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QUERVERWEIS AUF VERWANDTE ANMELDUNGEN
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Die vorliegende Anmeldung beansprucht die Priorität der vorläufigen United-States-Patentanmeldung 62/199,601, eingereicht am 31. Juli 2015, deren Gesamtheit durch Bezugnahme enthalten ist.
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GEGENSTAND DER ERFINDUNG
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Einige hierin beschriebene Ausführungsformen betreffen im Allgemeinen Systeme und Vorrichtungen, die Modulen von Bohrsträngen oder Bohrlochsohlenbaugruppen (bottomhole assemblies – BHA) ermöglichen, sicher und effizient, physisch, elektrisch, hydraulisch oder anderweitig aneinander gekoppelt zu werden, sodass die Kopplung zwischen den Modulen während des Bohrens zuverlässig beibehalten werden kann. Zusätzliche Ausführungsformen betreffen im Allgemeinen Verfahren zum Verwenden solcher Systeme und Vorrichtungen zum Bohren von Löchern in die Erde.
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HINTERGRUND
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Beim Bohren von Öl- und Gasbohrungen kann ein Bohrstrang aus diversen verschiedenen Modulen bestehen und kann eine Bohrlochsohlenbaugruppe beinhalten, die auch aus diversen verschiedenen Modulen besteht. Bohrstränge und Bohrlochsohlenbaugruppen sind oftmals aus mehreren einzelnen Modulen gebildet, um die Kosten in Verbindung mit verlorenen oder beschädigten Modulen zu reduzieren und dem Bohrstrang oder der Bohrlochsohlenbaugruppe eine größere Flexibilität und Funktionalitäten zum Bohren von diversen Bahnen bereitzustellen, diverse Messungen hinsichtlich des Bohrlochs oder Bildungen in einem Reservoir zu erhalten und Kurven oder anderen Merkmalen eines Bohrlochs zu entsprechen.
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KURZDARSTELLUNG
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Die Kurzdarstellung wird bereitgestellt, um eine Auswahl an Konzepten vorzustellen, die in der detaillierten Beschreibung weiter unten weiter ausgeführt werden. Mit der Kurzdarstellung wird nicht die Absicht verfolgt, Schlüssel- oder wesentliche Merkmale des beanspruchten Gegenstandes zu identifizieren, noch, dass man von ihr Gebrauch macht, um den Umfang des beanspruchten Gegenstandes einzuschränken.
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In einer nicht einschränkenden Ausführungsform kann ein nachgiebiges Modulverbindungssystem ein erstes Modul und ein zweites Modul beinhalten. Das erste Modul kann einen ersten Bohrschaft, eine erste elektrische Komponente, ein erstes hohles Rohr, welches von dem ersten Bohrschaft entlang einer gesamten Länge des ersten hohlen Rohrs gelöst ist, einen ersten Draht, der elektrisch an die erste elektrische Komponente gekoppelt ist und der sich durch das erste hohle Rohr erstreckt, und einen ersten Abschnitt eines Modulverbindungssystems beinhalten. Das zweite Modul kann einen zweiten Bohrschaft, eine zweite elektrische Komponente, ein zweites hohles Rohr, welches von dem zweiten Bohrschaft entlang einer gesamten Länge des zweiten hohlen Rohrs gelöst ist, einen zweiten Draht, der elektrisch an die zweite elektrische Komponente gekoppelt ist und der sich durch das zweite hohle Rohr erstreckt, und einen zweiten Abschnitt des Modulverbindungssystems beinhalten. Der zweite Abschnitt des Modulverbindungssystems kann komplementär zum ersten Abschnitt des Modulverbindungssystems sein, und das erste hohle Rohr kann einen spiralförmigen Abschnitt des ersten hohlen Rohrs beinhalten.
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In einer anderen nicht einschränkenden Ausführungsform kann ein Verfahren zum Herstellen von nachgiebigen Modulverbindungen Positionieren einer ersten elektrischen Komponente innerhalb eines ersten Bohrschafts eines ersten Moduls, elektrisches Koppeln eines ersten Drahts an die erste elektrische Komponente und Führen des ersten Drahts durch ein erstes hohles Rohr, welches vom ersten Bohrschaft entlang einer gesamten Länge des ersten hohlen Rohrs gelöst ist, beinhalten. Das Verfahren kann ferner Positionieren einer zweiten elektrischen Komponente innerhalb eines zweiten Bohrschafts eines zweiten Moduls, elektrisches Koppeln eines zweiten Drahts an die zweite elektrische Komponente und Führen des zweiten Drahts durch ein zweites hohles Rohr, welches vom zweiten Bohrschaft entlang einer gesamten Länge des zweiten hohlen Rohrs gelöst ist, beinhalten. Das Verfahren kann ferner physisches Verbinden des ersten Moduls mit dem zweiten Modul beinhalten, wodurch der erste Draht elektrisch an den zweiten Draht gekoppelt wird.
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In einer anderen nicht einschränkenden Ausführungsform kann ein Bohrstranglängenanpassungssystem eine innere hohle Welle und eine äußere hohle Welle und einen Ausrichtungsschlüssel beinhalten. Die innere hohle Welle kann eine gewundene äußere Oberfläche und eine sich längs erstreckende Keilnut, die in der gewundenen äußeren Oberfläche gebildet ist, aufweisen. Die äußere hohle Welle kann eine gewundene innere Oberfläche, die komplementär zur gewundenen äußeren Oberfläche der inneren hohlen Welle ist, und eine Öffnung, die durch einen Endabschnitt der äußeren hohlen Welle gebildet ist, aufweisen. Der Ausrichtungsschlüssel kann dazu konfiguriert sein, sich durch die Öffnung und in die Keilnut zu erstrecken.
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KURZBESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGEN
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In den Zeichnungen sind Größen, Formen und relative Positionen der Elemente nicht maßstabsgetreu. Zum Beispiel sind die Formen von diversen Elementen und Winkeln nicht maßstabsgetreu und einige dieser Elemente können willkürlich vergrößert und positioniert sein, um die Lesbarkeit der Zeichnungen zu verbessern.
