DE1150340B

DE1150340B - Light metal drill rods with rod connectors made of steel

Info

Publication number: DE1150340B
Application number: DEF34537A
Authority: DE
Inventors: Dr-Ing Heinz Wiechell; Horst Kopperberg; Dr Phil Walter Bulian; Dr-Ing Klaus Hesselbarth
Original assignee: Otto Fuchs KG
Current assignee: Otto Fuchs KG
Priority date: 1961-07-26
Filing date: 1961-07-26
Publication date: 1963-06-20
Also published as: GB955914A

Description

Leichtmetall-Bohrgestänge mit Gestängeverbindern aus Stahl Abgesehen von der Erleichterung beim Transport und der Montage der einzelnen Gestängerohre gestatten Leichtmetall-Bohrgestänge auf Grund ihres gegenüber Stahl erheblich kleineren spezifischen Gewichts die Erreichung größerer Bohrteufen, was. bei der Verwendung von Stahl-Bohrgestängerohren infolge der steigenden Belastung des Bohrturms zu immer größeren Schwierigkeiten führt.Light metal drill rods with rod connectors made of steel from the ease of transport and assembly of the individual rod tubes allow light metal drill rods due to their considerably smaller size compared to steel specific gravity the achievement of larger drilling depths, what. when using of steel drill pipes due to the increasing load on the derrick leads to greater difficulties.

Die etwa 9 bis 12m langen einzelnen Gestängerotere aus hochfesten und korrosionsbeständigen Aluminiumlegierungen, z. B. solchen der Gattung A1CuMg, werden bekanntermaßen durch Gestängeverbinder aus Stahl (tool joints) verbunden, die auf den wandverdickten Enden der Leichtmetallrohre verschraubt sind. Bei der Verwendung von solchen Leichtmetall-Bohrgestängen wurde nun aber beobachtet, d'aß die äußere Oberfläche der Bohrrohre an deren Austritt aus den Gestängeverbindern einem starken Verschleiß durch Erosion unterliegt, der folgendermaßen zustande kommt: Die Spülflüssigkeit, die mit Druck durch die Rohre abwärts bis zum Bohrwerkzeug befördert wird, nimmt dort das Bohrklein auf und stößt sich im aufsteigenden Strom, also im Ringraum zwischen dem Bohrgestänge und der Bohrlochswand an den Schultern der Gestängeverbinder. Infolge der dadurch verursachten Wirbelbildung treten starke Erosionserscheinungen an der benachbarten Oberfläche der Leichtmetallrohre auf.The approximately 9 to 12m long single rod roters made of high-strength and corrosion-resistant aluminum alloys, e.g. B. those of the genus A1CuMg, are known to be connected by steel rod connectors (tool joints), which are screwed onto the wall-thickened ends of the light metal tubes. In the Use of such light metal drill rods has now been observed, however the outer surface of the drill pipes at their exit from the string connectors is subject to severe wear through erosion, which occurs as follows: The flushing fluid, which is pressurized down through the pipes to the drilling tool is transported, picks up the cuttings there and bumps into the ascending stream, so in the annular space between the drill pipe and the borehole wall on the shoulders the linkage. As a result of the vortex formation caused by this, strong occur Signs of erosion on the adjacent surface of the light metal pipes.

Bei einem aus einem Zapfen- und einem Mufffenteil bestehenden Gestängeverbind'er aus Stahl, die mit zusammenpassenden Enden von ebenfalls aus Stahl bestehenden Rohrstücken verbunden sind und mittels Gewinde lösbar zusammengefügt werden, ist schon vorgeschlagen worden, mindestens einen der Verbinderteile an den mit dem anderen Verbinderteil in Berührung kommenden Flächen mittels elektrolytisch auftragbaren Hartchroms zu beschichten. Diese Hartchrombeschichtung verhindert eine Kaltverschweißung an den Verbindungsstellen, gestattet die Anwendung höchster Anpreßdrücke innerhalb des Gewindes, ohne daß bei einer nachfolgenden Trennung der Ve,rbind'erteile nennenswerte Beschädigungen auftreten. Eine solche Hartchrombeschichtung kann auch auf anderen Teilen der Oberfläche des Zapfen- und des Muffenteils des Verbinders aufgebracht sein. Diese bekannten Maßnahmen betreffen aber nicht die Gestängerohre, die im übrigen im Gegensatz zur Erfindung ebenfalls aus Stahl bestehen, sondern ausschließlich die Gestängeverbinder.With a rod connector consisting of a pin and a socket part made of steel, those with mating ends of pieces of pipe also made of steel are connected and are releasably joined together by means of thread, has already been proposed at least one of the connector parts to that with the other connector part surfaces that come into contact by means of electrolytically applicable hard chrome coat. This hard chrome coating prevents cold welding on the Connection points, allows the use of the highest contact pressures within the Thread, without any noteworthy result in a subsequent separation of the connector parts Damage occurs. Such a hard chrome coating can also be used on other Parts of the surface of the pin and the socket part of the connector applied be. However, these known measures do not affect the drill pipes, the rest of the in contrast to the invention also consist of steel, but exclusively the linkage.

