JPH11505904A - 拡張可能な溝付き管部材のためのコネクター組立体 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 拡張可能な溝付き管部材（ＥＳＴ）（１０）を接続するためのコネクター組立体（２０）は、溝付き管部材のチューブ部分の端にそれぞれ取り付けられる管状の第一と第二のパーツ（２２、２４）から成る。パーツ（２２、２４）は、それら自体に溝（２６）を設けられる。第一のパーツの自由端が雄部（２８）であり、また第二のパーツの自由端は雌部（３０）であり、パーツの自由端は互いに整合されて、結合されたパーツが管材料（１０）に対応して、拡張できるように作られる。

Description

【発明の詳細な説明】 拡張可能な溝付き管部材のためのコネクター組立体 この発明は、拡張可能な管部材のチューブ部分の接続に使用するためのコネク ター組立体に関し、特に、石油とガス開発・抽出産業における、ダウンホール用 途に用いられるように、拡張可能な溝付き管部材（ＥＳＴ：expandable slotted tubing）のチューブ部分の接続に使用するためのものに関するが、これに限ら れない。 ＷＯ９３／２５８００(シェルインターナショナルリサーチマーシャピジ．Ｂ ．Ｖ．：Shell International Research Maatschappij.B.V.)に記述されるよう に、拡張可能な溝付き管部材（ＥＳＴ）は、いろいろなダウンホール用途に使わ れる可能性がある。管部材は、長さ方向の多数の溝を造るために機械加工された 複数のチューブ部分から成る。このように、例えば、管部材の中を通してマンド レルを走らせることにより、放射状に外面へ向けてチューブ部分を広げるのが比 較的簡単である。拡張によって、ダイヤ型に形成された開口部をつくるように、 前記溝を拡張する。穴の直径をさらに減少させることなく、例えば、絞り穴の下 へ穴を伸ばしたい場合に、この管部材が役に立つ。通常の管部材を使用する場合 は、管部材の外径が、必要により、管部材を該絞り穴に通過させるために、絞り 穴よりも小さい直径でなければならない。穴の直径のこの減少は、多くの重要な 影響を有し、主に穴の生産能力を減らすことになる。ＥＳＴを使って、絞り穴を 通して、絞り穴の下の穴のリーマ部分へ、管部材を通過させる。それから、管部 材は絞り穴より大きい直径に広げられる。 ＥＳＴは一定長の形で供給され、これらの部分を互いに溶接することによって 一列（String）を作り上げる。これは比較的時間がかかり、高価で、多くの状況 、例えば、悪天候下の沖合での作業では、一貫した溶接品質を維持することは難 しいかもしれない。また、溶接作業により生じる高温とさらされる炎あるいは火 花のために、安全問題が起こる可能性がある。さらに、「ミスラン(mis-run)」 の場合には、ＥＳＴ列を形成している溶接されたチューブ部分を切り離すことが 要求 され、切断された管部材は、再利用に適合できない。 本発明の目的の中には、これらの困難を取り除くか、和らげるＥＳＴのチュー ブ部分を接続する手段を提供することがある。 本発明によるとコネクター組立体は、拡張可能な溝付き管部材を接続するため に与えられ、該組立体は、溝付き管部材のそれぞれのチューブ部分の端に取り付 けるための管状の第一と第二のパーツとから成っていて、該パーツは溝が彫られ て、第一のパーツの自由端は雄部であり、第二のパーツの自由端は雌部であって 、パーツの自由端は、互いにかみ合い、管部材に対し対応して、連結されたパー ツが拡張できるように構成される。 本発明のさらに異なる特徴によると、拡張可能な溝付き管部材を接続する方法 が与えられ、該方法は以下からなる。： 第一と第二の溝付きチューブ部分を与える。； それぞれのチューブ部分の端の上に、管状で、溝付きの第一と第二のパーツを 与え、第一のパーツの自由端は雄部であり、第二のパーツの自由端は対応する雌 部である。；そして、 前記雄部と雌部を結合して、第一と第二のチューブ部分を接続する。 さらに本発明は、そのように連結した溝付きチューブ部分を、穴の中に設置す る方法に関し、放射状にチューブ部分および前記第一と第二のパーツを広げ、実 質的に内径が一定した一定長の拡張ずみ管部材を形成する段階ととを含む。 ここで使われるように、「溝付き」または「溝」といった語句が、放射状に拡 張するのを容易にするように図られた管状構造における、切断や機械加工、ある いは弱体化する加工を遂行することを意味し、以下を含む。