钻管制造技术

一种钻管（10），其具有长形的管状主体（12），该主体具有围封主孔（14）的内表面，该主孔大致平行于管状主体（12）的纵向轴线（A）从该管状主体的第一端延伸至第二端；设置在管状主体（12）的外表面中的侧口（16）；穿过主体（12）从主孔（14）延伸到侧口（16）的侧孔（18）；和阀组件（20，22），该阀组件能操作为基本上阻止流体沿着主孔（14）的流动并基本上阻止流体沿着侧孔（18）的流动，其中，阀组件（20，22）、侧口（16）和侧孔（18）设置在钻管（10）的在该钻管的第一端处的第一连接部（10a）中，第一连接部（10a）包括管状主体（12）的增厚部，在增厚部中，内表面和外表面的间隔显著大于管状主体（12）的相邻部分，连接部（10a）的平行于管状主体（12）的纵向轴线（A）的长度小于64cm。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】钻管专利技术描述本专利技术涉及钻管，具体地，但非排他地涉及用于钻探油井或天然气井的钻管。钻孔或井的钻探通常利用钢管来进行，该钢管已知为在最低端上具有钻头的钻管或钻柱。钻柱包括一系列首尾相连的管状部分。整个钻管可以利用转盘或利用安装在钻管的顶部上的地上钻井马达(通常称为“顶驱”)来旋转，或者钻头可以利用安装在该钻头的正上方的钻柱中的流体动力马达而独立于钻管旋转。当钻探进行时，泥浆流用来将由钻探过程产生的岩屑运送出钻孔。泥浆被沿钻管向下泵送以穿过钻头，并且经由钻管的外径和钻孔之间的环形空间(通常称为环面)返回到表面。泥浆流还用来冷却钻头，并且用来加压钻孔，因此基本上防止来自由钻管穿透的地层的流体的流入物进入钻孔。泥浆是非常广义的钻探术语并且在本文中它被用来描述在钻探期间所使用的任何流体或流体混合物，并且涵盖从空气、氮气、空气或氮气中的雾化流体、具有空气或氮气的泡沫流体、充气或硝化流体到油和/或具有固体颗粒的水的很重重量的混合物的广泛范围。沿着该流径驱动泥浆需要相当大的压力，并且为了获得该相当大的压力，通常利用经由管和歧管连接至钻管的顶部的容积泵将泥浆泵入钻管中。虽然通过在钻管的正顶端处将泥浆泵入主孔而实现主泥浆流进入井孔中，但是还已知提供具有侧孔的钻管，该侧孔从设置有钻管的侧面中的端口延伸到主孔中，使得泥浆能在钻管的顶部的替代位置处被泵入主孔中。例如，当钻探进行时，并且当钻孔变得越来越深时，必需增加钻管的长度，并且这通常通过以下过程来实现使顶驱从钻管的顶部脱离，将新的管道部分添加到钻管，使顶驱与新的管道部分的自由端接合，并且然后重新开始钻探。为了有利于新长度的管道与钻管的顶部的连接，钻管的每个部分的每个端部均设置有所谓的“工具接合部”，该工具接合部包括钻管的一部分，该部分的壁厚大于钻管的中央部。增大的壁厚通过提供增大钻管的外径的锥形部来实现，而钻管的内径沿着包括工具接合部的钻管的整个长度基本上是恒定的。位于钻管的每个长度的一端处的工具接合部通常设置有阳螺纹连接器部，而位于另一端的工具接合部设置有阴螺纹连接器部。钻管的两个相邻部分因此可以通过将一个部分的阳连接器部旋拧到另一个部分的阴连接器部中而接合。这种工具接合部例如在US6，244，631中示出。因此，将理解的是，沿钻管向下泵送泥浆在该过程期间停止。在钻探过程的中间停止泥浆流因多种原因是有问题的，并且已经提议出，通过在钻柱的每个部分中设置侧孔而有利于穿过钻柱连续地泵送泥浆。这意味着在钻柱的顶部被封闭、顶驱分离并且新的钻柱部分被连接时，泥浆能经由侧孔被泵入钻柱中。在美国专利3，298，385中公开的一个这种系统中，在钻柱的每个部分的顶部处，设置有侧孔，该侧孔利用塞子来封闭；和阀构件，该阀构件能在第一位置和第二位置之间枢转，在第一位置中，侧孔被封闭而钻柱的主孔打开，在第二位置中，侧孔打开而主孔被封闭。在钻探期间，阀被保持在第一位置中，但是当要增加钻柱的长度时，将塞子从侧孔移除，并且将从泵延伸的软管连接至侧孔，并且将软管中的阀打开，使得开始经由侧孔将泥浆泵入钻柱。从泵至钻柱的顶部的主软管中的阀随后被关闭，并且侧孔处泥浆的压力导致阀构件从第一位置移至第二位置，并且因此封闭钻柱的主孔。然后主软管被分离，新的管道部分安装在钻柱上，并且主软管连接至新的部分的顶部。主软管中的阀被打开使得重新开始将泥浆泵入钻柱的顶部中，并且软管中至侧孔的阀关闭。进入钻柱的顶部的泥浆所引起的压力导致阀构件返回到其第一位置，从而允许软管从侧孔被移除，而基本上不从钻柱泄漏泥浆。然后在钻柱的该部分被降入井中之前例如通过将塞子焊接到侧孔上来永久地密封侧孔。