RU2723056C2 - Components of drill string, having multi-threaded connections - Google Patents
Components of drill string, having multi-threaded connections Download PDFInfo
- Publication number
- RU2723056C2 RU2723056C2 RU2016149672A RU2016149672A RU2723056C2 RU 2723056 C2 RU2723056 C2 RU 2723056C2 RU 2016149672 A RU2016149672 A RU 2016149672A RU 2016149672 A RU2016149672 A RU 2016149672A RU 2723056 C2 RU2723056 C2 RU 2723056C2
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- thread
- drill string
- threads
- component
- hollow body
- Prior art date
Links
- 230000004323 axial length Effects 0.000 claims abstract description 80
- 230000001154 acute effect Effects 0.000 claims description 16
- 238000005553 drilling Methods 0.000 abstract description 46
- 239000000463 material Substances 0.000 abstract description 35
- 230000002829 reductive effect Effects 0.000 abstract description 5
- 230000000694 effects Effects 0.000 abstract description 2
- 238000009987 spinning Methods 0.000 abstract 1
- 239000000126 substance Substances 0.000 abstract 1
- 230000013011 mating Effects 0.000 description 28
- 238000000034 method Methods 0.000 description 28
- 238000013459 approach Methods 0.000 description 14
- 230000007246 mechanism Effects 0.000 description 12
- 230000007704 transition Effects 0.000 description 9
- 230000015572 biosynthetic process Effects 0.000 description 7
- 238000003754 machining Methods 0.000 description 7
- 238000005299 abrasion Methods 0.000 description 4
- 230000008901 benefit Effects 0.000 description 4
- 230000006835 compression Effects 0.000 description 4
- 238000007906 compression Methods 0.000 description 4
- 238000000354 decomposition reaction Methods 0.000 description 4
- 230000007423 decrease Effects 0.000 description 4
- 238000013461 design Methods 0.000 description 4
- 210000002445 nipple Anatomy 0.000 description 4
- 238000012545 processing Methods 0.000 description 4
- 238000005452 bending Methods 0.000 description 3
- 230000008859 change Effects 0.000 description 3
- 230000003993 interaction Effects 0.000 description 3
- 230000036316 preload Effects 0.000 description 3
- 230000008569 process Effects 0.000 description 3
- 230000000717 retained effect Effects 0.000 description 3
- 238000007514 turning Methods 0.000 description 3
- 230000009471 action Effects 0.000 description 2
- 238000005266 casting Methods 0.000 description 2
- 238000005520 cutting process Methods 0.000 description 2
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 2
- 238000005516 engineering process Methods 0.000 description 2
- 238000000227 grinding Methods 0.000 description 2
- 238000003780 insertion Methods 0.000 description 2
- 230000037431 insertion Effects 0.000 description 2
- 238000005304 joining Methods 0.000 description 2
- 230000000670 limiting effect Effects 0.000 description 2
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 description 2
- 238000003801 milling Methods 0.000 description 2
- 239000000654 additive Substances 0.000 description 1
- 210000000481 breast Anatomy 0.000 description 1
- 238000010276 construction Methods 0.000 description 1
- 230000008878 coupling Effects 0.000 description 1
- 238000010168 coupling process Methods 0.000 description 1
- 238000005859 coupling reaction Methods 0.000 description 1
- 238000005336 cracking Methods 0.000 description 1
- 230000003628 erosive effect Effects 0.000 description 1
- 238000001125 extrusion Methods 0.000 description 1
- 239000012530 fluid Substances 0.000 description 1
- 239000007789 gas Substances 0.000 description 1
- 230000006872 improvement Effects 0.000 description 1
- 238000009434 installation Methods 0.000 description 1
- 239000007788 liquid Substances 0.000 description 1
- 238000005259 measurement Methods 0.000 description 1
- 239000002184 metal Substances 0.000 description 1
- 239000000203 mixture Substances 0.000 description 1
- 230000008520 organization Effects 0.000 description 1
- 230000036961 partial effect Effects 0.000 description 1
- 239000003208 petroleum Substances 0.000 description 1
- 238000003672 processing method Methods 0.000 description 1
- 230000009467 reduction Effects 0.000 description 1
- 238000005096 rolling process Methods 0.000 description 1
- 230000035939 shock Effects 0.000 description 1
- 239000003381 stabilizer Substances 0.000 description 1
- 238000010189 synthetic method Methods 0.000 description 1
- 238000012546 transfer Methods 0.000 description 1
- 230000003313 weakening effect Effects 0.000 description 1
Images
Classifications
-
- E—FIXED CONSTRUCTIONS
- E21—EARTH OR ROCK DRILLING; MINING
- E21B—EARTH OR ROCK DRILLING; OBTAINING OIL, GAS, WATER, SOLUBLE OR MELTABLE MATERIALS OR A SLURRY OF MINERALS FROM WELLS
- E21B17/00—Drilling rods or pipes; Flexible drill strings; Kellies; Drill collars; Sucker rods; Cables; Casings; Tubings
- E21B17/02—Couplings; joints
- E21B17/04—Couplings; joints between rod or the like and bit or between rod and rod or the like
- E21B17/042—Threaded
-
- E—FIXED CONSTRUCTIONS
- E21—EARTH OR ROCK DRILLING; MINING
- E21B—EARTH OR ROCK DRILLING; OBTAINING OIL, GAS, WATER, SOLUBLE OR MELTABLE MATERIALS OR A SLURRY OF MINERALS FROM WELLS
- E21B17/00—Drilling rods or pipes; Flexible drill strings; Kellies; Drill collars; Sucker rods; Cables; Casings; Tubings
- E21B17/02—Couplings; joints
- E21B17/04—Couplings; joints between rod or the like and bit or between rod and rod or the like
- E21B17/042—Threaded
- E21B17/0423—Threaded with plural threaded sections, e.g. with two-step threads
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
- Geology (AREA)
- Mining & Mineral Resources (AREA)
- Mechanical Engineering (AREA)
- Physics & Mathematics (AREA)
- Environmental & Geological Engineering (AREA)
- Fluid Mechanics (AREA)
- General Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
- Geochemistry & Mineralogy (AREA)
- Earth Drilling (AREA)
- Drilling Tools (AREA)
Abstract
Description
0001] В этой заявке заявлен приоритет по Предварительной заявке на патент № 61/700401, поданной 13 сентября 2012 года под названием "DRILL STRING COMPONENTS HAVING MULTIPLE THREAD JOINTS", содержание которой включено в данный документ посредством ссылки в полном объеме. 0001] This application claims priority to Provisional Patent Application No. 61/700401, filed September 13, 2012, entitled "DRILL STRING COMPONENTS HAVING MULTIPLE THREAD JOINTS", the entire contents of which are incorporated herein by reference.
Уровень техникиState of the art
Область техникиTechnical field
[0002] Варианты реализации настоящего изобретения относятся в целом к компонентам и к системам для бурения. В частности, варианты реализации настоящего изобретения относятся к буровым компонентам, обладающим повышенной прочностью, а также устойчивостью к заеданию, свинчиванию не по резьбе и заклиниванию. [0002] Embodiments of the present invention relate generally to components and to drilling systems. In particular, embodiments of the present invention relate to drilling components having increased strength as well as resistance to seizing, non-threading and jamming.
Релевантная технологияRelevant technology
[0003] Резьбовые соединения были хорошо известны с незапамятных времен, и резьбы обеспечивают значительное преимущество в том, что винтовая структура резьбы может преобразовывать вращательное движение и усилие в линейное движение и усилие. Резьбы присутствуют на многих видах элементов и могут быть использованы в неограниченных областях применения и отраслях промышленности. Например, резьбы являются неотъемлемой частью винтов, болтов и других видов механических крепежных деталей, которые могут входить в зацепление с поверхностью (например, в случае винта) или использоваться вместе с гайкой (например, в случае болта) для скрепления вместе нескольких элементов, приложения усилия к элементу или для любой другой подходящей цели. Резьба также распространена практически в любой отрасли промышленности, в которой элементы механически скрепляют друг с другом. Например, в области трубопроводно-технических работ трубы используют для доставки жидкостей или газов под давлением. Трубы могут иметь концы с резьбой, которые сопрягаются с соответствующими резьбами примыкающей трубы, пробки, переходника, соединительного элемента или другой структуры. Резьбы могут быть использованы в создании герметичного уплотнения для защиты от утечки жидкости в месте соединения. [0003] Threaded connections have been well known since time immemorial, and threads provide a significant advantage in that the screw structure of the thread can convert rotational motion and force into linear motion and force. Threads are present on many types of elements and can be used in unlimited applications and industries. For example, threads are an integral part of screws, bolts and other types of mechanical fasteners that can engage with the surface (for example, in the case of a screw) or used together with a nut (for example, in the case of a bolt) to fasten several elements together, to apply force to an element or for any other suitable purpose. Threading is also common in almost any industry in which the elements are mechanically held together. For example, in the field of pipeline engineering, pipes are used to deliver liquids or gases under pressure. Pipes may have threaded ends that mate with the corresponding threads of an adjacent pipe, plug, adapter, connector, or other structure. Threads can be used to create a tight seal to protect against fluid leakage at the junction.
[0004] Нефтепромысловые, разведочные и другие технологии бурения также широко используют резьбу. Например, после того, как скважина вырыта, внутри скважины могут быть размещены обсадные элементы. Обсадные трубы, как правило, имеют фиксированную длину, и несколько обсадных труб соединяют друг с другом с целью получения обсадной трубы желаемой высоты. Обсадные трубы могут быть соединены друг с другом с использованием резьбы на их противоположных концах. Точно так же, как буровые элементы используют для создания скважины или для размещения объектов внутри скважины, может быть использована буровая штанга или другое подобное устройство. Если глубина скважины достаточно велика, несколько буровых штанг могут быть соединены друг с другом, чему может способствовать использование сопряженных резьб на противоположных концах буровой штанги. Зачастую, буровые штанги и обсадные трубы являются очень большими, и механизмы прилагают большие усилия для того, чтобы скрепить резьбой штанги или обсадные трубы друг с другом. [0004] Oilfield, exploration and other drilling technologies also make wide use of threads. For example, after a well has been dug, casing elements may be placed inside the well. Casing pipes generally have a fixed length, and several casing pipes are connected to each other in order to obtain a casing of a desired height. Casing pipes can be connected to each other using threads at their opposite ends. Just as drilling elements are used to create a well or to place objects inside a well, a drill rod or other similar device can be used. If the depth of the well is large enough, several drill rods can be connected to each other, which can be facilitated by the use of conjugated threads at opposite ends of the drill rod. Often, drill rods and casing are very large, and the mechanisms make great efforts to bond the rods or casing to each other.
[0005] Значительные усилия были предприняты для стандартизации оборудования в нефтепромысловой, разведочной и других отраслях бурения. В случае буровых штанг, были разработаны стандарты как внешних, так и внутренних диаметров и, в случае резьбы, были разработаны стандарты многозаходных резьб, чтобы обеспечить разным производителям возможность производить взаимозаменяемые детали. Например, типовые схемы стандартизации включают Унифицированный стандарт резьбы (UTS), Британский стандарт Витворта (BSW), Британский стандарт конической трубной резьбы (BSPT), Национальный стандарт конической трубной резьбы (NPT), метрические винтовые резьбы в соответствии со стандартами Международной организации по стандартизации (ISO), резьбы в соответствии со стандартами Американского института нефти (API), а также многочисленные другие схемы стандартизации резьб. [0005] Significant efforts have been made to standardize equipment in the oilfield, exploration and other drilling industries. In the case of drill rods, standards have been developed for both external and internal diameters and, in the case of threads, standards for multiple threads have been developed to enable different manufacturers to produce interchangeable parts. For example, typical standardization schemes include Unified Thread Standard (UTS), British Whitworth Standard (BSW), British Tapered Pipe Thread Standard (BSPT), National Tapered Pipe Thread Standard (NPT), metric screw threads according to International Standards Organization ( ISO), threads according to American Petroleum Institute (API) standards, as well as numerous other thread standardization schemes.
