公开了一种着地管。管包括第一工具连结部(1)、第二工具连结部(3)、和从第一工具连结部延伸到第二工具连结部的主部段(2)，主部段具有第一区部(2a)和第二区部(2b)。第一工具连结部外直径大于主部段第一区部外直径和主部段第二区部外直径。主部段第一区部壁厚度大于主部段第二区部壁厚度，且主部段第二区部具有着地管总长度40％到85％的长度。
【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
本专利技术涉及管状部件，所述管状部件用于对碳氢化合物油井进行钻孔和操作，以及在油井中或海床上或海床以下置放重载荷。术语“钻柱或着地管柱部件(drill stringor landing string component) ”是指基本上为管状形状的任何元件，其用于连接到相同或不同类型的另一元件，以便在完成时构成用于在碳氢化合物油井内钻孔或执行操作的管柱或用于在油井或海床上或下方置放重的载荷的管柱。本专利技术具体应用于用在钻柱或着地管柱中的其他部件，例如钻管、重的钻管、钻环，以及连接钻管、重的钻管和着地管(landingpipe)的被称为工具连结部的零件。
技术介绍
在钻柱被分开、去除或连接时，抓持卡瓦(gripping slip)用于抓持钻柱或着地管柱部件的、在从钻柱或着地管柱去除或连接到其的部件下方的区域。抓持卡瓦具有带齿的插入件，以夹持在被去除或重新连接的钻柱或着地管柱部件下方的钻柱或着地管柱部件，且保持在卡瓦下方的管柱的未支撑重量。由于通过抓持卡瓦反复抓持某些钻柱或着地管柱部件，发生抓持的钻柱或着地管柱部件的区域会更多地经历因反复加载和卸载带来的疲劳失效以及因每次应用卡瓦的齿而形成齿槽(notching)。因而，将钻柱或着地管柱部件制造为具有适当长的零件寿命很困难，因为钻柱或着地管柱中的部件必须能在承受高拉伸和压缩载荷、在应力下弯折和旋转以及在频繁的卡瓦夹持(其造成钻柱或着地管柱部件的箍紧应力、形成齿槽和潜在击碎)的情况下使用。CF.Huntsinger的1963年3月5日公告的美国专利3，080，179公开了钻管构造，其在钻管的卡瓦区域中具有厚壁保护管。G.E.Wilson的于2001年5月8日再颁的美国专利No RE37，167E也公开了用于钻管的增加壁厚度的钢保护管，由此改善对裂纹萌生和扩展的抵抗。具体说，Wilson提出:“厚壁旋转卡瓦接合细长钢保护管，所述保护管从第一工具连结部延伸到钻管的主区部，保护管具有比钻管的主区部更大的壁厚度，保护管用马氏体钢制造，具有小且紧密结合的晶粒尺寸，以降低卡瓦齿的穿入，所述卡瓦齿在连结部被卡瓦支撑在旋转台上时接合保护管”Wilson提出一种钻管，其具有保护管，所述保护管在其全部的期望疲劳寿命中都能工作，而不会因旋转台中的卡瓦造成的齿槽和痕迹而失效。因而，在着地管上应用卡瓦的地方增加管壁厚度能在着地管处于拉伸状态时增加着地管对通过卡瓦带来的应力的抵抗。需要对应力的抵抗和重量之间的权衡，以选择卡瓦要被应用的区域中的管壁厚度。使用具有高洛氏硬度(HRC)的材料使得材料更强且使得管对卡瓦挤碎有更强的抵抗，但是更易碎且对裂纹萌生和裂纹扩展有较少抵抗，这种裂纹是因应用卡瓦造成的。实际上，屈服强度范围可被选择且管被相应处理，以满足期望的材料特点。
技术实现思路
本文所述的示例性实施例的目标和特征是提供能保持高拉伸载荷的减小重量的着地管。本文所述的示例性实施例的另一目的和特征是提供不倾向于疲劳和产生裂纹的着地管。本文所述的示例性实施例的进一步目的和特征是提供改善着地操作的着地管。本文所述的示例性实施例的一个优势是降低着地管重量，这减少钻柱和着地管柱部件以及其他操作设备和钻孔钻探部件的载荷。降低管重量可增加零件寿命且延长着地管柱的潜在抵达。本文所述的示例性实施例的另一优势是整体的管设计，其中管被设计为没有焊接部。在操作着地管的同时识别焊接部的位置会增加操作管所需的时间。相反，整体设计提供了应用卡瓦的更大的垂直公差，使得花费更少的时间就能将着地管设置在卡瓦中，实现管柱上更快的操作。此外，整体设计产生更平滑的孔眼，其具有潜在更少的液压扰动，且对工具的更少阻碍。通过阅读说明书，包括附图和所附权利要求，本领域技术人员可更好地理解本文所述的示例性实施例这些和其他目的、优点和特征。着地管包括第一工具连结部、第二工具连结部、和从第一工具连结部延伸到第二工具连结部的主部段。在示例性实施例中，第一工具连结部可以是上工具连结部，且第二工具连结部可以是下工具连结部，或反过来也可以。