AT518374A2

AT518374A2 - Pumpstangenende

Info

Publication number: AT518374A2
Application number: ATA50166/2017A
Authority: AT
Original assignee: Tenaris Connections Bv
Priority date: 2016-03-04
Filing date: 2017-03-03
Publication date: 2017-09-15
Also published as: CO2017002125A1; AR107803A1; US9624736B1; RO132153B1; BR102017004471A2; RU2017107228A; RO132153A2; RU2017107228A3; RU2730232C2; MX2017002958A; CA2959074A1; BR102017004471B1; CN107152244A

Abstract

Eine Pumpstange enthält einen Pumpstangenkörper 122; einen Übergangsabschnitt 125, der die eine Außenfläche aufweist, die umfänglich um die Längsachse des Übergangsabschnitts herum angeordnet ist, wobei die Außenfläche ein Längsprofil aufweist, das eine kontinuierliche Kurve umfasst, die an der zylindrischen Außenfläche des Stangenkörpers beginnt und einen konkaven gekrümmten Abschnitt aufweist, der einen Radius RA hat, und einen konvexen gekrümmten Abschnitt aufweist, der einen Radius (RB) hat, wobei RB kleiner ist als RA und ein Durchmesser des Übergangsabschnitts, quer zur Längsachse gemessen, mit der Entfernung von der Außenfläche der Stange kontinuierlich zunimmt; einen Schraubenschlüsselquadratabschnitt 127, der mindestens vier Schraubenschlüsselansatzflächen 124 aufweist; einen Stiftschulterabschnitt 128, der eine Stiftschulterfläche 126 aufweist, die dafür ausgelegt ist, an einem Ende einer Koppelung anzuliegen, wobei die Stiftschulterfläche einen Außendurchmesser Dp aufweist; und einen Gewindestiftverbindungsabschnitt 129, der Außengewindegänge aufweist.

Description

PUMPSTANGENENDE GEBIET DER ERFINDUNG

[0001] Diese Offenbarung betrifft im Allgemeinen das Gebiet der Pumpgestänge, die in Ölbohrlöchern verwendet werden, und insbesondere ein Enddesign für eine Pumpstange.

HINTERGRUND

[0002] Die Verwendung von Pumpstangen innerhalb von Förderrohrleitungen in einen Ölbohrloch ist dem Fachmann vertraut. Fig. 1 ist eine schematische Ansicht, die ein Pumpsystem des Standes der Technik veranschaulicht. Wie beim Stand der Technik in FIG. 1 gezeigt, ist eine Pumpeinheit 1 an einer Polierstange 2 angebracht. Die Polierstange 2 ist longitudinal an einem Pumpstangenstrang 5 angebracht, der im Inneren eines Rohrstrangs 3 angeordnet ist, der in einem Futterrohrstrang 4 angeordnet ist. Der Pumpstangenstrang 5 besteht aus mehreren einzelnen Pumpstangen, gemäß der American Petroleum Institute („API“)-Spezifikation 11B (im Weiteren „API-llB-Pumpstangenstrang“), die in mehreren Verbindungen 10 (von denen nur eine gezeigt ist) miteinander gekoppelt sind. Am unteren Ende des API-11B- Pumpstangenstranges 5 befindet sich eine Hubkolbenpumpe (nicht gezeigt). Wenn die Pumpeinheit den Pumpstangenstrang 5 nach unten bewegt, füllt sich der Zylinder der Hubkolbenpumpe mit dem zu fördernden Produktionsfluid 7. Wenn die Pumpeinheit hingegen den API-11B-Pumpstangenstrang 5 nach oben bewegt, schließt sich ein Ventil in der Hubkolbenpumpe, und das Produktionsfluid 7 in dem Pumpenzylinder wird gehoben, wobei es das darüber befindliche Produktionsfluid verdrängt und eine Pumpenzylinderfüllung an Produktionsfluid 7 den Rohrstrang 3 hoch in den Ring drückt, der den API-11B Stangenstrang 5 und die Verbindungen 10 umgibt, in Richtung Erdoberfläche und letztendlich aus dem Rohrstrang durch Ventile und Rohrverbindungen (nicht gezeigt) herausfließen lässt, damit es gelagert und verarbeitet -werden kann.

[0003] Der API-llB-Pumpstangenstrang 5 muss sich von der Pumpeinheit 1 den ganzen Weg bis zu der Hubkolbenpumpe hinunter erstrecken, die mehrere tausend Fuß unter der Erdoberfläche liegen kann. Wie bereits oben erläutert, besteht der API-llB-Pumpstangenstrang 5 aus mehreren einzelnen API-llB-Pumpstangen, die in mehreren Verbindungen 10 miteinander gekoppelt sind. Fig. 1A veranschaulicht eine vergrößerte seitliche Querschnittsansicht der Verbindung 10 von Fig. 1. Die Verbindung 10 enthält ein Stiftende 29 an jeder von zwei benachbarten API-llB-Pumpstangen, die mittels einer standardmäßigen doppelten Einsteckkoppelung 27 miteinander gekoppelt sind. Die Koppelung 27 wird auf die Stifte der benachbarten Stangen geschraubt („verschraubt“), bis die Enden der Koppelung an einer Fläche 26 einer Stiftschulter 28 der Pumpstange anliegen.

[0004] Fig. 2 ist eine seitliche Querschnittsansicht, die eine API-11B-Pumpstange 20 des Standes der Technik veranschaulicht, die an beiden Enden Endverbindungen nach API-Spezifikation 11B aufweist. Die Pumpstange 20 enthält einen Stangenkörperabschnitt 22, der einen Durchmesser Drapi und einen gestauchten Wulstabschnitt 23 aufweist, der von dem Stangenkörper 22 zu einem Schraubenschlüsselansatzflächenabschnitt 27 übergeht. Der

Schraubenschlüsselansatzflächenabschnitt 27 enthält in der Regel vier

Schraubenschlüsselansatzflächen 24. Die Schraubenschlüsselansatzflächenabschnitte 27 münden in eine Stiftschulter 28, die eine Stiftschulterfläche 26 aufweist, die am Ende der Koppelung 27 anliegt (siehe Fig. 1A), wenn die Gewindestiftenden 29 mit der Koppelung 27 verschraubt werden, um die Verbindung 10 herzustellen. Die äußere Umfangsoberfläche der Stange 20 enthält einen Übergangsabschnitt, der von dem Stangenkörper 22 zu der Wulst 23 übergeht. Der Übergangsabschnitt enthält einen Krümmungsradius Raapi, der sich von dem Stangenkörperdurchmesser Drapi zu der gestauchten Wulst 23 erstreckt. Der Krümmungsradius Raapi mündet in einen Wendepunkt in der Oberfläche der gestauchten Wulst 23, wo die Oberfläche der gestauchten Wulst dann zu dem Schraubenschlüsselansatzflächenabschnitt 27 übergeht. Die Schraubenschlüsselansatzfläche 24 hat eine Breite Wsapi (quer zu einer Achse AA der Stange 20) und eine Länge Lwsapi (entlang der Achse AA der Stange 20). Die Verbindung 10 enthält des Weiteren eine Stiftlänge LPapi und eine

Spannungsentlastungslänge Lsapi· Tabelle I unten enthält Werte für physische Parameter, in Millimeter („mm“) ausgedrückt, und dimensionslose Verhältnisse der API-llB-Stangenverbindung 10, wie in Fig. 2 veranschaulicht.

[0005] Tabelle I: Daten von Pumpstangenenden für eine API-11B-Stange des Standes der Technik, wie in Fig. 2 gezeigt

[0006] Es ist festgestellt worden, dass herkömmliche API-llB-Pumpstangen 20 während des Gebrauchs beispielsweise mindestens die folgenden Probleme aufweisen, z.B.: [0007] Brechen im Bereich der gestauchten Wulst 23 und der Schraubenschlüsselansatzfläche 24 aufgrund von Ermüdungsversagen (die gestauchte Wulst ist ein Bereich, der häufig eine große Anzahl von Oberflächendefekten aufweist) (aufgrund des Schmiedevorgangs, der zum Herstellen dieser Geometrie verwendet wird), und das Schraubenschlüsselquadrat wird durch Drehmomentschlüssel beschädigt, wenn die Verbindung 20 verschraubt oder gelöst wird); [0008] Viele Stangen müssen in dem Bereich der gestauchten Wulst 23 aufgrund von Knickstellenbildung während des Schmiedens nachbearbeitet werden; und [0009] Starker Verschleiß des Stangenstrangs 5 aufgrund von Erosion und Korrosion durch Bewegung von Produktionsfluid 7 in dem Ring zwischen der Innenwand der Verrohrungen 3 und den Pumpstangenverbindungen 10, 20.

