MX2012005766A - Conexion tubular de vastago de perforador con anillo de refuerzo interno. - Google Patents

Abstract

Se muestra un acoplamiento de tubo roscado para un tubo perforador usado en operaciones de perforación horizontal que usan una forma especial de una conexión roscada con un anillo de refuerzo interno que elimina la necesidad de operaciones de forjado en caliente. El acoplamiento de tubo se usa para unir una región desajustada de un primer miembro tubular a otro miembro tubular de menor diámetro externo. El anillo de refuerzo interno es recibido dentro de la perforación interna del extremo del pasador del acoplamiento y subyace y se extiende a lo largo de una parte de su longitud. Teniendo el anillo de refuerzo una extensión interior máxima que termina en un extremo expuesto que es recibido sobre un soporte interno dispuesto en el extremo de la caja roscada internamente. El anillo de refuerzo tiene también un soporte externo formado en la extensión interior máxima del mismo que atrapa la cara del pasador entre el exterior del anillo y el interior roscado de la caja.

Description

"CONEXIÓN TUBULAR DE VASTAGO DE PERFORADOR CON ANILLO DE REFUERZO INTERNO' CAMPO TÉCNICO DE LA INVENCIÓN La presente invención se refiere generalmente a miembros tubulares tales como los usados para formar un vástago de perforador para uso en operaciones de perforación direccional horizontal y a un acoplamiento y técnica de acoplamiento para aumentar el par de torsión aplicable que dichos miembros de vástago de perforador pueden resistir.

TÉCNICA ANTERIOR En el mundo de hoy, hay numerosos ejemplos de conductos, líneas y cables subterráneos que nos rodean y que posibilitan muchas de nuestras actividades diarias. Por ejemplo, hay líneas de suministro de agua, electricidad, gas, teléfono, televisión por cable, comunicación digital y conexiones de ordenadores. A veces es preferible enterrar estas líneas por razones de seguridad y estética en vez de, por ejemplo, líneas de combustible físicas sobre el suelo o líneas eléctricas o cables aéreos. En muchas situaciones, los servicios subterráneos pueden ser enterrados en una zanja, que posteriormente se rellena. La construcción de zanajas se usa más ventajosamente en áreas de nueva construcción. En áreas donde ya está en posición una estructura existente, sin embargo, una zanja puede causar perturbaciones graves en estructuras o carreteras. Además, siempre existe la posibilidad de que la excavación de una zanja pueda dañar servicios enterrados anteriormente, y que esas estructuras o carreteras perturbadas por la excavación de la zanja sean restauradas raramente a su estado original. Incluso en áreas de nueva construcción, el enterramiento de servicios en zanja tiene ciertas desventajas. Por ejemplo, la operación de excavación de la zanja puede plantear un peligro de lesiones a trabajadores así como al tráfico.

Por estas y otras razones, técnicas alternativas tales como operaciones de taladro direccional horizontal (HDD), con frecuencia denominadas operaciones de perforación "sin zanja", se están haciendo cada vez más populares. En la operación de HDD típica, se sitúa una máquina perforadora sobre la superficie del suelo. La máquina perforadora se dispone para perforar un orificio en el suelo con una inclinación con respecto a la superficie del suelo. Se puede bombear un fluido a través de la perforación, sobre la herramienta perforadora, y retirar la herramienta con el fin de eliminar restos y suciedad. Una vez que la herramienta perforadora ha alcanzado la profundidad deseada, la herramienta es dirigida seguidamente a lo largo de una senda sustancialmente horizontal para crear una perforación horizontal. Una vez que se ha obtenido la longitud perforada deseada, la herramienta es dirigida seguidamente hacia arriba para perforar hasta la superficie. A continuación, se puede acoplar un escariador a la perforadora que se hace retroceder a través de la perforación, escariando así a perforación a un diámetro mayor. Es normal adjuntar una línea o conducto de servicio al escariador de manera que sea arrastrado a través de la perforación junto con el escariador durante esta etapa de la operación.

Una máquina perforadora direccional horizontal típica incluye un bastidor sobre el que está montado el mecanismo accionador que puede desplazarse de manera deslizable a lo largo del eje longitudinal del bastidor. El mecanismo accionador está adaptado para girar una sujeción de perforador alrededor de su eje longitudinal. El movimiento deslizante del mecanismo accionador a lo largo del bastidor, en concierto con la rotación de la sujeción del perforador, hace que la sujeción del perforador avance longitudinalmente hacia dentro o retirándose del suelo.

