JPH068678B2

JPH068678B2 - 可撓さく井管

Info

Publication number: JPH068678B2
Application number: JP60054085A
Authority: JP
Inventors: ジエームズ・エル・ハツテン
Original assignee: TEKISASU IISUTAN DORIRURINGU SHISUTEMUSU Inc
Current assignee: TEKISASU IISUTAN DORIRURINGU SHISUTEMUSU Inc
Priority date: 1984-03-19
Filing date: 1985-03-18
Publication date: 1994-02-02
Anticipated expiration: 2009-02-02
Also published as: GB2156035A; NL8500730A; AU567798B2; CA1234095A; AU4000585A; GB8506635D0; NO851030L; GB2156035B; JPS60211182A

Description

【発明の詳細な説明】産業上の利用分野本発明は新しいインターロツクしたセグメント構成の可
撓さく井管に関する。

従来の技術曲つた油井孔を掘削するためには、垂直からの偏位の曲
線に沿つて曲り得るさく井管を使用する必要がある。通
常のさく井管をセグメントとして、管を永久的に変形す
ることなく管の曲り部を形成するための種々の提案があ
る。例えば、米国特許2515366号では複数のほゞ円周方
向のスロツトを形成し、各スロツトは管状さく井管の壁
を切抜き、管を複数のセクシヨンに分割する。

スロツトはほゞ円周方向であるため、スロツトは実際の
円周から離れて複数の互に係合し、弛くインターロツク
し、ダブテール型（鳩尾型）の歯を形成する。各ダブテ
ール型の頂部と側部は夫々比較的直線である。更に、こ
の特許のダブテールの切込みは垂直方向には次の切込み
と直線上に一致する。

上述の特許のダブテール型切込みの直線の側部はさく井
管を曲げる場合に大きな歪みを可能にし、過大な力が曲
り部に作用した時は切込部の損傷を生ずる。時として、
さく井管の重負荷回転に際して、管が応力集中部で折損
することがある。この原因はスロツトが垂直方向に一致
し、切込み側部が直線であることによる。

米国特許4328839号に示す可撓さく井管はインターロツ
クする歯の側部に反対向きに交叉する半円の形状とし、
可撓さく井管の曲りに際して歯間の力支持作用を良くす
る。この特許の構成は前述の特許よりは良い特性であ
る。しかし、隣接セグメント間に過大軸線方向歪みを防
ぐための確実な止め部がないため、軸線方向負荷が大き
い時に過大の伸びと破損を来すことがある。更に、この
構成はインターロツクした歯の夫々のベース部に比較的
狭いネツク部を形成するため過大曲げ応力が作用した時
に破損することがある。即ち、この構成は、曲げモーメ
ントを最大に受ける場所で歯が最も狭く、従つて最も弱
い。

セグメントとしたさく井管の他の既知と文献として、米
国特許2382933号，2515366号，2585207号，2687282号，
2694549号，3160218号，3903974号，4067404号がある。

発明が解決しようとする問題点本発明によつて、上述の欠点を解消する、新しいインタ
ーロツクする歯の構成とした可撓さく井管を提供する。

問題点を解決するための手段本発明による可撓管は、端部と端部とが接している、厚
い壁の剛性管の複数のセグメントに分割された長い管状
部材を備え、中間セグメントの各端部に複数のインター
ロツクした歯と相補形の凹みとを備え、一方のセグメン
トの歯は隣接する凹み内に十分な間隙でインターロツク
されてセグメント間の限定相対運動可能の継手を形成
し、各歯は曲面のクラウン部と、テーパしたベース部
と、クラウンとベース部との間のほゞ平な肩部とを備え
る。

作用本発明の可撓さく井管は回転強度及び引張強度が大き
い。

本発明の可撓さく井管は曲げ強度が大きく、インターロ
ツク歯の一体性を保持する。

本発明の可撓さく井管は隣接する管セグメント間の過大
軸線方向変位を防ぐ確実なロツクを有する。

本発明のさく井管はインターロツクした歯を形成する次
々の切込み間にオフセツトを設けることによつて回転強
度は大きくなる。

本発明の可撓さく井管は隣接セグメント間の支持特性が
良く、摩耗を減少し、さく井管の寿命は長くなる。

本発明の特長を明らかにするための実施例並びに図面に
ついて説明する。

実施例本発明による可撓性さく井管は垂直から偏位した横孔の
掘削に特に有用である。後述する本発明のインターロツ
ク歯形はさく井間に生ずる圧縮，曲げ，回転応力に抵抗
する。

垂直から横方向に偏位した孔の掘削に際してはさく井管
は弧の半径に沿つて曲つて横孔内に入り、次の直線さく
井においてはほゞ直線の形状に戻る必要がある。作動
間、さく井管ストリングは通常のさく井管と可撓性さく
井管から成る。