[0006] Хотя стандартизация обеспечила возможность большей предсказуемости и взаимозаменяемости, когда компоненты разных производителей подходят по размерам, стандартизация также снизила количество инноваций в конструкции буровых компонентов. В одном примере как внешние, так и внутренние диаметры буровых штанг фиксировались промышленными требованиями. Соответственно, часть толщины стенки, предназначенная для сопряжения резьб, выполненных с возможностью передавать нагрузки при бурении и выдерживать износ в связи с повторяющимся свинчиванием и развинчиванием буровых компонентов, должна быть сбалансирована с оставшимся материалом на резьбовых частях компонентов таким образом, чтобы компоненты могли выдерживать нагрузки при бурении и износ из-за истирания по отношению к пробуренной стенке скважины и полученной в результате выбуренной породы. [0006] Although standardization has provided greater predictability and interchangeability when components from different manufacturers are sized, standardization has also reduced the number of innovations in the design of drilling components. In one example, both the outer and inner diameters of the drill rods were fixed by industry requirements. Accordingly, a portion of the wall thickness designed to mate threads made with the ability to transfer loads during drilling and withstand wear due to repeated screwing and unscrewing of drilling components must be balanced with the remaining material on the threaded parts of the components so that the components can withstand loads drilling and wear due to abrasion in relation to the drilled wall of the well and the resulting drill bit.
[0007] В другом примере резьбы могут быть созданы с использованием существующих форм поперечного сечения - или формы резьбы - и различных комбинаций хода, шага и количества заходов резьбы. В частности, ход относится к линейному расстоянию вдоль оси, которое захватывается при полном обороте. Шаг относится к расстоянию от вершины одной резьбы до другой, а заход относится к количеству заходов или выступов, навитых на цилиндр резьбовой крепежной детали. Однозаходный соединительный элемент является наиболее распространенным и содержит один выступ, навитый на корпус крепежной детали. Двухзаходный соединительный элемент содержит два выступа, навитых на корпус крепежной детали. Число витков резьбы на один дюйм также является элементом стандарта резьб, но непосредственно относится к ходу, шагу и заходу резьбы. [0007] In another example, threads can be created using existing cross-sectional shapes - or thread shapes - and various combinations of stroke, pitch and number of thread starts. In particular, the stroke refers to the linear distance along the axis that is captured at full revolution. The step refers to the distance from the top of one thread to another, and the approach refers to the number of approaches or protrusions wound on the cylinder of a threaded fastener. A one-way connecting element is the most common and contains one protrusion wound on the body of the fastener. The two-way connecting element contains two protrusions wound on the body of the fastener. The number of thread turns per inch is also an element of the thread standard, but is directly related to the stroke, pitch and thread lead.
[0008] Хотя существующие резьбы и формы резьб подходят для ряда областей применения, необходимо постоянное улучшение в других областях, таких как области применения с высоким крутящим моментом, большой мощностью и/или высокой скоростью. В одном случае существующие резьбовые конструкции по сути склонны к заеданию. В другом случае существующие резьбовые конструкции не используют эффективно доступный материал. В другом варианте реализации изобретения существующие резьбовые конструкции уменьшают допускаемую нагрузку сопряженных компонентов. В еще одном случае существующие резьбовые конструкции демонстрируют чрезмерный износ. [0008] Although existing threads and thread shapes are suitable for a number of applications, continuous improvement is needed in other areas, such as applications with high torque, high power and / or high speed. In one case, existing threaded structures are essentially prone to seizing. In another case, existing threaded structures do not use effectively available material. In another embodiment of the invention, existing threaded structures reduce the permissible load of the mating components. In yet another case, existing threaded structures exhibit excessive wear.
[0009] Заедание представляет собой неправильное взаимодействие между заходом резьбы и сопряженной резьбы таким образом, что при осуществлении одного витка одна резьба частично проходит под другой, тем самым заклинивая в ней. Заедание может быть особенно частым, если резьбовые соединительные элементы имеют коническую форму. В другом случае существующие конструкции буровых компонентов могут иметь ограниченную допускаемую нагрузку при бурении и допускаемую усталостную нагрузку из-за материала, предусмотренного для наружной резьбы или базового материала на охватываемом конце бурового компонента. [0009] Jamming is an incorrect interaction between a thread and a mating thread in such a way that when one thread is made, one thread partially passes under the other, thereby jamming in it. Jamming can be especially frequent if the threaded connectors are tapered. Alternatively, existing drilling component designs may have a limited allowable drilling load and an allowable fatigue load due to the material provided for the external thread or base material at the male end of the drilling component.
[0010] В некоторых областях применения, например, с использованием буровых установок, может быть свинчено несколько буровых штанг, обсадных труб и тому подобного. По мере добавления большего количества штанг или обсадных труб натяг по причине заклинивания или свинчивания не по резьбе может увеличиваться. Более того, достаточная мощность (например, при свинчивании с использованием гидравлической мощности буровой установки) может разрушить соединение штанг. Колонковые штанги в бурении также зачастую имеют резьбы с большим шагом с широкими, плоскими вершинами резьб, параллельными сопряженным вершинам благодаря сопряженной посадке с натягом или посадке с небольшим зазором, обусловленной многими конструкциями соединений буровых штанг. Комбинация сбегов резьб и плоских параллельных вершин резьб на конических резьбах с большим шагом создает еще больший потенциал для взаимодействия при свинчивании не по резьбе, которое в ином случае может не наблюдаться в других областях применения. [0010] In some applications, for example, using drilling rigs, several drill rods, casing pipes and the like may be screwed. As more rods or casing pipes are added, the tightness due to jamming or screwing outside the thread may increase. Moreover, sufficient power (for example, when making up using the hydraulic power of a drilling rig) can destroy the connection of the rods. Core drill rods also often have large-pitch threads with wide, flat thread tops parallel to the mating peaks due to a mating fit with a tight fit or small clearance due to many drill rod joint designs. The combination of threaded shoots and flat parallel thread tops on tapered threads with a large pitch creates even greater potential for interaction when screwing non-threading, which otherwise might not be observed in other applications.
[0011] В конических резьбах противоположные концы компонентов с наружной и внутренней резьбой могут иметь разные размеры. Например, компонент с наружной резьбой может сходить на конус и постепенно увеличиваться в размерах по мере увеличения расстояния от конца. Для приспособления к увеличению в размерах внутренняя резьба может быть больше на конце. Разница в размерах конических резьб также делает конические резьбы особенно склонными к заеданию, которое также называют свинчиванием не по резьбе. Свинчивание не по резьбе в конических или других резьбах может привести к значительному повреждению резьб и/или компонентов, которые содержат резьбы. Повреждение резьб может потребовать замены резьбового компонента, привести к ослаблению соединения, снизить герметичные характеристики уплотнения между компонентами или оказывать другое воздействие, или включать любую комбинацию изложенного выше. [0011] In tapered threads, the opposite ends of the male and female thread components may have different sizes. For example, a threaded component may taper and gradually increase in size as the distance from the end increases. To accommodate the increase in size, the internal thread may be larger at the end. The difference in size of the tapered threads also makes tapered threads particularly prone to seizing, which is also called non-threading. Non-threading in tapered or other threads can result in significant damage to threads and / or components that contain threads. Damage to threads may require replacing the threaded component, weakening the connection, lowering the tightness of the seal between the components, or have another effect, or include any combination of the above.
[0012] Например, заходы резьб с зацеплением на сбеге резьбы имеют вершины с общим конусом. В случае сопряжения компонентов с наружной и внутренней резьбой без вращения вершины на сбеге резьбы могут заклинивать между собой. В случае вращения вершины на сбеге резьбы также могут заклинивать при введении, основанном на относительно соосной установке сбегов. В частности, поскольку сбег резьбы составляет, как правило, около половины окружности, и так как резьба имеет общий конус, менее половины окружности соответствующих компонентов с наружной и внутренней резьбой обеспечивает угловое положение для резьб без заклинивания. Таких требований к установке положения может быть особенно трудно достичь в областях применения, в которых используют большие усилия подачи и вращательные усилия для сопряжения соответствующих компонентов. Например, при автоматизированном установлении соединений колонковой штанги в буровой промышленности оборудование может работать с достаточными усилиями для того, чтобы заедание, заклинивание или свинчивание не по резьбе возникало слишком часто. [0012] For example, thread runs with engagement on a thread run have vertices with a common cone. In the case of interfacing the components with the external and internal threads without rotation, the vertices on the run of the thread can seize together. In the case of rotation of the vertex on the run, the threads can also jam during insertion, based on the relatively coaxial installation of the runoffs. In particular, since the runaway of the thread is typically about half the circumference, and since the thread has a common cone, less than half the circumference of the respective components with external and internal threads provides an angular position for threads without jamming. Such positioning requirements can be particularly difficult to achieve in applications that use high feed and rotational forces to mate the respective components. For example, in the automated establishment of core rod connections in the drilling industry, equipment can operate with sufficient force so that jamming, jamming or screwing without thread occurs too often.
[0013] Кроме того, при соединении компонентов с наружной и внутренней резьбой, которые смещены относительно центра (эксцентрические), соединения с зацеплением на сбеге резьбы также могут быть склонны к свинчиванию не по резьбе, заеданию и заклиниванию. Соответственно, когда компоненты с наружной и внутренней резьбой вводят без вращения, сбег может заклинивать в сопряженной резьбе. При вращении сбег также может заклинивать в сопряженной резьбе. Заклинивание может быть уменьшено, но после возможности резьбового соединения (например, сопряжение конца сбега в отверстии, смежном сопряженному сбегу), заклинивание все еще может произойти из-за упущенной возможности резьбового соединения и смещения оси. Смещенные относительно центра резьбы могут быть выполнены таким образом, чтобы середина вершины сбега на компоненте сбега имела равную или соответствующую геометрию по отношению к вершине внутренней резьбы. [0013] In addition, when connecting components with external and internal threads that are offset from the center (eccentric), the joints with engagement on the thread run may also be prone to not screwing, seizing and jamming. Accordingly, when components with an external and internal thread are inserted without rotation, the run can jam in the mating thread. During rotation, the run can also jam in the mating thread. Jamming can be reduced, but after the possibility of a threaded connection (for example, mating the end of the run in the hole adjacent to the mating run), jamming can still occur due to the missed possibility of a threaded connection and an axis offset. Displaced relative to the center of the thread can be made so that the middle of the top of the run on the component of the run has equal or corresponding geometry with respect to the top of the internal thread.
[0014] Как обсуждалось выше, резьбовые соединительные элементы, имеющие заходы резьб с зацеплением на сбеге резьбы, могут быть особенно склонны к заеданию резьбы, свинчиванию не по резьбе, заклиниванию, застреванию соединительных деталей и тому подобному. Такие трудности могут быть особенно распространенными в некоторых отраслях, например, в связи с конструкциями штанг для колонкового бурения. Заход резьбы обеспечивает передний конец, или первый конец, наружной или внутренней резьбы и сопрягается с передним концом сопряженной резьбы для свинчивания штанги или другого соединения. Если заходы резьб с зацеплением на сбеге резьбы заедают, заклинивают, свинчиваются не по резьбе и тому подобное, может возникнуть потребность убрать штанги с буровой площадки и может потребоваться корректирование, которое требует остановки буровых работ. [0014] As discussed above, threaded fittings having threaded runs with engagement on the run of the thread may be particularly prone to seizing the thread, screwing off the thread, jamming, jamming of the connecting parts and the like. Such difficulties can be especially common in some industries, for example, in connection with the design of drill rods for core drilling. The thread entry provides the front end, or first end, of the external or internal thread and mates with the front end of the mating thread to make up the rod or other connection. If threads with engagement on the thread run-off stick, jam, screw in unscrewed threads and the like, it may be necessary to remove the rods from the drilling site and may require adjustments that require stopping drilling operations.
