具有内部突出部分的钻杆制造技术

带螺纹钻柱部件具有中空狭长主体，所述中空狭长主体具有母扣部分、相反的公扣部分以及在相应的所述母扣部分与所述公扣部分之间纵向延伸的圆柱形中间体部分。所述中间体部分的中间体内壁具有至少一个突出部分或镦粗部和多个沟槽，所述至少一个突出部分或镦粗部与所述母扣部分和所述公扣部分两者间隔开并且向内朝向所述中空主体的中心纵轴线延伸，所述多个沟槽限定在所述中间体部分的所述中间体内壁中。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】具有内部突出部分的钻杆专利技术背景相关专利申请的交叉引用本申请要求于2014年7月18日提交的美国临时专利申请号62/026,399的提交日期的优先权和权益，所述申请以引用的方式整体并入本文。
本专利技术的实现方式总体上涉及用于钻探的部件和系统。具体地，本专利技术的实现方式涉及钻杆，所述钻杆具有以下各项中的至少一项：减小的总重量、增大的强度或增大的抗卡顿和/或楔入性。
技术介绍
钻探岩芯样品(或岩芯取样)允许出于许多不同目而对地球内各种深度处的地下地层进行观察。例如，通过钻探岩芯样品并且测试所取得的岩芯，科学家可以确定在期望深度存在或可能存在什么物料，诸如石油、贵金属和其他所需的物料。在某些情况下，岩芯取样可用于提供物料和活动的地质时间表。因此，岩芯取样可用于确定在特定区域中进行进一步探索的可取性。在钻探相对深的井(诸如深度达数百到数千英尺的井)时，通常具有常规长度的多个钻杆区段端对端地串联联接在一起以形成钻柱。这些钻杆区段之间的连接用紧固件(通常是带螺纹紧固件)来进行。钻探相对深的井的一个限制是钻柱重量，它当然地随着井深度的增加而变得越来越大。在历史上，钻杆区段由钢制成为具有大致恒定的内直径；但是随着现在所钻探的井变深，变重的钻柱可对组成钻杆区段以及用于旋转并且升高和降低钻柱的设备强加疲劳负载。为了正常地勘探区域或甚至单个场地，可能需要各个深度处的许多岩芯样品。在许多情况下，可能从地平面以下数千英尺处取得岩芯样品。在这类情况下，取得岩芯样品可能需要将整个钻柱从钻孔中移除(或将钻柱起出)的耗时且昂贵的过程。在其他情况下，更快的有线岩芯钻探系统可包括通过使用有线电缆和起重机来沿钻柱前进(或下入钻柱和从中起出)的岩芯取得组件。在操作中，将岩芯样品管下入钻柱和从中起出的时间通常保持是钻探过程的耗时部分。一些常规有线系统的岩芯取得组件在由常规钻杆形成的钻柱中的缓慢起下速率可能由若干因素引起。例如，一些有线系统的岩芯取得组件可包括弹簧加载的锁扣机构。通常这种机构的锁扣可抵靠钻柱的内表面拖曳，并且因此减慢岩芯样品在钻柱中的行进。另外地，因为钻柱内部可能存在钻井液和/或地下流体，所以许多常规岩芯取得组件在钻柱内的移动可产生液体压力，这限制岩芯样品管可下入钻孔和从中起出的速率。本专利技术钻杆的增加的内直径有助于降低这些因素的影响并且提供增大的操作效率。因此，存在对解决上述问题中的一个或多个的改进钻杆的需要。例如，需要以下钻杆，所述钻杆具有减小的总重量，同时维持弯曲和扭曲刚度以及抵抗钻柱弯曲和扭曲的支撑或者使所述刚度和所述支撑的损失最小化，并且有效地使用可用物料来增加钻探负载能力。
技术实现思路
应理解，本概述并不是对本公开的全面综述。本概述是示例性的且非限制性的，并且既非意在标识本公开的关键或重要元素，也非意在限定其范围。本概述的唯一目的在于解释并例示本公开的某些概念，作为对以下完整且全面详述的序言。本专利技术的一个或多个实现方式克服本领域中提供有效和高效钻探的钻探部件、工具以及系统的一个或多个前述或其他问题。一方面，本专利技术的一个或多个实现方式包括抵抗中间体扭曲的带螺纹钻柱部件。一方面，带螺纹钻柱部件包括具有母扣部分和相反的公扣部分的中空狭长主体。相应的母扣部分和公扣部分中的每一个具有端部内壁，所述端部内壁具有第一内直径。另一方面，中空主体还包括在相应的母扣部分与公扣部分之间纵向延伸的圆柱形中间体部分。圆柱形中间体部分具有中间体内壁和中间体外壁，所述中间体内壁具有可变壁直径，所述中间体外壁具有大致恒定的外直径。另一方面，中间体部分的中间体内壁可具有至少一个突出部分和多个沟槽，所述至少一个突出部分具有至少一个阳突出部或镦粗部，所述至少一个阳突出部或镦粗部与母扣部分和公扣部分两者间隔开并且向内朝向中空主体的中心纵轴线延伸，所述多个沟槽限定在中间体部分的中间体内壁中。一方面，所设想的是，每个突出部分的至少一个阳突出部具有阳突出部内壁面，所述阳突出部内壁面可具有可等于或大于第一内直径的第二内直径。在另一个示例性非限制性方面，第一沟槽可从母扣部分的远端延伸到突出部分的至少一个阳突出部的近端，并且第二沟槽可从突出部分的至少一个阳突出部的远端延伸到公扣部分的近端。