的多个伸长的钻柱钻杆产生长钻孔。该建井技术通过由安装在钻柱一端的岩石钻头向钻孔底部的岩石传递锤击冲击来破碎岩石。典型地,破碎岩石所需的能量由液压驱动活塞生成,液压驱动活塞接触钻柱的端部(经由柄部转接器),以制造应力(或冲击)波,应力波穿过钻柱传播并最终达到底部岩石层。常规的阳型和阴型螺纹联接器描述在US4,332,502;US4,398,756;US4,687,368;和DE2800887中。当相邻钻杆的外螺纹端部和内螺纹端部联接以形成钻柱时,接头在钻进期间通常遭受弯曲力。这些弯矩会使联接器疲劳并导致接头的螺纹部分内的损坏。典型地,阳型螺纹套管受损并决定联接器的使用寿命。US6,767,156公开了一种位于两个冲击钻杆之间的螺纹接头,其具有设置在阳型部分和阴型部分的引导轴向端部处的圆锥形引导面,从而试图获得牢固联接并避免螺纹受损。然而,常规螺纹联接器以及特别是现有的钻杆的相应的螺纹端部包括联接器的阳型部,所述阳型部的直径小于钻杆的主长度部分的直径。这提供的钻柱具有一致的外径,但也具有折中的联接器强度,该联接器强度在弯曲期间通常是较弱的。即使没有弯曲(这是不常见的),入射的压缩冲击波也会由于阳型部的自由端中的反射而在联接器中产生张力,这会造成最高应力区域中出现裂纹。因此,需要一种解决这些问题的钻杆。
技术实现思路
本专利技术的主要目的是提供一种钻柱钻杆,该钻柱钻杆提供这样的联接器区域,该联接器区域在弯曲区间表现出增强刚度并且在使用时能够承受显著的弯矩。进一步的目的是提供一种钻杆钻杆联接器,该联接器被构造用以承受当在钻孔底部冲击岩石时作用在钻柱且特别是钻头上的非对称负载力。进一步的目的是提供一种用于钻杆的联接器,其可以抵抗由驱动活塞在最后端的钻杆或柄部转接器处的非中心撞击导致的钻柱中的弯曲波。这些目的通过提供一种用于具有主长度部分和阳型螺纹套管部分的钻杆的联接器实现,所述阳型螺纹套管部分的外径、横截面积或宽度(在垂直于钻杆的纵向轴线的平面中)至少等于钻杆的主长度部分的外径。特别地,本专利技术的钻杆包括在中空伸长的主长度部分的一端设置的阳型套管部分,该阳型套管部分包括从无螺纹柄部延伸的外螺纹部分。沿着柄部的全部轴向长度,柄部的外径、宽度或横截面积特别被构造成至少等于主长度部分的对应的外径或横截而积。其优势是提供了“不易弯曲”联接器,从而使联接器的阳型套管部分之内的应力和应力集中最小化。有利地,柄部的横截面积或直径不会在轴向方向上从螺纹部分至主长度部分减小,并且相反,朝向与主长度部分的连接处方向,直径和横截面积会增大。特别地,在与主长度部分的连接处(或者主长度部分的端部设置的环形台肩处),柄部径向向外展开,从而优化弯曲阻力。因此,本专利技术并且特别是阳型套管构造适合于“台肩接触式”联接器布置。根据本专利技术的第一方面,提供了一种用来形成钻柱的组成部分的钻柱钻杆,该钻杆包括:在第一端和第二端之间轴向延伸的中空伸长的主长度部分;设置在第二端的阳型套管部分,其具有外螺纹部分和位于螺纹部分与台肩的轴向之间的无螺纹柄部;螺纹部分包括至少一个从柄部轴向延伸的螺旋脊部和螺旋沟槽;台肩将主长度部分和套管部分轴向分开并且相对于主长度部分和套管部分径向向外突出,柄部从台肩的环形侧表而轴向延伸,套管部分的轴向长度被构造成使得环形表面能够邻接钻柱中的相邻的钻杆的阴型端部部分的环形端部表面;其特征在于:沿着柄部和螺旋脊部的全部轴向长度,包括柄部和螺旋脊部的套管部分在垂直于钻杆轴纵向线方向上的外径或宽度等于或者大于主长度部分的外径。优选地,内孔轴向延伸穿过主长度部分和套管部分,该内孔的内径沿着主长度部分和套管部分的全部轴向长度保持一致。优选地,环形侧表面垂直于轴线对准。可选地,螺纹部分在对应于螺旋沟槽的径向位置的外径小于主长度部分的外径。这种构造用于进一步增加联接接头弯曲期间的刚度并且有助于使疲劳与损坏风险最小化。可选地,螺纹部分在径向对应于沟槽的径向位置的外径至少等于主长度部分的外径。可选地,第二端部包括相对于主长度部分径向向外突出的台肩,柄部从该台肩的一侧轴向延伸。替代地,第二端部缺少或者大体上缺少径向展开的台肩,使得在柄部和主长度部分的端部之间的连接处大体上光滑且无异形。在本发明的钻杆包括的台肩时,从台肩的侧面延伸的柄部的端部包括这样的直径,该直径从螺纹部分至台肩的方向上增大。优选地,柄部的外部形状轮廓是弯曲的,以径向向外展开,接触台肩。可选地,柄部的至少一个轴向部分的外表面与钻杆的纵向轴线大体上平行对齐。有利地,柄部(在沿着其轴向长度的区域)的大体上圆柱状外形轮廓的横截面积或外径不小于主长度部分的横截面积或外径。优选地,柄部在沿着柄部的长度的区域处的外径大体上等于螺纹部分在与螺旋脊部对应的径向位置处的外径。优选地,螺纹部分的轴向长度大于柄部的轴向长度。这种构造有利于得到期望的联接器强度,从而承受通过联接器的拉应力与弯矩。优选地,柄部在与螺纹部分的一侧紧挨的轴向部分处的横截面积至少等于主长度部分的横截面积。优选地,主长度部分的第一端部包括阴型中空部分,该阴型中空部分具有内螺纹部分,以与钻柱的相邻的钻杆的阳型套管部分的螺纹部分接合。这种结构的优势是使相邻的钻杆之间的联接器强度最大化。通过将阴型部分的螺纹部分的内径构造成大体上等于主长度部分的外径,在拉应力和弯曲力方面进一步优化了联接器强度。优选地,在钻杆包括位于主长度部分与阳型套管端部之间的连接处的环形台肩时,阴型部分的外径大体上等于台肩的外径。根据本专利技术的进一步的方面,提供一种包括根据这里所述的钻柱钻杆的钻柱。附图说明现在将仅通过举例的方式并参见附图描述本专利技术的特定实施,在附图中:附图1是根据本专利技术的特定实施例的由通过内外螺纹联接器的配合而端到端连接的多个伸长的钻杆形成的钻柱的外侧视图;附图2是根据本专利技术的特定实施例的图1中的钻柱的钻杆的第二端部的外侧透视图,其中,阳型螺纹套管端部包括被本文档来自技高网
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【技术保护点】
一种用以形成钻柱的组成部分的钻柱钻杆(100),所述钻杆(100)包括:中空伸长的主长度部分(101),所述主长度部分(101)在第一端(105)和第二端(106)之间轴向延伸;阳型套管部分(108),所述阳型套管部分(108)设置在第二端(106),所述阳型套管部分(108)具有外螺纹部分(107)和轴向位于所述螺纹部分(107)与台肩(110)之间的无螺纹的柄部(109);所述螺纹部分(107)包括从所述柄部(109)轴向延伸的至少一个螺旋脊部(207)和沟槽(206);所述台肩(110)将所述主长度部分(101)和所述套管部分(108)轴向分开并且相对于所述主长度部分(101)和所述套管部分(108)径向向外突出,所述柄部(109)从所述台肩(110)的环形侧表面(204)轴向延伸,所述套管部分(108)的轴向长度被构造使得所述环形表面(204)能够邻接所述钻柱的相邻的钻杆(100)的阴型端部部分(104)的环形端部表面(115);其特征在于:沿着所述柄部(109)和所述螺旋脊部(207)的全部轴向长度,包括所述柄部(109)和所述螺旋脊部(207)的所述套管部分(108)在垂直于所述钻杆的纵向轴线(209)的方向上的外径或宽度等于或者大于所述主长度部分(101)的外径。...