La longitud deseada de la perforación que se perfora puede variar de acuerdo con la tarea en ejecución, pero puede ser sustancial. Con el fin de crear una cadena perforaciones de longitud suficiente para crear la perforación deseada, muchos tramos fijos de varillas de perforador pueden ser unidos extremo con extremo. Más concretamente, una primera varilla de perforador se sitúa sobre el soporte de la máquina y se fuerza hacia dentro del terreno. Un tramo subsiguiente de varilla de perforador se sitúa sobre la máquina y se acopla al primer tramo, generalmente mediante roscas en cada varilla de perforador. Seguidamente, la longitud combinada es forzada hacia dentro del terreno. Con el fin de formar una perforación completa, numerosas varillas de perforador se añaden de esta manera durante la operación de perforación. Cuando las varillas están añadidas, la longitud de la cadena de perforaciones y la longitud de la perforación resultante se incrementan.

Cuando dos tubos de perforación son roscados entre sí en el procedimiento de formación de dicha cadena de perforaciones, los tubos son sometidos a torsión a un par predeterminado (es decir, par de torsión de montaje) para obtener una conexión segura. Durante las operaciones de perforación, la cadena de perforación se gira normalmente en un sentido de avance (por ejemplo, en el sentido de las agujas del reloj). De esta manera, asumiendo que los tubos tienen roscas a la derecha, la rotación de avance de la cadena de perforación fuerza los tubos a permanecer roscados entre sí. Sin embargo, a veces es deseable girar la cadena de perforación en sentido inverso (por ejemplo, en sentido contrario a las agujas del reloj). Durante esta rotación inversa, los tubos de perforación son forzados a desacoplarse. Esto es especialmente cierto si la cabeza de perforación de la cadena de perforación llega a atascarse en suelo duro o en roca. Es importante que las secciones de tubo de perforación no lleguen a desacoplarse. Por ejemplo, si dos de los tubos de perforación se desacoplan, se forma una separación en la junta roscada entre los tubos que permite la entrada de materia extraña en la junta. Hasta que se elimine la materia extraña, la material puede impedir que la junta experimente un par de torsión suficiente. La junta floja no va a ser capaz de soportar carga alguna de torsión rotatoria inversa, salvo que se corrija su par de torsión. Si el desacoplamiento se produce bajo tierra, puede ser difícil identificar qué junta se ha aflojado y pueden verse afectados negativamente la operación y/o el guiado de la máquina perforadora de perforación direccional horizontal.

La situación se complica además por el hecho de que las fuerzas sobre el tubo usado para perforación direccional son diferentes a las encontradas en operaciones de perforación vertical. El tubo de HDD tiene que ser más flexible que el tubo usado en'la perforación vertical porque se tiene que doblar de maneras que no son necesarias en la perforación vertical. El tubo de HDD puede ser sometido a más desgaste porque está soportado por la pared de la perforación durante la perforación y el retroceso, y puede también encontrar mayores fuerzas de extracción y rotación que el tubo vertical. Por lo tanto, el tubo de perforación usado en estas operaciones de perforación guiada tiene que ser suficientemente rígido para transmitir torsión, y suficientemente flexible para afrontar giros graduales cuando cambia la dirección de perforación. Generalmente, la flexibilidad del tubo de perforación crece cuando el diámetro del tubo decrece. Por lo tanto, para mejorar la flexibilidad es preferente un tubo de menor diámetro.

Sin embargo, dadas las altas tensiones de trabajo en estas operaciones, es también cierto que cuando el diámetro del tubo decrece, especialmente en áreas críticas del vástago del perforador, que la probabilidad de fallo en estas áreas decrece. Para reducir la probabilidad de fallo del vástago del perforador e incluso para conseguir una buena flexibilidad, los procedimientos de fabricación normales incluyen refuerzo o dilatación de los extremos del eje del tubo de perforación por calor o frío de las técnicas de forjado, de manera que se pueden unir pasador y juntas de caja de mayor diámetro. El uso de juntas mayores unidas a los extremos reforzados de tubería menores da lugar a un diseño de tubo más duradero. Sin embargo, el procedimiento de forjado en caliente usado normalmente para la deformación de los extremos del tubo de perforación es lento y costoso porque requiere una alta temperatura y múltiples operaciones. Los procedimientos de forjado en frío son también costosos Consecuentemente, existe una necesidad de un procedimiento más simple y económico para la formación de un extremo reforzado de un vástago de perforador tubular usado en operaciones de HDD.