[0010] Es besteht Bedarf an einem neuen Design der Pumpstangenendverbindungen, um diese Probleme und andere Probleme mit API-Pumpstangenendverbindungen zu beseitigen.

KURZDARSTELLUNG DER ERFINDUNG

[0011] Pumpstangenenden nach dem Stand der Technik werden seit vielen Jahren gemäß API-Standard 11B hergestellt. Auch wenn sich das API-Design für Pumpstangen eignet, haben einige Ermüdungsversagen stattgefunden, insbesondere, wenn sie hohen Axiallasten ausgesetzt wurden. Die vorliegende Offenbarung beschreibt ein neues Design für ein Pumpstangenende, das Verbesserungen der Stangenenden-Geometrie enthält, die reduzierte Spannungen und bessere Ermüdungsbeständigkeit, insbesondere in dem Schraubenschlüsselquadrat und dem geschmiedeten Bereich der neuen Pumpstange bereitstellt. Dieses neue Design erlaubt verringerte Betriebskosten von Bohrlöchern, bei denen Pumpstangen verwendet werden. Außerdem stellt das neue Stangendesign eine gleichmäßigere Geometrie für eine Induktionserwärmung während des Fertigungsprozesses bereit.

[0012] Die vorliegende Offenbarung beschreibt und veranschaulicht eine verbesserte Pumpstange, die ein erstes Ende aufweist, das Folgendes enthält: einen Pumpstangenkörper 122 mit einer allgemein zylindrische Außenfläche, einer Längsachse und einen Stangendurchmesser DR aufweist; und einen Übergangsabschnitt 125, der-eine Längsachse aufweist. Der Übergangsabschnitt hat ein distales Ende, das neben einem proximalen Ende des Pumpstangenkörpers angeordnet ist, wobei die Längsachse des Übergangsabschnitts und die Längsachse des Stangenkörpers aufeinander ausgerichtet sind. Der Übergangabschnitt enthält des Weiteren eine Außenfläche, die umfänglich um die Längsachse des Übergangsabschnitts herum angeordnet ist, wobei die Außenfläche ein Längsprofil mit einer kontinuierlichen Kurve enthält, die an der zylindrischen Außenfläche des Stangenkörpers beginnt und die einen konkaven gekrümmten Abschnitt aufweist, der einen Radius RA hat, und einen konvexen gekrümmten Abschnitt aufweist, der einen Radius (Rß) hat, wobei RB kleiner ist als Ra und ein Durchmesser des Übergangsabschnitts 125, quer zur Längsachse gemessen, mit der Entfernung von der Außenfläche der Stange kontinuierlich zunimmt.

[0013] Das Pumpstangenende enthält des Weiteren einen Schraubenschlüsselquadratabschnitt 127, der ein distales Ende aufweist, das neben einem proximalen Ende des Übergangsabschnitts angeordnet ist, wobei der Schraubenschlüsselquadratabschnitt eine Längsachse hat, die auf die Längsachse des Stangenkörpers ausgerichtet ist, und der Schraubenschlüsselquadratabschnitt mindestens vier Schraubenschlüsselansatzflächen 124 enthält, die orthogonal zueinander verlaufen. Jeder Schraubenschlüsselquadratabschnitt 127 hat eine Querschnittsbreite Ws, die quer zu einer Achse AA des Stangenkörpers gemessen wird und die Querdistanz über den Stangenkörper hinweg zwischen zwei parallelen Schraubenschlüsselansatzflächen ist (siehe Figuren 5 und 7). In einigen Implementierungen können sich die benachbarten Schraubenschlüsselansatzflächen 124 an einer abgeschrägten Ecke C treffen.

[0014] Das Pumpstangenende enthält des Weiteren einen

Stiftschulterabschnitt 128, der ein distales Ende aufweist, das neben einem proximalen Ende des Schraubenschlüsselquadratabschnitts angeordnet ist. Der Stiftschulterabschnitt 128 hat eine Längsachse, die auf die Längsachse des Stangenkörpers ausgerichtet ist, und eine Stiftschulterfläche 126, die an einem proximalen Ende des

Stiftschulterabschnitts angeordnet ist. Die Stiftschulterfläche ist dafür ausgelegt, an einem Ende einer Koppelung anzuliegen, und die Stiftschulterfläche hat einen Außendurchmesser Dp.

[0015] Das Pumpstangenende enthält des Weiteren einen

Gewindestiftverbindungsabschnitt 129, der eine Längsachse aufweist, die auf die Längsachse des Stangenkörpers ausgerichtet ist, wobei der Gewindestiftverbindungsabschnitt ein distales Ende aufweist, das neben einem proximalen Ende des Stiftschulterabschnitts 128 angeordnet ist, wobei der Gewindestiftverbindungsabschnitt Gewindegänge enthält, die auf einem Abschnitt einer Außenumfangsfläche des Gewindestiftverbindungsabschnitts angeordnet sind, wobei die Gewindegänge so konfiguriert sind, dass sie mit Gewindegängen im Inneren der Koppelung zusammenpassen.

[0016] In einigen Implementierungen kann die Pumpstange des Weiteren ein zweites Pumpstangenende enthalten, das einen zweiten Übergangsabschnitt 125 aufweist, die eine Längsachse hat. Der zweite Übergangsabschnitt kann ein distales Ende enthalten, das neben einem proximalen Ende des Pumpstangenkörpers angeordnet ist, wobei die Längsachse des Übergangsabschnitts und die Längsachse des Stangenkörpers aufeinander ausgerichtet sind, wobei der Übergangsabschnitt eine Außenfläche hat, die umfänglich um die Längsachse des Übergangsabschnitts herum angeordnet ist und die Außenfläche ein Längsprofil hat, das eine kontinuierliche Kurve umfasst, die an der zylindrischen Außenfläche des Stangenkörpers beginnt und die einen konkaven gekrümmten Abschnitt aufweist, der einen Radius Ra hat, und einen konvexen gekrümmten Abschnitt aufweist, der einen Radius (Rb> hat, wobei Rb kleiner ist als Ra und ein Durchmesser des Übergangsabschnitts 125, quer zur Längsachse gemessen, mit der Entfernung von der Außenfläche der Stange kontinuierlich zunimmt.

[0017] In einigen Implementierungen kann das zweite Pumpstangenende des Weiteren einen zweiten Schraubenschlüsselquadratabschnitt 127 enthalten, der ein distales Ende aufweist, das neben einem proximalen Ende des Übergangsabschnitts angeordnet ist, wobei der Schraubenschlüsselquadratabschnitt eine Längsachse hat, die auf die Längsachse des Stangenkörpers ausgerichtet ist, und der Schraubenschlüsselquadratabschnitt mindestens vier Schraubenschlüsselansatzflächen 124 enthält, die orthogonal zueinander verlaufen. Jeder Schraubenschlüsselquadratabschnitt 127 hat eine Querschnittsbreite Ws, die quer zu einer Achse AA des Stangenkörpers gemessen wird und die Querdistanz über den Stangenkörper hinweg zwischen zwei parallelen Schraubenschlüsselansatzflächen ist (siehe Figuren 5 und 7). In einigen Implementierungen können sich die benachbarten Schraubenschlüsselansatzflächen 124 an einer abgeschrägten Ecke C treffen. In einigen Implementierungen können sich die benachbarten Schraubenschlüsselansatzflächen 124 an einer abgeschrägten Ecke C treffen.

[0018] In einigen Implementierungen kann das zweite Pumpstangenende des Weiteren einen zweiten Stiftschulterabschnitt 128 enthalten, der ein distales Ende aufweist, das neben einem proximalen Ende des Schraubenschlüsselquadratabschnitts angeordnet ist. Der Stiftschulterabschnitt 128 hat eine Längsachse, die auf die Längsachse des Stangenkörpers ausgerichtet ist, und eine Stiftschulterfläche 126, die an einem proximalen Ende des Stiftschulterabschnitts angeordnet ist. Die Stiftschulterfläche ist dafür ausgelegt, an einem Ende einer Koppelung anzuliegen, wobei die Stiftschulterfläche einen Außendurchmesser Dp aufweist.

