NL8503029A

NL8503029A - Connector to couple dissimilar tubes of drilling string - has cylindrical tubular member with female and male screw thread at its ends and concavely curved annular groove with edges spaced from ends

Info

Publication number: NL8503029A
Application number: NL8503029A
Authority: NL
Original assignee: Scope Engineering B V
Priority date: 1985-11-05
Filing date: 1985-11-05
Publication date: 1987-06-01

Abstract

The connector (1) is intended for coupling two tubes (8,11) of a drilling string which have dissimilar diameters and/or coupling elements, i.e. a male screw-in portion (7) and a female screwed receiving portion (10). It consists of a short cylindrical (1') tubular member at its end faces (3,4) provided with coupling element (5,9) such that one end (3) can be connected with the element (7) of one tube (8) and the other (4) with the element (10) of the other tube (11). The cylindrical outer surface (1') of the connector is provided with an annular groove (2) with concavely curved cross-section whereby the axially spaced edges (2',2'') of the groove are arranged at axial distances from the respective end faces (3,4) (claimed).

Description

-1- N.0. 33.4-90-1- N.0. 33.4-90

Overgangsstuk voor het indirekt aan elkaar koppelen van twee stukken boorgereedschap.Transition piece for indirectly connecting two pieces of drilling tools.

De uitvinding betreft een overgangsstuk voor het indirekt aan elkaar koppelen van twee stukken boorgereedschap, in het bijzonder twee boorpijpen van zodanig verschillende types dat deze pijpen in wezen niet direkt aan elkaar kunnen worden gekoppeld, voor welke koppeling, telkens twee koppelelementen met elkaar moeten worden verbonden, en wel een van buitenschroefdraad voorzien insteekdeel in 5 een van binnenschroefdraad voorziene opneemholte moet worden geschroefd, welk overgangsstuk een ten opzichte van de lengte van een boorpijp kort, in het algemeen cilindrisch buisstuk bestaat dat bij beide kopvlakken is voorzien van een zodanig gevormd koppelelement dat het koppelelement bij het ene kopvlak kan worden verbonden met een 10 koppelelement van een boorpijp van het ene type en het koppelelement bij het andere kopvlak kan worden verbonden met en koppelelement van een boorpijp van het andere type.The invention relates to a transition piece for indirectly coupling two pieces of drilling tools, in particular two drill pipes of such different types, that these pipes can essentially not be directly coupled to each other, for which coupling two coupling elements must be connected to each other namely, an externally threaded insert part has to be screwed into an internally threaded receiving cavity, which transition piece consists of a generally cylindrical pipe section which is short with respect to the length of a drill pipe and which is provided at both end faces with a coupling element such that the coupling element at one end face can be connected to a coupling element of a drill pipe of one type and the coupling element at the other end face can be connected to a coupling element of a drill pipe of the other type.

Bij het boren van betrekkelijk diepe boorgaten, in het bijzonder bij de aardolie en/of aardgasindustrie wordt gebruik gemaakt 15 van een boorserie die dient voor het overbrengen van de bij het aardoppervlak op deze serie uitgeoefende rotatie-kracht naar de aan het ondereind van de serie bevestigde boorbeitel en voor het geleiden van een spoel-fluidum. Zo'n boorserie is meestal opgebouwd uit drie verschillende elementen. Het onderste deel van zo'n serie, direkt boven 20 de boorbeitel wordt daarbij gevormd door één of meer zwaarstangen die voornamelijk dienen om gewicht op de boorbeitel te brengen en die derhalve zodanig zijn uitgevoerd dat zij grote drukkrachten kunnen weerstaan. Boven deze zwaarstangen zijn zware hoorbuizen aanwezig die hoofdzakelijk dienen voor het vormen van een torsie-overgangsgebied 25 naar de gewone hoorbuizen die het overige bovenste en grootste deel van de boorserie vormen. Daarbij moeten dikwijls ook andere boorgereedschappen, zoals stabilisatoren, ruimers, scharen enzovoorts in de serie worden opgenomen.When drilling relatively deep boreholes, especially in the petroleum and / or natural gas industry, use is made of a drill string which serves to transfer the rotational force exerted on the earth surface on this series to the bottom end of the series attached drill bit and for guiding a flushing fluid. Such a drill series is usually made up of three different elements. The lower part of such a series, directly above the drill bit, is formed by one or more heavy bars which mainly serve to bring weight to the drill bit and which are therefore designed in such a way that they can withstand large compressive forces. Above these heavy bars are heavy hearing tubes which serve primarily to form a torsion transition region 25 to the ordinary hearing tubes which form the remainder of the upper and most of the drill string. In addition, other drilling tools, such as stabilizers, reamers, shears, etc., often have to be included in the series.