：部分的にだけ、チ ューブ壁を通して広がり、残りの壁部分を砕くか、広げるようにした溝。；およ び、ドリルであけられた穴の列。 パーツは、それぞれの溝と整列されうるが、しかし、これは、組立体を上手く 拡張することにとって不可欠であるとはみなされない。 好ましくは、パーツは対応するネジ山であり、パーツは、相対回転によって作 り上げられもよい。代わりに、刺し込みによって、また、最も好ましくは、刺し 込みと回転との組み合わせにより、パーツが構成されてもよい。 好ましい形態として、互いにパーツを固定するために、固定具が設けられる。 ；これが、連結した管部材が広げられるとき、パーツの自由端の放射状の分離を 防ぎ、一方のパーツの他方に対する回転を防ぐ。最も好ましくは、固定具は、外 側の雌部の自由端に隣接し、管部材が拡張されるときに端部が朝顔状に広げられ るのを妨ぐために位置する。固定具は、取り外し可能であるとよく、例えば適当 な穴に置かれる短いネジが、パーツに配置されるこにより、管部材は、ミスラン (mis-run)の場合に切り離される。ネジなどおよび関連したネジ穴の使用も、パ ーツが望ましい整合状態にあることを確実にするために、便利な手段を提供する 。 また、好ましくは、パーツは対応するネジ山を有し、固定具によって互いに固 定されている。最も好ましくは、固定具は、雌部において、その自由端とネジ山 部分の間に係合する。この配列は、溝パターンのいずれの場所にも配置される。 また、代替配列で、雄部において、その自由端とネジ山部分の間に係合する固定 具が配置されてもよい。この配列では、溝端の間で、組立体の拡張によって変形 しないパーツの節部の上に、ネジ山部分が配置されることが好ましい。 好ましくはまた、各々のパーツにおいて、他のパーツの自由端と係合する部分 が、アンダーカットした凸部か溝を含み、当該他のパーツの自由端は、該溝の中 に位置する舌部を有する。前記部分の一方か両方ともが、他のパーツの端の唇部 に係合するための背面角（back angle）を有してもよい。これは、チューブ部分 の拡張時に自由端が朝顔状に広がる可能性を最小にする；雄部の端部でこのよう に広がることは、ツールがすばやくはめあわされる管部材の穴の中に不規則性を 生じる。パーツにネジ山を設けると、好ましいことに、雌部のネジ山の内部を通 過するときに、雄部の唇状自由端が内側にそれるように、またパーツを、刺し込 むことによって少くとも部分的に作り上げることができるように、配置される。 そのようなそりは、雄部にヒンジ部を配置することによって、吸収できる。 パーツは、それぞれのチューブ部分に一体に、形成されるか、溶接されるか、 あるいは固定される。；溶接や固定の作業は、製作または組立施設内で、行われ るとよく、チューブ部分が、現場に届けられ、接続しやすい。 コネクター組立体および接続された管部材を扱い易くするために、１方か両方 のパーツにおいてコネクター組立体に外側肩部を配置するとよい。好ましくは、 肩部はパーツの節部に設けられる。 ここで、実施例により、添付の図面に関連して、本発明のこれらおよび他の様 態を記述する。それは： 図１は、拡張可能な溝付き管部材（ＥＳＴ）の一条の断面図であり、拡張され た構成を示す。； 図２は、図１の線２−２の断面図および拡張されてない構成のＥＳＴの断面図 を示す。； 図３は、分離して示された組立体のパーツで、本発明の好ましい実施の態様に 沿ったコネクター組立体の二分の一断面である。；そして 図４は、図３のコネ クター組立体の二分の一断面であり、接続されたパーツを示す。 図１および２の図面を先ず参照として、拡張可能な溝付き一条（a length）の 管部材（ＥＳＴ）１０を図示する。その最初の構成の中で、管部材１０は、一連 の長さ方向の溝１２が機械加工された（図２の中では、溝１２ａ付きのチューブ １０ａとして示された）単に一条の管である。管部材壁に放射状の外力を働かせ ることにより、例えばマンドレルを管部材に通すことにより、ＷＯ９３／２５８ ００の中で記述されるように、溝１２ａが、ダイヤ型の開口部１２ｂとなるよう に、該チューブが広げられる。 管部材１０は輸送と取り扱いに適当な長さのチューブ部分で供給され、これら は管状の列をつくるため、表面で互いに連結される。図３および４の図面で図示 されるコネクター組立体２０は、そのようなチューブ部分を接続するために使う 。組立体２０は、第一のパーツ２２と第二のパーツ２４から成り、それぞれのチ ューブ部分の端に取り付けられる。この特別な実施例では、パーツ２２と２４は 、チューブ部分の端に溶接されるように構成される。