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1 stellt eine Bohranlage und einen Bohrstrang gemäß einer oder mehreren hierin offenbarten Ausführungsformen dar;
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2 stellt ein Modul eines Bohrstrangs dar, welcher einen Aufnahmeabschnitt eines Einsteck-/Aufnahmeverbindungssystems gemäß einer oder mehreren hierin offenbarten Ausführungsformen beinhaltet;
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3 stellt ein Modul eines Bohrstrangs dar, welcher einen Einsteckabschnitt eines Einsteck-/Aufnahmeverbindungssystems gemäß einer oder mehreren hierin offenbarten Ausführungsformen beinhaltet;
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4 stellt den Aufnahmeabschnitt aus 2 dar, der an den Einsteckabschnitt aus 3 gemäß einer oder mehreren hierin offenbarten Ausführungsformen gekoppelt ist;
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5 stellt einen Abschnitt eines Bohrstrangs dar, welcher ein Einsteck-/Aufnahmeverbindungssystem gemäß einer oder mehreren hierin offenbarten Ausführungsformen beinhaltet;
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6 stellt Komponenten des Bohrstrangs aus 5 dar, welche ein Wickelrohr davon beinhalten, gemäß einer oder mehreren hierin offenbarten Ausführungsformen;
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7 stellt Komponenten des Bohrstrangs aus 5 dar, welche eine elektrische Mehrfachkontaktverbinderbaugruppe davon beinhalten, gemäß einer oder mehreren hierin offenbarten Ausführungsformen;
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8 stellt ein Modul eines Bohrstrangs dar, welcher einen Aufnahmeabschnitt eines Einsteck-/Aufnahmeverbindungssystems gemäß einer oder mehreren hierin offenbarten Ausführungsformen beinhaltet;
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9 stellt ein Modul eines Bohrstrangs dar, welcher einen Einsteckabschnitt eines Einsteck-/Aufnahmeverbindungssystems gemäß einer oder mehreren hierin offenbarten Ausführungsformen beinhaltet;
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10 stellt den Aufnahmeabschnitt aus 8 dar, der an den Einsteckabschnitt aus 9 gemäß einer oder mehreren hierin offenbarten Ausführungsformen gekoppelt ist;
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11 stellt eine Teleskopverbindung eines hohlen Rohrs gemäß einer oder mehreren hierin offenbarten Ausführungsformen dar; und
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12 stellt einen Rohr- oder Schaftlängenanpassungsmechanismus gemäß einer oder mehreren hierin offenbarten Ausführungsformen dar.
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DETAILLIERTE BESCHREIBUNG
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1 veranschaulicht eine landbasierte Plattform- und Bohranlage 115, die über einem Bohrloch 111 positioniert ist, und einen Bohrstrang 112 (auf der Unterseite) zum Bohren des Bohrlochs 111 in eine Formation 10. In der veranschaulichten Ausführungsform wird das Bohrloch 111 durch Drehbohren gebildet. Der Fachmann wird jedoch angesichts des Vorteils dieser Offenbarung verstehen, dass der Gegenstand dieser Offenbarung ebenfalls Anwendung in direktionalen Bohranwendungen sowie Drehbohren findet und nicht auf landbasierte Anlagen beschränkt ist.
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Der Bohrstrang 112 ist innerhalb des Bohrlochs 111 aufgehängt und beinhaltet eine Bohrlochsohlenbaugruppe 114, die einen Bohrmeißel 105 an ihrem unteren, abschließenden oder bodenseitigen Ende beinhaltet. Der Bohrstrang 112 wird durch einen Drehtisch 116 gedreht, der durch nicht gezeigte Mittel mit Energie versorgt wird und eine Kellystange 117 am oberen Ende des Bohrstrangs 112 in Eingriff nimmt. Der Bohrstrang 112 ist an einem Haken 118, welcher an einem Flaschenzugblock (ebenfalls nicht gezeigt) befestigt ist, durch die Kellystange 117 und ein Drehgelenk 119, welches die Drehung des Bohrstrangs 112 relativ zum Haken 118 erlaubt, aufgehängt. Obwohl in 1 mit einer Kellystange 117 und einem Drehtisch 116 dargestellt, kann der Bohrstrang 112 in einigen Ausführungsformen mithilfe anderer Verfahren gedreht werden, wie etwa mithilfe eines Topdrives.
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Bohrflüssigkeit 126 (auch als Bohrschlamm bezeichnet) wird in einer Vertiefung 127, die an der Bohrstelle gebildet ist, aufbewahrt. Eine Pumpe 129 liefert die Bohrflüssigkeit 126 über einen Anschluss im Drehgelenk 119 in das Innere des Bohrstrangs 112, wodurch veranlasst wird, dass die Bohrflüssigkeit 126 nach unten durch den Bohrstrang 112 strömt, wie durch den Richtungspfeil 108 angegeben. Die Bohrflüssigkeit 126 verlässt den Bohrstrang 112 über Anschlüsse im Bohrmeißel 105 und zirkuliert dann nach oben durch den Bereich zwischen der Außenseite des Bohrstrangs 112 und der Wand des Bohrlochs 111, Ring genannt, wie durch die Richtungspfeile 109 angegeben. Auf diese Weise schmiert die Bohrflüssigkeit 126 den Bohrmeißel 105 und trägt Formationsverschnitte zur Oberfläche als Bohrflüssigkeit 126 und kehrt zur Rezirkulation zur Vertiefung 127 zurück.
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Ein oder mehrere Drähte 120, wie etwa Drähte, die Strom oder Daten tragen, können sich entlang der Länge des Bohrstrangs 112 erstrecken. Die Drähte 120 können Daten zwischen einem Empfängerteilsystem 190, welches kommunikativ an einen Computerprozessor 85 und einen Recorder 145 gekoppelt sein kann, und Komponenten des Bohrstrangs 112, die sich im Bohrloch befinden, tragen. Solch eine Anordnung kann als „verdrahtetes Bohrrohr“ bezeichnet werden und es können ebenfalls alternative Anordnungen verwendet werden, wie etwa drahtlose Datenübertragungsanordnungen, einschließlich Schlammimpuls, und elektromagnetische Telemetrieanordnungen. Der Computerprozessor 85 kann an einen Monitor gekoppelt sein, welcher eine grafische Benutzeroberfläche (graphical user interface – „GUI“) 192, durch die Informationen dem Benutzer grafisch oder anderweitig dargestellt werden können, nutzen kann. Der Computerprozessor 85 kann außerdem kommunikativ an eine Steuerung 160 gekoppelt sein. Die Steuerung 160 kann mehrere Funktionen aufweisen, insbesondere, um den Betrieb des Bohrstrangs 112 und der Bohrlochsohlenbaugruppe 114 an einem abschließenden Ende davon zu steuern. Obwohl an der Oberfläche dargestellt, können die Steuerung 160 und der Computerprozessor 85 in jeder beliebigen geeigneten Weise angeordnet sein. Zum Beispiel kann/können die Steuerung 160 und/oder der Computerprozessor 85 Teil des Bohrstrangs 112 sein.
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2 veranschaulicht einen Abschnitt eines Aufnahmemoduls 200 eines Bohrstrangs, wie etwa zur Verwendung im Bohrstrang 112. Der Abschnitt des in 2 veranschaulichten Aufnahmemoduls 200 kann entweder ein unteres Ende oder ein oberes Ende des Aufnahmemoduls 200 sein, wenn es für einen Bohrbetrieb innerhalb eines Bohrlochs positioniert ist. Das Aufnahmemodul 200 beinhaltet ein/e/n äußere Hülle oder Gehäuse oder Bohrschaft 202, welche/r/s andere Komponenten des Moduls 200 unterbringt. Zum Beispiel kann der Bohrschaft 202 einen Aufnahmeabschnitt 204 eines Einsteck-/Aufnahmeverbindungssystems an einem ersten Ende des Aufnahmemoduls 200 unterbringen. Der Aufnahmeabschnitt 204 kann einen offenen Raum am Ende des Aufnahmemoduls 200 beinhalten, welcher einen komplementären Paarungsabschnitt eines Einsteckmoduls aufnehmen kann, z. B. wie nachfolgend ausführlicher beschrieben. Der offene Raum des Aufnahmeabschnitts 204 kann eine relativ breite Öffnung am Ende des Aufnahmeabschnitts 200 aufweisen und kann nach innen in Richtung eines Mittelpunkts des Aufnahmemoduls 200 verjüngt sein, sodass der Innendurchmesser des Aufnahmeabschnitts beim Bewegen von der relativ breiten Öffnung weg abnimmt. Die innere Oberfläche des Bohrschafts 202 am ersten Ende des Aufnahmemoduls, das heißt, die äußere Grenze des Aufnahmeabschnitts 204, kann gewunden sein, um das Paaren des Aufnahmeabschnitts 204 mit dem komplementären Paarungsabschnitt des Einsteckmoduls zu erleichtern.