Existe también una necesidad del desarrollo de estructuras y técnicas mejoradas que permitan que el vástago de perforador reciba un par torsor adecuado en cualquier situación que pueda surgir en la operación de la perforación en ejecución.

También existe una necesidad de incrementar en algunas circunstancias la rigidez general de la junta entre los miembros tubulares del vástago del perforador.

BREVE DESCRIPCIÓN DE LA INVENCIÓN El objetivo principal de la presente invención es proponer una solución a las muchas deficiencias antes mencionadas y advertidas en la técnica anterior en forma de una conexión mejorada de un miembro tubular del tipo usado en la fabricación de un vástago de perforador para operaciones de HDD.

Otro objetivo de la presente invención es proponer un procedimiento para la fabricación de tubos de perforación para usar en operaciones de perforación horizontal usando una forma especial de conexión o acoplamiento roscado con un anillo de refuerzo interno que elimina la necesidad de operaciones de forjado en caliente, o similares. Eliminando el uso de estos procedimientos de fabricación más complicados, la presente invención hace el procedimiento de fabricación más simple, más rápido y, por lo tanto, menos costoso.

Otro objetivo de la invención es lograr un diseño que incremente al par torsor permisible entre el pasador y los miembros de caja usados en la formación de un acoplamiento o conexión tubular incrementando las áreas de contacto del soporte de la conexión. Dicho diseño mejorado va a permitir que el vástago del perforador sea sometido a un par torsor adecuado en cualquiera situación que surja durante la operación de la perforación en ejecución.

Otro objetivo de la presente invención es el incremento de la rigidez del miembro tubular en la región bajo el miembro macho de una junta o conexión con el fin de distribuir la tensión producida por el doblado del miembro tubular en uso.

Para lograr estos objetivos, la presente invención presenta un acoplamiento de tubo roscado para unir una región reforzada de un primer miembro tubular a otro miembro de menor diámetro externo, constituyendo el primero y el segundo miembros tubulares una longitud del vástago del perforador del tipo usado en operaciones de perforación direccional horizontal. El acoplamiento del tubo de la invención incluye un extremo de caja roscado sobre el primer miembro tubular que contiene la región reforzada que coincide con un extremo de pasador roscado externamente del otro miembro tubular. El primer miembro tubular tiene una perforación y un diámetro externo, teniendo también el otro miembro tubular una perforación y un diámetro externo que es menor que el diámetro interno del primer miembro tubular durante por lo menos parte de su longitud. El extremo del pasador roscado externamente termina en una cara del pasador expuesta.

Un anillo de refuerzo interno es recibido dentro de la perforación interna del extremo de pasador y está y se extiende a lo largo de una parte de la longitud de la misma. El anillo de refuerzo tiene un interior que se extiende terminando en un extremo expuesto que es recibido sobre un soporte interno instalado en el extremo de caja roscado internamente. El anillo de refuerzo tiene también un soporte externo formado en la extensión interior máxima del mismo que atrapa la cara del pasador entre el exterior del anillo y el interior roscado de la caja. Radios y ángulos seleccionados presentes sobre el soporte interno de la caja, el extremo expuesto del anillo de refuerzo, y entre la cara del pasador y el soporte externo del anillo de refuerzo permiten un control mejorado de las fuerzas encontradas durante el montaje de la junta y durante operaciones de perforación.

El extremo expuesto del anillo de refuerzo interno forma un ángulo obtuso con respecto a una línea central de la conexión y del diámetro interno del anillo de refuerzo instalado en el extremo la caja roscado internamente que está ahusado con un ángulo complementario con respecto al ángulo del extremo expuesto del anillo de refuerzo. El soporte externo del anillo de refuerzo que atrapa la cara del pasador está inclinado con un ángulo agudo ß con respecto la línea central de la conexión y del anillo de refuerzo, estando la cara del pasador inclinada un ángulo complementario , para contactar y coincidir con el soporte externo del anillo de refuerzo. El anillo de refuerzo tiene también una superficie radial interior contigua a la extensión interior máxima del mismo, estando la superficie radial interior también ahusada selectivamente para coincidir con una superficie ahusada dentro el extremo de caja roscado internamente del primer miembro tubular.

Otros objetivos, características y ventajas se harán evidentes en la descripción escrita que sigue.