根据本专利技术的第一方面，提供一种钻管，该钻管具有长形的管状主体，该管状主体具有围封主孔的内表面，该主孔大体上平行于所述管状主体的纵向轴线从该管状主体的第一端延伸到第二端；设置在所述管状主体的外表面中的侧口 ；穿过所述管状主体从所述主孔延伸到所述侧口的侧孔；以及阀组件，该阀组件能操作成基本上防止流体沿着所述主孔的流动并且基本上防止流体沿着所述侧孔的流动，其中，所述阀组件、所述侧口和所述侧孔设置在在所述钻管的位于该钻管的第一端处的第一连接部中，所述第一连接部包括所述管状主体的增厚部，在所述增厚部中，所述内表面和所述外表面的间隔显著大于所述管状主体的相邻部分，所述连接部的平行于所述管状主体的纵向轴线的长度小于64cm。井孔不是始终是完全直的，并且在定向钻孔中，钻探井孔的弯曲部分是常见的。为了实现此钻井，对于钻管来说必需足够柔韧以允许其在钻井进行时绕井孔的弯曲部分弯曲。通过将用于连续的泥浆循环所需要的阀组件结合到工具接合部中，并且通过最小化工具接合部的长度，在钻管绕井孔的弯曲部分弯曲时由钻管经受的应力能沿着钻管的长度更均匀地分布，并且能降低所经受的最大应力。这可以有助于改善钻管的耐疲劳性。优选地，阀组件包括第一阀构件和分离的第二阀构件，所述第一阀构件能在打开位置和关闭位置之间移动，在所述第一阀构件的所述打开位置中，允许流体沿着主孔的流动，在所述第一阀构件的所述关闭位置中，基本上阻止流体沿着所述主孔的流动，所述第二阀构件能在打开位置和关闭位置之间移动，在所述第二构件的所述打开位置中，允许流体沿着侧孔的流动，在所述第二构件的所述关闭位置中，基本上阻止流体沿着所述侧孔的流动。所述第一阀构件能包括球，该球能在所述打开位置和所述关闭位置之间旋转。所述第二阀构件能至少主要安装在所述侧孔内，并且能在所述侧孔中在所述打开位置和所述关闭位置之间滑动。优选地，所述第一连接部设置有第一螺纹部。优选地，在所述管状主体的所述第二端处具有第二连接部，所述第二连接部还包括所述管状主体的增厚部，在该增厚部中，所述内表面和所述外表面之间的间隔显著大于所述管状主体的相邻部分。在该情况下，优选地，所述第二连接部设置有第二螺纹部，该第二螺纹部是用于所述第一螺纹部的配对部。这意味着，通过使一个钻管的所述第一螺纹部与另一相同钻管的所述第二螺纹部配合能使所述一个钻管连接至所述另一钻管。所述第一螺纹部能设置在所述钻管的所述内表面中，即，所述第一连接部能是阴连接器，并且所述第二螺纹部能设置在所述钻管的所述外表面中，即，所述第二连接部是阳连接器。现在将参照附图，仅通过示例来描述本专利技术的实施方式，附图中附图说明图1示出了贯穿根据本专利技术的两个互连钻管的端部的截面的示意图，图2示出了贯穿根据本专利技术的钻管的端部的剖面图，为了清楚已从图中省除阀组件，图3示出了贯穿图1所示的钻管的阀组件的一部分的截面的立体图，图4示出了贯穿钻管的图1中标记X的部分的剖面图，图5是贯穿图4所示的阀组件的一部分的详细剖面图，图6是贯穿不具有罩的图5所示的阀组件的一部分的详细剖面图，以及图7a和图7b是井孔的弯曲部分中钻管的两种不同构造的示意图。现在参看图1，示出有钻管10的一部分,该钻管具有管状主体12,穿过该管状主体设置主孔14，该主孔大体上平行于管状主体12的纵向轴线A而从管状主体的第一端延伸至第二端。如对于钻管来说是典型的，在该示例中，管状主体12的外表面的横剖面大体上是圆形的，并且主孔14是柱状的并且穿过管状主体12从该管状主体12的第一端12a轴向延伸至第二端。在管状主体12的外表面中设置侧口 16，并且侧孔18穿过管状本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2010.07.20 US 12/840,0971.一种钻管，该钻管具有长形的管状主体，该管状主体具有围封主孔的内表面，该主孔大致平行于所述管状主体的纵向轴线从该管状主体的第一端延伸至第二端；设置在所述管状主体的外表面中的侧口 ；穿过所述管状主体从所述主孔延伸到所述侧口的侧孔；以及阀组件，该阀组件能操作为基本上阻止流体沿着所述主孔的流动并且基本上阻止流体沿着所述侧孔的流动，其中，所述阀组件、所述侧口和所述侧孔设置在所述钻管的位于该第一钻管的第一端处的第一连接部中，所述第一连接部包括所述管状主体的增厚部，在该增厚部中，所述内表面和所述外表面的间隔显著大于所述管状主体的相邻部分，所述第一连接部的平行于所述管状主体的纵向轴线的长度小于64cm。2.根据权利要求1所述的钻管，其中，所述阀组件包括第一阀构件和分离的第二阀构件，所述第一阀构件能在打开位置和关闭位置之间移动，在所述第一阀构件的所述打开位置中，允许流体沿着所述主孔的流动，在所述第一阀构件的所述关闭位置中，基本上阻止流体沿着所述主孔的流动，所述第二阀构件能在打...

【专利技术属性】
技术研发人员：C·莱藤伯格，J·R·梅，
申请(专利权)人：控制压力营运私人有限公司，
类型：
国别省市：