[0015] Кроме того, буровые штанги и обсадные трубы, как правило, используют конические резьбы и конические соединения таким образом, чтобы диаметры на заходах резьб были меньше, чем диаметры на концах резьб. Конические резьбы и соединения уменьшают количество материала поперечного сечения, доступного для передачи нагрузок. Конические резьбы и соединения также склонны к проблемам со свинчиванием не по резьбе. Так как колонковая штанга может иметь коническую резьбу, сбег на заходе наружной резьбы может быть меньше в диаметре, чем сбег на заходе внутренней резьбы. В результате, может быть промежуточная геометрия на заходе каждой резьбы для перехода от гладкого к полному профилю резьбы. Так как заход резьбы и промежуточная геометрия могут иметь размеры, отличные от размеров внутренней резьбы, промежуточная геометрия и заход резьбы могут сопрягаться неправильно и заклинивать между собой. [0015] Furthermore, drill rods and casing pipes typically use tapered threads and tapered joints so that the diameters at the thread ends are smaller than the diameters at the ends of the threads. Tapered threads and joints reduce the amount of cross-sectional material available for transferring loads. Tapered threads and connections are also prone to problems with non-threading. Since the core rod may have a tapered thread, the run at the approach of the external thread may be smaller in diameter than the run at the approach of the internal thread. As a result, there may be an intermediate geometry at the approach of each thread for the transition from smooth to full thread profile. Since the thread approach and the intermediate geometry may have dimensions different from the dimensions of the internal thread, the intermediate geometry and the thread approach may mate incorrectly and wedge together.
[0016] Если существует достаточный конус на сбеге, заход наружной резьбы может иметь некоторый зазор между заходом внутренней резьбы, например, когда геометрия середины сбега соответствует геометрии внутренней резьбы. Однако промежуточная геометрия захода резьбы может, тем не менее, неправильно взаимодействовать с витками резьбы за пределами захода резьбы, как правило, на последующих витках вершин сопряженных резьб, тем самым также приводя к заеданию, свинчиванию не по резьбе, заклиниванию и тому подобному. Таким образом, наличие сбега, как правило, выполняет функцию клинового механизма с сопряженным сбегом, тем самым увеличивая возможность и вероятность заедания резьбы. [0016] If there is a sufficient cone on the run, the external thread approach may have some clearance between the internal thread approach, for example, when the geometry of the middle of the run corresponds to the geometry of the internal thread. However, the intermediate geometry of the thread approach may, nevertheless, incorrectly interact with the thread turns outside the thread lead, as a rule, at subsequent turns of the vertices of the conjugated threads, thereby also leading to jamming, non-threading, jamming and the like. Thus, the presence of runaway, as a rule, performs the function of a wedge mechanism with a conjugate runaway, thereby increasing the possibility and likelihood of jamming of the thread.
[0017] Ограничения резьбовых конструкций с зацеплением на сбеге резьбы, как правило, обусловлены ограничениями существующих токарных станков. В частности, резьбы, как правило, нарезают с помощью станков для обработки деталей типа тел вращения, которые только постепенно могут применять изменения в высоте или глубине резьбы с вращением детали. Соответственно, получают, как правило, резьбы, содержащие сбеги с геометрией и сбегами, идентичными или подобными другим частям захода резьбы. Например, помимо всего прочего, традиционные токарные станки не способны применять резкий вертикальный или почти вертикальный переход от гладкого к полному профилю резьбы с вращением детали во время обработки. Постепенное изменение также необходимо для удаления острых, отдельных элементов кромок материала, полученных при столкновении небольшого угла подъема резьбы, или угла подъема винтовой резьбы, с разрезаемым материалом. [0017] Limitations of threaded structures with engagement on a thread run are typically due to limitations of existing lathes. In particular, the threads are usually cut using machine tools for processing parts such as bodies of revolution, which can only gradually apply changes in the height or depth of the thread with rotation of the part. Accordingly, as a rule, threads are obtained that contain run-offs with geometry and run-offs identical or similar to other parts of the thread run-in. For example, among other things, traditional lathes are not capable of applying a sharp vertical or almost vertical transition from a smooth to full thread profile with rotation of the part during machining. A gradual change is also necessary to remove sharp, individual elements of the edges of the material obtained by the collision of a small angle of thread elevation, or the angle of elevation of the screw thread, with the material being cut.
[0018] Существующие резьбовые конструкции не обязательно эффективно используют доступный материал. Как объяснялось ранее, использование общей впадины и конической резьбы приводит к потере площади поперечного сечения компонента, а потеря материала поперечного сечения приводит к снижению допускаемой нагрузки и усталостной прочности для данного компонента. В другом случае использование однозаходной резьбы обеспечивает простоту изготовления и легкость свинчивания и развинчивания. Тем не менее, использование однозаходной резьбы ограничивает площадь опорной поверхности боковой стороны под давлением, и соответственно, эффективность нагрузки компонента. Эта практика также ограничивает материал в месте перехода боковой стороны профиля резьбы во впадину резьбы, место максимального напряжения и вызывающего образование трещин усталостного разрушения, а также усталостную прочность компонента. [0018] Existing threaded structures do not necessarily efficiently use available material. As explained previously, the use of a common cavity and tapered thread leads to a loss in the cross-sectional area of the component, and a loss of cross-sectional material leads to a reduction in the allowable load and fatigue strength for this component. In another case, the use of single-threading provides ease of manufacture and ease of screwing and unscrewing. However, the use of single-threading limits the area of the supporting surface of the side under pressure, and accordingly, the load efficiency of the component. This practice also restricts the material at the junction of the side of the thread profile into the thread depression, the place of maximum stress and cracking causing fatigue failure, as well as the fatigue strength of the component.
[0019] Кроме того, существующие резьбовые конструкции, использующие однозаходную резьбу, приводят к компонентам, которые по сути являются несбалансированными при приведении в контакт сопряженных компонентов. Не желая быть связанными теорией и/или моделированием, при приведении компонентов бурильной колонны, имеющих однозаходную резьбу, в стыковой контакт наружную резьбу устанавливают в растянутом состоянии, а внутреннюю резьбу устанавливают в сжатом состоянии. Отсюда следует, что, так как нагрузка в резьбовом соединении идет к первой точке сопряженного контакта, существует более высокая доля нагрузки, принимаемая частью сопряженной резьбы, ближайшей к первой точке контакта на одной стороне соединения. Эта несимметричная динамическая нагрузка может создавать нагрузку, вызывающую изгиб в сопряженных компонентах бурильной колонны, и может уменьшать допускаемую нагрузку. [0019] In addition, existing threaded structures using single-threaded threads result in components that are essentially unbalanced when mating components are brought into contact. Not wanting to be bound by theory and / or modeling, when bringing drill string components having a single thread into the butt contact, the external thread is installed in a stretched state, and the internal thread is set in a compressed state. It follows that, since the load in the threaded connection goes to the first point of the mating contact, there is a higher proportion of the load accepted by the part of the mated thread closest to the first contact point on one side of the connection. This asymmetric dynamic load can create a load causing bending in the associated components of the drill string, and can reduce the allowable load.
[0020] Износ представляет собой эрозию или сдвиг материала резьбы с его первоначального положения на поверхности резьбы из-за относительных механических воздействий сопряженных резьб. Существующие конструкции резьб также могут быть выполнены с возможностью создания посадки с натягом, например, на наружном диаметре сопряженных компонентов. Например, вершина наружной резьбы может быть выполнена с возможностью создания радиального натяга во впадине внутренней резьбы. По мере свинчивания резьб посадка с натягом может служить значительным источником износа резьбы, так как она может значительно усиливать давление на поверхности контакта между резьбами по мере их скольжения по отношению друг к другу. В конечном итоге посадки с натягом на резьбовые элементы увеличивают износ резьбы. Износ резьбы ухудшает геометрию резьбы, а значит и допускаемую нагрузку или эффективность нагрузки компонента бурильной колонны. [0020] Wear is the erosion or shift of the thread material from its original position on the thread surface due to the relative mechanical stresses of the mating threads. Existing threads can also be configured to fit tightly, for example, on the outer diameter of mating components. For example, the top of the external thread may be configured to create a radial interference in the cavity of the internal thread. As the threads are screwed up, an interference fit can serve as a significant source of thread wear, since it can significantly increase the pressure on the contact surface between the threads as they slip relative to each other. Ultimately, interference fit on threaded elements increases thread wear. Wear of the thread worsens the geometry of the thread, and therefore the permissible load or load efficiency of the component of the drill string.
[0021] Таким образом, недостаток традиционных резьб может быть усилен буровыми компонентами. В частности, соединения компонентов бурильной колонны могут требовать соединения с высокой допускаемой нагрузкой на растяжение из-за длины и веса многих бурильных колонн. Кроме того, соединение зачастую будет испытывать необходимость в том, чтобы выдерживать многочисленные свинчивания и развинчивания, так как одни и те же компоненты бурильной колонны могут быть установлены и удалены из бурильной колонны несколько раз во время бурения ствола скважины. Аналогичным образом, компоненты бурильной колонны могут быть использованы несколько раз на протяжении их срока службы. Эти проблемы усугубляет тот факт, что многие отрасли буровой промышленности, такие как поисково-разведочное бурение, требуют использования тонкостенных компонентов бурильной колонны. Эта тонкостенная конструкция таких компонентов бурильной колонны может ограничивать геометрию резьб. [0021] Thus, the disadvantage of traditional threads can be reinforced by drilling components. In particular, joining drill string components may require joining with a high tensile load due to the length and weight of many drill strings. In addition, the joint will often need to withstand multiple screwing and unscrewing, as the same components of the drill string can be installed and removed from the drill string several times during drilling of the wellbore. Similarly, drill string components can be used several times over their service life. These problems are compounded by the fact that many sectors of the drilling industry, such as exploration drilling, require the use of thin-walled components of the drill string. This thin-walled construction of such drill string components may limit the geometry of the threads.
[0022] Соответственно, существует потребность в улучшенных резьбовых конструкциях и буровых компонентах, которые уменьшают износ, заедание и свинчивание не по резьбе, а также эффективно используют доступный материал, чтобы увеличивать допускаемую нагрузку при бурении и надежность соединения. [0022] Accordingly, there is a need for improved threaded structures and drilling components that reduce abrasion, galling, and non-threaded screwing, as well as efficiently use available material to increase the load bearing capacity and reliability of the joint.
Сущность изобретенияSUMMARY OF THE INVENTION
[0023] Следует понимать, что это описание сущности изобретения не представляет собой широкий обзор настоящего изобретения. Это описание сущности изобретения является типовым и не ограничивающим, и оно не предназначено ни для выявления ключевых или критических элементов данного изобретения, ни для определения его объема. Единственная цель этого описания сущности изобретения состоит в том, чтобы объяснить и привести примеры некоторых понятий настоящего изобретения в качестве введения в следующее полное и широкое подробное описание. [0023] It should be understood that this description of the invention does not constitute a broad overview of the present invention. This description of the invention is typical and not limiting, and it is neither intended to identify key or critical elements of the invention, nor to determine its scope. The sole purpose of this description of the invention is to explain and give examples of certain concepts of the present invention as an introduction to the following full and broad detailed description.