BREVE DESCRIPCIÓN DE LOS DIBUJOS La figura 1 muestra una máquina perforadora direccional horizontal que usa los miembros tubulares de vástago de perforador construida de acuerdo con los principios de la presente invención; La figura 2 es una vista en sección transversal lateral del área reforzada del vástago de perforador de un miembro tubular de vástago de perforador de la técnica anterior del tipo en consideración; La figura 3 es una vista en sección transversal lateral similar a la figura 2, pero del miembro tubular de vástago de perforador mejorado de la invención; La figura 4 es una vista en sección en primer plano de un cuarto del acoplamiento roscado de la invención tomada a lo largo de la línea IV-IV de la figura 3; y La figura 5 es una vista aislada de un extremo del anillo de refuerzo insertado usado en la formación del acoplamiento roscado del miembro tubular del vástago de perforador de la figura 3.

DESCRIPCIÓN DEL MEJOR MODO DE LLEVAR A CABO LA INVENCIÓN La versión preferente de la invención presentada en la siguiente descripción escrita y las diferentes características y detalles ventajosas de las mismas se explican más plenamente con referencia a los ejemplos no limitativos incluidos en los dibujos adjuntos y como se detallan en la siguiente descripción. Se omiten las descripciones de componentes y procedimientos y técnicas de fabricación muy conocidos para no oscurecer innecesariamente las características principales de la invención descritas en la presente. Los ejemplos usados en la siguiente descripción están pensados para facilitar la comprensión de las maneras en las que la invención puede ser practicada y para permitir además a los expertos en la técnica la práctica de la invención. Consecuentemente, los ejemplos no se deben considerar limitativos del ámbito de la invención reivindicada.

El entorno de operación básica de una forma preferente de la invención va a ser descrito ahora con respecto a la figura 1 de los dibujos que muestra una máquina perforadora direccional horizontal (HDD) típica. Sin embargo, se debe advertir que aunque esta invención será descrita en la presente en una forma preferente aplicada a operaciones de perforación horizontal, la invención puede también tener aplicación a otros tipos de tubo de perforación tal como el usado en algunas circunstancias en operaciones de perforación vertical.

La máquina 10 de perforación direccional mostrada en la figura 1 está adaptada para empujar una cadena 14 de perforación hacia dentro del terreno 16, y para extraer la cadena 14 de perforación del terreno 16. La cadena 14 de perforación incluye una pluralidad de miembros tubulares alargados, por ejemplo, 14a y 14b que están conectados en una relación de extremo con extremo. Una cabeza 18 de perforación está montada preferiblemente en el extremo lejano de la cadena 14 de perforación para facilitar el accionamiento de la cadena 14 de perforación hacia dentro del terreno 16. La cabeza 18 de perforación puede incluir, por ejemplo, un conjunto de broca de corte, una varilla iniciadora, una maza de fluido, un soporte de sonad, así como otros componentes. Preferiblemente, cada uno de los miembros 14a y 14b alargados incluye un macho o extremo de pasadora macho roscado (mostrado en 20 de la figura 2) situado enfrente de un extremo 22 de caja hembra roscado. Para acoplar los miembros 14a y 14b alargados entre sí, el extremo 20 macho del miembro 14a alargado es roscado en el extremo 22 hembra del miembro 14b alargado para permitir el acoplamiento o unión roscada.

Se debe advertir que, con respecto al miembro tubular de la técnica anterior mostrado en la figura 2, que el extremo 20 del pasador y el extremo 22 de caja están formados en una región de separación del miembro tubular. Por lo tanto, la región central del miembro tubular mostrado en la figura 2 es de diámetro externo mayor que la continuación de cualquiera de los respectivos extremos 24, 26 opuestos de los mismos. Esta región desajustada, indicada generalmente como 28 en la figura 2 presenta mayor resistencia en la región roscada de la conexión.

Volviendo otra vez a la figura 1 , la máquina 10 de perforación direccional ilustrada incluye una guía o vía 30 alargada que un operario puede colocar con cualquier número de ángulos de inclinación diferentes con respecto al suelo 16. Un accionador 32 rotatorio está montado sobre el soporte 30. El accionador 32 rotatorio está adaptado para girar la cadena 14 de perforación en sentidos de avance o retroceso alrededor de un eje 34 longitudinal de la cadena 14 de perforación. Tal como se usa en la presente, los términos "sentido de avance" o "par torsor de avance " están pensados para significar que la cadena de perforación se gira en un sentido que impulsa los miembros 14a y 14b alargados para ser roscados entre sí. Por ejemplo, si los miembros 14a y 14b alargados tienen roscas a la derecha, el sentido de avance de la rotación o par torsor es en el sentido de las agujas del reloj. Por el contrario, los términos "sentido inverso" o "par torsor inverso" significan que la cadena de perforación se gira en un sentido que impulsa los miembros 14a y 14b alargados a separarse entre sí. Por ejemplo, si los miembros 14a y 14b alargados incluyen roscas a la izquierda, el sentido inverso o el par torsor inverso están orientados en un sentido contrario al de las agujas del reloj.