米国特許4343369号には本発明の可撓管と組合せて使用
するドリル案内を示す。この特許では可撓性さく井管は
駆動管と称される。この特許では複数のさく井管を使用
してドリルストリングの一部を形成し、少なくとも１本
の可撓性さく井管をドリル案内の孔内に収容する。ドリ
ル案内内で終るさく井管に取付けたドリルビツトが孔を
切削する。ドリル案内はさく井の方向を案内し、本発明
の可撓性さく井管と共に回転することはない。

第１図に示す本発明可撓性さく井管10は長い管状部材で
あり、複数のセグメント14，16，18に分割される。さく
井管10は好適な例で剛性構造であり、さく井間に生ずる
圧縮，曲げ，回転応力に耐え得る厚さとする。

セグメント14，16，18はさく井管10を代表する部分を示
し、両端に他のさく井管に接続する装置12を有する。第
１図に示す接続装置12はねじ付きのピン端部とする。ね
じ付きの箱端部を通常は管の反対側に設ける。さく井管
10のねじ付きセグメント、例えばピン端セグメント14の
反対側端は複数の中間セグメント例えばセグメント16に
接続する。セグメント16はすべての中間セグメントを代
表し、端部と端部をつないだ関係とする。

中間セグメント16の両端に複数の歯22と相補形の凹み24
とを有する。１個のセグメント16の歯22は隣接セグメン
ト18の凹み26内に入りセグメント18の歯27とインターロ
ツク関係となり、十分な間隙を有し、セグメント16，18
間のすべての方向への相対運動可能の継手となる。

歯22，凹み24を形成する切込の巾を十分とし、可撓性さ
く井管10のセグメントは互に半径方向軸線方向に相対運
動可能とする。さく井に際してさく井管10にトルクが作
用すれば、管の１個のセグメントの歯の側面は次の軸線
方向に隣接するセグメントの凹みの側面に接触し、かく
してトルクはさく井管の全長に伝達される。この間、セ
グメント間の間隙は管全体としての曲りを可能にし、油
井内の比較的鋭い曲りに対応できる。管10の全体として
の曲りは中間セグメントの数、セグメントを形成する歯
間の間隙によつて定まる。これらのパラメータを変化さ
せて管設計者の希望する結果を得る。

好適な例で、可撓性さく井管10を製造するには通常のさ
く井管の壁を切削して可撓さく井管のインターロツクし
た歯を形成してセグメントを形成する。他の製造方法も
使用可能であるが、市販のさく井管を出発管状部材とす
れば、所要の製品が得られる。これによつて、十分な壁
の厚さとなり、、歯の強度はさく井間に使用する応力に
抵抗し得る。

本発明はさく井管10のセグメント16，18をインターロツ
クする新しい構成である。歯22と凹み24とは管10の壁厚
さを切抜いて形成し、第３図に示す歯34、36、38、40と
相補形の凹みを形成する。

第３図に示す通り、各歯34、36、38、40は同形であり、
半円形のクラウン部42、さく井管の円周方向の２個のほ
ゞ平な肩部44，46と下方に軸線方向に延長し歯のクラウ
ン42から円周方向に外方に延長するテーパしたベース48
とを有する。半円形クラウン42の直径は管１０のほゞ円
周方向にあり、半円を形成する弧は管10のほゞ軸線方向
である。肩部44，46はクラウン部42を形成する直径の外
方端に沿い、ベース48の頂部と共に直径の残りを形成す
る。

ベース48のテーパした側部50，52は対向したほゞ90゜の
弧を形成し、隣接した歯34，36のテーパした側部52，52
は連続半円凹みを形成し、次の軸線方向に隣接したセグ
メントの対向した歯38の半円クラウン部を係合させる。
それ故、セグメントとした管を軸線方向に圧縮すれば、
各半円形の歯のクラウンは次の軸線方向隣接管セグメン
トの対応する半円の凹みに係合してボールとソケツト型
軸受面を形成し、圧縮力を比較的大きな面積に分布させ
る。さく井作業間のセグメントとしたさく井管で行なう
仕事の大部分は圧縮下で生ずるため、この形状は歯の摩
耗を著しく減少し、圧縮及び滑動力を分布させる面積を
最大にする。

本発明の構成は、さく井管10の張力下での不時の伸びの
可能性を除く。伸びを生ずれば両セグメントの歯間のか
じり又はセグメント間の分離を生ずる。さく井管10に張
力が作用すれば、歯34の反対向きのほゞ平な肩部44，46
が歯38の肩部56と歯40の肩部58とに接触し、確実な止め
装置となり、管セグメントの相対的なこれ以上の軸線方
向の動きを防ぐ。対向した肩部間の間隙は管セグメント
間の相対回動運動を制限し、管10の使用間の全体として
の曲率を制限する。それ故、歯と凹みとの間の間隙は管
の軸線方向には管の円周方向よりも大にし、この間隙は
対向した歯の肩部の間隙Ｇとして示す。間隙Ｇの寸法は
張力下でのセグメントとした管の伸びの量を制御すると
共にセグメント間の相対回動運動を制御し、セグメント
付きさく井管の全体としての曲率を定める。

