帶有流體激活區(qū)的鉆桿柱元件的制作方法
【專利摘要】一種管形鉆桿柱元件（3），包括大致柱形的主體（12）和兩個(gè)接頭（4、5），每個(gè)接頭布置在柱形的主體的一端并配設(shè)有能夠與互補(bǔ)元件連接的螺紋部分（18、19），這兩個(gè)接頭的至少一個(gè)具有能夠與管形鉆桿柱元件的提升工具配合的提升表面（22），以便管形鉆桿柱元件組裝在鉆桿柱中，其特征在于，提升表面具有形成用于鉆井流體的激活區(qū)（24）的非圓形的橫截面。
【專利說明】帶有流體激活區(qū)的鉆桿柱元件
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及油氣藏勘探和開發(fā)領(lǐng)域，在油氣藏中使用旋轉(zhuǎn)鉆桿柱。鉆桿柱可以包括鉆桿、重泥漿鉆桿、鉆鋌、穩(wěn)定器和接頭。鉆桿通過旋擰一個(gè)接一個(gè)地組裝成抽油桿柱，抽油桿柱構(gòu)成鉆桿柱長度的很大甚至主要部分。本發(fā)明更特別涉及用于旋轉(zhuǎn)鉆井設(shè)備的型材件，如位于旋轉(zhuǎn)鉆井抽油桿柱中的鉆桿。
【背景技術(shù)】
[0002]鉆桿柱并更廣泛地說鉆桿柱元件的特征在鉆井階段本身或井下和地面之間的實(shí)施階段承擔(dān)著整個(gè)鉆井過程的質(zhì)量、性能和安全。
[0003]油氣勘探的發(fā)展要求在越來越極端的地質(zhì)條件下形成越來越復(fù)雜的軌跡剖面?，F(xiàn)在在深度通常在4km以上的深度尋找油氣，并且相對(duì)固定設(shè)備的偏離可能超過十千米。本發(fā)明的目的是用于斜井鉆井的鉆桿柱元件，即鉆井過程中可以使相對(duì)豎直方向或方位角的傾斜度變化的鉆井?，F(xiàn)在，斜井鉆井可以達(dá)到約2km-8km的深度，并且水平距離約為2km_I5kmο
[0004]在包括幾乎水平段的斜井鉆井情況下，由于抽油桿柱在井中的轉(zhuǎn)動(dòng)產(chǎn)生的摩擦扭矩在鉆井過程中可能達(dá)到非常高的值。摩擦扭矩可能與使用的設(shè)備或鉆井目標(biāo)有關(guān)。另夕卜，由于產(chǎn)生的碎屑沉積在鉆孔中，鉆井產(chǎn)生的碎屑上升常常非常困難，特別是在鉆孔的相對(duì)豎直方向傾斜度很大的部分中。隨之而來的是鉆孔清洗不好，并同時(shí)使鉆孔內(nèi)的抽油桿柱的鉆桿與鉆桿和鉆孔壁之間接觸表面的摩擦系數(shù)增加。
[0005]從文件FR2824104已知一旋轉(zhuǎn)鉆井設(shè)備的型材元件，該型材元件包括支撐在鉆孔壁上的支撐區(qū)、使鉆孔中的鉆井流體產(chǎn)生圍繞鉆井設(shè)備流動(dòng)的湍流區(qū)、以及與支撐區(qū)和湍流區(qū)相鄰的偏斜區(qū)，該偏斜區(qū)沿型材元件的軸向延伸，并且包括至少一相對(duì)鉆井軸線傾斜的表面，該傾斜表面在軸向平面中的經(jīng)線在型材元件在鉆孔中的使用位置在從下向上方向上遠(yuǎn)離型材元件的軸線。
[0006]還從文件W0-2009-115687已知一種鉆桿柱元件，該鉆桿柱元件包括支撐在鉆孔壁上的至少一支撐區(qū)，支撐區(qū)設(shè)有外徑大于鉆桿柱元件其它部分的直徑的至少一支撐段；該鉆桿柱元件還包括與支撐區(qū)基本相鄰并位于支撐區(qū)上游和下游的兩個(gè)激活區(qū)。