De manera conocida, el accionador 32 rotatorio incluye una caja de engranajes que tiene un eje 34 de salida (es decir, un manguito motriz o eje motriz). La caja de de engranajes está accionada por uno o más motores 36 hidráulicos 36. Aunque se ha mostrado un sistema hidráulico, se apreciará que se podría usar cualquier número de tipos diferentes de dispositivos conocidos generadores de par torsor.

El accionador 32 rotatorio está adaptado para deslizar longitudinalmente el soporte 30 hacia arriba y hacia abajo. Por ejemplo, el accionador 32 rotatorio puede ser montado sobre un carro (no mostrado) que se desplaza de manera deslizable sobre raíles (no mostrados). Un mecanismo 40 de empuje está instalado para propulsar el accionador 32 rotatorio a lo largo de la vía. Por ejemplo, el mecanismo 40 de empuje mueve el accionador 32 rotatorio en un sentido descendente para empujar la cadena 14 de perforación hacia dentro del terreno 16. Por el contrario, el mecanismo de empuje propulsa el accionador rotatorio en un sentido ascendente para retirar la cadena 14 de perforación del terreno 16. Se apreciará que el mecanismo 40 de empuje puede tener cualquier número de configuraciones conocidas tales como, por ejemplo, un mecanismo de accionamiento de cadena. Las máquinas de perforación direccional que tienen una disposición de accionamiento de cadena como la antes descrita son muy conocidas en la técnica. Por ejemplo, dichas disposiciones de accionamiento de cadena son usadas en numerosas máquinas de perforación direccional fabricadas por Vermeer Manufacturing Company de Pella, lowa.

Con referencia de nuevo a la figura 1 de los dibujos, la máquina 10 de perforación incluye además unidades 42, 44 de agarre superior e inferior para uso en el acoplamiento y desacoplamiento de los miembros 14a y 14b alargados de la cadena 14 de perforación. La unidad 42 de agarre superior incluye un mecanismo accionador tal como un cilindro hidráulico para la rotación de la unidad de agarre superior alrededor del eje 34 longitudinal de la cadena 14 de perforación. Las unidades 42, 44 de agarre pueden incluir cualquier número de configuraciones adaptadas para impedir de manera selectiva la rotación de unos miembros 14a y 14b alargados agarrados. Por ejemplo, las unidades 42, 44 de agarre pueden ser configuradas como viceagarres que cuando se cierran agarran la cadena 14 de perforación con fuerza suficiente para impedir que la sierra 14 de perforación sea girada por el accionador 32 rotatorio. Alternativamente, las unidades 42, 44 de agarre pueden incluir llaves que enganchan de manera selectiva planos situados en los miembros 14a y 14b alargados para impedir la rotación de los miembros alargados.

De lo anterior se apreciará que las conexiones roscadas entre miembros tubulares están sometidas a fuerzas de torsión significativas durante el montaje de un vastago de perforador HDD. La región de separación (indicada como 28 en la figura 2) proporciona resistencia añadida en esta área crítica de la conexión. Las figuras 3-5 de los dibujos muestran un diseño mejorado del solicitante para un miembro tubular del tipo descrito. En el ejemplo ilustrado en la figura 3, el miembro 46 tubular incluye un tubo de acoplamiento roscado especial que es mostrado en forma de primer plano como 48 en la figura 4 de los dibujos. El tubo roscado especial de acoplamiento se usa para unir una región (50 en la figura 3) de separación de un primer miembro 52 tubular de otro miembro 54 tubular de menor diámetro externo. El primero y los otros miembros 52 y 54 tubulares, respectivamente, constituyen un tramo de vástago de perforador del tipo usado en operaciones de HDD del tipo antes descrito.

Como se ve mejor en la figura 4, el acoplamiento especial de la invención incluye un extremo 56 de caja roscado internamente sobre el primer miembro 52 tubular que contiene la región de separación que coincide con un extremo 58 de pasador roscado externamente del otro miembro 54 tubular. El primer miembro 52 tubular tiene una perforación interna (60 en la figura 3) y un diámetro externo. El otro miembro 54 tubular tiene también una perforación 62 interna y un diámetro externo que es menor que el diámetro externo del primer miembro tubular en al menos una parte de su longitud.