大きな力が小面積に集中するのを避けるために、歯と凹
みとの間隙は間隙Ｇの寸法を含んで、さく井管10がさく
井作業間に形成すると予期される最大曲率において互に
接触しないように定める。更に、さく井管10の使用間に
生ずるほゞすべての圧縮力及びトルクは、軸線方向に隣
接するセグメントの円周方向に隣接する歯の歯クラウン
と相補形凹みの円滑な半円形の対向面に沿つて支持され
るのが望ましい。

第３図に示す通り、肩部とクラウン部との間の接合部で
は歯の縁部を丸くし、肩部とテーパしたベース部の間も
丸くし、円滑な曲り作用を行ない、点型の力集中による
損傷を防ぐのが望ましい。

本発明による管の歯の構成は歯の損傷に対する抵抗を大
とする。管セグメントが相対的に曲つた時に歯に生ずる
曲りモーメントは大きな円周方向成分を有する。同様に
して、さく井管を介して伝達されて管ストリング端のド
リルビツトを回転させるトルクは管セグメントの各歯に
円周方向の力を生じさせる。この力は第３図で矢印Ｆと
して示し、歯のベース附近ではモーメント腕Ｍの伸びに
よつて大となる。しかし、本発明の構成ではベースの構
成がテーパしているため、モーメント腕が長くなれば歯
のベースの厚さは大となり、このため歯のベースではク
ラウン部よりは大きな構造強度となる。既知の米国特許
2515366号，4328839号の構成に比較すれば明らかであ
る。

開いた第３図の両端を接合すれば、形成した管状部は可
撓さく井管10の隣接セグメント間のほゞ円周方向のイン
ターロツク接続を示す。本発明の好適な実施例によつ
て、可撓さく井管の各セグメントの各端部に２個の歯3
4，36と、歯34，36を互に分離する相補形の凹みとを有
する。この２枚歯の構成は歯間の相補形の半円の凹みと
共にボールとソケツト型の作用を行ない、圧縮曲げに際
して最大の変形を生じ、管の強度と耐久性とを最大にす
る。

セグメントとした管での作用力を更に分散させるための
好適な例として、管セグメントの一端に形成した２枚の
歯を、さく井管セグメントの反対端の相補形凹みから何
れかの方向にオフセツトさせる。好適な例で、各セグメ
ントの歯と凹みを反時計方向に約12°各管セグメントに
対してオケセツトさせる。これを第２図に示し、可撓管
10の互に接続した４本のセグメントを示し、歯と凹みの
接続部28，30，32は反時計方向に前の接続部からオフセ
ツトする。

本発明の上述の説明は例示であり、各種の変形が、部品
の寸法形状，材料及び細部について可能であり、実施例
並びに図面は発明を限定するものではない。

発明の効果本発明可撓さく井管は垂直でない孔の掘削に有効であ
る。

本発明によるインターロツクした歯の加工によつてさく
井間に生ずる圧縮，曲げ応力及びトルクに抵抗する。

更に、引張負荷に対して十分な抵抗力を有する。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明によるインターロツク歯を使用するセグ
メントとした可撓さく井管の一部の斜視図、第２図は歯
と相補形凹みを形成する切込部が順次オフセツトした実
施例のさく井管の一部の斜視図、第３図は管セグメント
のインターロツク歯を有する本発明可撓さく井管の一部
の拡大展開図である。 10：可撓さく井管 12：接続装置 14，16，18：セグメント 22，27，34，36，38，40：歯 24，26：凹み 42：クラウン 44，46，56，58：肩部 48：ベース 50，52：側部