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Der Bohrschaft 202 kann außerdem ein drahttragendes hohles Rohr 206 unterbringen, welches einen abschließenden Endabschnitt 208, einen gewickelten oder spiralförmigen Abschnitt 210, der an den abschließenden Endabschnitt 208 gekoppelt ist, und einen zentralen Abschnitt 212, der an den spiralförmigen Abschnitt 210 gekoppelt ist, beinhalten kann. Der Bohrschaft 202 kann außerdem ein(en) innere(n/s) Körper oder Chassis 214, der/das an den zentralen Abschnitt 212 des Rohrs 206 gekoppelt ist und funktionelle oder operative Komponenten des Aufnahmemoduls 200, wie etwa Sensoren, elektronische oder elektrische Komponenten (wobei elektronische Komponenten eine Teilmenge von elektrischen Komponenten sind), Computer, Fräswerkzeuge, Stabilisatoren, Strömungsverteiler usw., unterbringen kann, unterbringen.
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Das drahttragende hohle Rohr 206 kann hohl sein, das heißt, es kann einen inneren Durchgang beinhalten, der sich durch das Rohr 206 erstreckt, einschließlich durch den abschließenden Endabschnitt 208, durch den spiralförmigen Abschnitt 210 und durch den zentralen Abschnitt 212 davon. Der abschließende Endabschnitt 208 des Rohrs 206 kann eine Vielzahl von elektrischen Zwischenverbindungen, die darauf positioniert sind, beinhalten, wie etwa auf einer äußeren Oberfläche des abschließenden Endabschnitts 208 oder auf einer inneren Oberfläche des abschließenden Endabschnitts 208. Der innere Durchgang, der sich durch das Rohr 206 erstreckt, kann einen Innendurchmesser aufweisen, der groß genug ist, um eine Vielzahl von Drähten dadurch zu tragen, wie etwa zur Daten- oder Stromübertragung. Eine Vielzahl von Drähten 220 kann elektrisch an die elektrischen Zwischenverbindungen, die auf dem abschließenden Endabschnitt 208 des Rohrs 206 positioniert sind, gekoppelt sein und kann sich von den Zwischenverbindungen durch den abschließenden Endabschnitt 208. durch den spiralförmigen Abschnitt 210, durch den zentralen Abschnitt 212 des hohlen Rohrs 206 und in den inneren Körper 214 erstrecken, wobei die Vielzahl von Drähten an die funktionellen oder operativen Komponenten des Aufnahmemoduls 200 gekoppelt sein kann. Die Drähte können Spiel aufweisen (z. B. nicht gespannt sein), um die Bewegung des Rohrs 206 während des Betriebs des Bohrstrangs 112 zu ermöglichen.
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Das Rohr 206 kann sich durch einen offenen Raum 216 innerhalb des Aufnahmemoduls 200 erstrecken. Der offene Raum 216 kann die Bohrflüssigkeit 126 durch das Aufnahmemodul 200 während des Betriebs des Bohrstrangs 112 tragen. Das Rohr 206 kann sich innerhalb des offenen Raums 216 während des Betriebs des Bohrstrangs 112 biegen und anderweitig verformen, wie etwa als Reaktion auf die relative Bewegung von anderen Komponenten der Bohrlochsohlenbaugruppe 114 innerhalb der diversen Module der Bohrlochsohlenbaugruppe 114, wie etwa innerhalb der Bohrschafte des Bohrstrangs 112, was durch die Bewegung des Bohrstrangs 112 (z. B. Vibration aufgrund von Bohr- oder Schlammimpulsaktivitäten), Stoßwellen, Druckdifferenzen oder Temperaturdifferenzen innerhalb des Bohrlochs verursacht werden kann, oder was durch Abweichungen des Bohrstrangs 112 von einer geradlinigen Konfiguration verursacht werden kann. Insbesondere kann sich das Rohr 206 biegen oder anderweitig verformen, um die relative Bewegung zwischen dem Aufnahmeabschnitt 204 oder dem Bohrschaft 202 im Bereich des Aufnahmeabschnitts 204 und des inneren Körpers 214 oder dem Bohrschaft im Bereich des inneren Körpers 214 auszugleichen. Zum Beispiel kann ein spiralförmiger Abschnitt 210 des Rohrs 206 als eine Feder wirken und stellt dem Rohr 206 einen lokalisierten flexiblen Abschnitt oder eine nachgiebige Struktur bereit, die sich verformen und innerhalb des offenen Raums 216 relativ frei bewegen kann, wie etwa durch Verlängern unter Spannung, Zusammenziehen unter Druck, Verdrehen unter Torsion, Biegen unter Biegebelastungen und Bewegung innerhalb des offenen Raums 216 (z. B. quer zu einer zentralen Längsachse des Bohrstrangs 112), wenn sich der Bohrstrang 112 biegt oder Querkraft erfährt.
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Der Bohrschaft 202 kann außerdem eine Vielzahl von Rippen 218 unterbringen, welche in Kontakt mit einer äußeren Oberfläche des Rohrs 206 (wie etwa einer äußeren Oberfläche des zentralen Abschnitts 212 des Rohrs 206) und einer inneren Oberfläche des Bohrschafts 202 stehen kann, um die Position des Rohrs 206 innerhalb des Bohrschafts 202 zu stabilisieren und beizubehalten (z. B. sodass eine zentrale Längsachse des Bohrschafts 202 mit einer zentralen Längsachse des Rohrs 206 koinzident ist), während der Bohrflüssigkeit 126 noch immer ermöglicht wird, während des Betriebs des Bohrstrangs 112 durch den offenen Raum 216 zu gelangen. Die Rippen 218 können radial ausgerichtete Materialbahnen oder Streben sein, die in regelmäßigen Abständen um eine zentrale Längsachse des hohlen Rohrs 206 beabstandet sind, wie etwa bei 180°, 120°, 90°, 72° usw. beabstandet, sodass große Winkelbereiche des offenen Raums 216 offen und verfügbar bleiben, damit die Bohrflüssigkeit 126 zwischen den Rippen 218 verlaufen kann. Die Rippen 218 können starr an der äußeren Oberfläche des Rohrs 206 befestigt sein und nicht starr an der inneren Oberfläche des Bohrschafts 202 befestigt sein oder können starr an der inneren Oberfläche des Bohrschafts 202 befestigt sein und nicht starr an der äußeren Oberfläche des Rohrs 206 befestigt sein oder können starr an sowohl der äußeren Oberfläche des Rohrs 206 als auch der inneren Oberfläche des Bohrschafts 202 befestigt sein. Die Rippen 218 können aus einem starren Material gebildet sein, wie etwa Metall, Aluminium, Stahl, Bronze usw., und können mit engen Toleranzen hergestellt sein.