第一工具连结部外直径大于最大主部段外直径，且着地管主部段的第一区部具有比着地管主部段的第二区部更大的管壁厚度。在一个实施例中，着地管主部段的第二区部的管壁厚度通过对内直径钻孔而减小。在另一实施例中，着地管主部段的第二区部的管壁厚度通过调节所述外直径而减小。在其他实施例中，着地管主部段的第一区部的一部分还可具有直接邻近第一工具连结部的减小的管壁厚度。在示例性实施例中，主部段的第二区部的长度为着地管总长度的40-85%，这提供了足够的长度来设置卡瓦。在优选实施例中，主部段的第二区部的长度为着地管总长度的55-80%。【附图说明】参考附图在后文详细描述本专利技术的特点和优点。图1显示了第一实施例的示意性截面图；图2显示了第二实施例的示意性截面图；图3显示了第一实施例的第二版本的示意性截面图；图4显示了第二实施例的第二版本的示意性截面图。【具体实施方式】本专利技术包括设计为将重量最小化的着地管。本专利技术提出壁厚度和总重量之间的有利权衡，使得着地管对挤碎、拉伸屈服和疲劳的抵抗得以改善，而仍可控制重量。参见图1，示例性着地管包括上工具连结部(I)、主区部、和下工具连结部(3)，所述主区部包括第一区部(2a)(卡瓦意图在该处接合着地管)、和与主区部相比具有低管壁厚度以降低重量的第二区部(2b)。工具连结部可以是公母扣(pin and box)的类型，且是带螺纹的，以允许多个着地管的配合，以形成钻柱或着地管柱。在优选实施例中，用于着地管的材料是高强度低合金(HSLA)材料，例如4100或4300系列合金钢ο本专利技术示例性实施例使用整体设计，其限定为没有焊接部的设计。在示例性实施例，在主部段第一区部和主部段第二区部之间的着地管上不存在焊接部。在优选实施例中，在工具连结部和主部段之间不存在焊接部，使得着地管设计完全地是整体的。Wilson和Huntsinger都没有公开部分成整体或完全一体的设计。本专利技术的示例性实施例可以具有整体设计，且具有沿其长度的不同的机械特点。管主部段(2)需要高屈服强度以确保管重量和对拉伸载荷的抵抗之间的平衡。本专利技术的优选实施例可以使用具有更高屈服强度的主部段，和具有更低屈服强度的工具连结部(1、3)。在本专利技术的示例性实施例中，工具连结部具有比主部段更大的横截面，使得与用于使得主部段屈服所需的力相比，需对工具连结部应用更高的力才能使其屈服。工具连结部螺纹倾向于由于其不规则的形状而损坏，且使用较低的屈服强度可以防止裂纹在螺纹中萌生。在优选实施例中，用于钻管主区部的屈服强度范围(通过物理测试确定，具有0.2%偏差)为135ksi到180ksi。对商业实施例，主部段的优选屈服强度范围为150ksi到175ks1在优选实施例中，工具连结部的屈服强度范围为120ksi到160ksi。对商业实施例，工具连结部的优选屈服强度范围为135ksi到150ksi。在本专利技术的示例性实施例中，通过首先对整个管(1、2，3)进行热处理以获得用于管主部段(2)的所需屈服强度，且随后在工具连结部(1、3)上施加局部热处理，从而获得期望的机械特点。在本专利技术的示例性实施例中，局部热处理使用感应线圈或确保均匀加热(轴向地且在局部处理区域的整个厚本文档来自技高网...
【技术保护点】
一种着地管，包括：第一工具连结部，具有第一工具连结部外直径；第二工具连结部，具有第二工具连结部外直径；主部段，从第一工具连结部延伸到第二工具连结部，所述主部段具有主部段第一区部和主部段第二区部，其中主部段第一区部具有第一区部外直径、第一区部内直径、和第一区部壁厚度，所述第一区部壁厚度为第一区部外直径和第一区部内直径之间差的一半，主部段第二区部具有第二区部外直径、第二区部内直径、和第二区部壁厚度，所述第二区部壁厚度为第二区部外直径和第二区部内直径之间差的一半；第一工具连结部外直径大于第一区部外直径和第二区部外直径二者；且第一区部壁厚度大于第二区部壁厚度，其中主部段第二区部具有的长度范围为着地管总长度的40％到85％。
【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】...
【专利技术属性】
技术研发人员：H扬，J弗兰奇，C麦克勒穆里，K戈德克，S格兰杰，
申请(专利权)人：美国瓦卢瑞克钻井产品股份有限公司，
类型：发明
国别省市：美国;US
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