El extremo del pasador del acoplamiento termina en una cara (64 en la figura 4) del pasador expuesta 4. Un anillo 66 de refuerzo interno (66 en las figura 3 y 4) es recibido dentro de la perforación 62 interna del extremo del pasador. El anillo 66 de refuerzo es un manguito generalmente cilindrico que subyace y se extiende a lo largo de una parte de la longitud de la perforación 62 (ilustrada como "L1" en la figura 3). El anillo 66 de refuerzo tiene una extensión 67 interior máxima que termina en un extremo 68 expuesto que es recibido sobre un soporte 70 interno instalado en el extremo 52 de caja roscado internamente. El anillo 66 de refuerzo tiene también un soporte 72 externo formado en la extensión 67 interna máxima del mismo que atrapa la cara del pasador entre el anillo exterior y el interior roscado de la caja. Radios y ángulos seleccionados presentes sobre el soporte 70 interno de la caja, el extremo 68 expuesto del anillo de refuerzo, y el soporte 72 entre la cara 64 del pasador y el anillo de refuerzo proporcionan un mejor control de las fuerzas encontradas durante el montaje de la junta y durante operaciones de perforación.

La figura 5 de los dibujos muestra los ángulos y radios preferentes que han sido seleccionados para una realización preferente de la invención. En el ejemplo ilustrado en la figura 5, los ángulos y radios son los siguientes: Como se apreciará en la figura 5 y en los parámetros numéricos anteriores, el extremo 68 expuesto del anillo 66 de refuerzo interno forma un ángulo obtuso a con respecto a una línea central 74 de la conexión y del diámetro interno del anillo de refuerzo. El soporte 70 interno situado en el extremo de la caja roscada internamente está ahusado en un ángulo complementario del ángulo del extremo expuesto del anillo de refuerzo. El soporte 72 interno del anillo de refuerzo que atrapa la cara del pasador está inclinado un ángulo agudo ß con respecto a la línea central de la conexión 74 y la cara del pasador del anillo de refuerzo que está inclinada con un ángulo complementario para contactar y coincidir con el soporte externo del anillo de refuerzo. El anillo 66 de refuerzo tiene también una superficie radial interna (mostrada como 76 en la figura 5) contigua a la extensión 67 interna máxima del mismo, estando también la superficie radial interna ahusada ligeramente para coincidir con una superficie ahusada dentro del extremo de la caja roscado internamente del primer miembro tubular. En el ejemplo mostrado, el grado de ahusamiento de la superficie 76 es aproximadamente de 0, 1667 pulg/pulg. Se apreciará que cada una de las superficies 68, 70 y 76 forma un sello de metal a metal cuando se hace el acoplamiento. El extremo opuesto (75 en la figura 4) del anillo 66 de refuerzo termina en una superficie 77 ahusada interiormente.

En el ejemplo preferente ilustrado, el ángulo está en el intervalo entre aproximadamente 95 y aproximadamente1 15° con respecto a la línea central de la conexión, más preferiblemente aproximadamente 105 °. El ángulo ß está en el intervalo de entre aproximadamente 40° Y 70°, Más preferiblemente aproximadamente 60° con respecto a la línea central de la conexión.

Aunque la invención ha sido descrita con respecto a un solo extremo del acoplamiento del miembro tubular de la figura 3, se entenderá que el miembro 50 tubular estará dotado preferiblemente con un segundo acoplamiento simétrico (indicado como 78 en la figura 3) en el extremo opuesto al mismo En funcionamiento, el anillo 66 de refuerzo es instalado primero en el extremo del pasador 58 y el extremo del pasador es enganchado enroscándolo dentro de la caja 52 para hacer el acoplamiento. Cuando se hace el contacto inicial entre la cara 64 del pasador expuesta y el soporte 72 externo del anillo de refuerzo. Las fuerzas de montaje tienden a forzar el pasador hacia dentro de la superficie externa del anillos de refuerzo que la atrapa entre el anillo y la conexión de la caja en vez de permitirle sobresalir fuera y escapar, es decir, la fuerza dirige el morro del extremo del pasador radialmente hacia dentro del diámetro interno del extremo de la caja. Cuando continúa el montaje, las fuerzas son dirigidas hacia atrás hacia dentro de la región más fuerte posterior del extremo de la caja.