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3 veranschaulicht einen Abschnitt eines Einsteckmoduls 250 einer Bohrlochsohlenbaugruppe, wie etwa zur Verwendung im Bohrstrang 112 der Bohrlochsohlenbaugruppe 114. Der Abschnitt des in 3 veranschaulichten Einsteckmoduls 250 kann entweder ein unteres Ende oder ein oberes Ende des Einsteckmoduls 250 sein, wenn es für einen Bohrbetrieb innerhalb eines Bohrlochs positioniert ist. Das Einsteckmodul 250 beinhaltet einen Modulkoppler 252 und einen Modulhauptkörper 254. Der Modulhauptkörper 254 kann einen Aufnahmeabschnitt 262 eines Einsteck-/Aufnahme-Verbindungssystems an einem abschließenden Ende davon beinhalten. Der Aufnahmeabschnitt 262 des Modulhauptkörpers 254 kann identisch mit dem Aufnahmeabschnitt 204 des Aufnahmemoduls 200 sein, sodass jeder dieser Aufnahmeabschnitte komplementär zu einem einzelnen Einsteckabschnitt eines Einsteck-/Aufnahme-Verbindungssystems sein kann.
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Der Modulkoppler 252 kann ein äußeres Hüllen- oder Gehäuse- oder Bohrschaft-Verbindungsstück 256 mit einem ersten Einsteckabschnitt 258 eines Einsteck-/Aufnahme-Verbindungssystems an einem ersten Ende davon und einen zweiten Einsteckabschnitt 260 eines Einsteck-/Aufnahme-Verbindungssystems an einem zweiten Ende davon beinhalten. Die Einsteckabschnitte 258, 260 können derart verjüngt sein, dass ihre Durchmesser in eine Richtung zu einem zentralen Abschnitt des Modulkopplers 252 zunehmen, und können Gewinde auf ihren entsprechenden äußeren Oberflächen davon beinhalten. Die Einsteckabschnitte 258, 260 können zueinander identisch sein, sodass jeder dieser Einsteckabschnitte komplementär zu einem einzelnen Aufnahmeabschnitt eines Einsteck-/Aufnahme-Verbindungssystems sein kann. Die Einsteckabschnitte 258 und 260 können komplementär zu den Aufnahmeabschnitten 204 und 262 sein, sodass jedes Ende des Modulkopplers 252 entweder an das Aufnahmemodul 200 oder das Einsteckmodul 250 gekoppelt sein kann.
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In der in 3 veranschaulichten Konfiguration ist der Einsteckabschnitt 260 des Modulkopplers 252 an den Aufnahmeabschnitt 262 des Modulhauptkörpers 254 gekoppelt, sodass der Modulkoppler 252 und der Modulhauptkörper 254 gemeinsam das Einsteckmodul 250 bilden. Bei der Verwendung kann der Modulkoppler 252 von dem Modulhauptkörper 254 entkoppelt sein, um den Zugriff auf Komponenten innerhalb des Modulhauptkörpers 254 zu ermöglichen. Ein Außendurchmesser des Bohrschaft-Verbindungsstücks 256 des Modulkopplers 252 kann gleich einem Außendurchmesser eines Bohrschafts des Modulhauptkörpers 254 sein, sodass das Einsteckmodul 250 eine bündige, kontinuierliche äußere Oberfläche aufweisen kann. Das Einsteckmodul 250 beinhaltet einen zentralen offenen Raum 264, der sich sowohl durch den Modulkoppler 252 als auch durch den Modulhauptkörper 254 erstreckt. Der offene Raum 264 kann die Bohrflüssigkeit 126 durch das Einsteckmodul 250 während des Betriebs des Bohrstrangs 112 tragen. Das Einsteckmodul 250 beinhaltet außerdem ein drahttragendes hohles Rohr 266, das innerhalb des offenen Raums 264 positioniert ist und sich von außerhalb des Modulkopplers 252 durch den Modulkoppler 252 und in den Modulhauptkörper 254 erstreckt und funktionelle oder operative Komponenten des Einsteckmoduls 250 unterbringen kann, wie etwa Sensoren, elektronische oder elektrisch Komponenten, Computer, Fräswerkzeuge, Stabilisatoren, Strömungsverteiler usw.
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Das Rohr 266 kann sich während des Betriebs des Bohrstrangs 112 innerhalb des offenen Raums 264 biegen und anderweitig verformen, wenn auch in geringerem Maße, als es das Rohr 206 kann, da das Rohr 266 keinen gewickelten Abschnitt beinhaltet. Ein abschließender Endabschnitt 268 des hohlen Rohrs 266 kann eine Vielzahl von elektrischen Zwischenverbindungen, die darauf positioniert sind, beinhalten, wie etwa auf einer äußeren Oberfläche des abschließenden Endabschnitts 268, auf einer inneren Oberfläche des abschließenden Endabschnitts 268 oder auf einer elektrischen Kopplungsvorrichtung 270, die an den abschließenden Endabschnitt 268 des hohlen Rohrs 266 gekoppelt ist. Der innere Durchgang, der sich durch das Rohr 266 erstreckt, kann einen Innendurchmesser aufweisen, der groß genug ist, um ein oder mehrere Drähte dadurch zu tragen, wie etwa zur Daten- oder Stromübertragung. Eine Vielzahl von Drähten 274 kann elektrisch an die elektrischen Zwischenverbindungen, die am abschließenden Endabschnitt 268 des Rohrs 266 positioniert sind, gekoppelt sein und kann sich von den Zwischenverbindungen durch das hohle Rohr 266 in den Modulhauptkörper 254 erstrecken, wobei die Vielzahl von Drähten an die funktionellen oder operativen Komponenten des Einsteckmoduls 250 gekoppelt sein kann.
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Das Bohrschaft-Verbindungsstück 256 kann eine Vielzahl von Rippen 272 unterbringen, welche in Kontakt mit einer äußeren Oberfläche des hohlen Rohrs 266 und einer inneren Oberfläche des Bohrschaft-Verbindungsstücks 256 stehen kann, um die Position des Rohrs 266 innerhalb des Bohrschaft-Verbindungsstücks 256 zu stabilisieren und beizubehalten, während der Bohrflüssigkeit 126 noch immer ermöglicht wird, während des Betriebs des Bohrstrangs 112 durch den offenen Raum 264 zu gelangen. Die Rippen 272 können radial ausgerichtete Materialbahnen oder Streben sein, die in regelmäßigen Abständen um eine zentrale Längsachse des hohlen Rohrs 266 beabstandet sind, wie etwa bei 180°, 120°, 90°, 72° usw. beabstandet, sodass große Winkelbereiche des offenen Raums 264 offen und verfügbar bleiben, damit die Bohrflüssigkeit 126 zwischen den Rippen 272 verlaufen kann. Die Rippen 272 können starr an der äußeren Oberfläche des Rohrs 266 befestigt sein und nicht starr an der inneren Oberfläche des Bohrschaft-Verbindungsstücks 256 befestigt sein oder können starr an der inneren Oberfläche des Bohrschaft-Verbindungsstücks 256 befestigt sein und nicht starr an der äußeren Oberfläche des Rohrs 266 befestigt sein oder können starr an sowohl der äußeren Oberfläche des Rohrs 266 als auch der inneren Oberfläche des Bohrschaft-Verbindungsstücks 256 befestigt sein. Die Rippen 218 können aus einem starren Material gebildet sein, wie etwa Metall, Aluminiumbronze, Stahl usw., und können mit engen Toleranzen hergestellt sein.