パーツ２２、２４は、管部 材１０と同じようにして広げられるものであり、同様の長さ方向の溝２６を設け られる。 第一のパーツ２２の自由端は、雄部２８を形成するために機械加工され、後述 するように、第二のパーツ２４の自由端は、雄部２８を受けるために構成された 対応の雌部３０となる。両方の部分２８、３０は、対応するネジ山３２、３３を 有し、従って、パーツ２２、２４は相対回転により作り上げられることができる 。ネジ山は、溝２６によって形成された指状部分４０、４１の節部２７ａ、２７ ｂに、すなわち溝端の間であって、組立体２０の拡張の後にも実質的に変形され てない部分に位置する。 各々のパーツ２２、２４には、対応する形状である他のパーツの自由端３６、 ３７に係合するために、それぞれのアンダーカットした凸部３４、３５を設ける 。第二のパーツ２４に形成された凸部３５は、背面角をなし、第一のパーツ３６ の自由端において放射状に広がっている唇部３９とはめ合わされる。これは、管 部材の拡張時に、１方のパーツの自由端を、他方のパーツから離さないようにす るのに役立つ。唇部３９が第二のパーツのネジ山３３内を通り抜けられるように 、第一のパーツの自由端３６を内側にそらせられるために、第一のパーツ２２に はヒンジ部（living hinge）３８を形成する。ヒンジ部３８が、自由端３６から 比較的長い距離に隔てて設けられることに注目されよう。そのため、自由端３６ がネジ山３３を通過するためにヒンジ部３８において必要なそりかえり角度はご く小さい。 上述したように、パーツ２２、２４の溝２６は、パーツの自由端３６、３７が 各々指状部分４０、４１を形作るように配置され、これらの指状部分の各々は穴 ４２、４３を形作る。第一のパーツ２２の中の穴４２にネジ山を設けられるのに 対して、第二のパーツの中の穴４３は、さら形穴をあけられ、指状部分４０、４ １は、たくさんの短いネジ４４を使うことで、互いに固定されうる。ネジ（固定 具）４４は、第二のパーツ２４の自由端に隣接して位置するが、これは指状部分 ４１が、管部材の拡張時に外側に朝顔形に広がる傾向を有するためである。また これに加えて、１列のネジが、ネジ山３２、３３のもう一方の側に配置されうる が、この場合、凸部３５に背面角を設けることは必要ではない。これは、追加の ネジにより、広げられた指部４０が拡張された部分２４から分離するのを防止で きるからである。凸部３５の背面角が必要でないならば、放射状に広がっている 唇部３９が省略されてもよく、またこのためヒンジ部３８を設ける必要はない。 チューブ状のコネクター組立体２０を設けた２条のチューブ部分を接続するた めに、パーツ２２、２４は一緒にされるか、刺し込まれるが、第一のパーツの自 由端３６が、第二のパーツの自由端３７を通過し、端部３６は、ネジ山３３の中 に入るように、内側にそらされる。一度、ネジ山３２、３３が一緒になると、第 一のパーツ２２は、第二のパーツ２４に対し相対回転させられ、パーツ２２、２ ４は堅固に係合される。必要ならば、第一のパーツ２２を反対側の方向へ回転し 、穴４２、４３を整合し、これにより溝２６をパーツ２２、２４内で整合する。 それから、ネジ４４は穴４２、４３に固定される。 管部材のチューブ部分の所望の数が、このように接続され、列を形成し、穴の 範囲内で要求された場所にまでダウンホール（downhole）される。それから、管 部材とコネクター組立体は要求された直径に広げられてもよい。しかしながら、 ミスラン(mis-run)の場合に、管部材を引き出し、分解することが要求されるが 、これは、ネジ４４を取り除くことと、第一と第二のパーツ２２、２４のネジを 緩めて抜くことと、それから、雄部２８を雌部３０から引っ込めることによって 比較的簡単に達成されうる。 上記の実施の態様は、単に本発明の典型であり、発明の範囲から乖離すること なく、いろいろな修正と改良をしてもよいことは、この技術分野の熟練者には明 らかである。