在这个方面，每个沟槽可包括具有第一沟槽直径的大致圆柱形的部分，所述第一沟槽直径大于相应的第一内直径和第二内直径。本专利技术的示例性实现方式的其他特征和优点将在以下描述中阐明，并且将部分地从描述中显而易见，或可以通过这类示例性实现方式的实践得以领会。可借助于所附权利要求中具体指出的仪器和组合来实现和获得这类实现方式的特征和优点。这些以及其他特征将从以下描述和所附权利要求中变得更加完整清楚，或可以通过如在下文中阐明的这类示例性实现方式的实践得以领会。附图说明并入本说明书并且构成本说明书的一部分的附图说明实施方案，并且连同描述一起用来解释方法和系统的原理。图1示出根据本专利技术的一个或多个实现方式的在钻柱中具有多个连接钻杆的钻探系统；图2是如本文公开的具有单个突出部分(即，阳突出部)的示例性钻柱部件或钻杆的剖视图；图3是如本文公开的示例性钻柱部件或钻杆的剖视图；以及图4是如本文公开的具有多个轴向间隔的突出部分(即，阳突出部)的示例性钻柱部件或钻杆的剖视图。具体实施方式在公开和描述本专利技术方法和系统之前，应理解，本专利技术方法和系统不限于具体的合成方法、具体的部件或特定组成。还应理解，本文使用的术语仅出于描述具体实施方案的目的并且不意图具有限制性。如在说明书和所述权利要求中所使用，除上下文另外明确规定之外，单数形式“一个(a)”、“一种(an)”和“所述(the)”包括复数指示物。范围可在本文中表达为自“约”一个特定值起和/或至“约”另一个特定值。当表示这种范围时，另一个实施方案包括从所述一个特定值和/或到所述另一个特定值。类似地，在通过使用先行词“约”将值表示为近似值时，应理解具体值形成另一个实施方案。应进一步理解，所述范围中的每一个的端点相对于另一个端点以及独立于另一个端点都是有意义的。“任选的”或“任选地”意指随后描述的事件或情况可发生或可不发生，并且描述包括其中所述事件或情况发生的情况和其中它不发生的情况。贯穿本说明书的描述和权利要求，词语“包括(comprise)”和所述词语的变化形式如“包括(comprising)”和“包括(comprises)”意指“包括但不限于”并且不旨在排除例如其他添加物、组分、整数或步骤。“示例性”意指“……的实例”并且不旨在传达优选或理想实施方案的指示。“诸如”不以限制性意义使用，而是用于解释性目的。公开可用来执行所公开的方法和系统的部件。应理解，对于所有方法和系统来说，当公开这些部件的组合、子集、相互作用、群组等时，虽然可能未明确公开这些的每个不同的个别和共同组合以及排列的具体提及，但本文特定地涵盖并描述了其中每一个。这适用于本申请的所有方面，包括但不限于所公开方法中的步骤。因此，如果有可执行的各种另外步骤，应理解这些另外步骤各自可与所公开方法的任何特定实施方案或实施方案组合一起执行。通过参考以下随优选实施方案的详细描述和其中所包括的实例，以及附图及其先前和以下描述，可以更容易理解本专利技术方法和系统。现将参照附图描述本专利技术的一个或多个实现方式的不同方面。应理解，附本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种抵抗中间体扭曲的带螺纹钻柱部件，其包括：中空主体，所述中空主体具有母扣部分、相反的公扣部分以及延伸穿过所述中空主体的中心纵轴线，其中所述母扣部分和所述相反的公扣部分中的每一个具有端部内壁，所述端部内壁具有第一内直径；所述中空主体还包括圆柱形中间体部分，所述圆柱形中间体部分在相应的所述母扣部分与所述公扣部分之间纵向延伸并且具有中间体内壁和中间体外壁，所述中间体内壁具有可变壁直径，所述中间体外壁具有大致恒定的外直径，所述中间体部分还包括：至少一个突出部分，所述至少一个突出部分与所述母扣部分和所述公扣部分两者间隔开并且向内朝向所述中心纵轴线延伸，其中每个突出部分包括具有阳突出部内壁面的至少一个阳突出部，所述阳突出部内壁面具有第二内直径，其中所述第二内直径等于或大于所述第一内直径；以及多个沟槽，所述多个沟槽限定在所述中间体部分的所述中间体内壁中，其中所述多个沟槽中的第一沟槽从所述母扣部分的远端延伸到所述至少一个突出部分的近端，并且其中所述所述多个沟槽中的第二沟槽从所述突出部分的远端延伸到所述公扣部分的近端，其中每个沟槽包括大致圆柱形部分和第一截头锥形部分，所述大致圆柱形部分具有大于相应的所述第一内直径和所述第二内直径的第一沟槽直径，所述第一截头锥形部分从所述中心纵轴线向外倾斜并且在相应的所述母扣部分的所述远端与所述公扣部分的所述近端之间延伸到所述大致圆柱形部分，并且具有大于所述第一内壁直径的可变内直径，其中所述中间体内壁的所述大致圆柱形部分和所述上覆的中间体外壁形成具有大致恒定厚度的中间体圆柱形壁的一部分，并且其中在横贯所述中心纵轴线的平面中，每个中间体圆柱形壁的所述截面厚度具有在所述中间体外壁的所述外直径的约1％与约10％之间的壁厚度。...