[0024] Один или более вариантов реализации настоящего изобретения преодолевают одну или более из указанных выше или других проблем в данной области техники, касающихся буровых компонентов, инструментов и систем, которые обеспечивают эффективное и продуктивное создание резьбовых соединений. В одном аспекте один или более вариантов реализации настоящего изобретения включают компоненты бурильной колонны, обладающие повышенной прочностью, а также устойчивостью к заеданию и свинчиванию не по резьбе. Такие компоненты бурильной колонны могут уменьшать или исключать повреждения резьб по причине заедания и свинчивания не по резьбе. В частности, один или более вариантов реализации изобретения включают компоненты бурильной колонны, имеющие резьбы с передним концом или заходом резьбы, ориентированным под острым углом по отношению к центральной оси компонента бурильной колонны. Дополнительно или в альтернативном варианте передний конец резьб может обеспечивать резкий переход к полной глубине и/или ширине профиля резьбы. Дополнительно или в альтернативном варианте резьбы могут иметь по меньшей мере один параметр из переменного шага резьбы и переменной ширины профиля резьбы. Дополнительно или в альтернативном варианте резьбы могут иметь цилиндрическую впадину резьбы и вершину резьбы, которые описывают усеченный конус по меньшей мере на части осевой длины резьб. [0024] One or more embodiments of the present invention overcome one or more of the above or other problems in the art regarding drilling components, tools, and systems that provide efficient and productive threaded connections. In one aspect, one or more embodiments of the present invention include drill string components having enhanced strength as well as non-threading and jamming resistance. Such drill string components can reduce or eliminate thread damage due to jamming and non-threading. In particular, one or more embodiments of the invention include drill string components having threads with a front end or thread run oriented at an acute angle with respect to the central axis of the drill string component. Additionally or alternatively, the front end of the threads can provide a sharp transition to the full depth and / or width of the thread profile. Additionally or alternatively, threads may have at least one parameter of a variable thread pitch and a variable thread profile width. Additionally or in an alternative embodiment, the threads may have a cylindrical cavity of the thread and the top of the thread, which describe a truncated cone on at least part of the axial length of the threads.
[0025] В одном аспекте в одном или более вариантах реализации изобретения резьбовой компонент бурильной колонны, обладающий повышенной прочностью, а также устойчивостью к заеданию и свинчиванию не по резьбе, содержит полый корпус, имеющий первый конец, противоположный второй конец и центральную ось, проходящую через полый корпус. Компонент бурильной колонны также содержит по меньшей мере одну резьбу, расположенную на первом конце полого корпуса. По меньшей мере одна резьба содержит ряд винтовых витков, проходящих вдоль первого конца полого корпуса. По меньшей мере одна резьба имеет глубину профиля резьбы, ширину профиля резьбы и шаг резьбы. По меньшей мере одна резьба содержит передний конец вблизи первого конца полого корпуса. Передний конец указанной по меньшей мере одной резьбы ориентирован под острым углом по отношению к центральной оси полого корпуса. Передний конец указанной по меньшей мере одной резьбы обращен к смежному витку резьбы. Шаг указанной по меньшей мере одной резьбы увеличивается от первого значения вблизи переднего конца по меньшей мере на части осевой длины указанного ряда ее винтовых витков до конечного значения в желаемой точке на указанной по меньшей мере одной резьбе. [0025] In one aspect, in one or more embodiments of the invention, a threaded drill string component having increased strength as well as resistance to jamming and non-threaded screwing comprises a hollow body having a first end, an opposite second end and a central axis passing through hollow body. The drill string component also includes at least one thread located at the first end of the hollow body. At least one thread contains a series of screw turns extending along the first end of the hollow body. At least one thread has a thread profile depth, a thread profile width, and a thread pitch. At least one thread comprises a front end near the first end of the hollow body. The front end of said at least one thread is oriented at an acute angle with respect to the central axis of the hollow body. The front end of said at least one thread faces an adjacent thread turn. The step of the specified at least one thread increases from the first value near the front end of at least part of the axial length of the specified row of its helical turns to the final value at the desired point on the specified at least one thread.
[0026] В одном аспекте в одном или более вариантах реализации изобретения компонент бурильной колонны, обладающий повышенной прочностью, а также устойчивостью к заеданию и свинчиванию не по резьбе, содержит по меньшей мере одну резьбу, имеющую вершину и впадину резьбы. Впадина указанной по меньшей мере одной резьбы описывает цилиндрическую поверхность по осевой длине указанного ряда ее винтовых витков. Вершина указанной по меньшей мере одной резьбы описывает поверхность в форме усеченного конуса, проходящую по меньшей мере на части осевой длины указанного ряда ее винтовых витков. [0026] In one aspect, in one or more embodiments of the invention, a drill string component having increased strength as well as resistance to seizing and screwing up to non-threads includes at least one thread having a top and a thread root. The depression of the specified at least one thread describes a cylindrical surface along the axial length of the specified row of its helical turns. The apex of said at least one thread describes a truncated cone-shaped surface extending over at least part of the axial length of the indicated row of its helical turns.
[0027] В одном аспекте в одном или более вариантах реализации изобретения компонент бурильной колонны, обладающий повышенной прочностью, а также устойчивостью к заеданию и свинчиванию не по резьбе, содержит компонент бурильной колонны, имеющий ряд резьб. [0027] In one aspect, in one or more embodiments of the invention, a drill string component having increased strength as well as resistance to seizing and screwing not thread, comprises a drill string component having a number of threads.
[0028] В одном аспекте в одном или более вариантах реализации изобретения компонент бурильной колонны, обладающий повышенной прочностью, а также устойчивостью к заеданию и свинчиванию не по резьбе, содержит компонент бурильной колонны, который исключает посадки с натягом на резьбовые элементы. В дополнительном аспекте описываются посадки с натягом на элементы компонентов без резьбы, такие как, например, поверхности заплечика. [0028] In one aspect, in one or more embodiments of the invention, a drill string component having increased strength as well as resistance to seizing and screwing not thread, comprises a drill string component that prevents interference fit on threaded elements. In a further aspect, interference fit is described for components without threaded components, such as, for example, shoulder surfaces.
[0029] В одном аспекте в одном или более вариантах реализации изобретения резьбовой компонент бурильной колонны, обладающий повышенной прочностью, а также устойчивостью к заеданию и свинчиванию не по резьбе, содержит корпус, конец с внутренней резьбой, противоположный конец с наружной резьбой и центральную ось, проходящую через корпус. Компонент бурильной колонны также содержит внутреннюю резьбу, расположенную на конце с внутренней резьбой корпуса. Внутренняя резьба имеет глубину и ширину. Кроме того, компонент бурильной колонны также содержит наружную резьбу, расположенную на конце с наружной резьбой корпуса. Наружная резьба имеет глубину и ширину. Каждая из внутренней резьбы и наружной резьбы содержит передний конец. Передний конец каждой из внутренней резьбы и наружной резьбы содержит плоскую поверхность, проходящую под прямым углом к корпусу. Плоская поверхность переднего конца внутренней резьбы проходит по всей ширине и по всей глубине внутренней резьбы. Аналогичным образом, плоская поверхность переднего конца наружной резьбы проходит по всей ширине и по всей глубине наружной резьбы. [0029] In one aspect, in one or more embodiments of the invention, a threaded drill string component having increased strength as well as resistance to seizing and screwing off-thread, comprises a housing, an end with an internal thread, an opposite end with an external thread, and a central axis, passing through the body. The drill string component also comprises an internal thread located at an end with an internal thread of the body. The internal thread has depth and width. In addition, the drill string component also comprises an external thread located at an end with an external thread of the body. The external thread has depth and width. Each of the internal thread and external thread contains a front end. The front end of each of the internal thread and the external thread contains a flat surface extending at right angles to the body. The flat surface of the front end of the internal thread extends across the entire width and throughout the depth of the internal thread. Similarly, the flat surface of the front end of the external thread extends over the entire width and over the entire depth of the external thread.
[0030] В дополнение к изложенному выше, вариант реализации способа создания соединения в бурильной колонне с повышенной прочностью и без заедания или свинчивания не по резьбе включает помещение конца с наружной резьбой первого компонента бурильной колонны в конец с внутренней резьбой второго компонента бурильной колонны. Данный способ также включает вращение первого компонента бурильной колонны по отношению ко второму компоненту бурильной колонны; тем самым соединяя впритык плоский передний конец наружной резьбы на конце с наружной резьбой первого компонента бурильной колонны с плоским передним концом внутренней резьбы на конце с внутренней резьбой второго компонента бурильной колонны. Плоский передний конец наружной резьбы ориентирован под острым углом по отношению к центральной оси первого компонента бурильной колонны. Аналогичным образом, плоский передний конец внутренней резьбы ориентирован под острым углом по отношению к центральной оси второго компонента бурильной колонны. Кроме того, данный способ включает скольжение плоского переднего конца наружной резьбы от и вдоль плоского переднего конца внутренней резьбы для направления наружной резьбы в зазор между витками внутренней резьбы. [0030] In addition to the foregoing, an embodiment of a method for creating a joint in a drill string with increased strength and without jamming or screwing not thread includes putting the end with the external thread of the first component of the drill string into the end with the internal thread of the second component of the drill string. The method also includes rotating the first component of the drill string with respect to the second component of the drill string; thereby connecting end-to-end the flat front end of the external thread at the end with the external thread of the first component of the drill string with the flat front end of the internal thread at the end with the internal thread of the second component of the drill string. The flat front end of the external thread is oriented at an acute angle with respect to the central axis of the first component of the drill string. Similarly, the flat front end of the internal thread is oriented at an acute angle with respect to the central axis of the second component of the drill string. In addition, this method includes sliding the flat front end of the external thread from and along the flat front end of the internal thread to direct the external thread into the gap between the turns of the internal thread.
[0031] Дополнительные признаки и преимущества типовых вариантов реализации настоящего изобретения будут изложены в следующем далее описании, и они частично станут понятными из этого описания или могут быть изучены при практическом осуществлении таких типовых вариантов реализации. Признаки и преимущества таких вариантов реализации могут быть реализованы и получены посредством инструментов и комбинаций, конкретно указанных в прилагаемой формуле изобретения. Эти и другие признаки станут более понятными из следующего далее описания и прилагаемой формулы изобретения или могут быть изучены при практическом осуществлении таких типовых вариантов реализации, как изложено ниже. [0031] Additional features and advantages of exemplary embodiments of the present invention will be set forth in the following description, and they will in part become apparent from this description, or may be learned by practicing such exemplary embodiments. The features and advantages of such embodiments may be realized and obtained by means of the tools and combinations specifically pointed out in the attached claims. These and other features will become more apparent from the following description and appended claims, or may be learned by practicing such exemplary embodiments as set forth below.
Описание чертежейDescription of drawings
[0032] Прилагаемые чертежи, которые включены в данное описание и составляют его часть, иллюстрируют варианты реализации изобретения и вместе с описанием служат для объяснения принципов указанных способов и систем. [0032] The accompanying drawings, which are incorporated in and constitute a part of this specification, illustrate embodiments of the invention and, together with the description, serve to explain the principles of these methods and systems.
[0033] Фигура 1 иллюстрирует местный вид в продольном разрезе через ряд соединенных буровых штанг в бурильной колонне с продольной средней частью буровых штанг, вынесенной в сторону; [0033] Figure 1 illustrates a partial longitudinal sectional view through a series of connected drill rods in a drill string with the longitudinal middle portion of the drill rods extended to the side;
[0034] Фигура 2 представляет собой увеличенный местный вид в продольном разрезе одного из соединений буровой штанги фигуры 1, на котором пунктирные линии указывают расположение вершин и впадин резьб, диаметрально противоположных тем, которые показаны сплошными линиями, а также соединение, показанное в закрученном до упора состоянии; [0034] Figure 2 is an enlarged longitudinal view in longitudinal section of one of the joints of the drill rod of Figure 1, in which dashed lines indicate the location of the vertices and depressions of the threads diametrically opposed to those shown by solid lines, as well as the connection shown fully twisted. condition;
[0035] Фигура 3 представляет собой местный продольный вид конца с наружной резьбой буровой штанги, ориентированного вдоль оси концом с внутренней резьбой смежной буровой штанги, на которой в поперечном разрезе показаны муфта и половина ниппеля; [0035] Figure 3 is a local longitudinal view of an end with an external thread of a drill rod oriented along the axis with an end with an internal thread of an adjacent drill rod, in which the sleeve and half of the nipple are shown in cross section;
[0036] Фигура 4 иллюстрирует вид сбоку охватываемого конца компонента бурильной колонны и вид в поперечном разрезе охватывающего конца другого компонента бурильной колонны, каждый из которых имеет резьбу с передним концом в соответствии с одним или более вариантами реализации настоящего изобретения; [0036] Figure 4 illustrates a side view of the male end of a drill string component and a cross-sectional view of the female end of another drill string component, each of which has a front end thread in accordance with one or more embodiments of the present invention;
[0037] Фигура 5 иллюстрирует вид сбоку бурильной колонны в разобранном виде, имеющей компоненты бурильной колонны с передними концами в соответствии с одним или более вариантами реализации настоящего изобретения; и [0037] Figure 5 illustrates an exploded side view of a drill string having front end drill string components in accordance with one or more embodiments of the present invention; and
[0038] Фигура 6 иллюстрирует схематический чертеж буровой системы, содержащей компоненты бурильной колонны с передними концами в соответствии с одним или более вариантами реализации настоящего изобретения. [0038] Figure 6 illustrates a schematic drawing of a drilling system comprising front end drill string components in accordance with one or more embodiments of the present invention.