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Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １.拡張可能な溝付き管部材（１０）を接続するためのコネクター組立体（２０ ）であって、該組立体は、複数の溝付きチューブ部分のそれぞれの端に取り付け られる管状の第一のパーツ（２２）と第二のパーツ（２４）を有し、該パーツに は溝（２６）が設けられていて、雄部（２８）を構成する第一のパーツの自由端 と、雌部（３０）を構成する第二のパーツの自由端とが、相互に係合するように 構成され、結合されたパーツが管部材に対応して拡張できるようにしたコネクタ ー組立体。 ２.パーツ（２２、２４）の溝（２６）が整合している請求項１に記載のコネク ター組立体。 ３.パーツ（２２、２４）が対応するネジ山（３２、３３）を有し、相対回転に よって作り上げられる請求項１または２に記載のコネクター組立体。 ４.パーツ（２２、２４）が、中に刺し込むことによって作り上げることができ るように構成された請求項１、２または３に記載のコネクター組立体。 ５.パーツ（２２、２４）が、対応するネジ山（３２、３３）であり、中に刺し 込むことと、回転することの組み合わせによって、作り上げることができるよう に構成された請求項１から４のいずれかに記載のコネクター組立体。 ６.固定具（４４）が、互いにパーツ（２２、２４）を固定するように設けられ た請求項１から５のいずれかに記載のコネクター組立体。 ７.固定具（４４）が、雌部（３０）の自由端に隣接して位置し、管部材が拡張 されるときに端部が外側に朝顔形に広がることを防ぐ請求項６に記載のコネクタ ー組立体。 ８.固定具（４４）が、弛緩可能である請求項６または７に記載のコネクター組 立体。 ９.固定具が、パーツ（２２、２４）に設けられた適当な穴（４２、４３）の中 に位置するネジ（４４）であり、ミスラン(mis-run)の場合に、管部材が分離さ れる請求項８に記載のコネクター組立体。 １０.パーツ（２２、２４）は、対応するネジ山（３２、３３）を有し、固定具 （４４）によって互いに固定される請求項１から９のいずれかに記載のコネクタ ー組立体。 １１.固定具（４４）が、雌部（３０）の自由端とネジ山（３３）の間に係合す る請求項１０に記載のコネクター組立体。 １２.固定具が、また、雄部（２８）の自由端とネジ山（３２）の間に係合する ために設けられる請求項１１に記載のコネクター組立体。 １３.パーツ（２２、２４）が、対応するネジ山（３２、３３）を有し、該ネジ 山はパーツの節部の上に位置する請求項１から１２のいずれかに記載のコネクタ ー組立体。 １４.各々のパーツ（２２、２４）の部分が、他のパーツ（２４、２２）の自由 端に係合されて、アンダーカットした溝（３４、３５）を含み、また、他のパー ツの自由端が、溝（３４、３５）の中に位置するために舌部（３７、３６）を有 する請求項１から１３のいずれかに記載のコネクター組立体。 １５.前記部分のうちの少くとも１つが、他のパーツの端に唇部（３９）で係合 する背面角を有する請求項１４に記載のコネクター組立体。 １６.雄部（２８）の自由端に、唇部（３９）を設け、刺し込むことにより、パ ーツを少くとも部分的に作り上げられることができるように、雄部の自由端を内 側にそりかえすようになっている請求項１５に記載のコネクター組立体。 １７.前記そりかえしが、雄部（２８）に設けられたヒンジ部（３８）を配置す ることで吸収される請求項１６に記載のコネクター組立体。 １８.パーツ（２２、２４）は、それぞれチューブ部分と一体に形成される請求 項１から１７のいずれかに記載のコネクター組立体。 １９.パーツ（２２、２４）が、それぞれチューブ部分に溶接されるように構成 される請求項１から１７のいずれかに記載のコネクター組立体。 ２０.外側肩部が、一方か両方のパーツ（２２、２４）に、組立体（２０）およ び連結した管部材（１０）の取り扱いを容易にするために設けられる請求項１か ら１９のいずれかに記載のコネクター組立体。 ２１.肩部は、パーツ（２２、２４）の節部に設けられる請求項２０に記載のコ ネクター組立体。 ２２.穴の中において、請求項１から２１のいずれかに記載のコネクター組立体 （２０）で接続した溝付き管部材（１０）を設置する方法であって、放射状に管 部材のチューブ部分（１０）および前記第一のパーツ（２２）と第二のパーツ（ ２４）を広げ、実質的に内径が一定した一定長の拡張ずみ管部材を形成する段階 を含む設置方法。 ２３.拡張可能な溝付き管部材を接続する方法であり、該方法は、：第一と第二 の溝付きチューブ部分（１０）を与えること；それぞれのチューブ部分（１０） の端に、管状で溝付きの第一のパーツ（２２）と第二のパーツ（２４）を設け、 および第一のパーツの自由端で雄部（２８）を形成し、第二のパーツの自由端で 対応する雌部（３０）を形成し、；前記雄部（２８）と雌部（３０）を、第一と 第二のチューブ部分（１０）に接続するために結合することを含む接続方法。