Es ist weiter bekannt, Stahlrohre der Pumpsteigleitung zur Förderung des Erdöls in, sauren Feldern mit Plastiküberzügen zu versehen. Da die bestimmten Merkmale der Erfindung ein anderes Arbeitsverfahren, nämlich das der Niederbringung der Bohrung betreffen, bei dem die im übrigen aus Leichtmetall bestehenden Bohrgestängerohre mit dem öl bzw. dessen sauren Nebenbestandteilen überhaupt erst in Berührung kommen, nachdem die Bohrung durch das Gebirge über große Teufen bis zum Ölträger niedergebracht worden ist, können fachmännische Schlüsse vom Bekannten zum Erfindungsgegenstand nicht gezogen werden.It is also known to provide steel pipes of the pump riser for the promotion of crude oil in acidic fields with plastic coatings. Since the specific features of the invention relate to a different working method, namely that of drilling the hole, in which the drill rod pipes, which are otherwise made of light metal, only come into contact with the oil or its acidic secondary components after the hole has been drilled through the rock over great depths Until the oil carrier has been brought down, expert conclusions cannot be drawn from acquaintances about the subject of the invention.

Das den Gegenstand der Erfindung betreffende Leichtmetall-Bohrgestänge mit Gestängeverbindern aus Stahl beseitigt diese starken Erosionserscheinungen.The light metal drill pipe relating to the subject matter of the invention with rod connectors made of steel eliminates these severe erosion phenomena.

Erfindungsgemäß sind die aus Leichtmetall bestehenden Bohrgestängerohre nach ihrem Austritt aus den Gestängeverbindern mit einem so breiten Ringteil umkleidet, daß die an der Schulter der Gestängeverbinder sich bildenden Wirbel der aufsteigenden, mit Bohrklein. vermischten Spülflüssigkeit nicht zur Einwirkung auf die Rohroberfläche kommen.According to the invention, the drill pipe pipes made of light metal encased with such a wide ring part after their exit from the rod connectors, that the eddies of the ascending, with cuttings. mixed rinsing liquid not to act on the pipe surface come.

Der Ringteil besteht aus einem Ringansatz an der Schulter des Gestängeverbinders oder aus einer aufgeschrumpften, mit einem Flansch an der Schulter des Gestängeverbinders verbundenen. oder in einen an die Schulter angrenzenden ringförmigen Spalt des Gestängeverbinders eingelassenen und aus der Schulter herausragenden Büchse. Weitere Einzelheiten der Erfindung werden nachstehend an Hand der Zeichnung erläutert, die in den Fig. 1 bis 4 Längsschnitte durch ein Leichtmetall-Bohrgestängerohr und einen Gestängeverbinder aus Stahl nahe deren Verschraubung zeigt.The ring part consists of a ring attachment on the shoulder of the rod connector or from a shrunk-on, with a flange on the shoulder of the linkage connected. or in an annular gap in the linkage connector adjoining the shoulder recessed rifle protruding from the shoulder. Further Details of the invention are explained below with reference to the drawing, which 1 to 4 longitudinal sections through a light metal drill pipe and a Rod connector made of steel near their screw connection shows.

In Fig. 1 besitzt die Schulter 1 des auf dem Gestängerohr 2 an einem Gewinde 3 verschraubten Gestängeverbinders 4 einen Ringansatz 5, der endseitig gegen die Oberfläche 6 des Gestängerohres abgeflacht ist. Die Breite des Ringansatzes 5 muß so bemessen sein, daß die an der Schulter 1 verursachten Wirbel der Spülflüssigkeit nicht zu einer Einwirkung auf die Rohroberfläche 6 kommen.In Fig. 1, the shoulder 1 has the on the drill pipe 2 on one Thread 3 screwed rod connector 4 a ring extension 5, the end against the surface 6 of the drill pipe is flattened. The width of the base of the ring 5 must be dimensioned in such a way that the eddies of the irrigation fluid caused at the shoulder 1 there is no effect on the pipe surface 6.