Al deze verschillende elementen kunnen daarbij 3Q verschillende buiten- en/of binnendiameters, schroefdraadtypes en/of -afmetingen hebben, zodat deze niet direkt met elkaar kunnen worden verbonden. Daarom wordt voor het aan elkaar koppelen van dergelijke verschillende elementen een overgangsstuk gebruikt.-All these different elements can herein have different outer and / or inner diameters, screw thread types and / or dimensions, so that they cannot be directly connected to each other. Therefore, a transition piece is used for coupling such different elements together.

De praktijk heeft bewezen dat de bekende overgangsstukken $ ” * η * λ v 0 V O Ü £ y -2- onderhevig zijn aan mechanische tekortkomingen zodat deze stukken dikwijls moeten worden vervangen wat betekent dat de gehele boorserie moet worden getrokken. Daarbij kan een overgangsstuk zelfs bezwijken met als gevolg dat het onderste deel van een boorserie in het boorgat 5 achterblijft en moet worden gevangen wat een kostbare tijdrovende bezigheid is.Practice has proven that the known transition pieces $ ”* η * λ v 0 V O Ü £ y -2- are subject to mechanical shortcomings so that these pieces often have to be replaced, which means that the entire drill string must be drawn. In addition, a transition piece may even fail, with the result that the lower part of a drill string remains in the borehole 5 and has to be caught, which is an expensive time-consuming activity.

Het doel van de uitvinding is een verbeterd overgangsstuk te verschaffen.The object of the invention is to provide an improved transition piece.

Dit doel wordt bereikt doordat bij het overgangsstuk 10 volgens de uitvinding, in het cilindrische buitenoppervlak daarvan een omtreksgroef is aangebracht, die vanaf zijn beide kanten geleidelijk dieper wordt, waarbij deze kanten van de groef elk op een afstand van het betreffende dichtstbij gelegen kopvlak van het overgangsstuk zijn gelegen. Deze genoemde afstanden zijn daarbij minstens zodanig groot, 15 dat aan weerskanten van de groef delen overblijven waar het overgangsstuk kan worden gegrepen door een werktuig.This object is achieved in that in the transition piece 10 according to the invention, a circumferential groove is arranged in the cylindrical outer surface thereof, which gradually becomes deeper from both sides, these sides of the groove each being at a distance from the respective nearest end face of the transition piece are located. These distances are at least so great that parts remain on either side of the groove where the transition piece can be gripped by a tool.

Volgens de uitvinding is gebleken dat de bekende overgangsstukken kunnen bezwijken als gevolg van het optreden van betrekkelijk grote spanningen in een beperkt gebied, welke spanningen 20 nu door het aanbrengen van de groef worden verplaatst naar en verspreid over een groter lengtedeel van het overgangsstuk, waardoor het overgangsstuk de daarop uitgeoefende krachten goed kan weerstaan.According to the invention, it has been found that the known transition pieces can collapse due to the occurrence of relatively large stresses in a limited area, which stresses are now displaced by applying the groove to and spread over a larger length of the transition piece, so that the transition piece can withstand the forces exerted on it well.

Bij een overgangsstuk waarbij het koppelelement bij ten ‘ minste een van de kopvlakken uit een opneemholte bestaat is bij 25 voorkeur de afstand tussen het genoemde kopvlak en de dichtstbij gelegen kant van de groef minstens gelijk is aan de diepte van de opneemholte.In a transition piece in which the coupling element at at least one of the end faces consists of a receiving cavity, the distance between said end face and the nearest side of the groove is preferably at least equal to the depth of the receiving cavity.

Op voordelige wijze heeft de omtreksgroef de vorm van een omwentelingsvlak.Advantageously, the circumferential groove has the shape of a surface of revolution.

30 Bij een overgangsstuk waarbij de radiale afmetingen van de kopvlakken van elkaar verschillen, welk overgangsstuk dient voor het met elkaar in verbinding stellen van hoorbuizen van verschillende buitendiameters, gaat, volgens de uitvinding, het kopvlak met de kleinste radiale afmeting, bij de buitenkant, via een schuin lopend 35 overgangsdeel over in het cilindrische omtreksvlak-deel dat aan de ene kant van de omtreksgroef ligt.According to the invention, in the case of a transition piece in which the radial dimensions of the front surfaces differ from each other, which transition piece serves to connect hearing tubes of different outer diameters, the front surface with the smallest radial dimension, goes via an oblique transition portion into the cylindrical circumferential surface portion which lies on one side of the circumferential groove.

De uitvinding wordt nader uiteengezet aan de hand van de tekening waarin twee uitvoeringsvormen van een overgangsstuk volgens 85 0 3 02 8 -3- de uitvinding zijn weergegeven.The invention will be explained in more detail with reference to the drawing, which shows two embodiments of a transition piece according to the invention.

Zoals getoond in figuur 1 heeft het overgangsstuk 1 in het cilindrische buitenoppervlaksdeel een omtreksgroef 2 in de vorm van een onwentelingsoppervlak. De randen 2' en 2" van de groef 2 liggen 5 daarbij op een afstand van het kopvlak 3 respectievelijk 4 van het overgangsstuk.As shown in Figure 1, the transition piece 1 in the cylindrical outer surface portion has a circumferential groove 2 in the form of a revolution surface. The edges 2 'and 2 "of the groove 2 then lie at a distance from the end face 3 and 4 of the transition piece.