[0007]此類裝置至今令人滿意。但是，需要減輕鉆柱重量并且伴隨的剛性較小，同時(shí)保持甚至改進(jìn)鉆井流體和形成鉆井時(shí)產(chǎn)生的碎屑的上升。尤其是需要改進(jìn)現(xiàn)有鉆桿柱，使鉆井流體中觀察到的負(fù)荷損失保持在可接受的閾值以下，以避免鉆孔與鉆桿柱之間被大量碎屑堵塞。還需要降低鉆桿柱的制造成本，特別是簡化鉆桿柱的制造。最后還需要使鉆井流體沿整個(gè)鉆桿柱的速度均勻，以最大程度地防止鉆孔堵塞。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0008]通過提出一種管形鉆桿柱元件，本發(fā)明將改進(jìn)這種狀況，該管形鉆桿柱元件包括大致柱形的主體和兩個(gè)接頭，每個(gè)接頭位于主體的一端并配設(shè)有能夠與互補(bǔ)元件連接的螺紋部分，這兩個(gè)接頭的至少一個(gè)具有能夠與元件的提升工具配合的提升表面(surface delevage)，以便所述管形鉆桿柱元件組裝在鉆桿柱中，其特征在于，提升表面具有形成用于鉆井流體的激活區(qū)的非圓形的橫截面。
[0009]本發(fā)明的提升表面可以包括相對(duì)柱形的主體的外周沿徑向延伸的至少一表面部分。提升表面的方向使其可以懸掛鉆桿柱元件，使得鉆桿柱元件的縱向軸線基本豎直。提升表面可以接合在提升工具中，使得鉆桿柱元件的重量將提升表面保持在提升工具中。
[0010]當(dāng)在鉆桿柱中使用時(shí)，本發(fā)明的元件允許減少靜態(tài)負(fù)荷和轉(zhuǎn)動(dòng)動(dòng)態(tài)負(fù)荷，減少鉆桿柱下降和上升的軸向負(fù)荷，增加重量在鉆井工具上的傳輸能力，更好的鉆井巖屑的上升能力，更好的過拉伸和過扭曲的安全邊界，降低臨界擾曲條件，降低鉆桿柱的磨損和侵蝕，可以降低堵塞危險(xiǎn)的更好的碎屑提升工作能力，減少水力負(fù)荷損失，泥漿和碎屑圍繞鉆桿的更好流動(dòng)，減少鉆井內(nèi)壁侵蝕產(chǎn)生的磨損，大大減少壓差造成的粘接危險(xiǎn)，尤其是鉆井過程中泥漿靜水壓大于材料例如巖石中的壓力時(shí)，大大減少起鉆時(shí)抽油桿柱被卡住的危險(xiǎn)，并且改善鉆孔壁的表面狀態(tài)。
[0011]特別是，兩個(gè)接頭中的每一個(gè)可以包括提升表面，每個(gè)提升表面的橫截面是非圓形的，以便分別在其中形成用于鉆井流體的激活區(qū)。因此，當(dāng)這些元件互相組裝時(shí)，兩個(gè)接頭之間的連接部分在激活區(qū)兩側(cè)互相對(duì)稱。如此，這樣設(shè)置的每個(gè)連接部分有利于沿鉆桿柱流動(dòng)的均質(zhì)性。根據(jù)本發(fā)明的鉆桿柱在鉆井底部元件與地面之間優(yōu)選地包括大比例的上述的本發(fā)明的元件，例如至少80%甚至95%以上。特別是，鉆桿柱包括至少一個(gè)并優(yōu)選地多個(gè)根據(jù)本發(fā)明的三個(gè)元件的系列。
[0012]有利地，非圓形的橫截面可以包括空腔和平表面中的至少一個(gè)。因此，非圓形的橫截面可以具有至少一棱邊或前緣(bord d’ attaque),以便刮除碎屑堆積，并使它們重新懸浮在鉆井流體中。
[0013]特別是，提升表面可以具有設(shè)有至少一空腔的截錐形包絡(luò)面。截錐形包絡(luò)面可以與柱形的主體的縱向軸線形成包括在10° -100°之間并優(yōu)選在18° -90°之間的角度?？涨豢梢韵薅ㄓ欣阢@井流體流動(dòng)的補(bǔ)充空間。
[0014]例如，接頭的空腔可以形成朝所述接頭的自由端的方向延伸到提升表面以外的槽。因此，可以增加有利于鉆井流體流動(dòng)的空間。
[0015]有利地，提升表面可以在圓周方向包括多個(gè)分開的空腔。這樣提升表面可以具有多個(gè)用于刮除碎屑堆積的棱邊或前緣。該構(gòu)型還允許增加有利于鉆井流體流動(dòng)的空間，因此有利于地層鉆孔的清洗。例如，提升表面可以包括2-8個(gè)空腔，優(yōu)選4個(gè)空腔。
[0016]有利地，這些分開的空腔可以布置在與接頭的縱向軸線垂直的同一確定段中。特別是，接頭的激活區(qū)可以布置在所述接頭的唯一環(huán)形段中。
[0017]有利地，激活區(qū)的總體形狀可以是圍繞所述鉆桿柱元件的軸線的螺旋形，螺旋形相對(duì)所述軸線的傾斜度優(yōu)選為O° -60°，最好地為10° -30°。因此改善流體的湍流動(dòng)態(tài)和舀起的碎屑的再流動(dòng)。