[0019] In einigen Implementierungen kann das zweite Pumpstangenende einen zweiten Gewindestiftverbindungsabschnitt 129 mit einer Längsachse haben, die auf die Längsachse des Stangenkörpers ausgerichtet ist. Der Gewindestiftverbindungsabschnitt weist ein distales Ende auf, das neben einem proximalen Ende des Stiftschulterabschnitts 128 angeordnet ist, und der Gewindestiftverbindungsabschnitt enthält Gewindegänge, die auf einem Abschnitt einer Außenumfangsfläche des Gewindestiftverbindungsabschnitt angeordnet sind. Die Gewindegänge sind so konfiguriert, dass sie, mit Gewindegängen im Inneren einer zweiten Koppelung zusammenpassen.

[0020] In einigen Implementierungen enthält der Stiftschulterabschnitt 128 von einem oder beiden des ersten Stangenendes und des zweiten Stangenendes eine Außenumfangsfläche, die zwischen dem Schraubenschlüsselquadratabschnitt 127 und der Schulterfläche übergeht. Der Stiftschulterabschnitt 128 hat einen, quer zur Längsachse gemessenen Durchmesser und wird mit der Entfernung von dem Schraubenschlüsselquadratabschnitt entlang der Längsachse des Stiftschulterabschnitts kontinuierlich größer.

[0021] In einigen Implementierungen enthalten entweder eines oder beide des ersten Stangenendes und des zweiten Stangenendes eine Spannungsentlastungsnut 123, die zwischen der Stiftschulterfläche 126 und den Gewindegängen dem Gewindestiftverbindungsabschnitt 129 angeordnet ist.

[0022] In einigen Implementierungen enthalten entweder eines oder beide des ersten Stangenendes und des zweiten Stangenendes eine Beziehung Ws/Dr von mindestens 1,5.

[0023] In einigen Implementierungen enthalten entweder eines oder beide des ersten Stangenendes und des zweiten Stangenendes eine Beziehung Ra/Dr von mindestens 3,3.

[0024] In einigen Implementierungen ist ein maximaler Querdurchmesser der Koppelung von entweder einem oder beiden des ersten Stangenendes und des zweiten Stangenendes größer als ein maximaler Außenquerdurchmesser des Stangenkörpers 122, des Übergangsabschnitts 125, des Gewindestiftverbindungsabschnitts 129 und des Stiftschulterabschnitts 128.

[0025] In einigen Implementierungen enthalten entweder eines oder beide des ersten Stangenendes und des zweiten Stangenendes eine abgeschrägte Ecke, die eine im

Wesentlichen flache Oberfläche aufweist, die in einem Durchmesser Dc umschrieben wird, der kleiner ist als der Durchmesser Df.

[0026] Die vorliegende Offenbarung beschreibt und veranschaulicht ein verbessertes Verfahren zum Koppeln von Pumpstangen, das folgende Schritte enthält: Bereitstellen einer ersten Pumpstange, die Folgendes enthält: einen Pumpstangenkörper 122, der eine allgemein zylindrische Außenfläche, eine Längsachse und einen Stangendurchmesser Dr aufweist; einen Übergangsabschnitt 125, der eine Längsachse aufweist, wobei der Übergangsabschnitt ein distales Ende aufweist, das neben einem proximalen Ende des Pumpstangenkörpers angeordnet ist, wobei die Längsachse des Übergangsabschnitts und die Längsachse des Stangenkörpers aufeinander ausgerichtet sind, wobei der Übergangsabschnitt eine umfänglich um die Längsachse des Übergangsabschnitts herum angeordnete Außenfläche enthält, wobei die Außenfläche ein Längsprofil aufweist, das eine kontinuierliche Kurve umfasst, die an der zylindrischen Außenfläche des Stangenkörpers beginnt und die einen konkaven gekrümmten Abschnitt aufweist, der einen Radius Ra hat, und einen konvexen gekrümmten Abschnitt aufweist, der einen Radius (Rß) hat, wobei Rb kleiner ist als Ra und ein Durchmesser des Übergangsabschnitts 125, quer zur Längsachse gemessen, mit der Entfernung von der Außenfläche der Stange kontinuierlich zunimmt; einen Schraubenschlüsselquadratabschnitt 127, der ein distales Ende aufweist, das neben einem proximalen Ende des Übergangsabschnitts angeordnet ist, wobei der Schraubenschlüsselquadratabschnitt eine Längsachse aufweist, die auf die Längsachse des Stangenkörpers ausgerichtet ist, wobei der Schraubenschlüsselquadratabschnitt mindestens vier Schraubenschlüsselansatzflächen 124 umfasst, wobei jede Schraubenschlüsselansatzfläche 124 eine, quer zu einer Achse AA des Stangenkörpers gemessene Breite Ws hat; einen Stiftschulterabschnitt 128, der ein distales Ende aufweist, das neben einem proximalen Ende des Schraubenschlüsselquadratabschnitts angeordnet ist, wobei der Stiftschulterabschnitt 128 eine Längsachse aufweist, die auf die Längsachse des Stangenkörpers ausgerichtet ist, und eine Stiftschulterfläche 126 aufweist, die an einem proximalen Ende des Stiftschulterabschnitts angeordnet ist, wobei der

Stiftschulterabschnitt einen Außendurchmesser Dp aufweist, wobei der

Stiftschulterabschnitt 128 eine Außenumfangsfläche enthält, die zwischen dem

Schraubenschlüsselquadratabschnitt 127 und der Schulterfläche übergeht, und wobei der Stiftschulterabschnitt 128 einen, quer zur Längsachse gemessenen Durchmesser·; hat, der mit der Entfernung von dem Schraubenschlüsselquadratabschnitt entlang der Längsachse des Stiftschulterabschnitts kontinuierlich größer wird, wobei die Beziehung Ra/Dr mindestens 3,3 beträgt; einen Gewindestiftverbindungsabschnitts 129, der eine Längsachse aufweist, die auf die Längsachse des Stangenkörpers ausgerichtet ist, wobei der Gewindestiftvertbindungsabschnitt ein distales Ende aufweist, das neben einem proximalen Ende des Stiftschulterabschnitts 128 angeordnet ist, wobei der Gewindestiftvertbindungsabschnitt Außengewindegänge enthält, die auf einem Abschnitt einer Außenumfangsfläche des Gewindestiftvertbindungsabschnitts angeordnet sind; und