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4 veranschaulicht einen Abschnitt einer Bohrlochsohlenbaugruppe, wie etwa der Bohrlochsohlenbaugruppe 114, die das Aufnahmemodul 200 beinhaltet, welches an das Einsteckmodul 250 gekoppelt ist, wobei der Aufnahmeabschnitt 204 mit dem Einsteckabschnitt 258 gepaart ist. Um das Aufnahmemodul 200 an das Einsteckmodul 250 zu koppeln, wie in 4 veranschaulicht, können die Gewinde des Einsteckabschnitts 258 in die Nähe der Gewinde des Aufnahmeabschnitts 204 gebracht werden, zum Beispiel so, dass die elektrische Kopplungsvorrichtung 270 innerhalb des Aufnahmeabschnitts 204 positioniert ist. Der Einsteckabschnitt 258 kann zu dem und in den Aufnahmeabschnitt 204 vorgeschoben werden, bis die Gewinde des Einsteckabschnitts 258 mit den Gewinden des Aufnahmeabschnitts 204 in Eingriff treten, woraufhin der abschließende Endabschnitt 268 des hohlen Rohrs 266 und die elektrische Kopplungsvorrichtung 270 damit begonnen haben, mit dem abschließenden Endabschnitt 208 des hohlen Rohrs 206 in Eingriff zu treten, und woraufhin die elektrischen Zwischenverbindungen des abschließenden Endabschnitts 268 und der elektrischen Kopplungsvorrichtung 270 damit begonnen haben, mit den elektrischen Zwischenverbindungen des abschließenden Endabschnitts 208 in Eingriff zu treten. Die elektrische Kopplungsvorrichtung 270 kann eine Führungsrippenbaugruppe mit einer Vielzahl von Rippen, die den Rippen 218 oder 272 ähneln, beinhalten, um der Bohrflüssigkeit 126 zu ermöglichen, während eines Bohrbetriebs durch die elektrische Kopplungsvorrichtung 270 zu strömen.
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Der elektrische Eingriff der elektrischen Zwischenverbindungen des Aufnahmemoduls
200 und der elektrischen Zwischenverbindungen des Einsteckmoduls
250 kann mithilfe einer beliebigen elektrischen Mehrfachkontaktverbinderbaugruppe erreicht werden. Zum Beispiel können Verbinderbaugruppen, wie etwa die im
U.S.-Patent mit der Nr. 7,074,064 und in der U.S.-Patentanmeldung mit der Nr. 14/717,412 beschrieben, die beide hiermit durch Bezugnahme vollumfänglich aufgenommen sind, und insbesondere dafür, was sie hinsichtlich elektrischer Verbinderbaugruppen lehren, verwendet werden, um den Eingriff der Zwischenverbindungen des Aufnahme- und des Einsteckmoduls
200,
250 sicherzustellen. Die Verwendung von elektrischen Mehrfachkontaktverbinderbaugruppen kann die Bandbreite erhöhen und die Latenz in Verbindung mit Kommunikation reduzieren sowie Energieübertragungsfähigkeiten zwischen Bohrstrangmodulen, wie etwa dem Aufnahme- und Einsteckmodul
200,
250, erhöhen.
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Sobald die Gewinde des Einsteckabschnitts 258 mit den Gewinden des Aufnahmeabschnitts 204 in Eingriff treten, können das Aufnahme- und das Einsteckmodul 200, 250 in Bezug aufeinander gedreht werden, um den Einsteckabschnitt 258 weiter in den Aufnahmeabschnitt 204 zu ziehen und die elektrische Verbindung der Zwischenverbindungen des Aufnahme- und des Einsteckmoduls 200, 250 abzuschließen. Wenn der Bohrstrang 112, der die gekoppelten Aufnahme- und Einsteckmodule 200, 250 beinhaltet, verwendet wird, um ein Bohrloch zu bohren, können Daten und Energie zwischen den Modulen 200, 250 übertragen werden, um den Fortschritt des Bohrbetriebs zu verbessern. Zum Beispiel können Daten bezüglich der Position des Bohrstrangs 112 und der Eigenschaften der zu bohrenden Erde zwischen den Modulen 200, 250 geteilt werden.
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In einigen Ausführungsformen kann der Bohrstrang 112 mehrere Aufnahmemodule 200 und mehrere Einsteckmodule 250 beinhalten. Zum Beispiel kann ein einzelnes, wiederholbares Modul ein erstes Ende, welches mit dem des vorstehend beschriebenen Aufnahmemoduls 200 übereinstimmt, und ein zweites Ende, welches mit dem des vorstehend beschriebenen Einsteckmoduls 250 übereinstimmt, aufweisen. In solch einer Ausführungsform kann das Einsteckende eines ersten wiederholbaren Moduls an das Aufnahmeende eines zweiten wiederholbaren Moduls gekoppelt sein, und das Einsteckende des zweiten wiederholbaren Moduls kann an das Aufnahmeende eines dritten wiederholbaren Moduls gekoppelt sein, usw., bis ein Bohrstrang mit geeigneter oder gewünschter Länge gebildet wurde. Solche wiederholbaren Module können in der gesamten Bohrlochsohlenbaugruppe 114 verwendet werden, aber nicht dem Rest des Bohrstrangs 112 oder durch die Gesamtheit des Bohrstrangs 112.
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Bei der Verwendung begegnen die Bohrstränge vielen Belastungen, einschließlich derer, die aus hohen Drücken in der Bohrflüssigkeit 126 resultieren, derer, die aus Vibrationen durch den Bohrmeißel 105, der in die Erde schneidet, resultieren, und derer, die daraus resultieren, dass der Bohrstrang 112 Kurven oder anderen Unregelmäßigkeiten im Bohrloch entspricht. Diese Belastungen und andere Belastungen können die relative Bewegung von vielen der Komponenten innerhalb des Bohrstrangs 112 verursachen. In einigen Fällen kann die relative Bewegung zwischen Komponenten Schäden an elektrischen Komponenten und insbesondere elektrischen Verbindungen und Dichtungsbaugruppen verursachen, wie etwa denen zwischen Modulen, innerhalb des Bohrstrangs 112 oder innerhalb der Bohrlochsohlenbaugruppe 114. Der spiralförmige Abschnitt 210 des hohlen Rohrs 206 entkoppelt die relative Bewegung zwischen elektrischen Baugruppen in benachbarten Bohrstrang- oder Bohrlochsohlenbaugruppenmodulen mit elektrischen Verbindungen und Dichtungen.