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】厚い壁の剛性管を複数のセグメント（１
４、１６、１８）に分割し、該セグメントの端部と端部
をつないだ関係とする細長い管状部材（１０）を含み、
各中間セグメント（１６）の各端部が複数の相互に係合
する歯（２２、２７；３４、３６、３８、４０）及び相
補形の凹み（２４、２６）を備え、一方のセグメントの
歯が隣接するセグメントの凹み内に十分な間隙を有して
配置されてセグメント間に限定された相対運動を許容す
る継手を形成し、各歯は、弓形のクラウン部（４２）と、テーパしたベー
ス部（４８）と、クラウン部とベース部との間のほぼ平
な肩部（４４、４６、５６、５８）とを備えることを特
徴とする可撓管。
【請求項２】特許請求の範囲第１項に記載の可撓管にお
いて、前記弓形のクラウン部（４２）がほぼ半円である
こと特徴とする可撓管。
【請求項３】特許請求の範囲第１項に記載の可撓管にお
いて、前記クラウン部とベース部との間に２個のほぼ平
な肩部を有することを特徴とする可撓管。
【請求項４】特許請求の範囲第１項に記載の可撓管にお
いて、前記各歯のテーパしたベース部（４８）は弓形側
部（５０、５２、５４）を有し、円周方向に隣接する歯
の円周方向に隣接する弓形側部（５２、５４）が軸線方
向において隣接するセグメントの対応する歯（３８）を
受け入れる相補形凹みを形成することを特徴とする可撓
管。
【請求項５】特許請求の範囲第４項に記載の可撓管にお
いて、前記各歯の弓形側部は反対向きのほぼ９０°の弧
を形成することを特徴とする可撓管。
【請求項６】厚い壁の剛性管を複数のセグメント（１
４、１６、１８）に分割し、該セグメントの端部と端部
をつないだ関係とする細長い管状部材（１０）を含み、
各中間セグメント（１６）の各端部が複数の相互に係合
する歯（２２、２７；３４、３６、３８、４０）及び相
補形の凹み（２４、２６）を備え、一方のセグメントの
歯が隣接するセグメントの凹み内に十分な間隙を有して
配置されてセグメント間に限定された相対運動を許容す
る継手を形成し、上記各歯は、最大の円周方向寸法を、セグメントの本体
に歯が結合する部分に有することを特徴とする可撓管。
【請求項７】特許請求の範囲第６項に記載の可撓管にお
いて、前記歯は曲面のクラウン部（４２）とテーパした
ベース部（４８）とを備えることを特徴とする可撓管。
【請求項８】特許請求の範囲第７項に記載の可撓管にお
いて、前記歯のテーパしたベース部（４８）の両側部は
反対向きの弧（５０、５２）を有することを特徴とする
可撓管。
【請求項９】特許請求の範囲第８項に記載の可撓管にお
いて、前記クラウンはほぼ半円とし、前記ベースの両側
を形成する反対向きの各弧（５０、５２）がほぼ９０°
の円弧を含むことを特徴とする可撓管。
【請求項１０】厚い壁の剛性管を複数のセグメント（１
４、１６、１８）に分割し、該セグメントの端部と端部
をつないだ関係とする細長い管状部材（１０）を含み、
各中間セグメント（１６）の各端部が複数の相互に係合
する歯（２２、２７；３４、３６、３８、４０）及び相
補形の凹み（２４、２６）を備え、一方のセグメントの
歯が隣接するセグメントの凹み内に十分な間隙を有して
配置されてセグメント間に限定された相対運動を許容す
る継手を形成し、上記各歯が半円のクラウン部（４２）を備え、該半円の
基部が剛性管のほぼ円周方向に伸長し、該半円の弧がほ
ぼ剛性管の軸線方向に伸長し、２個の肩部（４４、４
６、５６、５８）が該半円の基部の反対向きの外方端に
設けられ、軸線方向においてほぼ下方へ且つ円周方向に
おいて外方へテーパしたベース部（４８）が設けられる
ことを特徴とする可撓管。
【請求項１１】特許請求の範囲第１０項に記載の可撓管
において、前記中間セグメントの各端部に各々２個の歯
と２個の相補形の凹みとを備えることを特徴とする可撓
管。
【請求項１２】特許請求の範囲第１０項に記載の可撓管
において、各セグメントの端部に形成された複数の歯は
セグメントの反対側端部の複数の相補形の凹みから反時
計方向にオフセツトすることを特徴とする可撓管。
【請求項１３】特許請求の範囲第１２項に記載の可撓管
において、前記中間セグメントの各端に２個の歯と２の
相補形の凹みとを備えることを特徴とする可撓管。
【請求項１４】特許請求の範囲第１０項に記載の可撓管
において、前記歯と相補形の凹みとの間隙は円周方向よ
り軸線方向に大とすることを特徴とする可撓管。
【請求項１５】特許請求の範囲第１０項に記載の可撓管
において、前記１個のセグメント上の隣接する歯のテー
パしたベース部の隣接縁部は、半円の凹みを形成し、軸
線方向に隣接するセグメントの対応する歯の半円のクラ
ウン部を受け入れることを特徴とする可撓管。
【請求項１６】特許請求の範囲第１０項に記載の可撓管
において、前記１個のセグメント各歯の各肩部は、軸線
方向において隣接するセグメントの歯の肩部に係合する
ようにされ、セグメントの軸線方向の相互の過大変位を
防ぐ止めを提供することを特徴とする可撓管。