Bereitstellen einer zweiten Pumpstange, die Folgendes enthält: einen Pumpstangenkörper 122, der eine allgemein zylindrische Außenfläche, eine Längsachse und einen Stangendurchmesser DR aufweist; einen Übergangsabschnitt 125, der eine Längsachse aufweist, wobei der Übergangsabschnitt ein distales Ende aufweist, das neben einem proximalen Ende des Pumpstangenkörpers angeordnet ist, wobei die Längsachse des Übergangsabschnitts und die Längsachse des Stangenkörpers aufeinander ausgerichtet sind, wobei der Übergangsabschnitt eine Außenfläche enthält, die umfänglich um die Längsachse des Übergangsabschnitts herum angeordnet ist, wobei die Außenfläche ein Längsprofil aufweist, das eine kontinuierliche Kurve umfasst, die an der zylindrischen Außenfläche des Stangenkörpers beginnt und die einen konkaven gekrümmten Abschnitt aufweist, der einen Radius Ra hat, und einen konvexen gekrümmten Abschnitt aufweist, der einen Radius (Rb) hat, wobei Rß kleiner ist als Ra und ein Durchmesser des Übergangsabschnitts 125, quer zur Längsachse gemessen, mit der Entfernung von der Außenfläche der Stange kontinuierlich zunimmt; einen Schraubenschlüsselquadratabschnitt 127, der ein distales Ende aufweist, das neben einem proximalen Ende des Übergangsabschnitts angeordnet ist, wobei der Schraubenschlüsselquadratabschnitt eine Längsachse aufweist, die auf die Längsachse des Stangenkörpers ausgerichtet ist, wobei der Schraubenschlüsselquadratabschnitt mindestens vier Schraubenschlüsselansatzflächen 124 umfasst, wobei jede Schraubenschlüsselansatzfläche 124 eine, quer zu einer Achse AA des Stangenkörpers gemessene Breite Ws hat; einen Stiftschulterabschnitt 128, der ein distales Ende aufweist, das neben einem proximalen Ende des Schraubenschlüsselquadratabschnitts angeordnet ist, wobei der Stiftschulterabschnitt 128 eine Längsachse aufweist, die auf die Längsachse des Stangenkörpers ausgerichtet ist, und eine Stiftschulterfläche 126 aufweist, die an einem proximalen Ende des Stiftschulterabschnitts angeordnet ist, wobei die Stiftschulterfläche einen Außendurchmesser Df aufweist, wobei der Stiftschulterabschnitt 128 eine Außenumfangsfläche enthält, die zwischen dem Schraubenschlüsselquadratabschnitt 127 und der Schulterfläche übergeht, und wobei der Stiftschulterabschnitt 128 einen, quer zur Längsachse gemessenen Durchmesser hat, der mit der Entfernung von dem Schraubenschlüsselquadratabschnitt, entlang der Längsachse des Stiftschulterabschnitts kontinuierlich größer wird, wobei die Beziehung Ra/Dr mindestens 3,3 beträgt; einen Gewindestiftverbindungsabschnitt 129, der eine Längsachse aufweist, die auf die Längsachse des Stangenkörpers ausgerichtet ist, wobei der Gewindestiftverbindungsabschnitt ein distales Ende aufweist, das neben einem proximalen Ende des Stiftschulterabschnitts 128 angeordnet ist, wobei der Gewindestiftverbindungsabschnitt Gewindegänge enthält, die auf einem proximalen Abschnitt einer Außenumfangsfläche des Gewindestiftverbindungsabschnitts angeordnet sind; wobei der Stiftschulterabschnitt 128 eine Außenumfangsfläche enthält, die zwischen dem Schraubenschlüsselquadratabschnitt 127 und der Schulterfläche übergeht; und

Bereitstellen einer Koppelung, die einen proximalen Abschnitt aufweist, der Innengewindegänge und eine proximale Fläche aufweist, und einen distalen Abschnitt aufweist, welcher Innengewindegänge und eine distale Fläche aufweist;

Einsetzen eines proximalen Endes der Gewindestiftverbindung der ersten Stange in den proximalen Abschnitt einer Koppelung; und

Drehen der Pumpstange oder der Koppelung bis dass die Stiftschulterfläche der ersten Stange an der proximalen Fläche der Koppelung anliegt; und

Einsetzen eines proximalen Endes der Gewindestiftverbindung der zweiten Stange in den distalen Abschnitt einer Koppelung; und

Drehen der zweiten Pumpstange oder der Koppelung, bis dass die Stiftschulterfläche der zweiten Stange an der proximalen Fläche der Koppelung anliegt.

[0027] In einigen Implementierungen enthält das Verfahren zum Koppeln von Pumpstangen die erste Stange, wobei benachbarte Schraubenschlüsselansatzflächen 124 der ersten Pumpstange orthogonal zueinander verlaufen und sich an einer abgeschrägten Ecke treffen, die eine flache Oberfläche umfasst. Jede Schraubenschlüsselansatzfläche 124 hat eine, quer zu einer Achse AA des Stangenkörpers gemessene Breite Ws die die Querdistanz über den Stangenkörper zwischen den zwei parallelen Schraubenschlüsselansatzflächen hinweg ist (siehe Figuren 5 und 7). In einigen Implementierungen können sich die benachbarten Schraubenschlüsselansatzflächen 124 an einer abgeschrägten Ecke C treffen. Das Verfahren enthält eine zweite Stange, wobei benachbarte Schraubenschlüsselansatzflächen 124 der zweiten Pumpstange orthogonal zueinander verlaufen und sich an einer abgeschrägten Ecke treffen, die eine flache Oberfläche umfasst. Jede Schraubenschlüsselansatzfläche 124 hat eine, quer zu einer Achse AA des Stangenkörpers gemessene Breite Ws die die Querdistanz über den Stangenkörper hinweg zwischen zwei parallelen Schraubenschlüsselansatzflächen ist (siehe Figuren 5 und 6). In einigen Implementierungen können sich die benachbarten Schraubenschlüsselansatzflächen 124 an einer abgeschrägten Ecke C treffen.

KURZE BESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGEN

[0028] Fig. 1 ist ein Schaubild eines Pumpsystems des Standes der Technik, das ein Pumpgestänge des Standes der Technik nach der API-llB-Spezifikation veranschaulicht, das im Inneren eines Verrohrungsstrangs in einem Bohrloch angeordnet ist; [0029] Fig. 1A ist ein vergrößerter seitlicher Querschnitt eines Pumpstangenendes des Standes der Technik der API-llB-Pumpstange des Standes der Technik von Fig. 1; [0030] Fig. 2 ist eine seitliche Querschnittsansicht der API-llB-Pumpstange von Fig. 1; [0031] Fig. 3 ist eine perspektivische Ansicht eines neuen Pumpstangenendes der vorliegenden Offenbarung; [0032] Fig. 4 ist eine von oben gesehene Querschnittsansicht des Pumpstangenendes von Fig. 3; [0033] Fig. 5 ist eine End-Querschnittsansicht des Pumpstangenendes von

Fig. 4; [0034] Fig. 6 ist eine seitliche Querschnittsansicht des Pumpstangenendes von Fig. 3, die im Vergleich zur Draufsicht von Fig. 4 um 45 Grad gedreht ist; und [0035] Fig. 7 ist eine End-Querschnittsansicht des Pumpstangenendes von

Fig. 6.

[0036] Gleiche Bezugssymbole in den verschiedenen Zeichnungen bezeichnen gleiche Elemente.

DETAILLIERTE BESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGEN

[0037] Fig. 3 ist eine perspektivische Ansicht eines Pumpstangenendes der vorliegenden Offenbarung, und Fig. 4 ist eine von oben gesehene Querschnittsansicht des Pumpstangenendes von Fig. 3. Die Pumpstange 100 enthält einen Stangenkörperabschnitt 122, der einen Durchmesser DR und einen Übergangsabschnitt 125 aufweist, der von dem Stangenkörper 122 an einem Schraubenschlüsselquadratabschnitt 127 übergeht, der mehrere Schraubenschlüsselansatzflächen 124 aufweist.

[0038] Der Übergangsabschnitt 125 enthält eine Außenumfangsfläche, die einen ersten konkaven gekrümmten Abschnitt aufweist (von außen betrachtet), der einen Radius Ra hat, und einen zweiten konvexen gekrümmten Abschnitt aufweist, der einen Radius Rb hat. Der Radius Ra und der Radius Rb treffen sich an einem Wendepunkt (IP), wo die gekrümmten Flächen A und B tangential zueinander verlaufen. Rb ist kleiner als Ra, und ein Durchmesser des Übergangsabschnitts 125, quer zur Längsachse gemessen, wird mit der Entfernung von dem Stangenkörper entlang der Längsachse des Übergangsabschnitts kontinuierlich größer. Der Übergangsabschnitt 125 mündet in einen Schraubenschlüsselquadratabschnitt 127.

[0039] Der Schraubenschlüsselquadratabschnitt 127 enthält ein distales Ende, das neben einem proximalen Ende des Übergangsabschnitts angeordnet ist, wobei der Schraubenschlüsselquadratabschnitt eine Längsachse hat, die auf die Längsachse des Stangenkörpers ausgerichtet ist, und der Schraubenschlüsselquadratabschnitt mindestens vier Schraubenschlüsselansatzflächen 124 enthält, die orthogonal zueinander verlaufen. Der Schraubenschlüsselquadratabschnitt 127 mündet in einen Stiftschulterabschnitt 128, der eine Stiftschulterfläche 126 aufweist, die am Ende einer Standardkoppelung anliegt (zu einem Beispiel einer Standardkoppelung siehe Punkt 27 in Fig. 1A), wenn die Gewindestiftenden 129 mit der Koppelung verschraubt werden, um eine Verbindung zu bilden. Jeder Schraubenschlüsselquadratabschnitt 127 hat eine, quer zu einer Achse AA des Stangenkörpers gemessene Querschnittsbreite Ws-die-die Querdistanz über den Stangenkörper hinweg zwischen zwei parallelen Schraubenschlüsselansatzflächen ist (siehe Figuren 5 und 7). In einigen Implementierungen können sich die benachbarten Schraubenschlüsselansatzflächen 124 an einer abgeschrägten Ecke C treffen. Die Länge Lws ist die Länge der Schraubenschlüsselansatzfläche (entlang der Achse AA des Stangenkörpers 122 gemessen).