Подробное описание изобретенияDETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
[0039] Перед раскрытием и описанием настоящих способов и систем следует понимать, что данные способы и системы не ограничиваются конкретными синтетическими методами, конкретными компонентами или конкретными композициями. Также следует понимать, что терминология, используемая в данном документе, предназначена для описания лишь конкретных вариантов реализации изобретения, и она не предназначена для ограничения. [0039] Before the disclosure and description of the present methods and systems, it should be understood that these methods and systems are not limited to specific synthetic methods, specific components or specific compositions. It should also be understood that the terminology used in this document is intended to describe only specific embodiments of the invention, and it is not intended to limit.
[0040] При использовании в данном описании и прилагаемой формуле изобретения единственное число включает ссылки на множественное число, если из контекста явно не следует иное. Диапазоны могут быть выражены в данном документе как от "около" одного конкретного значения и/или до "около" другого конкретного значения. При таком выражении диапазона другой вариант реализации изобретения включает диапазон от одного конкретного значения и/или до другого конкретного значения. Точно так же, если значения выражены в виде приближений с использованием предшествующего "около", следует понимать, что конкретное значение образует другой вариант реализации. Дополнительно следует понимать, что конечные значения каждого диапазона являются значимыми как в отношении другого конечного значения, так и независимо от другого конечного значения. [0040] When used in this description and the attached claims, the singular includes references to the plural, unless the context clearly dictates otherwise. Ranges can be expressed herein as from “about” one particular value and / or to “about” another specific value. With this range expression, another embodiment of the invention includes a range from one specific value and / or to another specific value. Similarly, if the values are expressed as approximations using the preceding “about”, it should be understood that a particular value forms another implementation option. Additionally, it should be understood that the end values of each range are significant both in relation to another end value, and independently of another end value.
[0041] "Необязательный" или "необязательно" означают, что описанное далее событие или обстоятельство может либо произойти, либо не произойти, и что данное описание включает случаи, когда указанное событие или обстоятельство происходит, и случаи, когда оно не происходит. [0041] “Optional” or “optionally” means that the event or circumstance described below may either occur or not occur, and that this description includes instances where the event or circumstance occurs and instances where it does not occur.
[0042] В описании и формуле изобретения данного описания слово "содержать" и вариации данного слова, такие как "содержащий" и "содержит", означают "в том числе, без ограничения им" и не предназначены для исключения, например, других добавок, компонентов, целых чисел или этапов. Слово "типовой" означает "пример чего-либо" и не предназначено для выражения указания предпочтительного или оптимального варианта реализации. Словосочетание "такой как" используют не в ограничительном смысле, а в пояснительных целях. [0042] In the description and claims of the present description, the word “comprise” and variations of the word, such as “comprising” and “contains”, mean “including, without limitation to them” and are not intended to exclude, for example, other additives, components, integers or steps. The word “typical” means “an example of something” and is not intended to express an indication of a preferred or optimal implementation. The phrase "such as" is used not in a restrictive sense, but for explanatory purposes.
[0043] Описываются компоненты, которые могут быть использованы для выполнения описанных способов и систем. В данном документе описаны эти и другие компоненты, и следует понимать, что при описании комбинаций, подмножеств, взаимодействий, групп и т.д. этих компонентов, хотя конкретное упоминание каждой различной отдельной и групповой комбинации и их перестановок может не быть описано в явной форме, каждая из них специально подразумевается и описывается в данном документе для всех способов и систем. Это применимо ко всем аспектам данной области применения, в том числе без ограничения ими, к стадиям в раскрытых способах. Таким образом, если существует ряд дополнительных стадий, которые могут быть выполнены, то следует понимать, что каждая из этих дополнительных стадий может быть выполнена в любом конкретном варианте реализации или в комбинации вариантов реализации описанных способов. [0043] Describes components that can be used to perform the described methods and systems. This document describes these and other components, and it should be understood that when describing combinations, subsets, interactions, groups, etc. of these components, although the specific reference to each different individual and group combination and their permutations may not be explicitly described, each of them is specifically implied and described in this document for all methods and systems. This applies to all aspects of a given application, including but not limited to, steps in the disclosed methods. Thus, if there are a number of additional steps that can be performed, it should be understood that each of these additional steps can be performed in any particular embodiment or in a combination of the embodiments of the described methods.
[0044] Настоящие способы и системы могут быть более легко понятны посредством ссылки на следующее подробное описание предпочтительных вариантов реализации и примеров, включенных в данный документ, а также на фигуры и их предыдущее и последующее описание. [0044] The present methods and systems can be more easily understood by reference to the following detailed description of the preferred embodiments and examples included herein, as well as to the figures and their previous and subsequent description.
[0045] Варианты реализации настоящего изобретения направлены на буровые компоненты, инструменты и системы, которые обеспечивают эффективные резьбовые компоненты для бурения и продуктивное создание резьбовых соединений. Например, один или более вариантов реализации настоящего изобретения включают компоненты бурильной колонны с повышенной эффективностью нагрузки и допускаемой нагрузкой, и которые также могут быть устойчивыми к износу, заеданию и свинчиванию не по резьбе. Такие компоненты бурильной колонны могут уменьшать или исключать повреждения резьб по причине износа, заедания и свинчивания не по резьбе, и в то же время увеличивать эффективность нагрузки и допускаемую нагрузку по сравнению с обычными буровыми компонентами. В частности, один или более вариантов реализации включают компоненты бурильной колонны, имеющие многозаходные резьбы с передними концами или заходами резьб, ориентированными под острым углом по отношению к центральной оси компонента бурильной колонны. Дополнительно или в альтернативном варианте передний конец резьбы может обеспечивать резкий переход к полной глубине и/или ширине профиля резьбы. Кроме того, один или более вариантов реализации компонентов бурильной колонны, которые выполнены с возможностью обеспечения постепенной посадки и сохранения материала поперечного сечения, включают по меньшей мере одну из переменных ширин резьбы для обеспечения постепенной посадки в осевом направлении по меньшей мере на части резьбы и конусность по меньшей мере одной из сопряженных вершин резьб по меньшей мере на части резьбы, сохраняя при этом постоянный внутренний диаметр по всей резьбе. [0045] Embodiments of the present invention are directed to drilling components, tools, and systems that provide efficient threaded components for drilling and productive threaded connections. For example, one or more embodiments of the present invention include drill string components with improved load efficiency and load tolerance, and which may also be resistant to abrasion, sticking, and non-threading. Such drill string components can reduce or eliminate thread damage due to wear, sticking and screwing off-thread, while at the same time increasing load efficiency and load capacity compared to conventional drilling components. In particular, one or more embodiments include drill string components having multiple threads with leading ends or thread runs oriented at an acute angle with respect to the central axis of the drill string component. Additionally or alternatively, the front end of the thread can provide a sharp transition to the full depth and / or width of the thread profile. In addition, one or more embodiments of drill string components that are configured to provide gradual fit and preserve cross-sectional material include at least one of the variable thread widths to provide gradual fit in the axial direction of at least a portion of the thread and taper at least one of the mating vertices of the threads on at least part of the thread, while maintaining a constant inner diameter throughout the thread.
[0046] Далее будет сделана ссылка на графические материалы для описания различных аспектов одного или более вариантов реализации настоящего изобретения. Следует понимать, что графические материалы представляют собой графические и схематические изображения одного или более вариантов реализации и не ограничивают настоящее изобретение. Кроме того, хотя различные графические материалы представлены в масштабе, который считается функциональным для одного или более вариантов реализации, графические материалы необязательно вычерчены в масштабе для всех рассматриваемых вариантов реализации. Таким образом, графические материалы представляют типовой масштаб, но не следует делать вывод из графических материалов относительно любого необходимого масштаба. [0046] Reference will now be made to graphic materials for describing various aspects of one or more embodiments of the present invention. It should be understood that the graphic materials are graphic and schematic images of one or more embodiments and do not limit the present invention. In addition, although various graphic materials are presented on a scale that is considered functional for one or more embodiments, the graphic materials are not necessarily drawn to scale for all considered embodiments. Thus, graphic materials represent a typical scale, but one should not draw a conclusion from graphic materials regarding any necessary scale.
[0047] В следующем далее описании многочисленные конкретные детали изложены для того, чтобы обеспечить возможность полного понимания настоящего изобретения. Тем не менее, специалистам в данной области техники следует понимать, что настоящее изобретение может быть осуществлено на практике без этих конкретных деталей. В других случаях хорошо известные аспекты стандартов резьб, изготовления резьб, внутрипромыслового оборудования для соединения резьбовых компонентов и тому подобного не были описаны особенно подробно во избежание излишне неясных аспектов описанных вариантов реализации. [0047] In the following description, numerous specific details are set forth in order to provide a thorough understanding of the present invention. However, those skilled in the art should understand that the present invention can be practiced without these specific details. In other cases, the well-known aspects of thread standards, thread manufacturing, in-field equipment for connecting threaded components and the like have not been described in particularly detail to avoid unnecessarily obscure aspects of the described embodiments.