[0018]根據(jù)本發(fā)明的元件可以包括用于與鉆井壁接觸的支撐區(qū)，使得激活區(qū)布置在支撐區(qū)與柱形的主體之間。因此避免激活區(qū)改變鉆井壁。
[0019]有利地，提升表面可以通過第一柱形部分與支撐區(qū)連接，支撐區(qū)朝接頭的自由端的方向與第二柱形部分連接。因此支撐表面可以保護(hù)形成與相鄰元件的連接的第二柱形部分。因此可以增加相鄰元件之間連接部分的壽命。
[0020]在激活區(qū)朝所述接頭的自由端的方向延伸到提升表面以外的情況下，激活區(qū)特別是可以從提升表面延伸到第一柱形部分。
[0021]例如，支撐區(qū)和第一柱形部分中的至少一個(gè)可以包括例如通過附加硬度大于接頭的硬度的材料或者通過所述接頭的表面的熱處理或機(jī)械處理而形成的硬化表面。
[0022]更特別的是，接頭可以通過摩擦焊接在柱形的主體的軸向端，使得空腔在距接頭與柱形的主體之間連接部分的不為零的距離上形成。
[0023]特別是，設(shè)有根據(jù)本發(fā)明的提升表面的接頭的尺寸為，第一柱形部分的外徑(ODl)大于或等于第二柱形部分的外徑(0D3)，第一柱形部分的外徑(ODl)小于支撐區(qū)的外徑(0D2)。這種構(gòu)型允許擴(kuò)大提升表面的包絡(luò)面，而不改變管子和部分限定接頭的螺紋部分的第二柱形部分的關(guān)鍵的技術(shù)特征和功能特征。提升表面的包絡(luò)面的擴(kuò)大可以補(bǔ)償由于激活區(qū)而缺少與提升工具的接觸表面。
[0024]實(shí)際上，不能在提升工具中轉(zhuǎn)動(dòng)標(biāo)記根據(jù)本發(fā)明的元件，并且為了保持工具的牽拉能力， 申請(qǐng)人:認(rèn)識(shí)到，需要提出能夠補(bǔ)償激活區(qū)中的承壓缺陷的提升表面。
[0025]尤其是，提升表面可以是這樣的提升表面:該提升表面沿柱形的主體的軸線在與所述軸線正交的平面上的軸向投影包括實(shí)心的內(nèi)環(huán)形表面，該內(nèi)環(huán)形表面徑向向外被具有雉堞形外邊緣的外環(huán)形表面包圍，該雉堞形外邊緣的凹部相當(dāng)于激活區(qū)。
[0026]根據(jù)本發(fā)明的元件可以包括設(shè)有提升表面的陰式接頭，陰式接頭的提升表面的內(nèi)環(huán)形表面是非零的，尤其是占所述陰式接頭的總投影提升表面(la surface totaleprojetee de levage)的至少 5%,優(yōu)選至少 15%。
[0027]根據(jù)本發(fā)明的元件還可以包括設(shè)有提升表面的陽式接頭，陽式接頭的提升表面的內(nèi)環(huán)形表面為所述陽式接頭的總投影提升表面的0-15%，優(yōu)選為0-5%。在該構(gòu)型中，兩個(gè)接頭分別具有的提升表面可以互相不對(duì)稱。
[0028]本發(fā)明的目標(biāo)還在于一種根據(jù)本發(fā)明的管形鉆桿柱元件的組裝方法，包括提升表面的接頭在其內(nèi)壁上設(shè)有陰式螺紋并且布置在提升工具中，使得管形鉆桿柱元件豎直懸掛，以便使其與其它豎直保持元件組裝。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0029]通過閱讀下面參照附圖對(duì)一些作為非限定例子的實(shí)施方式的詳細(xì)描述，將更好地理解本發(fā)明:
[0030]-圖1示出傳統(tǒng)鉆桿柱在地層鉆孔中的運(yùn)行:
[0031]一圖2示出根據(jù)本發(fā)明的鉆桿柱在地層鉆孔中的運(yùn)行；
[0032]一圖3示出本發(fā)明的元件在豎直位置的剖面圖；