[0040] Der Stiftschulterabschnitt 128 enthält eine Außenumfangsfläche, die eine konvexe Oberfläche (von außen betrachtet) enthält, die einen Radius Rdf aufweist. Der Stiftschulterabschnitt enthält des Weiteren eine Stiftschulterfläche 126 mit einem Durchmesser Dp (siehe Figuren 5 und 6).

[0041] Ein Gewindestiftverbindungsabschnitt 129, der eine Längsachse aufweist, die auf die Längsachse des Stangenkörpers ausgerichtet ist, ist mit dem Stiftschulterabschnitt verbunden. Die Gewindestiftverbindung enthält Außengewindegänge, die dafür ausgelegt sind, mit Innengewindegängen der Koppelung zusammenzupassen. Eine Spannungsentlastungsnut 123 ist zwischen der Schulterfläche 126 und den Gewindegängen der Gewindestiftverbindung 129 angeordnet.

[0042] Tabelle I untenan enthält Werte für physische Parameter, ausgedrückt in Millimeter („mm“), und dimensionslose Verhältnisse einer beispielhaften Ausführungsform der vorliegenden Erfindung, wie in den Figuren 3-7 veranschaulicht. TABELLE II: Daten von Pumpstangenenden der beispielhaften

Ausführungsform der Figuren 3-7

[0043] Das Design der vorliegenden Offenbarung verringert Spannungen in der Schraubenschlüsselansatzflächensektion und dem—geschmiedeten Bereich und verringert Ermüdungsversagen. Das neue Design der vorliegenden Offenbarung, das in den Figuren 3-7 veranschaulicht und im vorliegenden Text beschrieben ist, enthält mindestens die folgenden Verbesserungen/Vorteile gegenüber der API-llB-Pumpstange der Figuren 1-2.

[0044] Die gestauchte Wulst 23 in der API-11B-Verbindung, die zwischen der Schraubenschlüsselansatzfläche 24 und dem Pumpstangenkörper 22 positioniert ist, wird in dem neuen Design gestrichen, und anstelle der gestauchten Wulst 23 fügt sich der Stangenkörper 122 des neuen Designs gleichmäßig dem Schraubenschlüsselquadratabschnitt 127 durch einen sanften, kontinuierlichen Übergangsabschnitt 125 an, der eine kontinuierliche Außenumfangsfläche enthält, die einen ersten konkaven (von außen betrachtet) gekrümmten Abschnitt enthält, der einen Radius Ra hat, und einen zweiten konvexen gekrümmten Abschnitt enthält, der einen Radius Rb hat, die sich an einem Wendepunkt IP treffen. RB ist kleiner als Ra, und ein Durchmesser des Übergangsabschnitts 125, quer zur Längsachse gemessen, wird mit der Entfernung von dem Stangenkörper, entlang der Längsachse des Übergangsabschnitts kontinuierlich größer.

[0045] Aufgrund des Fehlens der gestauchten Wulst 23 in dem neuen Design ist es möglich, die Abmessung des Schraubenschlüsselquadrats Ws und die Abmessung des Radius Ra in dem neuen Enddesign für einen speziellen Stangendurchmesser zu vergrößern, jedoch diese Werte im Rahmen der API-llB-Standardwerte zu halten, um Standardausrüstung für die Handhabung der Stangen und das Festdrehen der Stangenverbindungen (beispielsweise Aufzüge und Stangenschraubenschlüssel und -zangen) verwenden zu können. Mit der neuen Stangenenden-Geometrie kann man beispielsweise den Wert von „WSapi“ einer 1“ durchmessenden API-Stange in einer Stange des neuen Designs von 7/8“ Durchmesser verwenden. Dies führt zur Maximierung der Abmessung der Breite Ws des Schraubenschlüsselquadratabschnitts 127 der Pumpstange mit dem neuen Ende im Vergleich zu der

Schraubenschlüsselansatzfläche 24 gemäß dem API-llB-Standard für den gleichen Stangendurchmesser, aber die Abmessungen des Schraubenschlüsselquadrats liegen immer noch innerhalb der API-Standardwerte.

[0046] Die Verhältnisbeziehung (Ws/Dr) von

Schraubenschlüsselquadratbreite Ws zu Stangendurchmesser Rd wird in dem Design der vorliegenden Offenbarung im Vergleich zu der Beziehung Wsapi/Drapi der Breite des Schraubenschlüsselquadrats Wsapi des API-llB-Stangenendes und des Stangendurchmessers der API-Stange Drapi vergrößert. (Siehe die Werte und Verhältnisse in den Tabellen I und II, wo das neue Design eine Beziehung Ws/Dr von mindestens 1,5 hat, während API-Designs eine Beziehung Wsapi/Drapi zwischen 1,14 und 1,3 haben.) Das Vergrößern des Schraubenschlüsselquadratabschnitts des Pumpstangenendes in Bezug auf bestimmte Stangengrößen (z. B. das Vergrößern des Wertes Ws/Dr) ist vorteilhaft, weil das Schraubenschlüsselquadrat ein Teil der Stange ist, der während der Handhabung (z. B. dem Verschrauben und Lösen einer Verbindung) leicht beschädigt werden kann. Eine Beschädigung des

Schraubenschlüsselquadratabschnitts 127 kann zu Spannungskonzentrationen und Rissen führen, die während des Gebrauchs zu Ermüdungsversagen führen können.

[0047] Das Entfernen der gestauchten Wulst, die in dem API-11B-Design des Standes der Technik verwendet wird, hat den zusätzlichen Nutzen, den Verschleiß der Innenfläche der Verrohrungen 3 durch das sich bewegende Gestänge 5 zu reduzieren. Das wird unter Verwendung des neuen Designs erreicht, indem die Kontaktpunkte (Abriebpunkte) zwischen Pumpstange und Verrohrungen großflächiger ausgebreitet (verteilt) werden. In den API-11B-Designs der Stangenenden ist die gestauchte Wulst ein Teil der Stange, der den größten Durchmesser aufweist, und gewöhnlich mit der Verrohrung in einem sehr kleinen Bereich in Kontakt steht, wodurch hohe

Kontaktdrücke und Schäden in den weicheren der sich berührenden Elemente (d. h. der Verrohrung) verursacht werden, was zu einem frühzeitigen Ausfall der Verrohrungen über das verschlissene Loch führt.

[0048] Außerdem beseitigt das Entfernen der gestauchten Wulst einen Bereich, wo Schmiededefekte in Standard-API-Stangen des Standes der Technik auftreten, die ein Nachbearbeiten der gestauchten Wulst (23) nach dem Schmieden des Endes für eine API-llB-Stange aufgrund von Rissen, Schmiedegraten und Zunder erfordern. Die gestauchte Wulst 23 einer API-llB-Stange unterliegt während des Schmiedens einem starken Durchbiegen, was nach dem Schmieden zu hohen Restspannungen führen kann, wodurch Risse entstehen können, die Spannungskonzentrationspunkte darstellen, die Ermüdungsausfälle zur Folge haben können, darum ist es wünschenswert, die Wulst zu beseitigen, wodurch diese Art von Defekten in der Pumpstangenoberfläche vermieden wird.

