CN1918360A - 连续油管连接器及其制造方法 - Google Patents
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Abstract
在石油钻探和其他矿井操作领域中，存在对使用快捷简单的连续油管连接器的需求。还存在对可反复使用的连续油管的需求。连续油管连接器(50)包括：第一接头(20)；至少一个弓形段(31、32)和第二接头(40)。该第一接头(20)可在一段未缠绕的连续油管(10)外表面滑动；还包括内凹进部分(33)和邻接第一端(26)的接合部分(22)。至少一个弓形段(31、32)界定了从其内表面径向延伸的凸出(33)。该或每个凸出(33)与该连续油管(10)中对应的圆周向延伸的凹槽(11)接合。该第二接头(40)可在该连续油管(10)外表面上滑动；并且包括邻接第一端(42)的接合部分(41)。该第一接头(20)的接合部分(22)是该第二接头(40)的可接合部分(41)，由此在使用中该或每个弓形段(31、32)保持在该第一接头(20)的内凹部分(21)中，以保持该或每个径向延伸的凸出(33)和圆周向延伸的凹槽(11)接合。
Description
技术领域
本发明涉及连续油管连接器及其制造方法。
背景技术
连续油管连接器用于把连续油管连接到工具或工作管柱的一端。
在石油钻探和其他矿井操作中，操作者使用连续油管来在井眼中升、降工具。操作者连接工具/工作管柱到一卷轴连续油管的末端上。通过卷放连续油管，操作者可以把工具/工作管柱插入到矿井中期望的位置。通过收回连续油管，操作者可以从矿井中撤回工具/工作管柱。
在矿井中，连续油管连接器可能承受很大的拉力，压力和扭矩力。在这些条件下，该连接器不能断开。
一种熟知的连续油管连接器是所谓的“外卡瓦(external slip)”连接器。
这种类型的连接器采用所谓的“搭接件(wicker)”卡瓦(slip)的设置，其采用楔入动作夹紧该连续油管。拉力的增加会使夹紧力增加。
每个搭接件滑接通过一组齿与该连续油管接合。该连接器的承受能力与该齿“咬”入该连续油管的(程度)有关。
该搭接件滑接被硬化，以保证该齿与连续油管的接合。这限制了外滑接连接器在一定的苛刻环境中的使用。
该搭接件的形式、配合及尺寸决定了该连接器的外径。
外滑接连接器的制造昂贵而且耗时。此外，制造(偏差)容易影响其性能。
第二种熟知的连续油管连接器是所谓的“外凹窝(external dimple)”连接器。
该类型连接器通过与该油管壁外表面中预先形成的凹窝接合的一连串的平头螺丝连接到连续油管上。该凹窝利用工具形成。该工具在与连接器上的平头螺丝对应的位置上设置凹痕。
该连接器的强度受该平头螺丝的剪切强度的限制。
布设连续油管需要专门的工具。因此，该连接器的准备和连接耗时。
在连接器的区域中，该连续油管的内孔明显变小。而且，该连接器的外径决定于该平头螺丝的形状和尺寸。
该连接器的制作材料限制了其在特定环境下的应用。
另外一种熟知类型的连续油管连接器是所谓“滚装(roll-on)”连接器。
该类型连接器包括带螺纹的部分，其界定了多个预先形成的沟道。该连接器通过螺纹部分连接到该连续油管的内孔上。操作者采用卷动工具通过把该油管卷到预先形成的沟道上来把该连接器固定到该连续油管上。
该设置的缺点是该连接器的内孔小于连续油管的内孔。
而且，该滚装连接器难于从连续油管上拆卸。
“内卡瓦(internal slip)”连接器是另一种熟知的连续油管连接器。
操作者通过一些锥形卡瓦(slip)来把该种连接器固定到该连续油管的内孔中。
该连接器的内孔明显小于连续油管的内孔。
另一种熟知的连续油管连接器是所谓的“凹窝(dimple-on)”连接器。
该种连接器通过该连接器的一部分连接到连续油管上，该部分包括在其外表面中的彼此隔开的凹窝。操作者利用卷动工具通过卷动该管进入预先形成的凹窝，来把该连接器固定到该连续油管上。
该连接器的内孔小于连续油管的内孔。
此外，该凹窝连接器有时难于从连续油管上拆卸。
发明内容
根据本发明的第一方面，提供有连续油管连接器，包括：
第一中空接头，其包括内凹进部分，和邻近该接头第一端的接合部分；
至少一个弓形段，每个所述的段界定从其内表面径向延伸的凸出；和
第二中空接头，其包括邻近其第一端的接合部分；
第一接头在一段未缠绕的连续油管的外表面上可移动；
每个所述的凸出与对应的在连续油管中圆周向延伸的凹槽接合；
该第二接头在连续油管的外表面可移动；并且