[0033]一圖4示出本發(fā)明的元件的陰式接頭在其連接到主體前的剖面圖；
[0034]一圖5示出本發(fā)明的元件的陰式接頭沿圖4中所示的A-A剖面的橫截面圖；
[0035]一圖6示出圖5的本發(fā)明的實(shí)施方式的變型；
[0036]一圖7示出本發(fā)明的元件的陰式接頭沿圖4中所示的B-B剖面的縱剖面圖；
[0037]一圖8示出圖7中所示的區(qū)域的放大圖；
[0038]一圖9示出圖8的本發(fā)明的實(shí)施方式的變型；[0039]一圖10示出本發(fā)明的陰式接頭的提升表面的軸向投影，投影沿柱形的主體的軸線在與所述軸線正交的平面上形成；
[0040]一圖11示出本發(fā)明的兩個(gè)元件的兩個(gè)接頭之間的連接部分的剖面圖；
[0041]一圖12示出本發(fā)明的元件的陽式接頭的縱剖面圖；
[0042]一圖13示出本發(fā)明的陽式接頭的提升表面的軸向投影，投影沿柱形的主體的軸線在與所述軸線正交的平面上形成。
【具體實(shí)施方式】
[0043]圖1表示在地層井的幾乎水平的部分2中的鉆桿柱I的一部分。鉆桿柱I通過包括兩個(gè)接頭4和5的空心管形元件3部分示出，元件3的每端通過這些接頭與鉆桿柱的互補(bǔ)管形元件6和7連接。鉆桿柱I限定用于使鉆井流體如由箭頭8所示的流動(dòng)的連續(xù)中心空間。鉆井工具如鉆頭在鉆孔的底部工作，然后鉆井流體或鉆井泥漿在鉆孔壁與鉆桿柱I的外表面之間的環(huán)形空間中上升，見箭頭9。
[0044]鉆井流體在鉆桿外上升的過程中把鉆井工具穿過的地層的碎屑帶向從其實(shí)施鉆井的地面。根據(jù)現(xiàn)有技術(shù)的鉆桿的運(yùn)行示于圖1。在圖1觀察到鉆井流體攜帶的碎屑趨于在其聚集的區(qū)域。這些聚集區(qū)域形成一些沙丘，并且如果不清除這些沙丘，則可能逐漸堵塞鉆井，并把鉆桿阻塞在鉆井中。當(dāng)鉆桿被阻塞在鉆井中時(shí)，將鉆桿從鉆井中取出并且不在鉆孔壁上產(chǎn)生大的裂縫是非常困難的。
[0045]鉆桿在鉆井內(nèi)一般以每小時(shí)十英尺左右的速度前進(jìn)。同時(shí)，鉆井流體的移動(dòng)速度比鉆桿的移動(dòng)速度大。更特別的是，鉆井流體上升時(shí)，由于鉆桿外徑變化，鉆井流體的速度沿鉆柱波動(dòng)。特別是在接頭4和5處，由于接頭的外徑大于鉆桿的外徑，鉆井流體承受加速。
[0046]如圖2所示，為了更好地理解，編號(hào)將保持類似，相鄰元件7的接頭11包括有利于互相連接處鉆井流體流動(dòng)的激活區(qū)24。有利地，接頭5也設(shè)有激活區(qū)24，并且有利地接頭4也設(shè)有激活區(qū)24。這些激活區(qū)24有利于產(chǎn)生沿箭頭9上升的湍流。這些湍流以及激活槽(gorge active)的棱邊允許S起(6coper)聚集區(qū)域的碎屑，因此避免形成這些聚集區(qū)域。
[0047]例如，組裝并一起形成所述連接部分的這兩個(gè)接頭每一個(gè)都包括多個(gè)激活區(qū)24。兩個(gè)互相連接的接頭的激活區(qū)24可以相同或不同，或者相對(duì)于一對(duì)稱平面或一點(diǎn)對(duì)稱。作為變型，在同一元件的每個(gè)接頭都帶有激活區(qū)24的情況下，這些激活區(qū)可以相同，或者相對(duì)于橫向于元件的軸線的一平面或相對(duì)于一點(diǎn)對(duì)稱，或者可以分開。
[0048]根據(jù)本發(fā)明的空心管形元件的激活區(qū)24具有經(jīng)過選擇的形狀，例如文件EP-0866209、EP-1026364或US-6732821中描述的溝槽和/或激活槽。
[0049]圖3表示根據(jù)本發(fā)明的空心管形元件3，它的中心部分沒有示出。該元件3具有圍繞軸線X的總體回轉(zhuǎn)形狀。元件3包括由內(nèi)壁限定的內(nèi)通道，該內(nèi)壁例如具有圍繞軸線X的回轉(zhuǎn)形狀。元件3可以由高機(jī)械強(qiáng)度的鋼制成。