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2014.07.18 US 62/026,3991.一种抵抗中间体扭曲的带螺纹钻柱部件，其包括：中空主体，所述中空主体具有母扣部分、相反的公扣部分以及延伸穿过所述中空主体的中心纵轴线，其中所述母扣部分和所述相反的公扣部分中的每一个具有端部内壁，所述端部内壁具有第一内直径；所述中空主体还包括圆柱形中间体部分，所述圆柱形中间体部分在相应的所述母扣部分与所述公扣部分之间纵向延伸并且具有中间体内壁和中间体外壁，所述中间体内壁具有可变壁直径，所述中间体外壁具有大致恒定的外直径，所述中间体部分还包括：至少一个突出部分，所述至少一个突出部分与所述母扣部分和所述公扣部分两者间隔开并且向内朝向所述中心纵轴线延伸，其中每个突出部分包括具有阳突出部内壁面的至少一个阳突出部，所述阳突出部内壁面具有第二内直径，其中所述第二内直径等于或大于所述第一内直径；以及多个沟槽，所述多个沟槽限定在所述中间体部分的所述中间体内壁中，其中所述多个沟槽中的第一沟槽从所述母扣部分的远端延伸到所述至少一个突出部分的近端，并且其中所述所述多个沟槽中的第二沟槽从所述突出部分的远端延伸到所述公扣部分的近端，其中每个沟槽包括大致圆柱形部分和第一截头锥形部分，所述大致圆柱形部分具有大于相应的所述第一内直径和所述第二内直径的第一沟槽直径，所述第一截头锥形部分从所述中心纵轴线向外倾斜并且在相应的所述母扣部分的所述远端与所述公扣部分的所述近端之间延伸到所述大致圆柱形部分，并且具有大于所述第一内壁直径的可变内直径，其中所述中间体内壁的所述大致圆柱形部分和所述上覆的中间体外壁形成具有大致恒定厚度的中间体圆柱形壁的一部分，并且其中在横贯所述中心纵轴线的平面中，每个中间体圆柱形壁的所述截面厚度具有在所述中间体外壁的所述外直径的约1％与约10％之间的壁厚度。2.如权利要求1所述的钻柱部件，其中所述端部内壁具有围绕所述中心纵轴线一致地定位的大致圆柱形形状。3.如权利要求1所述的钻柱部件，其中所述阳突出部内壁面具有围绕所述中心纵轴线一致地定位的大致圆柱形形状。4.如权利要求1所述的钻柱部件，其中在横贯所述中心纵轴线的任何截面平面中，每个沟槽在每个突出部分的所述至少一个阳突出部近侧的所述内直径小于所述第二内直径。5.如权利要求1所述的钻柱部件，其中每个沟槽邻近每个突出部分的所述至少一个阳突出部的部分包括第二截头锥形部分，所述第二截头锥形部分从所述中心纵轴线向内倾斜并且在所述中间体部分的所述大致圆柱形部分与所述阳突出部内壁面的边缘之间延伸。6.如权利要求5所述的钻柱部件，其中每个第二截头锥形部分的至少一部分在纵向截面中是线性的并且相对于所述中心纵轴线定位成处于锐角β。7.如权利要求6所述的钻柱部件，其中所述锐角β小于约6度。8.如权利要求6所述的钻柱部件，其中从所述第二截头锥形部分到所述阳突出部内壁面的过渡是倒角的。9.如权利要求8所述的钻柱部件，其中从所述第二截头锥形部分到所述中间体部分的所述沟槽的所述相邻圆柱形部分的过渡是倒角的。10.如权利要求1所述...

【专利技术属性】
技术研发人员：克里斯多夫·L·德伦斯，杰夫·霍根，
申请(专利权)人：BLY知识产权公司，
类型：发明
国别省市：美国,US