Ha sido propuesta una invención con varias ventajas. El uso del anillo de refuerzo de la invención da lugar a un acoplamiento para un miembro tubular que incrementa la parte a la que es aplicable la connexion tubular que puede resistir, incrementándose también al mismo tiempo la rigidez del miembro tubular bajo el miembro macho para distribuir la tensión causada por el doblamiento del producto tubular El anillo está diseñado de manera tal que tiene soportes angulares o radiales en contacto con ambos miembros de conexión tubulares macho y hembra con un manguito integral que se extiende bajo el miembro de conexión macho. La presencia del anillo de refuerzo interno incrementa el área de soporte de la connexion atrapando la cara del pasador entre el soporte de la caja por medio de radios y soportes angulares. Un producto derivado del diseño es la rigidez creciente de la junta finalmente.

Aunque la invención ha sido mostrada en solamente una de sus formas, esta no está limitada, sino que es posible cambiarla y modificarla sin salir del espíritu de la misma.

Claims (15)

REIVINDICACIONES

1. Un acoplamiento de tubo roscado para unir una región desajustada de un primer miembro tubular a otro miembro tubular de menor diámetro externo, completando el primero y otros miembros tubulares una longitud de vástago de perforador del tipo usado en operaciones de perforación direccional horizontal, el acoplamiento de tubo estando caracterizado porque comprende: un extremo de caja roscado internamente sobre el primer miembro tubular que contiene la región desajustada que coincide con un extremo de pasador roscado externamente del otro miembro tubular, teniendo el primer miembro tubular una perforación interna y un diámetro exterior, teniendo también el otro miembro tubular una perforación interna y un diámetro exterior que es menor que el diámetro exterior del primer miembro tubular en al menos una parte de su longitud; en el que el extremo del pasador termina en una cara del pasador expuesta, y en el que un anillo de refuerzo interno es recibido dentro de la perforación interna del extremo del pasador y que subyace y se extiende a lo largo de una parte de su longitud, teniendo el anillo de refuerzo una extensión interior máxima que termina en un extremo expuesto que es recibido sobre un soporte interno instalado en el extremo de la caja roscado internamente, teniendo también el anillo de refuerzo un soporte externo formado en la extensión interna máxima del mismo que atrapa la cara del pasador entre el exterior del anillo y el interior roscado de la caja por medio de radios y soportes angulares formados sobre el soporte interno de la caja, el extremo expuesto del anillo de refuerzo y entre la cara del pasador y el soporte externo del anillo de refuerzo.

2. El acoplamiento de tubo roscado de la reivindicación 1 , caracterizado porque el extremo expuesto de del anillo de refuerzo interno forma un ángulo un ángulo a obtuso con respecto a una línea central de la conexión y del diámetro interior del anillo de refuerzo, el soporte interno dispuesto en el extremo de la caja roscado internamente que está ahusado en un ángulo complementario del ángulo del extremo expuesto del anillo de refuerzo.

3. El acoplamiento de tubo roscado de la reivindicación 2, caracterizado porque el soporte externo del anillo de refuerzo que atrapa la cara del pasador está inclinado con un ángulo agudo ß con respecto a la línea central de la conexión y del anillo de refuerzo, estando la cara del pasador inclinada con un ángulo complementario para contactar y coincidir con el soporte externo del anillo de refuerzo.

4. El acoplamiento de tubo roscado de la reivindicación 3, caracterizado porque el anillo de refuerzo tiene también una superficie radial interior contigua a la extensión interna máxima del mismo, estando también la superficie radial interior ahusada ligeramente para coincidir con una superficie ahusada dentro del extremo de la caja roscado internamente del primer miembro tubular.

5. El acoplamiento de tubo roscado de la reivindicación 2, caracterizado porque el ángulo a está en el intervalo de entre aproximadamente 95 y 115° con respecto a la línea central de la conexión.

6. El acoplamiento de tubo roscado de la reivindicación 3, caracterizado porque el ángulo ß está en el intervalo de entre aproximadamente 40 y 70° con respecto a la línea central de la conexión.

7. El acoplamiento de tubo roscado de la reivindicación 4, caracterizado porque el grado de ahusamiento sobre la superficie radial interior del anillo de refuerzo está en el orden de 0,1667 pulgadas/pulgada de la superficie radial.