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4 veranschaulicht, dass, wenn das Aufnahmemodul 200 an das Einsteckmodul 250 gekoppelt ist, das drahttragende Rohr 206 und das drahttragende Rohr 266 aneinander gekoppelt werden können, um ein einzelnes drahttragendes Rohr zu bilden, welches sich von dem inneren Körper 214, welcher die funktionellen oder operativen Komponenten des Aufnahmemoduls 200 unterbringt, zu einem inneren Körper (nicht gezeigt), welcher die funktionellen oder operativen Komponenten des Einsteckmoduls 250 unterbringt, erstreckt. Dieses einzelne drahttragende Rohr kann eine Vielzahl von Drähten direkt von funktionellen oder operativen Komponenten (z. B. elektronische oder elektrische Komponenten) des Aufnahmemoduls 200 direkt zu funktionellen oder operativen Komponenten (z. B. elektronische oder elektrische Komponenten) des Einsteckmoduls 250 tragen.
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Außerdem können die gesamten Längen des Rohrs 206 und des Rohrs 266 physisch von dem Bohrschaft 202, dem Bohrschaft-Verbindungsstück 256 und einem Bohrschaft des Modulhauptkörpers 254 entkoppelt werden (sodass sie nicht starr daran gekoppelt sind), sodass Bewegungen oder relative Bewegungen der und Kräfte oder Belastungen innerhalb der Bohrschafte nicht direkt an einen beliebigen Abschnitt des Rohrs 206 oder des Rohrs 266 übertragen werden und dadurch nicht direkt an die elektrischen Zwischenverbindungen zwischen den Modulen 200, 250 oder die Elemente, die die elektrischen Zwischenverbindungen abdichten, übertragen werden. Die Rippen 218 und 272 können wirken, um die Position der Rohre 206, 266 im Mittelpunkt des Bohrstrangs 112 beizubehalten, ohne die Rohre 206, 266 starr an die Bohrschafte oder Bohrschaft-Verbindungsstücke zu koppeln. Die Bewegungen oder relativen Bewegungen und die Kräfte oder Belastungen können durch die inneren Körper (z. B. 214) der Module 200, 250, mit denen die Rohre 206, 266 verbunden sind, indirekt an das Rohr 206 oder das Rohr 266 übertragen werden. Solche indirekt übertragenen Bewegungen und Kräfte können durch die Flexibilität des spiralförmigen Abschnitts 210 des Rohrs 206 leicht ausgeglichen werden.
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Diese Konfiguration ermöglichen dem spiralförmigen Abschnitt 210 des Rohrs 206, im Wesentlichen die gesamte relative Bewegung und zugehörige Kräfte, die zwischen dem Ende des Rohrs 206 im Aufnahmemodul 200 und dem Ende des Rohrs 266 des Einsteckmoduls 250 auftreten, auszugleichen. Diese Konfiguration kann dadurch die relative Bewegung zwischen dem abschließenden Endabschnitt 208 des Rohrs 206 und dem abschließenden Endabschnitt 268 des Rohrs 266, zwischen den elektrischen Zwischenverbindungen des Aufnahmemoduls 200 und des Einsteckmoduls 250 und zwischen Elementen, die diese elektrischen Zwischenverbindungen abdichten, aufhalten. Somit können statische anstatt dynamische Dichtungselemente (z. B. 336, in 7 veranschaulicht) verwendet werden, um den abschließenden Endabschnitt 208 zum abschließenden Endabschnitt 268 abzudichten und die elektrischen Zwischenverbindungen zwischen dem Aufnahmemodul 200 und dem Einsteckmodul 250 abzudichten. Statische Dichtungselemente 336 sind zuverlässiger als dynamische Dichtungselemente, insbesondere bei rauen Bedingungen im Loch.
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5 veranschaulicht einen Abschnitt einer Bohrstrang-Bohrlochsohlenbaugruppe 300, wie etwa zur Verwendung im Bohrstrang 112. Der Abschnitt des Bohrstrangs 300 beinhaltet ein Aufnahmemodul 302, welches dem Aufnahmemodul 200 ähnelt, und ein Einsteckmodul 304, welches dem Einsteckmodul 250 ähnelt. Der Abschnitt des Bohrstrangs 300 kann diverse Merkmale des Aufnahme- und des Einsteckmoduls 200, 250, wie vorstehend beschrieben, beinhalten und die folgende Erörterung konzentriert sich auf Unterschiede zwischen den Modulen 200, 250 und den Modulen 302, 304.
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6 veranschaulicht einen Abschnitt des Aufnahmemoduls 302 ausführlicher. Das Aufnahmemodul 302 beinhaltet einen äußeren Bohrschaft 306, der diverse andere Komponenten des Aufnahmemoduls 302 einschließt und unterbringt. Zum Beispiel bringt der Bohrschaft 306 ein drahttragendes hohles Rohr unter, welches einen abschließenden Endabschnitt 308, einen gewickelten oder spiralförmigen Abschnitt 310 und einen zentralen Abschnitt 312 beinhaltet. Der spiralförmige Abschnitt 310 des hohlen Rohrs ist innerhalb eines inneren Mantels 318 eingeschlossen, was verhindern kann, dass Bohrflüssigkeit 126, die durch einen offenen Raum 316 innerhalb des Aufnahmemoduls 302 strömt, während des Betriebs des Abschnitts des Bohrstrangs 300 mit den spiralförmigen Abschnitt 310 in Kontakt kommt. Dies kann Schäden oder Verschleiß am spiralförmigen Abschnitt 310 während des Betriebs verhindern oder reduzieren und kann den Strömungswiderstand der Bohrflüssigkeit 126 durch den Abschnitt der Bohrstrang-Bohrlochsohlenbaugruppe 300 reduzieren. Die Rippen 314 können in Kontakt mit einer äußeren Oberfläche des Mantels 318 und einer inneren Oberfläche des Bohrschafts 306 positioniert sein, um die Position des spiralförmigen Abschnitts 310 des Rohrs innerhalb des Bohrschafts 306 zu stabilisieren und beizubehalten.
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7 veranschaulicht die elektrischen Zwischenverbindungsmerkmale des Aufnahmemoduls 302 und des Einsteckmoduls 304 ausführlicher. Das Aufnahmemodul 302 beinhaltet elektrische Zwischenverbindungen 322, die an einer inneren Oberfläche des abschließenden Endabschnitts 308 des Rohrs, welches sich durch das Aufnahmemodul 302 erstreckt, montiert sind, und das Einsteckmodul 304 beinhaltet elektrische Zwischenverbindungen 320, die an einer äußeren Oberfläche eines distalen Abschnitts eines hohlen Rohrs 328, welches sich durch das Einsteckmodul 304 erstreckt, montiert sind. Ein Paar Federn 324, 326 ist innerhalb des abschließenden Endabschnitts 308 des Rohrs, welches sich durch das Aufnahmemodul 302 erstreckt, bzw. innerhalb einer elektrischen Kopplungsvorrichtung 330, die an einen abschließenden Endabschnitt des hohlen Rohrs 328, welches sich durch das Einsteckmodul 304 erstreckt, gekoppelt ist, positioniert.