In het kopvlak 3 is een van binnenschroefdraad voorziene opneemholte 5 gevormd die langs de buitenrand wordt omringd door een ringvormig aanligvlak gevormd door het buitenste deel van het kopvlak 10 3. Dit aanligvlak 3 wordt bij de buitenkant begrensd door een kegelvormig omtreksvlak-deel 6 dat overgaat in het cilindrische omtreksvlak-deel 1’ dat aan de ene kant van de omtreksgroef 2 ligt. Zoals getoond kan in de opneemholte 5 het insteekdeel 7 van een hoorbuis 8 worden geschroefd.In the end face 3, an internally threaded receiving cavity 5 is formed, which is surrounded along the outer edge by an annular abutment surface formed by the outer part of the end face 10 3. This abutment surface 3 is bounded on the outside by a conical peripheral part 6 which transitions in the cylindrical peripheral surface part 1 'which lies on one side of the circumferential groove 2. As shown, the insertion part 7 of a hearing tube 8 can be screwed into the receiving cavity 5.

15 Bij het andere kopvlak 4 is een van buitenschroefdraad voorzien insteekdeel 9 gevormd, dat bij de voet wordt omringd door een ringvormige schouder bestaande uit het buitenste deel van het kopvlak 4. Zoals getoond kan dit insteekdeel 9 in de opneemholte 10 van een hoorbuis 11 worden geschroefd, zodat daarna de boorbuizen 8 en 11, via 20 het overgangsstuk 1 met elkaar zijn verbonden, waarbij de hoorbuis 8 een kleinere buitendiameter heeft dan de hoorbuis 11, en de koppelorganen 7 en 10 van respectievelijk de hoorbuis 8 en 11 niet bij elkaar passen.At the other end face 4, an externally threaded insertion part 9 is formed, which is surrounded at the foot by an annular shoulder consisting of the outer part of the end face 4. As shown, this insertion part 9 can be inserted in the receiving cavity 10 of a hearing tube 11 screwed, so that afterwards the drill pipes 8 and 11 are connected to each other via the transition piece 1, the hearing tube 8 having a smaller outer diameter than the hearing tube 11, and the coupling members 7 and 10 of the hearing tube 8 and 11 respectively do not match .

Zoals getoond in figuur 2 heeft het overgangsstuk 12 25 eveneens een omtreksgroef 13. In het bovenste kopvlak 14 is een van binnenschroefdraad voorziene opneemholte 15 gevormd, waarin het van buitenschroefdraad voorziene insteekdeel 16 van een boorbuis 17 kan worden geschroefd. Bij het andere kopvlak 18 is een van buitenschroefdraad voorzien insteekdeel 19 gevormd dat in de 30 opneemholte 20 van een boorbuis 21 kan worden geschroefd, waardoor de buizen 17 en 21 met gelijke buitendiameters maar ongelijke koppelorganen 16 respectievelijk 20 met elkaar worden verbonden.As shown in Figure 2, the transition piece 12 also has a circumferential groove 13. In the upper end face 14, an internally threaded receiving cavity 15 is formed into which the externally threaded insert 16 of a drill pipe 17 can be screwed. At the other end face 18, an externally threaded insert 19 is formed which can be screwed into the receiving cavity 20 of a casing 21, thereby connecting the tubes 17 and 21 with equal outer diameters but unequal coupling members 16 and 20, respectively.

35 v ^35 v ^

Claims

1. Transition piece for indirectly coupling two pieces of drilling tools, in particular two drill pipes of different types, such that these pipes can essentially not be directly coupled to each other, for which coupling two coupling elements must be connected to each other, and an insert threaded part with an external thread must be screwed into a receptacle provided with an internal thread, which transition piece consists of a generally short cylindrical pipe section relative to the length of a drill pipe, which is provided at both end surfaces with a coupling element such that the coupling element is the one end face can be connected to a coupling element of a drill pipe of one type and the coupling element at the other end face can be connected to a coupling element of a drill pipe of the other type, characterized in that in the cylindrical outer peripheral surface of the transition piece a circumferential groove is provided, d ie gradually deepens from both sides, these sides of the groove each being spaced from the respective nearest end face of the transition piece

2. Transition piece according to claim 1, wherein the coupling element at at least one of the end faces consists of a receiving cavity, characterized in that the distance between said end face and the nearest side of the groove is at least equal to the depth of the receiving cavity .

3. Transition piece according to claims 1 or 2, characterized in that the circumferential groove has the shape of a surface of revolution.

4. Transition piece according to claims 1-3, wherein the radial dimensions of the end faces differ from each other, characterized in that the end face with the smallest radial dimension, at the outside, merges via a sloping transition part into the cylindrical circumferential portion part on one side of the circumferential groove. 35 850 3 02 9 i