8. Un tramo de vástago de perforador usado en operaciones de perforación direccional horizontal, el tramo de vástago de perforador caracterizado porque comprende: un primer par de miembros tubulares alargados unidos que terminan en un primero y un segundo extremos exteriores opuestos, teniendo cada uno de los miembros tubulares alargados una perforación interna y un diámetro externo dimensionado selectivamente, estando los miembros tubulares alargados unidos entre sí por un pasador y una conexión roscada de caja situada entre los extremos exteriores opuestos de los mismos; en el que al menos un extremo seleccionado de uno de los miembros tubulares alargados tiene un acoplamiento de tubo roscado que conecta el extremo seleccionado del miembro tubular alargado a otro miembro tubular usado para constituir el tramo del vástago de perforador, teniendo el otro miembro tubular una perforación interna y un diámetro externo que es menor que el diámetro externo del primer par de miembros tubulares alargados de manera que, tras la conexión del otro miembro tubular al primer par de miembros tubulares alargados, el diámetro externo del primer par de miembros tubulares alargados forme una región desajustada en el tubo, conteniendo la región desajustada el pasador y la conexión roscada de caja; y en el que el acoplamiento de tubo roscado comprende un extremo de caja roscado sobre el extremo seleccionado de uno del par de miembros tubulares alargados que coincide con un extremo del pasador roscado externamente sobre el otro miembro tubular, en el que el extremo del pasador termina en una cara del pasador expuesta, y en el que un anillo de refuerzo interno es recibido dentro de la perforación interna del extremo del pasador y que subyace y se extiende a lo largo de una parte de la longitud del mismo, teniendo el anillo de refuerzo una extensión interior máxima que termina en un extremo expuesto que es recibido sobre un soporte interno dispuesto en el extremo de la caja roscado internamente, teniendo también el anillo de refuerzo un soporte externo formado en la extensión interior máxima del mismo que atrapa la cara del pasador entre el exterior del anillo y el interior roscado de la caja; con lo que, tras el montaje del vástago de perforador, y hecho el contacto inicial entre la cara del pasador expuesta y el soporte externo del anillo de refuerzo, las fuerzas añadidas tienden a forzar el morro del pasador radialmente en la dirección del diámetro interno del manguito de refuerzo atrapando así el pasador y reforzando el tubo, más bien que permitir que el morro del pasador se desenganche del extremo de la caja roscado internamente del acoplamiento o escalar el soporte del anillo.

9. El tramo del vástago de perforador de la reivindicación 8, caracterizado porque tras el montaje continuado del acoplamiento hace que el extremo del anillo de refuerzo expuesto actúe sobre el soporte interno dispuesto en el diámetro interno de la caja para ejercer fuerzas axiales sobre una región más fuerte de diámetro mayor del extremo de la caja del acoplamiento.

10. El tramo del vástago de perforador de la reivindicación 8, caracterizado porque ambos extremos opuestos de los miembros tubulares alargados conectados están provistos de un acoplamiento de tubo roscado que conecta el extremo seleccionado del miembro tubular alargado a otro miembro tubular alargado usado para constituir el tramo del vástago de perforador.

1 1. El tramo del vástago de perforador de la reivindicación 10, caracterizado porque el extremo expuesto del anillo de refuerzo interno forma un ángulo obtuso a con respecto a una línea central de la conexión y del diámetro interior del anillo de refuerzo, el soporte interno dispuesto en el extremo de la caja roscado internamente está ahusado con un ángulo complementario con respecto al ángulo del extremo expuesto del anillo de refuerzo y en el que el soporte externo del anillo de refuerzo que atrapa la cara del pasador está inclinado con un ángulo agudo ß con respecto a la línea central de la conexión y del anillo de refuerzo, estando la cara del pasador inclinada un ángulo complementario para contactar y coincidir con el soporte externo del anillo de refuerzo.

12. El tramo del vástago de perforador de la reivindicación 1 1 , caracterizado porque el anillo de refuerzo tiene también una superficie radial interior contigua a la extensión interior máxima del mismo, estando la superficie radial interior también ligeramente ahusada para coincidir con una superficie ahusada dentro el extremo de caja roscado internamente del primer miembro tubular.

13. El tramo del vástago de perforador de la reivindicación 12, caracterizado porque el ángulo a está en el intervalo de entre aproximadamente 95 y 115° con respecto a la línea central de la conexión.

14. El tramo del vástago de perforador de la reivindicación 13, caracterizado porque el ángulo ß está en el intervalo de entre aproximadamente 40 y 70° con respecto a la línea central de la conexión.

15. El tramo del vástago de perforador de la reivindicación 14, caracterizado porque el grado de ahusamiento sobre la superficie radial interior del anillo de refuerzo está en el orden de 0,1667 pulgadas/pulgada de la superficie radial.