[0050]元件3包括管形主體12，該管形主體具有主要沿軸線X延伸的延伸體。管形主體12大致為柱形，并且元件3包括兩個(gè)相對(duì)的軸向端13和14，軸向端13和14的外徑ODs大于管形主體12在這兩軸向端13和14之間的外徑ODp。優(yōu)選地，管形主體12沒有軸向焊縫，并且內(nèi)鏜孔大致恒定。
[0051]為了形成元件3，管形主體12的端部13和14通過摩擦焊接在相應(yīng)的接頭4和5上。因此在元件3上觀察到兩個(gè)橫向于軸線X的熱感焊接區(qū)16和17。
[0052]稱為“工具接頭”的接頭4和5形成比較短的空心成型管段，并且形成用于元件互相組裝的接頭。接頭4和5可以是陰式接頭或陽式接頭。在圖3所示的例子中，接頭4是陰式接頭，接頭5是陽式接頭。陰式接頭4包括陰式螺紋連接部分18，該陰式螺紋連接部分構(gòu)成元件3的第一軸向自由端。陽式接頭5包括陽式螺紋連接部分19，該陽式螺紋連接部分構(gòu)成元件3的第二軸向自由端。
[0053]陰式螺紋連接部分18包括設(shè)有圖3未示出的陰式螺紋的鏜孔。例如陰式螺紋可以是根據(jù)API7標(biāo)準(zhǔn)或根據(jù) 申請(qǐng)人:的專利之一例如US7210710、US6513840的截錐形。有利地，陽式螺紋19與陰式螺紋互補(bǔ)。
[0054]在自由端與焊接區(qū)16之間，陰式接頭4的外周沿軸線X相繼包括陰式螺紋連接部分18的柱形外周沿、用于支撐在地層鉆井的內(nèi)壁上的支撐區(qū)20、第一柱形部分21、提升表面22和連接區(qū)23，所述連接區(qū)具有通過焊接區(qū)16直到它的焊接端的柱形外表面。連接區(qū)23是外徑約為軸向端13的外徑ODs的柱形部分。
[0055]陰式螺紋連接部分18的外周沿相對(duì)于支撐區(qū)20形成與第一柱形部分21相對(duì)的第二柱形部分。
[0056]圖4中，第二柱形部分18通過第一輻射狀連接部Rl與支撐區(qū)20連接。支撐區(qū)20通過第二輻射狀連接部R2與第一柱形部分21連接。第一柱形部分21通過第三輻射狀連接部R3與提升表面22連接。提升表面22通過第四輻射狀連接部R4與連接區(qū)23連接。這些輻射狀連接部Rl、R2、R3、R4可以是簡單的環(huán)形連接部，或者是帶有曲率半徑的復(fù)雜連接部或沿軸線X變化的彎曲部。
[0057]在圖4的例子中，輻射狀連接部R4是環(huán)形表面。在沒有空腔激活區(qū)的該提升表面22處，輻射狀連接部R3在是間斷的并只在與提升表面22連接處形成的情況下圓周地變化。輻射狀連接部R3是環(huán)形表面。
[0058]提升表面22是元件3通過提升工具處于豎直位置時(shí)元件3的重量施加在上面的表面。在圖3，元件3沿其插入提升工具中的方向豎直示出，陰式接頭布置在上部。提升工具例如為井架的升降機(jī)。
[0059]提升表面22具有通常從連接區(qū)23到第一柱形部分增加的外徑，這相當(dāng)于在鉆井泥漿沿箭頭9的流動(dòng)方向增加的直徑。
[0060]在所示的例子中，提升表面22的包絡(luò)面是與縱向軸線X形成18°的角的截錐形。
[0061]提升表面22和第一柱形部分21包括分別在提升表面和柱形部分中延伸的激活槽或激活區(qū)24。
[0062]在圖3和4的實(shí)施方式中，陰式接頭4在其圓周上包括四個(gè)形成分開空腔的激活區(qū)24。如圖5所示，這四個(gè)空腔24分別在提升表面22上和第一柱形部分21上徑向均勻分布。
[0063]作為圖6所示的變型，陰式接頭4包括七個(gè)徑向均勻分布的空腔24。