[0049] Das Vergrößern des Radius des kontinuierlichen gekrümmten sanften Übergangsabschnitts 125 der Stange dieser Offenbarung mit Bezug auf den Übergangsabschnitt der Standard-API-llB-Stange für einen speziellen Stangendurchmesser erhöht die Korrosionsermüdungsfestigkeit. Dieser vergrößerte Radius ist unter Verwendung des Verhältnisses Ra/Dr des Radius Ra eines gekrümmten Abschnitts des Übergangsabschnitts 125 und des Stangendurchmessers Dr des neuen Pumpstangenendes zum Verhältnis Rapi/Drapi für die API-Stange veranschaulicht (siehe Werte und Verhältnisse in den Tabellen I und Π, wo das neue Design eine Beziehung Ra/Dr > 3 hat, während API-llB-Designs eine Beziehung Rapi/Drapi von ungefähr gleich 3 hatten). Dieses vergrößerte Verhältnis (Ra/Dr) erlaubt einen sanfteren Übergang für den Fluidstrom über das Pumpstangenende, verringert Turbulenzbereiche (Bereiche mit hoher Reibung). In der API-Stange trägt das kleinere Verhältnis (Rapi/Drapi) in Kombination mit der Korrosivität des Fluids und der turbulenten Strömung zu Lochfraß bei und führt zu Rissbildung, die zu einem Korrosionsermüdungsausfall in dem geschmiedeten End- Übergangsabschnitt der API-Stange führen kann.

[0050] Das Ersetzen der abrupten Änderung des Durchmessers zwischen den Schraubenschlüsselquadratabschnitten 27 und der Schulter 26 in dem API-Stangendesign (siehe Fig. 2) durch eine kontinuierliche gekrümmte Außenfläche des Stiftschulterabschnitts 128, der einen Radius Rdf in dem neuen Design aufweist (siehe

Fig. 6), bietet einen sanfteren Übergang für die Fluidströmung und verringert Turbulenzen und Druckabfall am Pumpstangenende.

[0051] Da es (im Gegensatz zum API-llB-Pumpstangenende) keine gestauchte Wulst in dem neuen Pumpstangenenden-Design gibt, hat die neue Pumpstangenenden-Geometrie geringere Werte Druckverlusten im Produktionsfluid 7, das entlang der Außenfläche des Pumpstangenendes fließt, als eine API-llB-Stange für den gleichen Stangendurchmesser und Verrohrungsdurchmesser (siehe die beiliegenden Tabellen III und IV). Dieses verbesserte Strömungsverhalten des Produktionsfluids 7 erhöht die Produktivität eines Bohrlochs, in dem Stangen des neuen Designs installiert sind, und verringert die Erosionskorrosion der Stangen im Bohrloch, und verlängert dadurch die Lebensdauer von Stangen mit dem neuen Pumpstangenenden-Design.

[0052] Außerdem, da es in dem neuen Design keine gestauchte Wulst gibt, bilden die Kontaktflächen zwischen der Verbindung und den Verrohrungen den maximalen Außenquerdurchmesser (z. B. einen Durchmesser, senkrecht zu einer Längsachse gemessen) der Koppelung 27 und der Ecken des

Schraubenschlüsselquadrats in Abhängigkeit von der Bohrlochabweichung - im Vergleich zu dem API-llB-Design, wo die gestauchte Wulst (aufgrund der geringeren Kontaktfläche) einen hohen Verschleißdruck erzeugt, wodurch die Verschleißrate der Verrohrungen und Pumpstangen vergrößert wird. Diese neue Pumpstangenenden-Geometrie konzentriert den Verschleiß an Koppelungen und in einem (im Vergleich zum API-llB-Design) geringeren Maße an den Ecken des Schraubenschlüsselquadrats der Pumpstangen. Darum ist die Koppelung das Element, wo es aufgrund von Reibung durch den Kontakt der Koppelung mit der Verrohrungs wand am wahrscheinlichsten zu einem Verschleiß kommt. Das führt zu weniger Verschleiß bei den anderen Pumpstangenenden-Elementen, was letztendlich zu niedrigeren Wartungskosten für ein Bohrloch führt, das Pumpstangen mit Pumpstangenenden des neuen Designs aufweist, weil Koppelung das kostengünstigste und am leichtesten auszutauschende Teil in dem Gestänge ist.

EXPERIMENTELLE DATEN

[0053] In Tabelle ΠΙ und Tabelle IV untenan stellen Bohrlochfluid A und B zwei verschiedene Arten typischer Fluide für Bohrlöcher dar, die mit Pumpstangen arbeiten.

Tabelle III: Eigenschaften der Bohrlochfluide A und B

[0054] Es wurde eine Fluidströmungssimulation ausgeführt, um die Strömungseigenschaften (Rückfluss, Strömungsturbulenzen, Druckabfall, Kraft auf die Pumpstange aufgrund der Fluidströmung, Kraft auf das Rohr aufgrund der Fluidströmung, Reibung und Druck auf die Verbindungsstelle) im Vergleich zwischen Tenaris-Design und API-Design zu bewerten.

Tabelle IV: Strömungssimulationsergebnisse, ausgedrückt in absoluten Werten

In dieser Tabelle IV sind Tenaris-A die Simulationsergebnisse für ein Stangenende der vorliegenden Offenbarung, das in Fluid A von Tabelle III verwendet wird, und API-A sind die Simulationsergebnisse für die API-Stange in Fluid A von Tabelle III. Tenaris-B und API-B sind Simulationsergebnisse für Fluid B von Tabelle ΠΙ.

In Tabelle V untenan sind die Ergebnisse nicht-dimensional, was bedeutet, dass sie auf den gleichen Wert aufgeteilt wurden, der in einer Simulation von 1 m Stangenkörper (ohne Verbindung) erhalten wurde. TABELLE V: Strömungssimulationsergebnisse für 1 Meter Stangenkörper (ohne

Verbindung), ausgedrückt in nicht-dimensionalen Werten

In dieser Tabelle V sind Tenaris-A die Simulationsergebnisse für ein Stange der vorliegenden Offenbarung, die in Fluid A von Tabelle ΠΙ verwendet wird, und API-A sind die Simulationsergebnisse für die API-Stange in Fluid A von Tabelle III. Tenaris-B und API-B sind Simulationsergebnisse für Fluid B von Tabelle III.

Im vorliegenden Text ist eine bevorzugte Ausführungsform offenbart und beschrieben worden. Andere Implementierungen liegen innerhalb des Schutzumfangs der folgenden Ansprüche.