In Fig. 2 ist die Schulter 1' des auf dem Gestängerohr 2' an einem Gewinde 3' verschraubten Gestängeverbinders 4' mit dem Flansch 7 einer auf das Gestängerohr aufgeschrumpften Stahlbüchse 8 verschweißt oder anders verbunden, die endseitig gegen die Oberfläche 6' des Gestängerohres 2' abgeflacht ist. Die Breite der Büchse 8 muß entsprechend der Breite des Ringansatzes 5 gemäß Fig. 1 bemessen sein.In Fig. 2, the shoulder 1 'is on the drill pipe 2' on one Thread 3 'screwed rod connector 4' with the flange 7 one on the rod pipe shrunk-on steel sleeve 8 welded or otherwise connected, the end is flattened against the surface 6 'of the drill pipe 2'. The width of the rifle 8 must be dimensioned according to the width of the ring attachment 5 according to FIG.

In Fig. 3 ist in einem ringförmigen Spalt 9 des auf dem Gestängerohr 2" an einem Gewinde 3" verschraubten Gestängeverbinders 4" eine über die Schulter 1" herausragende aufgeschrumpfte Stahlbüchse 10 eingelassen, die endseitig gegen die Oberfläche 6" des Gestängerohres 2" abgeflacht ist.In Fig. 3, in an annular gap 9 of the rod connector 4 "screwed to a thread 3" on the drill pipe 2 ", a shrunk-on steel bushing 10 protruding over the shoulder 1" is embedded, the end of which is flattened against the surface 6 "of the drill pipe 2" .

Die aus dem ringförmigen Spalt 9 herausragende Breite der Büchse. 10 muß entsprechend der Breite der Büchse 8 gemäß Fig. 2 oder des Ansatzes 5 gemäß Fig. 1 bemessen sein.The protruding from the annular gap 9 width of the sleeve. 10 must be dimensioned according to the width of the sleeve 8 according to FIG. 2 or the extension 5 according to FIG.

Auch in Fig. 4 ist in dem mit dem Gestängerohr 2"' an einem Gewinde 3"' verschraubten Gestängeverbinder 4"' ein ringförmiger Spalt 9"' angeordnet. Eine in den ringförmigen Spalt 9"' eingelassene und über die Schulter 1"' aus dem Spalt 9"' herausragende aufgeschrumpfte Stahlbüchse 10" läuft aber in Abänderung der Ausführungsform gemäß Fig.3 derart endseitig in einer Wölbung 11 des Gestängerohres 2"' aus, daß die Oberfläche 12 der Büchse 10'" und die Oberfläche 6"' des Gestängerohres 2"' in Fluchtlinie liegen. Als Werkstoff für die Büchsen 8, 10 und 10"' können statt Stahl z. B. auch Gummi oder Kunststoffe verwendet werden.In FIG. 4, too, an annular gap 9 "'is arranged in the rod connector 4"' screwed to a thread 3 "'with the rod pipe 2"'. A shrunk-on steel bushing 10 " embedded in the annular gap 9"'and protruding over the shoulder 1 "' out of the gap 9"', however, in a modification of the embodiment according to FIG. that the surface 12 of the sleeve 10 '"and the surface 6"' of the drill pipe 2 "'are in alignment. Instead of steel, rubber or plastics, for example, can also be used as the material for the bushings 8, 10 and 10 "'.

Claims

PATENT APPLICABLE: l .. light metal drill rods with rod connectors made of steel, characterized in that the drill rod tubes (2, 2 ', 2 ", 2"') are encased after their exit from the rod connectors with such a wide ring part that the Shoulders (1, 1 ', 1 ", 1"') of the rod connector (4, 4 ', 4 ", 4"') the eddies of the rising flushing fluid mixed with drill cuttings do not act on the drilling surface (6, 6 ') , 6 ", 6"'), whereby the ring part consists of a ring extension (5) on the shoulder (1) of the linkage connector (4) or a shrunk-on, with a flange (7) on the shoulder (1') of the linkage connector (4 ') connected or in a ring-shaped gap (9, T'#) of the rod connector (4 ", 4"') adjoining the shoulder (1 ", 1"') and protruding from the shoulder (8, 10, 10 "') consists, for example, of a drill rod according to claim 1, characterized in that the bushing (8, 10; 10"') is made of steel, rubber or plastics does. 3. Drill rod according to Claims 1 and 2, characterized in that the ring parts (5, 8, (10) are flattened at the end against the surface (6, 6 ', 6' @ of the drill pipes (2, 2 ', 2 ") 4. Drill rod according to claims 1 and 2, characterized in that the ring part (10 "') ends in a curvature (11) of the drill pipe (2"') that its surface (12) and the surface (6 "') of the drill pipe (2 "') lie in alignment. Publications considered: German patent application St 2493 VI a / 5 a (published on July 26, 1951); World 01, November 1952, pp. 200 to 202.