[0064]如圖5和6所示,激活區(qū)24具有長勺形(6cope)非對(duì)稱型面,該非對(duì)稱型面的一側(cè)相對(duì)提升表面22的截面的外圓形部分形成鈍角25，相對(duì)側(cè)形成銳角26。銳角26例如在50° -80°之間，優(yōu)選在60° -70°之間，例如等于65°。在鉆桿的旋轉(zhuǎn)方向91上銳角26可以設(shè)在后側(cè)。這里要提到的是，鉆井的抽油桿柱始終被帶動(dòng)在同一方向上轉(zhuǎn)動(dòng)，以避免螺紋連接件4和5旋松。設(shè)在前側(cè)或入口側(cè)的鈍角25用于便于流體細(xì)流進(jìn)入。鈍角25例如在100° -130°之間，優(yōu)選在110° -120°之間，例如等于115°。用該非對(duì)稱型面保證舀起碎屑的功能。
[0065]兩個(gè)相鄰激活槽24之間的圓弧最小距離d2可以在10mm-50mm之間，優(yōu)選在20mm-40mm之間，例如等于30mm。
[0066]激活區(qū)24相對(duì)圓形周沿的最大深度約為5mm-30mm,優(yōu)選為10mm-25mm。
[0067]圖4中，激活區(qū)24形成相對(duì)于軸線X的傾斜角α在15° -35°之間的螺旋部分?；蛘撸鶕?jù)一未示出實(shí)施方式，激活區(qū)24可以是直線的，甚至是與軸線X平行的直線。
[0068]特別是在圖7和8的細(xì)節(jié)中，陰式接頭的激活區(qū)24分解為形成凹部的第一部分24a，該第一部分的底部相對(duì)于軸線X傾斜銳角i3a，i3a在30° -60°之間，優(yōu)選在40° -50°之間，例如等于45°。該第一部分24a延長到底部與軸線X大致平行的第二中心部分24b。該第二中心部分24b延長到第三部分24c，該第三部分的底部相對(duì)于軸線X傾斜銳角βο, 在10° -30。之間，優(yōu)選在15° -25。之間，例如等于20°。
[0069]第二中心部分24b的軸向長度可以在20mm-60mm之間，優(yōu)選在30mm-40mm之間，例如等于36mm。第三部分24c的軸向長度可以在10mm-50mm之間，優(yōu)選在20mm-30mm之間。
[0070]圖7和8中，支撐區(qū)20包括比元件3的其它部分硬的材料形成的表面覆蓋層或堆蓋層。硬材料可以包括碳化鎢或碳化鉻。硬材料的厚度可以在Imm-1Omm之間，例如在2mm-4mm之間。所述硬材料的形式為可以通過焊接作業(yè)或熱噴射作業(yè)(例如火焰或等離子體)附加的硬覆蓋層。支撐區(qū)20用于承受對(duì)鉆孔壁的軸向摩擦和轉(zhuǎn)動(dòng)。
[0071]作為變型，圖9示出在激活區(qū)24外的柱形部分21上淀積表面覆蓋。然后在激活區(qū)24的加工后淀積覆蓋層。
[0072]根據(jù)圖8和9，第一柱形部分具有特別是在激活區(qū)24外確定的最大外徑ODl，該最大外徑相對(duì)于連接區(qū)23的外徑ODs確定，使得提升表面22相對(duì)于軸線X的傾斜角Y約為
18。。
[0073]特別是，根據(jù)圖8和9，最大外徑ODl大于第二柱形部分21的外徑0D3。特別是，ODl是外徑0D3的1.05-1.5倍。另外，最大外徑ODl小于或等于支撐表面20的外徑0D2。實(shí)際上，當(dāng)最大外徑ODl等于外徑0D2時(shí)，將表面堆蓋層淀積在第一柱形部分21上的好處增加，以便保護(hù)該第一柱形部分。該構(gòu)型還可以限制本發(fā)明的元件的總的最大直徑。
[0074]提升表面22限定設(shè)有空腔尤其是激活區(qū)24的第三部分24c的截錐形包絡(luò)面。因此為提升而提出的支撐表面小于它的包絡(luò)面。為了理解覆蓋激活區(qū)24的該包絡(luò)面的比例，圖10示出該包絡(luò)面在與軸線X正交的平面上的投影。