Claims

ANSPRÜCHE

1. Eine Pumpstange, die ein erstes Ende aufweist, wobei das erste Ende Folgendes umfasst: einen Pumpstangenkörper, der eine allgemein zylindrische Außenfläche, eine Längsachse und einen Stangendurchmesser Dr aufweist; einen Übergangsabschnitt, der eine Längsachse aufweist, wobei der Übergangsabschnitt ein distales Ende aufweist, das neben einem proximalen Ende des Pumpstangenkörpers angeordnet ist, wobei die Längsachse des Übergangs ab Schnitts und die Längsachse des Stangenkörpers aufeinander ausgerichtet sind, wobei der Übergangsabschnitt eine Außenfläche enthält, die umfänglich um die Längsachse des Übergangsabschnitts herum angeordnet ist, wobei die Außenfläche ein Längsprofil aufweist, das eine kontinuierliche Kurve umfasst, die an der zylindrischen Außenfläche des Stangenkörpers beginnt und einen konkaven gekrümmten Abschnitt aufweist, der einen Radius Ra hat, und einen konvexen gekrümmten Abschnitt aufweist, der einen Radius Rr hat, wobei RB kleiner ist als Ra und ein Durchmesser des Übergangsabschnitts, quer zur Längsachse gemessen, mit der Entfernung von der Außenfläche der Stange kontinuierlich zunimmt; einen Schraubenschlüsselquadratabschnitt, der ein distales Ende aufweist, das neben einem proximalen Ende des Übergangsabschnitts angeordnet ist, wobei der Schraubenschlüsselquadratabschnitt eine Längsachse aufweist, die auf die Längsachse des Stangenkörpers ausgerichtet ist, wobei der Schraubenschlüsselquadratabschnitt mindestens vier Schraubenschlüsselansatzflächen umfasst, die orthogonal zueinander verlaufen; einen Stiftschulterabschnitt, der ein distales Ende aufweist, das neben einem proximalen Ende des Schraubenschlüsselquadratabschnitts angeordnet ist, wobei der Stiftschulterabschnitt eine Längsachse aufweist, die auf die Längsachse des Stangenkörpers ausgerichtet ist, und eine Stiftschulterfläche aufweist, die an einem proximalen Ende des Stiftschulterabschnitts angeordnet ist, wobei die Stiftschulterfläche dafür ausgelegt ist, an einem Ende einer Koppelung anzuliegen, wobei die Stiftschulterfläche einen Außendurchmesser Df aufweist; und einen Gewindestiftverbindungsabschnitt, der eine Längsachse aufweist, die auf die Längsachse des Stangenkörpers ausgerichtet ist, wobei der Gewindestiftverbindungsabschnitt ein distales Ende aufweist, das neben einem proximalen Ende des Stiftschulterabschnitts angeordnet ist, wobei der Gewindestiftverbindungsabschnitt Gewindegänge enthält, die auf einem Abschnitt einer Außenumfangsfläche dem Gewindestiftverbindungsabschnitt angeordnet sind, wobei die Gewindegänge so konfiguriert sind, dass sie mit Gewindegängen im Inneren der Koppelung zusammenpassen.
2. Die Pumpstange nach Anspruch 1, wobei benachbarte Schraubenschlüsselansatzflächen sich an einer abgeschrägten Ecke treffen, die eine flache Oberfläche umfasst, wobei jeder Schraubenschlüsselquadratabschnitt eine Querschnittsbreite Ws hat, die quer zu einer Achse AA des Stangenkörpers gemessen wird, und die Querdistanz über den Stangenkörper hinweg zwischen zwei parallelen Schraubenschlüsselansatzflächen ist.
3. Die Pumpstange nach Anspruch 1, die ein zweites Ende aufweist, wobei das zweite Ende des Weiteren Folgendes umfasst: einen zweiten Übergangsabschnitt, der eine Längsachse aufweist, wobei der Übergangsabschnitt ein distales Ende aufweist, das neben einem proximalen Ende des Pumpstangenkörpers angeordnet ist, wobei die Längsachse des Übergangsabschnitts und die Längsachse des Stangenkörpers aufeinander ausgerichtet sind, wobei der Übergangsabschnitt eine Außenfläche enthält, die umfänglich um die Längsachse des Übergangsabschnitts herum angeordnet ist, wobei die Außenfläche ein Längsprofil aufweist, das eine kontinuierliche Kurve umfasst, die an der zylindrischen Außenfläche des Stangenkörpers beginnt und einen konkaven gekrümmten Abschnitt aufweist, der einen Radius Ra hat, und einen konvexen gekrümmten Abschnitt aufweist, der einen Radius RB hat, wobei Rß kleiner ist als Ra und ein Durchmesser des Übergangsabschnitts, quer zur Längsachse gemessen, mit der Entfernung von der Außenfläche der Stange kontinuierlich zunimmt; einen zweiten Schraubenschlüsselquadratabschnitt, der ein distales Ende aufweist, das neben einem proximalen Ende des Übergangsabschnitts angeordnet ist, wobei der-Schraubenschlüsselquadratabschnitt eine Längsachse aufweist, die auf die Längsachse des Stangenkörpers ausgerichtet ist, wobei der Schraubenschlüsselquadratabschnitt mindestens vier Schraubenschlüsselansatzflächen umfasst, die orthogonal zueinander verlaufen; einen zweiten Stiftschulterabschnitt, der ein distales Ende aufweist, das neben einem proximalen Ende des-Schraubenschlüsselquadratabschnitts angeordnet ist, wobei der Stiftschulterabschnitt eine Längsachse aufweist, die auf die Längsachse des Stangenkörpers ausgerichtet ist, und eine Stiftschulterfläche aufweist, die an einem proximalen Ende des Stiftschulterabschnitts angeordnet ist, wobei die Stiftschulterfläche dafür ausgelegt ist, an einem Ende einer Koppelung anzuliegen, wobei die Stiftschulterfläche einen Außendurchmesser Dp aufweist; und einen zweiten Gewindestiftverbindungsabschnitt, der eine Längsachse aufweist, die auf die Längsachse des Stangenkörpers ausgerichtet ist, wobei der Gewindestiftverbindungsabschnitt ein distales Ende aufweist, das neben einem proximalen Ende des Stiftschulterabschnitts angeordnet ist, wobei der Gewindestiftverbindungsabschnitt Gewindegänge enthält, die auf einem Abschnitt einer Außenumfangsfläche des Gewindestiftverbindungsabschnitts angeordnet sind, wobei die Gewindegänge so konfiguriert sind, dass sie, mit Gewindegängen im Inneren einer zweiten Koppelung zusammenpassen.
4. Die Pumpstange nach Anspruch 3, wobei benachbarte Schraubenschlüsselansatzflächen des zweiten Endes sich an einer abgeschrägten Ecke treffen, die eine flache Oberfläche umfasst, wobei jeder Schraubenschlüsselquadratabschnitt eine Querschnittsbreite Ws hat, die quer zu einer Achse AA des Stangenkörpers gemessen wird, und die Querdistanz über den Stangenkörper hinweg zwischen zwei parallelen Schraubenschlüsseansatzflächen ist.
5. Die Pumpstange nach Anspruch 1, wobei der Stiftschulterabschnitt eine Außenumfangsfläche enthält, die zwischen dem Schraubenschlüsselquadratabschnitt und der Schulterfläche übergeht, und wobei der Stiftschulterabschnitt einen, quer zur Längsachse gemessenen Durchmesser hat, der mit der Entfernung von dem Schraubenschlüsselquadratabschnitt, entlang der Längsachse des-Stiftschulterabschnitts kontinuierlich größer wird.
6. Die Pumpstange nach Anspruch 1, wobei eine Spannungsentlastungsnut zwischen der Stiftschulterfläche und den Gewindegängen des Gewindestiftverbindungsabschnitts angeordnet ist.
7. Die Pumpstange nach Anspruch 2, wobei eine Beziehung Ws/Dr mindestens 1,5 beträgt.
8. Die Pumpstange nach Anspruch 1, wobei eine Beziehung Ra/Dr mindestens 3,3 beträgt.
9. Die Pumpstange nach Anspruch 1, wobei ein maximaler Querdurchmesser der Koppelung größer ist als ein maximaler Außenquerdurchmesser des Stangenkörpers, des Übergangsabschnitts, des Gewindestiftverbindungsabschnitts und des Stiftschulterabschnitts.
10. Die Pumpstange nach Anspruch 2, wobei eine Beziehung Ws/Dr mindestens 1,5 beträgt.
11. Die Pumpstange nach Anspruch 3, wobei eine Beziehung Ra/Dr mindestens 3,3 beträgt.
12. Die Pumpstange nach Anspruch 1, wobei ein maximaler Querdurchmesser der Koppelung größer ist als ein maximaler Außenquerdurchmesser des Stangenkörpers, des Übergangsabschnitts, des Gewindestiftverbindungsabschnitts und des Stiftschulterabschnitts.
13. Die Pumpstange nach Anspruch 3, wobei ein maximaler Querdurchmesser der Koppelung größer ist als ein maximaler Außenquerdurchmesser des Stangenkörpers, des Übergangsabschnitts, des Gewindestiftverbindungsabschnitts und des Stiftschulterabschnitts.
14. Das Pumpstangenende nach Anspruch 2, wobei die abgeschrägte Ecke eine im Wesentlichen flache Oberfläche umfasst die in einem Durchmesser De umschrieben wird, der kleiner ist als der Durchmesser Df.