[0048] Обращаясь теперь к фигуре 1, иллюстрируется вариант реализации типового резьбового компонента бурильной колонны. Резьбовые компоненты бурильной колонны, обладающие повышенной допускаемой нагрузкой и эффективностью нагрузки, которые также могут быть соединены, чтобы избежать или снизить риск износа, свинчивания не по резьбе и заедания, особенно подробно описаны ниже. Как показано на фигурах 1-4, первый компонент 102 бурильной колонны может содержать корпус 103 и охватываемый соединительный элемент или конец 104 с наружной резьбой. Второй компонент 106 бурильной колонны может содержать корпус 107 и охватывающий соединительный элемент или конец 108 с внутренней резьбой. Конец 104 с наружной резьбой первого компонента 106 бурильной колонны может быть выполнен с возможностью соединения с концом 108 с внутренней резьбой второго компонента 106 бурильной колонны. [0048] Turning now to FIG. 1, an embodiment of a typical threaded drill string component is illustrated. Threaded drill string components having increased load capacity and load efficiency, which can also be connected to avoid or reduce the risk of wear, non-threading and jamming, are described in detail below. As shown in figures 1-4, the
В одном или более вариантах реализации изобретения каждый компонент 102, 106 бурильной колонны может содержать полый корпус, имеющий центральную ось 126, проходящую через него, как показано на фигурах 1-4. В альтернативных вариантах реализации изобретения один или более компонентов 102, 106 бурильной колонны могут содержать сплошной корпус (такой как ударная буровая штанга или буровое долото) или частично полый корпус. Более конкретно, в случае полого корпуса, полый корпус может содержать внутренний диаметр (ID), внешний диаметр (OD) и толщину стенки. В одном типовом аспекте компонент бурильной колонны может иметь следующие характерные размеры:In one or more embodiments of the invention, each
[0049] Конец 104 с наружной резьбой может содержать по меньшей мере одну наружную резьбу 110 (то есть резьбу, которая выступает радиально наружу от внешней поверхности конца 104 с наружной резьбой). С другой стороны, конец 108 с внутренней резьбой может содержать по меньшей мере одну внутреннюю резьбу 112 (то есть резьбу, которая выступает радиально внутрь от внутренней поверхности конца 108 с внутренней резьбой). По меньшей мере одна наружная резьба 110 и по меньшей мере одна внутренняя резьба 112 могут иметь, как правило, соответствующие характеристики (например, ширину, высоту или глубину, длину резьбовой части, конусность, ход, шаг, число витков резьбы на один дюйм, количество заходов резьбы, средний диаметр, витки сопряженной резьбы и т.д.) или они могут отличаться по одной или более из перечисленных характеристик. [0049] The
[0050] В другом аспекте настоящего изобретения при определении характеристик компонентов бурильной колонны по настоящему изобретению рассматриваются следующие диапазоны и соотношения: [0050] In another aspect of the present invention, when characterizing the components of a drill string of the present invention, the following ranges and ratios are considered:
[0051] В одном или более вариантах реализации изобретения по меньшей мере одна наружная резьба 110 и по меньшей мере одна внутренняя резьба 112 могут содержать прямые вершины и впадины. В дополнительном варианте реализации изобретения по меньшей мере одна из вершин указанной по меньшей мере одной наружной резьбы и указанной по меньшей мере одной внутренней резьбы 110, 112 имеют коническую форму, в то время как впадины резьбы резьб 110, 112 остаются постоянными. В другом аспекте нет необходимости в том, чтобы резьбы 110, 112 были постоянными по всей своей длине. Более того, по меньшей мере одна наружная резьба 110 может иметь характеристики, соответствующие характеристикам указанной по меньшей мере одной внутренней резьбы 112, несмотря на изменение характеристик вдоль соответствующих длин конца 104 с наружной и конца 108 с внутренней резьбой. В одном или более вариантах реализации изобретения по меньшей мере одна наружная и по меньшей мере одна внутренняя резьбы 110, 112 могут иметь переменный шаг резьбы по меньшей мере на части резьб 110, 112. В других дополнительных или альтернативных вариантах реализации изобретения по меньшей мере одна наружная и по меньшей мере одна внутренняя резьбы 110, 112 могут иметь постоянный шаг при измерении между резьбой по меньшей мере одного резьбового параметра, и переменную ширину резьбы по меньшей мере на части резьб 110, 112. В дополнительных или альтернативных вариантах реализации изобретения по меньшей мере одна из вершин указанной по меньшей мере одной наружной резьбы и указанной по меньшей мере одной внутренней резьбы 110, 112 имеют коническую форму на желаемой части длины резьб 110, 112, в то время как впадины резьб 110, 112 остаются постоянными. [0051] In one or more embodiments of the invention, at least one
[0052] В одном или более вариантах реализации изобретения наружная и внутренняя резьбы 110, 112 могут обладать характеристиками, идентичными или подобными тем, которые описаны в патенте США № 5788401, полное содержание которого включено в данный документ посредством ссылки. Например, в одном или более вариантах реализации изобретения наружная и внутренняя резьбы 110, 112 имеют вершину, впадину, боковую сторону под давлением и боковую сторону с зазором. В соответствии с одним аспектом резьбы 110, 112 могут иметь угол наклона боковой стороны под давлением (или угол наклона опорной стороны), который может составлять от около -30 до около 15 градусов; более конкретно, от около -20 до около -10 градусов; и, еще более конкретно, от около -20 до около -15 градусов при измерении по отношению к поверхности, перпендикулярной центральной оси бурильной колонны. Как будет понятно специалисту в данной области техники в свете настоящего описания, такие отрицательные углы наклона боковой стороны под давлением могут способствовать сохранению соединения в сопряженном состоянии, даже при перегрузке, а также снижать общую нагрузку по сравнению с положительными углами наклона боковой стороны резьбы. [0052] In one or more embodiments, the external and
[0053] В другом аспекте конец с внутренней резьбой и конец с наружной резьбой компонента бурильной колонны могут иметь заплечики с конусностью, составляющей от около 0 до около 15 градусов. В другом аспекте заплечики могут иметь толщину внешнего диаметра, составляющую от около 0,055 до около 0,080 дюйма; и, более конкретно, около 0,055 дюйма, около 0,083 дюйма, около 0,070 дюйма или около 0,075 дюйма. [0053] In another aspect, the end with a female thread and the end with an external thread of a drill string component can have shoulders with a taper of about 0 to about 15 degrees. In another aspect, the shoulders may have an outer diameter thickness of about 0.055 to about 0.080 inches; and, more specifically, about 0.055 inches, about 0.083 inches, about 0.070 inches, or about 0.075 inches.
[0054] В других аспектах критическая толщина части ниппеля, или заданная толщина материала под наружной резьбой, может быть использована в качестве индикатора предела прочности на растяжение и усиления напряжения в результате нарезания резьбы. В одном аспекте критическая толщина части ниппеля может составлять от около 40% до около 50% от толщины стенки; и более конкретно, около 44%, около 45%, около 46% или около 47% от толщины стенки. [0054] In other aspects, the critical thickness of the part of the nipple, or the specified thickness of the material under the external thread, can be used as an indicator of the ultimate tensile strength and stress enhancement resulting from thread cutting. In one aspect, the critical thickness of the nipple portion may be from about 40% to about 50% of the wall thickness; and more specifically, about 44%, about 45%, about 46%, or about 47% of the wall thickness.
[0055] В других аспектах критическая жесткость заплечика муфты, или момент сопротивления сечения или "модуль инерции" заплечика муфты, может способствовать сопротивлению скручиванию и может быть экспоненциально чувствительной к толщине заплечика. В одном аспекте критическая жесткость заплечика муфты может составлять от около 34% до около 48% от жесткости труб; более предпочтительно, около 40%, около 41% или около 43% от жесткости труб. [0055] In other aspects, the critical stiffness of the sleeve of the sleeve, or the cross-sectional moment of moment, or the "inertia modulus" of the sleeve of the sleeve, may contribute to torsion resistance and may be exponentially sensitive to the thickness of the shoulder. In one aspect, the critical stiffness of the coupling shoulder can be from about 34% to about 48% of the stiffness of the pipes; more preferably about 40%, about 41%, or about 43% of the pipe stiffness.
[0056] В свете описания в данном документе следует понимать, что изложенное выше описание представляет собой всего лишь одну конфигурацию наружной и внешней резьб 110, 112. В альтернативных вариантах реализации изобретения конфигурация наружной и внешней резьб 110, 112 может отличаться от описания, приведенного выше. В некоторых альтернативных вариантах реализации изобретения резьбы 110, 112 могут также иметь отрицательные углы наклона боковой стороны под давлением, составляющие от около 5 до 30 градусов по отношению к плоскости, перпендикулярной центральной оси бурильной колонны, и боковые стороны с зазором под углом, составляющим по меньшей мере 45 градусов, чтобы способствовать сохранению соединения в сопряженном состоянии, даже при перегрузке, и способствовать свинчиванию соединения. Кроме того, конец с внутренней резьбой и конец с наружной резьбой могут иметь заплечики с конусностью, составляющей от около 5 до 20 градусов. [0056] In light of the description herein, it should be understood that the above description is only one configuration of the external and
[0057] В другом аспекте угол наклона боковой стороны резьбы может характеризоваться разложением радиальной нагрузки угла наклона боковой стороны резьбы, которое описывает радиальную нагрузку, созданную углом наклона опорной стороны, которая должна быть поглощена в соединении. Как будет понятно специалисту в данной области техники в свете настоящего описания, значения разложения радиальной нагрузки угла наклона боковой стороны могут быть ограничены углами наклона боковой стороны резьбы, которые вызывают чрезмерное напряжение резьбы. Радиальные нагрузки могут быть определены как процент осевой нагрузки, приложенной к боковой стороне резьбы или к соединению, определяемому углом наклона боковой стороны резьбы. В частности, созданная радиальная нагрузка равна осевой нагрузке, умноженной на тангенс угла наклона боковой стороны резьбы. Как также будет понятно специалисту в данной области техники в свете настоящего описания, положительные значения радиальной нагрузки могут вызвать нежелательное разложение, тогда как отрицательные значения могут обеспечивать положительное сжатие. Сжатие является положительным, потому что оно может уменьшать общие уровни напряжения или напряжение по Мизесу, и оно может увеличивать давление на поверхности контакта между сопряженными резьбами, что увеличивает трение и скручивающую нагрузку, передаваемую соединению. Тем не менее, положительное сжатие из-за отрицательных значений радиальной нагрузки может стать нежелательным после пересечения определенного порогового значения. В данном описании разложение радиальной нагрузки угла наклона боковой стороны резьбы может составлять от около -18% до около -36%; более конкретно, от около -18% до около -36%; и еще более конкретно, около -27%. [0057] In another aspect, the angle of inclination of the side of the thread can be characterized by a decomposition of the radial load of the angle of inclination of the side of the thread, which describes the radial load created by the angle of inclination of the support side that must be absorbed in the joint. As will be appreciated by one of ordinary skill in the art in light of the present disclosure, the radial load decomposition values of the tilt angle of the side can be limited by the tilt angles of the side of the thread that cause excessive thread tension. Radial loads can be defined as the percentage of axial load applied to the side of the thread or to a joint defined by the angle of inclination of the side of the thread. In particular, the created radial load is equal to the axial load multiplied by the tangent of the angle of inclination of the side of the thread. As will also be clear to a person skilled in the art in light of the present description, positive values of the radial load can cause undesirable decomposition, while negative values can provide positive compression. Compression is positive because it can reduce overall stress or von Mises stresses, and it can increase pressure on the contact surface between mating threads, which increases the friction and torsional load transmitted to the joint. However, positive compression due to negative radial load values may become undesirable after crossing a certain threshold value. In this description, the decomposition of the radial load of the angle of inclination of the side of the thread may be from about -18% to about -36%; more specifically, from about -18% to about -36%; and even more specifically, about -27%.