该第一接头的接合部分与该第二接头的接合部分接合，从而在使用中每个所述的弓形段保持在该第一接头的内部凹槽部分中，由此以保持每个所述的径向延伸的凸出和该连续油管中圆周向延伸的凹槽接合。
根据本发明的优选实施例，该第二接头包括内侧翼，使用中该内侧翼邻接该连续油管的第一端。
使用中每个弓形段的各自侧面优选地邻接该第二接头的第一端和该第一接头的内侧翼，从而防止接合后的接头相对该或每一弓形段的轴向移动。
为了便利，该第一接头的接合部分界定了螺纹，而该第二接头的接合部分界定了互补螺纹。
优选该第二接头包括第二端，该第二端界定了允许工具或工作管柱连接到该连接器上的螺纹部分。
在可选实施例中，该第二接头包括第二端，该第二端界定了与第一端基本相似的设置，该两个相似端允许两连续油管的直线连接。
根据本发明的第二方面，提供有连续油管连接器的制造方法，包括步骤为：
(a)在一段未缠绕的连续油管的外表面中形成至少一条圆周向延伸的凹槽；
(b)定位第一中空接头，以便可移动地围绕该连续油管；
(c)安放开口环的一个或多个弓形段在该连续油管的外表面上，在此从至少一个弓形段内表面上径向延伸的凸出与该圆周向延伸的凹槽接合；
(d)定位第二中空接头，以可移动地围绕连续油管；和
(e)把该第一和第二接头接合在一起，以在其间保持每一弓形段，从而保持该或每一径向延伸的凸出与该圆周向延伸的凹槽接合，并锁定该第一和第二接头，以阻止相对于该连续油管的移动。
在优选的方法实施例中，步骤(e)包括使每一弓形段邻接该第二接头的第一端和第一接头界定的内部侧翼，从而防止该接合的接头相对于该或每一弓形段的移动。
为了便利，步骤(d)包括使第二接头界定的内部侧翼邻接连续油管的第一端。
本发明的一个优点是，提供了只需要使用易于得到的工具即可制造的连续油管连接器，因此使用快捷简单。
本发明的另一优点是，提供了适于连续油管强度而且支撑能力不依赖于齿的接合的连续油管连接器。
本发明的另一优点是，提供了可以由适于特殊环境(如井底)的材料制造的而且造价不昂贵的连续油管连接器。
本发明的另一优点是，提供了可重复使用的连续油管连接器。
本发明的另一优点是，提供了连续油管连接器的简单，快捷的制作方法。
附图说明
图1为熟知的卷轴未缠绕的一段连续油管的局部截面透视图；
图2为展示根据本发明第一实施例的第一接头设置在图1所示的连续油管上的局部截面透视图；
图3为根据本发明第一实施例的开口环的透视图；
图4为图2的设置包括根据本发明第一实施例的开口环排列的局部截面透视图；
图5为根据本发明第一实施例的该第一接头、该开口环和第二接头并且包括图1中所示的该连续油管的局部截面透视图；
图6为根据本发明第一实施例的连续油管连接器的局部截面侧视图；
具体实施方式
参照图1，一种熟知的用于石油和天然气矿井的中空连续油管用参考标号10标示。该连续油管10典型的由碳素钢、防腐合金或钛形成；并且包括在其外表面中邻近第一端12的圆周向延伸的凹槽11。在优选实施例中，该凹槽11围绕该连续油管10的整个圆周延伸。在其它的实施例(图中未示出)中，也可能有一条或多条凹槽11仅部分围绕该管圆周延伸。
参照图2至6，连续油管连接器的优选实施例均用参考标号50(图6)标示。
该连接器50包括可在连续油管10外表面滑动的第一接头20。该第一接头20包括内部凹槽部分21(图2)和在其上第一端26的接合部分22。
该连接器50还包括两个弓形段31、32。图3示出了优选实施例，其中该两个弓形段31、32界定了开口环30。每个该弓形段31、32包括从其内表面径向延伸的凸出33。
每个凸出33都与连续油管10中的圆周向延伸凹槽11接合(图4)。
可以使用更多或更少的段。而且，不是所有段都要包括径向延伸的凸出。
该连接器50也包括在该连续油管10外表面上可滑动的第一接头40(图5)。该第二接头40包括邻近其第一端42的接合部分41。
该第一接头20的接合部分22与该第二接头40的接合部分41可接合。把第一接头20和第二接头40接合在一起(图6)，使得两弓形段31、32保持在第一接头20的内部凹槽部分21中。进而保持径向延伸的凸出33与连续油管10的圆周向延伸的凹槽11接合。
第一接头20和第二接头40中每个的接合部分22，41界定了螺纹24、43。该第二接头40的螺纹43与第一接头20的螺纹24互补。这允许该第一和第二接头20、40牢固地接合在一起。这还便于该连接器50从连续油管10上拆卸，从而允许连接器50的重复使用。
这样该连接器50固紧到该连续油管10上。