[0075]圖10示出提升表面22在與軸線X正交的平面上沿軸線X的軸向投影。軸向投影限定一環(huán)體。該環(huán)體包括內(nèi)環(huán)形表面30。與輻射狀連接部R4相鄰的內(nèi)環(huán)形表面30是實(shí)心的，沒有激活區(qū)24。內(nèi)環(huán)形表面30徑向向外被第二環(huán)形表面31包圍。該第二環(huán)形部分31包括激活槽24。
[0076]內(nèi)環(huán)形表面30與外環(huán)形表面31之間的邊界由圖10以虛線表示的圓圈C限定，確定它的周長，以使其至少與一激活區(qū)切向接觸。圓圈C的直徑ODc大于或等于連接區(qū)23的直徑ODs。直徑ODc嚴(yán)格小于直徑ODl。直徑ODc例如為直徑ODs的1.05-1.15倍。
[0077]特別是，第一環(huán)形表面30是非零的。它等于3.14*[(ODc)2-(ODs)2]。它占所述陰式接頭的總投影提升表面的至少5%，優(yōu)選至少15%。該總投影提升表面等于
3.14* [(ODl)2-(ODs)2]。
[0078]確定直徑ODl，以便提出提升表面22的支撐表面，該支撐表面可以補(bǔ)償激活區(qū)處的支撐不足。
[0079]第二環(huán)形部分31具有雉堞形外邊緣，該雉堞形外邊緣的凹部對(duì)應(yīng)于激活區(qū)24。該外邊緣在激活區(qū)24之間具有輻射狀連接部R3。
[0080]圖3中，根據(jù)本發(fā)明的元件3包括陽式接頭5。與陰式接頭類似，陽式接頭可以具有在截錐部分中形成空腔的激活區(qū)24。特別是，陽式接頭的激活區(qū)部分地在截錐部分42中形成，它可以作為提升工具中的提升表面。陽式接頭5的外周沿在焊接區(qū)17與螺紋部分19的自由端之間沿軸線X相繼包括連接區(qū)43、截錐形提升表面42、第三柱形部分41、支撐區(qū)40和直至螺紋部分19的第四柱形部分49。連接區(qū)43是外徑約為外徑ODs的柱形部分。
[0081]與陰式接頭的提升表面22不同，陽式接頭的提升表面42為，激活槽與限定連接區(qū)43的提升表面42的輻射狀連接部幾乎齊平。
[0082]與圖10類似，圖12示出提升表面43的類似視圖。內(nèi)環(huán)形表面明顯小于提升表面22。激活區(qū)24在陽式提升表面42上占據(jù)的面積的比例比激活區(qū)在陰式提升表面22上占據(jù)的面積的比例大。
[0083]支撐區(qū)40可以具有與支撐區(qū)20相似的幾何、物理和/或化學(xué)特征。
[0084]作為選擇，接頭4和/或5可以在陰式連接部分18的第二柱形部分的表面并在支撐區(qū)20的附近包括一些未示出的溝槽。這些溝槽也可以保證鉆井過程中泥漿和碎屑的流動(dòng)以及抽油桿柱上升時(shí)刮擦井壁。
【權(quán)利要求】
1.一種管形鉆桿柱元件(3)，其包括大致柱形的主體(12)和兩個(gè)接頭(4、5)，每個(gè)接頭布置在所述柱形的主體的一端并配設(shè)有能夠與互補(bǔ)元件連接的螺紋部分(18、19)，這兩個(gè)接頭的至少一個(gè)具有能夠與所述管形鉆桿柱元件的提升工具配合的提升表面(22、42)，以便所述管形鉆桿柱元件組裝在鉆桿柱中，其特征在于，所述提升表面具有形成用于鉆井流體的激活區(qū)(24)的非圓形的橫截面。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的管形鉆桿柱元件，其特征在于，兩個(gè)接頭(4、5)中的每一個(gè)都包括一提升表面(22、42)，每個(gè)提升表面的橫截面是非圓形的，以便分別在其中形成用于鉆井流體的激活區(qū)(24)。
3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的管形鉆桿柱元件，其特征在于，所述非圓形的橫截面包括空腔或平表面中的至少一個(gè)。
4.根據(jù)上述權(quán)利要求中任一項(xiàng)所述的管形鉆桿柱元件，其特征在于，所述提升表面(22、42)具有設(shè)有空腔的截錐形包絡(luò)面。