[0058] Наружная резьба 110 может начинаться вблизи передней кромки 140 конца 104 с наружной резьбой. Например, Фигуры 1-3 иллюстрируют, что наружная резьба 110 может быть отклонена на расстояние (показанное имеет линейное расстояние 116) от передней кромки 140 конца 104 с наружной резьбой. Расстояние отклонения может позволить не сопряженной части заплечика резьбового элемента эластично сжиматься под крутящим моментом, прилагаемым во время свинчивания соединения. Как будет понятно специалисту в данной области техники, полученное соединение может поддерживать состояние предварительного натяга в условиях приложения крутящего момента свинчивания, при этом может потребоваться достаточное расстояние отклонения, чтобы обеспечить возможность хода резьбы, и может обеспечивать возможность создания "предварительного натяга", так как заплечик подвергается эластичному сжатию. Этот "предварительный натяг" может потребоваться для поддержания соединения в закрытом состоянии, тогда как при больших нагрузках на растяжение во время бурения или отклонении нагрузок, вызывающих изгиб, которые могли бы иначе привести к открытию контактной поверхности заплечика, тем самым увеличивая вызывающую изгиб нагрузку на ниппель и создавая потенциал того, что конец с наружной резьбой подвергается усталостному разрушению. Соответственно, в разных аспектах расстояние 116 отклонения может изменяться по желанию и, в частности, может по-разному зависеть от размера компонента 102 бурильной колонны, конфигурации резьбы 110 или зависеть от других факторов. По меньшей мере в одном варианте реализации изобретения расстояние 116 отклонения находится в диапазоне от около половины до около удвоенной ширины 118 наружной резьбы 110. В альтернативном варианте расстояние 116 отклонения может быть больше или меньше. Например, в одном или более вариантах реализации изобретения расстояние 116 отклонения равно нулю, так что наружная резьба 110 начинается на передней кромке 140 конца 104 с наружной резьбой. [0058] The
[0059] Аналогичным образом, внутренняя резьба 112 может начинаться вблизи передней кромки 120 конца 108 с внутренней резьбой. Например, фигуры 1-4 иллюстрируют, что внутренняя резьба 112 может быть отклонена на расстояние (показанное имеет линейное расстояние 122) от передней кромки 120 конца 108 с внутренней резьбой. Расстояние 122 отклонения может изменяться по желанию и, в частности, может по-разному зависеть от размера компонента 106 бурильной колонны, конфигурации внутренней резьбы 110 или зависеть от других факторов. По меньшей мере в одном варианте реализации изобретения расстояние 122 отклонения находится в диапазоне от около половины до около удвоенной ширины 124 внутренней резьбы 112. В альтернативном варианте расстояние 122 отклонения может быть больше или меньше. Например, в одном или более вариантах реализации изобретения расстояние 122 отклонения равно нулю, так что внутренняя резьба 112 начинается на передней кромке 120 конца 108 с внутренней резьбой. [0059] Similarly, the
[0060] Кроме того, расстояние 116 отклонения может быть равно расстоянию 122 отклонения, как показано на фигурах 1-4. В альтернативных вариантах реализации изобретения расстояние 122 отклонения может быть больше или меньше, чем расстояние 116 отклонения. В любом случае, по мере помещения передней кромки 140 конца 104 с наружной резьбой в конец 108 с внутренней резьбой и вращения наружная резьба 110 может входить в зацепление с внутренней резьбой 112, а конец 104 с наружной резьбой может линейно продвигаться вдоль центральной оси 126 конца 108 с внутренней резьбой. [0060] Furthermore, the
[0061] В частности, наружная и внутренняя резьбы 110, 112 могут быть расположены по винтовой линии по отношению к соответствующим концам 104, 108 с наружной и внутренней резьбой. Иными словами, каждая из наружной 110 и внутренней резьбы 112 может содержать ряд винтовых витков, проходящих вдоль соответствующего компонента 102, 106 бурильной колонны. По мере сопряжения наружной и внешней резьб 110, 112 резьбы могут, таким образом, вращаться по отношению друг к другу и садиться в пределах зазоров между соответствующими резьбами. На фигурах 1-4 наружная резьба 110, как правило, навита на конец 104 с наружной резьбой под углом 128, который также может быть измерен по отношению к передней кромке 140 конца 104 с наружной резьбой. [0061] In particular, the external and
Заходы многозаходных резьбMultiple Thread Approaches
[0062] Один или более вариантов реализации настоящего изобретения включают компоненты бурильной колонны, имеющие ряд резьб. Например, в одном или более вариантах реализации изобретения компонент бурильной колонны содержит по меньшей мере две резьбы, имеющие соответствующие заходы резьб, которые, необязательно, расположены на равных расстояниях от переднего конца компонента бурильной колонны. [0062] One or more embodiments of the present invention include drill string components having a number of threads. For example, in one or more embodiments of the invention, the drill string component comprises at least two threads having corresponding thread starts, which are optionally located at equal distances from the front end of the drill string component.
[0063] В одном аспекте использование многозаходных резьб может увеличивать площадь опорной поверхности опорной стороны резьбы и может приводить к большей общей эффективности нагрузки при соединении друг с другом компонентов с наружной и внутренней резьбой. В одном примере использование двух резьб удваивает площадь опоры резьбы по сравнению с однозаходной резьбой, с сохранением всех других характеристик резьбы постоянными. [0063] In one aspect, the use of multiple threads can increase the area of the supporting surface of the supporting side of the thread and can lead to greater overall load efficiency when connecting components to the external and internal threads. In one example, the use of two threads doubles the area of the thread support compared to a single thread, while keeping all other thread characteristics constant.
[0064] В другом аспекте использование многозаходных резьб может также увеличивать количество материала в месте перехода боковой стороны профиля резьбы во впадину резьбы и, соответственно, усталостную прочность бурового компонента. Не желая быть связанными теорией и/или моделированием, место перехода боковой стороны профиля резьбы во впадину резьбы представляет собой место максимального напряжения и вызывающего образование трещин усталостного разрушения в соединениях компонентов бурильной колонны. Отсюда следует, что при сохранении постоянными всех других факторов, использование многозаходных резьб может увеличивать усталостную прочность бурового компонента, так как усталостная прочность доступного материала уменьшается за счет средней нагрузки, как проиллюстрировано стандартной модифицированной усталостной диаграммой Гудмана. [0064] In another aspect, the use of multiple threads can also increase the amount of material at the junction of the side of the thread profile into the thread depression and, accordingly, the fatigue strength of the drilling component. Not wanting to be bound by theory and / or modeling, the place of transition of the side of the thread profile into the thread depression is the place of maximum stress and causing fatigue fracture in the joints of the components of the drill string. It follows that, while maintaining all other factors constant, the use of multiple threads can increase the fatigue strength of the drilling component, since the fatigue strength of the available material is reduced due to the average load, as illustrated by the standard modified Goodman fatigue diagram.
[0065] В дополнительном аспекте использование многозаходных резьб, размещенных на равном расстоянии около соответствующих передних концов компонентов бурильной колонны, может увеличивать допускаемую нагрузку компонентов бурильной колонны, размещенных в стыковом контакте, посредством создания симметричной динамической нагрузки около центральной оси компонента. [0065] In a further aspect, the use of multi-threaded threads spaced equidistant from the respective front ends of the drill string components can increase the load bearing capacity of drill string components placed in the butt contact by creating a symmetrical dynamic load near the center axis of the component.
[0066] С другой стороны, угол подъема резьбы может увеличиваться по мере уменьшения шага резьбы и увеличения количества резьб. Увеличение угла подъема резьбы после достижения оптимального угла может уменьшать требование крутящего момента раскрепления резьбового соединения, в результате чего сопряжение компонентов бурильной колонны можно разобрать во время эксплуатации. В другом аспекте отдельная ширина резьбы и, соответственно, площадь сдвига нагрузки могут уменьшаться по мере увеличения количества резьб на заданном буровом компоненте, в конечном счете, приводя к повреждению вследствие перегрузки сдвига резьбы. [0066] On the other hand, the angle of the thread may increase as the pitch of the thread decreases and the number of threads increases. An increase in the angle of thread elevation after reaching the optimum angle can reduce the requirement for the torque of the thread to be unfastened, as a result of which the interface of the drill string components can be disassembled during operation. In another aspect, the individual thread width and, accordingly, the shear area of the load may decrease as the number of threads on a given drilling component increases, ultimately leading to damage due to overload of the thread shear.
[0067] В одном варианте реализации изобретения количество резьб, которое увеличивает эффективность нагрузки, допускаемую нагрузку и усталостную прочность компонента бурильной колонны при сохранении приемлемых углов подъема резьбы и площади сдвига для компонента бурильной колонны заданных размеров, может быть определено как максимально возможное количество резьб, при этом ширина резьбы составляет не меньше, чем высота резьбы. В другом варианте реализации изобретения данное описание предусматривает компоненты бурильной колонны, имеющие по меньшей мере две резьбы, и, предпочтительно, от около двух до около четырех резьб, выполненных с возможностью увеличения эффективности нагрузки, допускаемой нагрузки и усталостной прочности компонентов бурильной колонны при сохранении приемлемых углов подъема резьбы и площади сдвига по сравнению с обычными однозаходными компонентами бурильной колонны. [0067] In one embodiment, the number of threads that increases the load efficiency, allowable load and fatigue strength of the drill string component while maintaining acceptable thread angles and shear area for the drill string component of the given size can be determined as the maximum possible number of threads, when this thread width is not less than the thread height. In another embodiment of the invention, this description provides drill string components having at least two threads, and preferably from about two to about four threads, configured to increase the load efficiency, allowable load and fatigue strength of the drill string while maintaining acceptable angles thread elevation and shear area compared to conventional one-way drill string components.
[0068] В одном примере по меньшей мере две наружные резьбы 110 могут начинаться вблизи передней кромки 140 конца 104 с наружной резьбой. В дополнительном аспекте по меньшей мере две наружные резьбы могут быть размещены на равном расстоянии около передней кромки 140 конца 104 с наружной резьбой. Например, предполагается, что конец с наружной резьбой имеет две наружные резьбы с заходами резьб, расположенными на расстоянии около 180 градусов друг от друга и вблизи передней кромки 140 конца 104 с наружной резьбой. В другом примере предполагается, что конец с наружной резьбой имеет три наружные резьбы с заходами резьб, которые могут быть расположены на расстоянии около 120 градусов друг от друга и вблизи передней кромки 140 конца 104 с наружной резьбой. [0068] In one example, at least two
[0069] Аналогичным образом, по меньшей мере две внутренние резьбы 112 могут начинаться вблизи передней кромки 120 конца 108 с внутренней резьбой. В дополнительном аспекте по меньшей мере две внутренние резьбы могут быть размещены на равном расстоянии около передней кромки 120 конца 108 с внутренней резьбой. Например, предполагается, что конец 108 с внутренней резьбой имеет две внутренние резьбы 112 с заходами, расположенными на расстоянии около 180 градусов друг от друга и вблизи передней кромки 120 конца 108 с внутренней резьбой. В другом примере предполагается, что конец 108 с внутренней резьбой имеет три внутренние резьбы 112 с заходами, которые могут быть расположены на расстоянии около 120 градусов друг от друга и вблизи передней кромки 120 конца 108 с внутренней резьбой. [0069] Similarly, at least two
[0070] В частности, по меньшей мере две наружные резьбы 110 и по меньшей мере две внутренние резьбы 112 могут быть расположены по винтовой линии по отношению к соответствующим концам 104, 108 с наружной и внутренней резьбой. Иными словами, каждая из наружных резьб 110 и каждая из внутренних резьб 112 может содержать ряд винтовых витков, проходящих вдоль соответствующего компонента 102, 106 бурильной колонны. Каждая из наружных резьб 110 и каждая из внутренних резьб 112 может содержать передние концы, ориентированные под острым углом по отношению к центральной оси соответствующего компонента 102, 106 бурильной колонны и размещенные на равном расстоянии около нее. По мере сопряжения по меньшей мере двух наружных резьб 110 и по меньшей мере двух внутренних резьб 112 они могут, таким образом, вращаться по отношению друг к другу и садиться в пределах зазоров между соответствующими резьбами и, в конечном итоге, образовывать соединение бурильной колонны. Соответственно, в одном или более вариантах реализации изобретения получают соединение бурильной колонны, обладающее повышенной эффективностью нагрузки, допускаемой нагрузкой и усталостной прочностью при сохранении приемлемых углов подъема резьбы и площади сдвига для заданного диаметра компонента бурильной колонны. [0070] In particular, at least two
Оптимальные поперечные сечения материала для максимальной допускаемой нагрузкиOptimum material cross sections for maximum load capacity
[0071] Один или более вариантов реализации настоящего изобретения включают компоненты бурильной колонны, которые по сути исключают общую конусность впадины и резьбы в пользу по меньшей мере одного из переменного шага резьбы, переменной ширины резьбы и конусности по меньшей мере части вершины резьбы, при этом обеспечивая равномерную впадину резьбы. Другой аспект настоящего изобретения включает компоненты бурильной колонны, которые исключают общую конусность впадины и резьбы в пользу по меньшей мере одного из переменного шага резьбы, переменной ширины резьбы и конусности по меньшей мере части вершины резьбы, при этом обеспечивая равномерную впадину резьбы. [0071] One or more embodiments of the present invention include drill string components that substantially eliminate the overall taper of the trough and thread in favor of at least one of a variable thread pitch, variable thread width, and taper of at least a portion of the thread apex, while providing uniform thread depression. Another aspect of the present invention includes drill string components that eliminate the overall taper of the trough and thread in favor of at least one of a variable thread pitch, a variable thread width, and a taper of at least a portion of the thread tip, while providing a uniform thread trough.