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Die Federn
324,
326 spannen Wischerelemente
332,
334 des abschließenden Endabschnitts
308 bzw. der elektrischen Kopplungsvorrichtung
330 zu entsprechenden Öffnungen davon vor, um die Verunreinigung dieser Komponenten vor dem Ineingriffnehmen der elektrischen Zwischenverbindungen
320,
322 zu verhindern. Wenn die elektrischen Zwischenverbindungen
320,
322 zusammengebracht werden, werden die Federn
324,
326 zusammengedrückt und die Wischerelemente
332,
334 werden in ihre entsprechenden Öffnungen bzw. über die elektrischen Zwischenverbindungen
322,
320 gedrückt, wodurch Verunreinigungen der Zwischenverbindungen
320,
322 weggewischt werden. In einigen Fällen können die Wischerelemente
332,
334 einen oder mehrere abdichtende O-Ringe beinhalten, die aus einer äußeren Oberfläche davon herausragen, um die Verunreinigung der Zwischenverbindungen
320,
322 wegzuwischen, wenn die Federn
324,
326 zusammengedrückt werden. Zusätzliche Einzelheiten und Designs sind in dem/der vorher genannten
U.S.-Patent mit der Nr. 7,074,064 und U.S.-Patentanmeldung mit der Nr. 14/717,412 verfügbar.
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Solch ein elektrisches Zwischenverbindungssystem kann einzelne oder mehrere Drähte, zum Beispiel 1, 2, 3, 4, 5, 6 oder mehr Drähte, zwischen Bohrstrangmodulen miteinander verbinden. Die Drähte können eine beliebige geeignete Stärke aufweisen und können untereinander unterschiedliche Stärken aufweisen. Zum Beispiel kann das elektrische Zwischenverbindungssystem 2 16-AWG-Drähte und 4 20-AWG-Drähte zwischen Bohrstrangmodulen koppeln. Die Drähte können in verdrillten Paaren bereitgestellt sein, geschirmt sein oder beliebige andere geeignete Eigenschaften aufweisen. Die hierin beschriebenen elektrischen Zwischenverbindungssystem können ohne Füllen mit einem Öl oder einer dielektrischen Flüssigkeit verwendet werden. Solche elektrischen Zwischenverbindungssysteme können den Zwischenverbindungsprozess automatisieren und die menschliche Interaktion mit den Zwischenverbindungen vor ihrem Eingriff reduzieren.
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8 veranschaulicht ein Aufnahmemodul 400, welches dem Aufnahmemodul 200 ähnelt, und 9 veranschaulicht ein Einsteckmodul 450, welches dem Einsteckmodul 250 ähnelt, wie etwa zur Verwendung im Bohrstrang 112. 10 veranschaulicht einen Abschnitt des Bohrstrangs 112, welcher das Aufnahmemodul 400 beinhaltet, das an das Einsteckmodul 450 gekoppelt ist. Die Module 400, 450 können diverse Merkmale der Module 200, 250, wie vorstehend beschrieben, beinhalten und die folgende Erörterung konzentriert sich auf Unterschiede zwischen den Modulen 200, 250 und den Modulen 400, 450.
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Das Aufnahmemodul 400 beinhaltet ein/e/n äußere Hülle oder Gehäuse oder Bohrschaft 402, welche/r/s andere Komponenten des Moduls 400 unterbringt. Zum Beispiel kann der Bohrschaft 402 einen Aufnahmeabschnitt 404 eines Einsteck-/Aufnahmeverbindungssystems an einem ersten Ende des Aufnahmemoduls 400 unterbringen. Der Bohrschaft 402 kann außerdem ein drahttragendes hohles Rohr 406 unterbringen, welches eine Vielzahl von Drähten 420 tragen kann und welches einen abschließenden Endabschnitt 408, einen gewickelten oder spiralförmigen Abschnitt 410, der an den abschließenden Endabschnitt 408 gekoppelt ist, und einen zentralen Abschnitt 412, der an den spiralförmigen Abschnitt 410 gekoppelt ist, beinhalten kann. Der Bohrschaft 402 kann außerdem einen inneren Körper 414, der an den zentralen Abschnitt 412 des Rohrs 406 gekoppelt ist und funktionelle oder operative Komponenten des Aufnahmemoduls 400, wie etwa Sensoren, elektronische oder elektrische Komponenten, Computer, Fräswerkzeuge, Stabilisatoren, Strömungsverteiler usw., unterbringen kann, unterbringen.
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Das Rohr 406 kann sich durch einen offenen Raum 416 innerhalb des Aufnahmemoduls 400 erstrecken. Der Bohrschaft 402 kann außerdem eine Vielzahl von Rippen 418 unterbringen, die in Kontakt mit einer äußeren Oberfläche des Rohrs 406 (wie etwa eine äußere Oberfläche des abschließenden Endabschnitts 408 des Rohrs 406) und einer inneren Oberfläche des Bohrschafts 402 positioniert sein kann, um die Position des Rohrs 406 innerhalb des Bohrschafts 402 zu stabilisieren und beizubehalten, während der Bohrflüssigkeit 126 noch immer ermöglicht wird, während des Betriebs des Bohrstrangs 112 durch den offenen Raum 416 zu gelangen.
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Das Einsteckmodul 450 beinhaltet ein/e/n äußere/s/n Hülle oder Gehäuse oder Bohrschaft 452 mit einem Einsteckabschnitt 454 eines Einsteck-/Aufnahme-Verbindungssystems an einem ersten Ende davon. Der Einsteckabschnitt 454 kann komplementär zum Aufnahmeabschnitt 404 sein, sodass der Einsteckabschnitt 454 an den Aufnahmeabschnitt 404 gekoppelt werden kann, um das Einsteckmodul 450 an das Aufnahmemodul 400 zu koppeln. Das Einsteckmodul 450 beinhaltet einen zentralen offenen Raum 456, der die Bohrflüssigkeit 126 durch das Einsteckmodul 450 während des Betriebs des Bohrstrangs 112 tragen kann.
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Das Einsteckmodul 450 beinhaltet außerdem ein drahttragendes hohles Rohr 458, welches eine Vielzahl von Drähten 466 tragen kann und welches sich von außerhalb des ersten Endes des Einsteckmoduls 450, wo es an eine elektrische Kopplungsvorrichtung 464 gekoppelt ist, durch den offenen Raum 456 und in einen inneren Körper 460, der innerhalb des Bohrschafts 452 untergebracht ist, erstrecken kann. Der innere Körper 460 kann funktionelle oder operative Komponenten des Einsteckmoduls 450 unterbringen, wie etwa Sensoren, elektronische oder elektrische Komponenten, Computer, Fräswerkzeuge, Stabilisatoren, Strömungsverteiler usw. Außerdem kann der Bohrschaft 452 kann eine Vielzahl von Rippen 462 unterbringen, welche in Kontakt mit einer äußeren Oberfläche des hohlen Rohrs 458 und einer inneren Oberfläche des Bohrschafts 452 stehen kann, um die Position des Rohrs 458 innerhalb des Bohrschafts 452 zu stabilisieren und beizubehalten, während der Bohrflüssigkeit 126 noch immer ermöglicht wird, während des Betriebs des Bohrstrangs 112 durch den offenen Raum 456 zu gelangen.