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2013.09.09 EP 13183497.01.一种用以形成钻柱的组成部分的钻柱钻杆(100),所述钻杆
(100)包括:
中空伸长的主长度部分(101),所述主长度部分(101)在第一
端(105)和第二端(106)之间轴向延伸;
阳型套管部分(108),所述阳型套管部分(108)设置在第二端
(106),所述阳型套管部分(108)具有外螺纹部分(107)和轴向位
于所述螺纹部分(107)与台肩(110)之间的无螺纹的柄部(109);
所述螺纹部分(107)包括从所述柄部(109)轴向延伸的至少一
个螺旋脊部(207)和沟槽(206);
所述台肩(110)将所述主长度部分(101)和所述套管部分(108)
轴向分开并且相对于所述主长度部分(101)和所述套管部分(108)
径向向外突出,所述柄部(109)从所述台肩(110)的环形侧表面(204)
轴向延伸,所述套管部分(108)的轴向长度被构造使得所述环形表面
(204)能够邻接所述钻柱的相邻的钻杆(100)的阴型端部部分(104)
的环形端部表面(115);
其特征在于:
沿着所述柄部(109)和所述螺旋脊部(207)的全部轴向长度,
包括所述柄部(109)和所述螺旋脊部(207)的所述套管部分(108)
在垂直于所述钻杆的纵向轴线(209)的方向上的外径或宽度等于或者
大于所述主长度部分(101)的外径。
2.根据权利要求1所述的钻杆,其中,内孔(113)轴向延伸穿
过所述主长度部分(101)和所述套管部分(108),且所述内孔(113)
的内径沿着所述主长度部分(101)和所述套管部分(108)的全部轴
向长度是一致的。
3.根据权利要求1所述的钻杆,其中,所述螺纹部分(107)在
与螺旋沟槽对应的径向位置处的外径小于所述主长度部分(101)的外

\t径。
4.根据权利要求1所述的钻杆,其中,所述螺纹部分(107)在
与所述螺旋沟槽对...

【专利技术属性】
技术研发人员:托马斯·什·扬森
申请(专利权)人:山特维克知识产权股份有限公司
类型:发明
国别省市:瑞典;SE

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