该第二接头40包括内侧翼43(图5)。使用中侧翼44邻接连续油管10的第一端12。这允许该连续油管10的该端12在钻入井眼时承受该第二接头40上的轴向负载。这从开口环30和凹槽11上移走了轴向负载，从而延长连续油管连接器50的使用寿命。
该弓形段31、32的各自边缘34、36邻接该第二接头40的第一端42和该第一接头20的内侧翼23。这防止了接合后的接头20、40相对该弓形段31、32的轴向移动。这种设置还有助于延长连接器50的使用寿命。
该第二接头40的第二端46界定了螺纹部分47(图6)。该部分47允许工具/工作管柱连接到该连接器50上。
作为选择，该第二接头40的第二端46界定了与第二接头40的第一端基本相似的设置(图中未示出)。该两个相似端允许两段连续油管的直线连接。
图6中该连续油管连接器50的优选制作方法包括以下步骤：在一段未缠绕的连续油管10的外表面上形成圆周向延伸的凹槽11；将第一接头20通过第一端12滑动到该连续油管10上(如图2所示)；安放两弓形段31、32，其在该连续油管10的外表面上界定了开口环30，在此从每个弓形段31、32的内表面径向延伸的凸出33与该圆周向延伸的凹槽11接合(如图4所示)；将第二接头40通过第一端12滑动到该连续油管10上(如图2所示)，以保证由第二接头40界定的内侧翼44邻接该连续油管10的第一端12；并且将该第一和第二接头接合在一起，以在其间保持两个弓形段，从而保持每个径向延伸的凸出33与该圆周向延伸的凹槽11接合。
操作者可以使用改进的连续油管刀具来形成该圆周向延伸凹槽11。该刀具的改进包括用轮子替换该切割刀刃，其中该轮子具有与要求的凹槽形状相对应的截面。
优选的方法还包括使得该两弓形段邻接对应于该第二接头40的第一端42和由第一接头20界定的内部侧翼23。这防止了接合后的接头20、40相对该两弓形段31、32的轴向移动。
Claims (9)
1、一种连续油管连接器，包括：
第一中空接头，其包括内凹部分和邻近该接头第一端的接合部分；
至少一个弓形段，每个所述段界定从其内表面径向延伸的凸出；
第二中空接头，包括邻近其第一端的接合部分；
该第一接头在一段未缠绕的连续油管外表面上可移动；
每个所述凸出可接合在该连续油管中对应的圆周向延伸的凹槽；
该第二接头在该连续油管的所述外表面上可移动；和
该第一接头的该接合部分可接合该第二接头的该接合部分，以在使用中使每个所述的弓形段保持在该第一接头的该内凹部分中，以由此保持每个所述径向延伸的凸出和在该连续油管中的该圆周向延伸的凹槽接合。
2、根据权利要求1所述的连续油管连接器，其中该第二接头包括内侧翼，使用中该内侧翼邻接该连续油管的第一端。
3、根据权利要求1所述的连续油管连接器，其中每个所述弓形段的每侧在使用中都邻接该第二接头的该第一端和该第一接头的内侧翼，从而防止该如此接合的接头相对于每个所述弓形段的轴向移动。
4、根据权利要求1所述的连续油管连接器，其中，该第一接头的该接合部分界定螺纹，并且该第二接头的该接合部分界定互补螺纹。
5、根据权利要求1所述的连续油管连接器，其中，该第二接头包括第二端，该第二端界定了螺纹部分，其允许工具或工作管柱与该连续油管连接器的该连接。
6、根据权利要求1所述的连续油管连接器，其中，该第二接头包括第二端，该第二端界定基本相似于该第一端的设置，该两个相似端允许该两段连续油管的该直线连接。
7、一种制造连续油管连接器的方法，包括步骤：
(a)在一段未缠绕的连续油管外表面中形成至少一条圆周向延伸的凹槽；
(b)定位第一中空接头，以可移动地围绕该连续油管；
(c)在该连续油管的外表面上安放开口环的一个或多个弓形段，以使从至少一个所述弓形段内表面上径向延伸的凸出与该圆周向延伸的凹槽接合；
(d)定位第二中空接头，以可移动地围绕该连续油管；和
(e)把该第一和第二接头结合在一起，以在其间保持该或每个弓形段，从而保持该或每个径向延伸的凸出与该圆周向延伸的凹槽接合，并锁定该第一和第二接头，以阻止相对于该连续油管的移动。
8、根据权利要求7所述的方法，其中步骤(e)包括使得该或每个弓形段邻接该第二接头的第一端和由该第一接头界定的内侧翼，从而防止该接合的接头相对该或每个弓形段的轴向移动。
9、根据权利要求7所述的方法，其中步骤(d)包括使得由该第二接头界定的内侧翼邻接该连续油管的该第一端。
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2006
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