5.根據(jù)權(quán)利要求3或4所述的管形鉆桿柱元件，其特征在于，接頭的空腔形成朝接頭的自由端的方向延伸到所述提升表面以外的槽。
6.根據(jù)權(quán)利要求3至5中任一項(xiàng)所述的管形鉆桿柱元件，其特征在于，所述提升表面在圓周方向包括多個(gè)分開的空腔。
7.根據(jù)上述權(quán)利要求中任一項(xiàng)所述的管形鉆桿柱元件，其特征在于，激活區(qū)(24)的總體形狀為圍繞所述管形鉆桿柱元件的軸線的螺旋形，螺旋形相對(duì)于縱向軸線的傾斜角優(yōu)選在0° -60°之間，最好地在10° -30°之間。
8.根據(jù)上述權(quán)利要求中任一項(xiàng)所述的管形鉆桿柱元件，其特征在于，接頭的激活區(qū)(24)布置在接頭的唯一環(huán)形段中。
9.根據(jù)上述權(quán)利要求中任一項(xiàng)所述的管形鉆桿柱元件，其特征在于，所述管形鉆桿柱元件包括用于與鉆孔壁接觸的支撐區(qū)(20、40)，使得激活區(qū)(24)布置在所述支撐區(qū)與所述柱形的主體之間。
10.根據(jù)權(quán)利要求9所述的管形鉆桿柱元件，其特征在于，所述提升表面通過第一柱形部分(21)與所述支撐區(qū)連接，所述支撐區(qū)朝接頭的自由端的方向與第二柱形部分(18)連接。
11.根據(jù)權(quán)利要求10所述的管形鉆桿柱元件，其特征在于，激活區(qū)延伸到所述第一柱形部分中。
12.根據(jù)權(quán)利要求9至11中任一項(xiàng)所述的管形鉆桿柱元件，其特征在于，所述支撐區(qū)和所述第一柱形部分中的至少一個(gè)包括例如通過附加硬度大于接頭的硬度的材料或通過接頭的表面的熱處理或機(jī)械處理形成的硬化表面。
13.根據(jù)權(quán)利要求9至12中任一項(xiàng)所述的管形鉆桿柱元件，其特征在于，所述第一柱形部分的外徑(ODl)大于或等于所述第二柱形部分的外徑(OD3)，所述第一柱形部分的外徑(ODl)小于所述支撐區(qū)(0D2)的外徑。
14.根據(jù)上 述權(quán)利要求中任一項(xiàng)所述的管形鉆桿柱元件，其特征在于，所述提升表面是這樣的提升表面:所述提升表面沿所述柱形的主體的軸線在與該軸線正交平面上的軸向投影包括實(shí)心的內(nèi)環(huán)形表面(30)，所述內(nèi)環(huán)形表面徑向向外被具有雉堞形外邊緣的第二環(huán)形表面(31)包圍，所述雉堞形外邊緣的凹部相當(dāng)于激活區(qū)。
15.根據(jù)權(quán)利要求14所述的管形鉆桿柱元件，其特征在于，所述管形鉆桿柱元件包括設(shè)有提升表面的陰式接頭，如第一環(huán)形表面(30)是非零的，尤其是占所述陰式接頭的總投影提升表面的至少5%，優(yōu)選至少15%。
16.根據(jù)權(quán)利要求14或15所述的管形鉆桿柱元件，其特征在于，所述管形鉆桿柱元件包括設(shè)有提升表面的陽式接頭，如第一環(huán)形表面為所述陽式接頭的總投影提升表面的.0-15%，優(yōu)選 0-5%。
17.一種根據(jù)上述權(quán)利要求中任一項(xiàng)所述的管形鉆桿柱元件的組裝方法，其特征在于，包括所述提升表面的接頭在其內(nèi)表面上設(shè)有陰式螺紋并且布置在提升工具中，使得所述管形鉆桿柱元件豎直懸掛，以便其與另一保持豎直的元件組裝。
【文檔編號(hào)】E21B17/22GK103797209SQ201380003040
【公開日】2014年5月14日 申請(qǐng)日期:2013年6月12日 優(yōu)先權(quán)日:2012年6月22日
【發(fā)明者】C·羅阿爾, T·迪德里 申請(qǐng)人:瓦盧萊克鉆孔產(chǎn)品法國公司