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Das Einsteckmodul 450 beinhaltet keinen Modulkoppler und keinen Modulhauptkörper, wie es bei dem Einsteckmodul 250 der Fall ist. Demzufolge weist ein Bohrstrang, der ein Einsteckmodul 450 beinhaltet, weniger Einsteck-/Aufnahmeverbindungen (relative Schwachstellen in einem Bohrstrang) auf als ein Bohrstrang, der ein Einsteckmodul 250 beinhaltet.
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Wie in 11 gezeigt, kann ein beliebiges der hierin beschriebenen hohlen Rohre in einigen Ausführungsformen eine Teleskopverbindung 500 anstelle eines spiralförmigen Abschnitts beinhalten. Zum Beispiel kann die Teleskopverbindung 500 einen ersten, inneren Abschnitt 502 der Verbindung 500 und einen zweiten, äußeren Abschnitt 504 der Verbindung 500 beinhalten. Der innere Abschnitt 502 kann sich in Längsrichtung innerhalb des äußeren Abschnitts 504 verschieben, um im Wesentlichen die gesamte relative Bewegung und zugehörige Kräfte, die zwischen den Enden der entsprechenden hohlen Rohre entstehen, auszugleichen, wie vorstehend für den spiralförmigen Abschnitt 210 beschrieben. Die Teleskopverbindung 500 kann ein oder mehrere dynamische Dichtungselemente 506, um die inneren und äußeren Abschnitte 502, 504 miteinander abzudichten, und eine Feder 508, um den inneren Abschnitt 502 vorzuspannen, um sich aus dem äußeren Abschnitt 504 und weg davon zu schieben, beinhalten.
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Wie in 12 gezeigt, kann ein beliebiges der hierin beschriebenen hohlen Rohre oder ein beliebiger der hierin beschriebenen Bohrschafte in einigen Ausführungsformen einen Längenanpassungsmechanismus 600 beinhalten. Der Längenanpassungsmechanismus 600 kann verwendet werden, um Veränderungen der Länge, die zum Beispiel aus Verbindungsüberarbeitungen oder Verbindungsnachhieben entstehen, die als Reaktion auf Schäden oder Verschleiß an den Komponenten durchgeführt werden, auszugleichen. Der Längenanpassungsmechanismus 600 kann eine innere hohle Welle 602 mit einer gewundenen äußeren Oberfläche und einer Vielzahl von sich längs erstreckenden Keilnuten 610, die in ihrer äußeren Oberfläche gebildet sind, beinhalten. Der Mechanismus 600 kann außerdem eine äußere hohle Welle 604 mit einer gewundenen inneren Oberfläche, die komplementär zur gewundenen äußeren Oberfläche der inneren hohlen Welle 602 ist, und einer Vielzahl von Öffnungen 612, die durch einen Endabschnitt davon gebildet werden, beinhalten. Der Mechanismus 600 kann außerdem eine Vielzahl von Ausrichtungsschlüsseln 606 und eine äußere, druckdichte Dichtungshülse 608 beinhalten. Um den Mechanismus 600 zu verwenden, können die Gewinde der inneren hohlen Welle 602 mit den Gewinden der äußeren hohlen Welle 604 in Eingriff treten, und die zwei Wellen 602, 604 können in Bezug aufeinander gedreht werden, bis sie ein Rohr oder einen Schaft mit einer gewünschten Länge bilden. Die Ausrichtungsschlüssel 606 können dann positioniert werden, um sich durch die Öffnungen 612 am Endabschnitt der äußeren hohlen Welle 604 und in die Keilnuten 610 der inneren hohlen Welle 602 zu erstrecken, um die innere und die äußere hohle Welle 602, 604 drehend miteinander zu verriegeln. Die äußere Dichtungshülse 608 kann dann über den Wellen 602, 604 und den Ausrichtungsschlüsseln 606 positioniert werden, um die Ausrichtungsschlüssel 606 und den Rest des Mechanismus 600 in Position zu verriegeln.
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Vorstehend wurden ein paar beispielhafte Ausführungsformen ausführlich beschrieben; jedoch wird der Fachmann leicht verstehen, dass viele Modifikationen in den beispielhaften Ausführungsformen möglich sind, ohne wesentlich vom Umfang der vorliegenden Offenbarung oder den beigefügten Ansprüchen abzuweichen. Dementsprechend ist beabsichtigt, dass derartige Modifikationen im Umfang dieser Offenbarung enthalten sind. Während die Offenbarung hierin viele Einzelheiten enthält, sollten diese Einzelheiten ähnlich dazu nicht derart ausgelegt werden, dass sie den Umfang der Offenbarung oder eines beliebigen der beigefügten Ansprüche einschränken, sondern dass sie lediglich Informationen bereitstellen, die für eine oder mehrere spezifische Ausführungsformen, die in den Umfang der Offenbarung und der beigefügten Ansprüche fallen, relevant sind. Beliebige beschriebene Merkmale aus den offenbarten diversen Ausführungsformen können in Kombination genutzt werden. Zusätzlich können andere Ausführungsformen der vorliegenden Offenbarung konzipiert werden, die in den Umfang der Offenbarung und der beigefügten Ansprüche fallen. Hinzufügungen, Streichungen und Modifizierungen der Ausführungsformen, die unter die Bedeutung und in die Umfänge der Ansprüche fallen, sollen von den Ansprüchen umfasst sein.
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Bestimmte Ausführungsformen und Merkmale können mithilfe einer Reihe numerischer oberer Grenzen und einer Reihe numerischer unterer Grenzen beschrieben werden. Es versteht sich, dass die Bereiche, die die Kombination aus beliebigen zwei oder mehreren Werten beinhalten, z. B. die Kombination aus einem beliebigen unteren Wert mit einem beliebigen oberen Wert, die Kombination aus zwei beliebigen unteren Werten oder die Kombination aus zwei beliebigen oberen Werten, berücksichtigt werden. Bestimmte untere Grenzen, obere Grenzen und Bereiche können in einem oder mehreren nachfolgenden Ansprüchen erscheinen. Numerische Werte sind „etwa“ oder „ungefähr“ der angegebene Wert und berücksichtigten experimentelle Fehler, Toleranzen bei Herstellungs- oder Betriebsprozessen und andere Abweichungen, die von einem Fachmann erwartet werden würden.
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Die oben beschriebenen unterschiedlichen Ausführungsformen können kombiniert werden, um weitere Ausführungsformen bereitzustellen. Diese und andere Änderungen können in Anbetracht der oben ausgeführten Beschreibung an den Ausführungsformen vorgenommen werden. Im Allgemeinen sollten die Begriffe in den folgenden Ansprüchen nicht derart ausgelegt werden, dass sie die Ansprüche auf die spezifischen in der Beschreibung und den Ansprüchen offenbarten Ausführungsformen einschränken, sollten jedoch ausgelegt werden, dass sie andere mögliche Ausführungsformen zusammen mit dem vollständigen Umfang von Äquivalenten, zu denen solche Ansprüche berechtigt sind, beinhalten. Dementsprechend sind die Ansprüche nicht durch die Offenbarung begrenzt.