15. Das Pumpstangenende nach Anspmch 4, wobei die abgeschrägte Ecke eine im Wesentlichen flache Oberfläche umfasst die umschrieben wird in einem Durchmesser De, der kleiner ist als der Durchmesser DF,
16. Ein Verfahren zum Koppeln von Pumpstangen, das Folgendes umfasst: • Bereitstellen einer ersten Pumpstange, die Folgendes enthält: - einen Pumpstangenkörper, der eine allgemein zylindrische Außenfläche, eine Längsachse und einen Stangendurchmesser Dr aufweist; - einen Übergangsabschnitts, der eine Längsachse aufweist, wobei der Übergangsabschnitt ein distales Ende aufweist, das neben einem proximalen Ende des Pumpstangenkörpers angeordnet ist, wobei die Längsachse des Übergangsabschnitts und die Längsachse des Stangenkörpers aufeinander ausgerichtet sind, wobei der Übergangsabschnitt eine Außenfläche enthält, die umfänglich um die Längsachse des Übergangsabschnitts herum angeordnet ist, wobei die Außenfläche ein Längsprofil aufweist, das eine kontinuierliche Kurve umfasst, die an der zylindrischen Außenfläche des Stangenkörpers beginnt und einen konkaven gekrümmten Abschnitt aufweist, der einen Radius Ra hat, und einen konvexen gekrümmten Abschnitt aufweist, der einen Radius (RB) hat, wobei Rß kleiner ist als Ra und ein Durchmesser des Übergangsabschnitts, quer zur Längsachse gemessen, mit der Entfernung von der Außenfläche des Pumpstange kontinuierlich größer wird; - einen Schraubenschlüsselquadratabschnitt, der ein distales Ende aufweist, das neben einem proximalen Ende des Übergangsabschnitts angeordnet ist, wobei der Schraubenschlüsselquadratabschnitt eine Längsachse aufweist, die auf die Längsachse des Stangenkörpers ausgerichtet ist, wobei der Schraubenschlüsselquadratabschnitt mindestens vier Schraubenschlüsselansatzflächen umfasst, die orthogonal zueinander verlaufen; - einen Stiftschulterabschnitt, die ein distales Ende aufweist, das neben einem proximalen Ende des Schraubenschlüsselquadratabschnitt angeordnet ist, wobei der—Stiftschulterabschnitt eine Längsachse aufweist, die auf die Längsachse des Stangenkörpers ausgerichtet ist, und eine Stiftschulterfläche aufweist, die an einem proximalen Ende des Stiftschulterabschnitts angeordnet ist, wobei die Stiftschulterfläche einen Außendurchmesser Df aufweist, wobei der Stiftschulterabschnitt eine Außenumfangsfläche enthält, die zwischen dem Schraubenschlüsselquadratabschnitt und der Schulterfläche übergeht, und wobei der Stiftschulterabschnitt einen, quer zur Längsachse gemessenen Durchmesser hat, der mit der Entfernung von dem Schraubenschlüsselquadratabschnitt, entlang der Längsachse des Stiftschulterabschnitts kontinuierlich größer wird, wobei eine Beziehung Ra/Dr mindestens 3,3 beträgt; - einen Gewindestiftverbindungsabschnitt, der eine Längsachse aufweist, die auf die Längsachse des Stangenkörpers ausgerichtet ist, wobei der Gewindestiftverbindungsabschnitt ein distales Ende aufweist, das neben einem proximalen Ende des Stiftschulterabschnitts angeordnet ist, wobei der Gewindestiftverbindungsabschnitt Außengewindegänge enthält, die auf einem Abschnitt einer Außenumfangsfläche des Gewindestiftverbindungsabschnitts angeordnet sind; und • Bereitstellen einer zweiten Pumpstange, die Folgendes enthält: - einen Pumpstangenkörper, der eine allgemein zylindrische Außenfläche, eine Längsachse und einen Stangendurchmesser Dr aufweist; - einen Übergangsabschnitt, der eine Längsachse aufweist, wobei der Übergangsabschnitt ein distales Ende aufweist, das neben einem proximalen Ende des Pumpstangenkörpers angeordnet ist, wobei die Längsachse des Übergangsabschnitts und die Längsachse des Stangenkörpers aufeinander ausgerichtet sind, wobei der Übergangsabschnitt eine Außenfläche enthält, die umfänglich um die Längsachse des Übergangsabschnitts herum angeordnet ist, wobei die Außenfläche ein Längsprofil aufweist, das eine kontinuierliche Kurve umfasst, die an der zylindrischen Außenfläche des Stangenkörpers beginnt und einen konkaven gekrümmten Abschnitt aufweist, der einen Radius Ra hat, und einen konvexen gekrümmten Abschnitt aufweist, der einen Radius Rß hat, wobei Rß kleiner ist als Ra und ein Durchmesser des Übergangsabschnitts, quer zur Längsachse gemessen, mit der Entfernung von der Außenfläche des Pumpstange kontinuierlich größer wird; - einen Schraubenschlüsselquadratabschnitt, der ein distales Ende aufweist, das neben einem proximalen Ende des Übergangsabschnitts angeordnet ist, wobei der Schraubenschlüsselquadratabschnitt eine Längsachse aufweist, die auf die Längsachse des Stangenkörpers ausgerichtet ist, wobei der Schraubenschlüsselquadratabschnitt mindestens vier Schraubenschlüsselansatzflächen umfasst, die orthogonal zueinander verlaufen; - einen Stiftschulterabschnitt, der ein distales Ende aufweist, das neben einem proximalen Ende des Schraubenschlüsselquadratabschnitts angeordnet ist, wobei der—Stiftschulterabschnitt eine Längsachse aufweist, die auf die Längsachse des Stangenkörpers ausgerichtet ist, und eine Stiftschulterfläche aufweist, die an einem proximalen Ende des Stiftschulterabschnitts angeordnet ist, wobei die Stiftschulterfläche einen Außendurchmesser Dp aufweist, wobei der Stiftschulterabschnitt eine Außenumfangsfläche enthält, die zwischen dem Schraubenschlüsselquadratabschnitt und der Schulterfläche übergeht, und wobei der Stiftschulterabschnitt einen, quer zur Längsachse gemessenen Durchmesser hat, der mit der Entfernung von dem Schraubenschlüsselquadratabschnitt entlang der Längsachse des Stiftschulterabschnitts kontinuierlich größer wird, wobei eine Beziehung Ra/Dr mindestens 3,3 beträgt; - einen Gewindestiftverbindungsabschnitt, der eine Längsachse aufweist, die auf die Längsachse des Stangenkörpers ausgerichtet ist, wobei der Gewindestiftverbindungsabschnitt ein distales Ende aufweist, das neben einem proximalen Ende des Stiftschulterabschnitts angeordnet ist, wobei der Gewindestiftverbindungsabschnitt Gewindegänge enthält, die auf einem proximalen Abschnitt einer Außenumfangsfläche des Gewindestiftverbindungsabschnitts angeordnet sind; wobei der Stiftschulterabschnitt eine Außenumfangsfläche enthält, die zwischen dem Schraubenschlüsselquadratabschnitt und der Schulterfläche übergeht; und • Bereitstellen einer Koppelung, die einen proximalen Abschnitt aufweist, der Innengewindegänge hat und eine proximale Fläche aufweist, und einen distalen Abschnitt aufweist, der Innengewindegänge und eine distale Fläche aufweist; • Einsetzen eines proximalen Endes der Gewindestiftverbindung der ersten Stange in den proximalen Abschnitt einer Koppelung; und • Drehen der Pumpstange oder der Koppelung, bis die Stiftschulterfläche der ersten Stange an der proximalen Fläche der Koppelung anliegt; und • Einsetzen eines proximalen Endes der Gewindestiftverbindung der zweiten Stange in den distalen Abschnitt einer Koppelung; und • Drehen der zweiten Pumpstange oder der Koppelung, bis dass die Stiftschulterfläche der zweiten Stange an der proximalen Fläche der Koppelung anliegt.
17. Das Verfahren nach Anspruch 16, wobei benachbarte Schraubenschlüsselansatzflächen der ersten Pumpstange orthogonal zueinander verlaufen und sich an einer abgeschrägten Ecke treffen, die eine flache Oberfläche umfasst, wobei jeder Schraubenschlüsselquadratabschnitt eine Querschnittsbreite Ws hat, die quer zu einer Achse AA des Stangenkörpers gemessen wird, und die Querdistanz über den Stangenkörper hinweg zwischen zwei parallelen Schraubenschlüsselansatzflächen ist, und wobei eine Beziehung Ws/Dr mindestens 1,5 beträgt; und wobei benachbarte Schraubenschlüsselansatzflächen der zweiten Pumpstange orthogonal zueinander verlaufen und sich an einer abgeschrägten Ecke treffen, die eine flache Oberfläche umfasst, wobei jede Schraubenschlüsselansatzfläche eine Breite Ws hat, die quer zu einer Achse AA des Stangenkörpers gemessen wird und die Querdistanz am Stangenkörper zwischen den parallelen Schraubenschlüsselansatzflächen ist, und wobei die Beziehung Ws/Dr mindestens 1,5 beträgt.