[0072] В одном аспекте материал, который, как правило, теряется на общую конусность соединения и резьбы, сохраняется за счет предоставления компонентов бурильной колонны, имеющих по меньшей мере одну резьбу, содержащую шаг резьбы, который изменяется от первого значения вблизи переднего конца по меньшей мере на части осевой длины указанного ряда ее винтовых витков до конечного значения в желаемой точке на указанной по меньшей мере одной резьбе, тем самым выборочно обеспечивая осевую постепенную посадку. В одном аспекте шаг резьбы может равномерно увеличиваться от первого значения по меньшей мере на первом витке до конечного значения по меньшей мере на последнем витке указанного ряда винтовых витков. В альтернативном аспекте шаг резьбы может неравномерно увеличиваться от первого значения до конечного значения по всей осевой длине указанного ряда винтовых витков. В дополнительном аспекте шаг резьбы может увеличиваться от первого значения до конечного значения на части осевой длины указанного ряда винтовых витков и после этого может оставаться постоянным. В еще одном аспекте по меньшей мере у одной резьбы может быть высота, которая изменяется от около 2,0 до 5,0 витков/дюйм, предпочтительно, от около 3 до около 4 витков/дюйм и, наиболее предпочтительно, от около 3 до около 3,5 витков/дюйм. В других аспектах резьба может иметь переменный шаг по меньшей мере на одном витке и, предпочтительно, двух витках резьбы. В альтернативном аспекте резьба может иметь шаг, который изменяется от переднего конца к заднему концу резьбы. [0072] In one aspect, material that is typically lost on the overall taper of the joint and thread is retained by providing drill string components having at least one thread containing a thread pitch that changes from a first value near the front end to at least at least part of the axial length of the indicated row of its helical turns to the final value at the desired point on the specified at least one thread, thereby selectively providing an axial gradual fit. In one aspect, the thread pitch may increase uniformly from the first value at least at the first turn to the final value at least at the last turn of the indicated series of screw turns. In an alternative aspect, the thread pitch may increase unevenly from the first value to the final value along the entire axial length of the indicated series of helical turns. In an additional aspect, the thread pitch may increase from the first value to the final value on a part of the axial length of the specified series of screw turns and after that it can remain constant. In another aspect, the at least one thread may have a height that varies from about 2.0 to 5.0 turns / inch, preferably from about 3 to about 4 turns / inch, and most preferably from about 3 to about 3.5 turns / inch In other aspects, the thread may have a variable pitch on at least one thread and, preferably, two threads. In an alternative aspect, the thread may have a pitch that varies from the front end to the rear end of the thread.
[0073] В другом аспекте материал, который, как правило, теряется на общую конусность соединения и резьбы, сохраняется за счет предоставления компонентов бурильной колонны, имеющих по меньшей мере одну резьбу, содержащую шаг резьбы, который является постоянным при измерении по меньшей мере одного заданного параметра резьбы, но ширина которого может изменяться от первого значения вблизи переднего конца по меньшей мере на части осевой длины указанного ряда ее винтовых витков до конечного значения в желаемой точке на указанной по меньшей мере одной резьбе, тем самым выборочно обеспечивая осевую постепенную посадку. В одном аспекте ширина резьбы может равномерно увеличиваться от первого значения по меньшей мере на первом витке до конечного значения по меньшей мере на последнем витке указанного ряда винтовых витков. В альтернативном аспекте ширина резьбы может неравномерно увеличиваться от первого значения до конечного значения по всей осевой длине указанного ряда винтовых витков. В дополнительном аспекте шаг резьбы может увеличиваться от первого значения до конечного значения на части осевой длины указанного ряда винтовых витков и после этого может оставаться постоянным. В других аспектах шаг на опорной стороне резьбы может поддерживаться на постоянном уровне, в то время как на передней стороне увеличивается. В альтернативных аспектах шаг на передней стороне резьбы может поддерживаться на постоянном уровне, в то время как на опорной стороне увеличивается. В других аспектах середина резьбы может иметь постоянный шаг, в то время как обе боковые стороны имеют переменный шаг. В других дополнительных аспектах переменный шаг опорной стороны может отличаться от переменного шага передней стороны. [0073] In another aspect, a material that is typically lost on the overall taper of the joint and thread is maintained by providing drill string components having at least one thread containing a thread pitch that is constant when measuring at least one predetermined thread parameter, but the width of which can vary from the first value near the front end of at least part of the axial length of the indicated row of its helical turns to the final value at the desired point on the specified at least one thread, thereby selectively providing an axial gradual fit. In one aspect, the thread width may uniformly increase from the first value at least at the first turn to the final value at least at the last turn of the indicated series of screw turns. In an alternative aspect, the thread width may increase unevenly from the first value to the final value along the entire axial length of the indicated series of screw turns. In an additional aspect, the thread pitch may increase from the first value to the final value on a part of the axial length of the specified series of screw turns and after that it can remain constant. In other aspects, the pitch on the support side of the thread may be kept constant, while on the front side it increases. In alternative aspects, the pitch on the front side of the thread can be kept constant, while on the support side it increases. In other aspects, the middle of the thread may have a constant pitch, while both sides have a variable pitch. In other further aspects, the variable pitch of the support side may be different from the variable pitch of the front side.
[0074] В еще одном аспекте по меньшей мере у одной резьбы может быть ширина, которая изменяется от около 50% от полной ширины резьбы вблизи переднего конца и возрастает до полной ширины резьбы вблизи заднего конца. В дополнительном аспекте по меньшей мере у одной резьбы может быть ширина, которая изменяется от около 75% от полной ширины резьбы вблизи переднего конца и возрастает до полной ширины резьбы вблизи заднего конца. В других аспектах резьба может иметь переменную ширину по меньшей мере на одном витке и, предпочтительно, двух витках резьбы. В альтернативном аспекте резьба может иметь ширину, которая изменяется от переднего конца к заднему концу резьбы. В одном типовом варианте реализации изобретения резьба с 2 витками на один дюйм, имеющая полную ширину, составляющую 1/4" вблизи заднего конца, может иметь уменьшенную ширину, составляющую около 1/8" на переднем конце. Как будет понятно специалисту в данной области техники, самым большим расстоянием между смежными витками указанной по меньшей мере одной резьбы является на переднем конце и обеспечивает дополнительный осевой зазор при наживлении резьб. [0074] In yet another aspect, the at least one thread may have a width that varies from about 50% of the total width of the thread near the front end and increases to the full width of the thread near the rear end. In a further aspect, the at least one thread may have a width that varies from about 75% of the total width of the thread near the front end and increases to the full width of the thread near the rear end. In other aspects, the thread may have a variable width on at least one thread and, preferably, two threads. In an alternative aspect, the thread may have a width that varies from the front end to the rear end of the thread. In one exemplary embodiment, a thread with 2 turns per inch having a full width of 1/4 "near the rear end may have a reduced width of about 1/8" at the front end. As will be understood by a person skilled in the art, the largest distance between adjacent turns of the at least one thread is at the front end and provides additional axial clearance when baiting the threads.
[0075] В еще одном аспекте материал, который, как правило, теряется на общую конусность соединения и резьбы, сохраняется за счет предоставления компонентов бурильной колонны, имеющих по меньшей мере одну резьбу, содержащую впадину, которая описывает цилиндрическую поверхность, проходящую по всей осевой длине указанного ряда винтовых витков резьбы, и вершину, которая описывает поверхность в форме усеченного конуса, проходящую по меньшей мере на части осевой длины указанного ряда ее винтовых витков, тем самым выборочно обеспечивая радиальную постепенную посадку. Образующая поверхность в форме усеченного конуса представляет собой прямую линию, имеющую угол по отношению к центральной оси полого корпуса. В одном аспекте вершина описывает поверхность в форме усеченного конуса по всей осевой длине указанного ряда винтовых витков. В другом аспекте по меньшей мере одна резьба может иметь вершину в форме усеченного конуса по меньшей мере на части осевой длины указанной по меньшей мере одной резьбы с образующей усеченного конуса с углом от около 0,75 до 1,6 градусов, в то время как по меньшей мере одна резьба может иметь цилиндрические впадины. В другом аспекте вершина описывает поверхность в форме усеченного конуса, проходящую по осевой длине по меньшей мере одного витка резьбы и, предпочтительно, по меньшей мере двух витков резьбы. В альтернативных аспектах осевая длина может представлять собой по сути полную осевую длину резьбы. [0075] In yet another aspect, a material that is typically lost on the overall taper of the joint and thread is retained by providing drill string components having at least one thread containing a cavity that describes a cylindrical surface extending along its entire axial length the specified number of screw threads, and a vertex that describes a surface in the form of a truncated cone, extending at least part of the axial length of the specified series of its screw turns, thereby selectively providing a radial gradual fit. A truncated cone-shaped surface is a straight line having an angle with respect to the central axis of the hollow body. In one aspect, the apex describes a surface in the form of a truncated cone along the entire axial length of the indicated series of helical turns. In another aspect, the at least one thread may have a truncated cone apex on at least a portion of the axial length of said at least one thread with a truncated cone generatrix with an angle of about 0.75 to 1.6 degrees, while at least one thread may have cylindrical cavities. In another aspect, the apex describes a truncated cone surface extending along the axial length of at least one thread and, preferably, at least two threads. In alternative aspects, the axial length may be essentially the total axial length of the thread.
[0076] В еще одном аспекте материал, который, как правило, теряется на общую конусность соединения и резьбы, сохраняется за счет предоставления компонентов бурильной колонны, имеющих по меньшей мере как одну резьбу, включающую шаг резьбы, который изменяется от первого значения вблизи переднего конца по меньшей мере на части осевой длины указанного ряда ее винтовых витков до конечного значения в желаемой точке на указанной по меньшей мере одной резьбе, так и дополнительно содержащих впадину резьбы, которая описывает цилиндрическую поверхность, проходящую по всей осевой длине указанного ряда винтовых витков, и вершину, которая описывает поверхность в форме усеченного конуса, проходящую по меньшей мере на части осевой длины указанного ряда ее винтовых витков, тем самым выборочно обеспечивая как осевую постепенную посадку, так и радиальную постепенную посадку. [0076] In yet another aspect, material that is typically lost on the overall taper of the joint and thread is retained by providing drill string components having at least one thread including a thread pitch that changes from a first value near the front end at least a part of the axial length of the indicated series of its helical turns to the final value at the desired point on the specified at least one thread, and further comprising a thread depression that describes a cylindrical surface extending along the entire axial length of the specified series of helical turns, and the apex , which describes a surface in the form of a truncated cone, extending at least part of the axial length of the indicated row of its helical turns, thereby selectively providing both axial gradual fit and radial gradual fit.
[0077] В одном примере по меньшей мере одна наружная резьба 110 может начинаться вблизи передней кромки 140 конца 104 с наружной резьбой. По меньшей мере одна наружная резьба 110 может содержать ряд винтовых витков, проходящих вдоль соответствующей длины конца 104 с наружной резьбой. В дополнительном аспекте по меньшей мере одна наружная резьба может иметь шаг, который увеличивается от первого значения вблизи передней кромки 140 по меньшей мере на части осевой длины указанного ряда ее винтовых витков до конечного значения в желаемой точке на указанной по меньшей мере одной наружной резьбе 110, и после этого поддерживается постоянным. В другом аспекте по меньшей мере одна наружная резьба может иметь шаг, который увеличивается от первого значения вблизи передней кромки по всей осевой длине указанного ряда ее винтовых витков до конечного значения. В альтернативных аспектах шаг может равномерно или неравномерно увеличиваться по осевой длине указанной по меньшей мере одной наружной резьбы 110. Например, предполагается, что конец с наружной резьбой имеет две наружные резьбы, имеющие шаг, который увеличивается от передней кромки конца 104 с наружной резьбой до конечного значения в желаемой точке вдоль осевой длины резьбы при измерении этой точки от конца 104 с наружной резьбой. [0077] In one example, at least one
[0078] Аналогичным образом, по меньшей мере одна внутренняя резьба 112 может начинаться вблизи передней кромки 120 конца 108 с внутренней резьбой. По меньшей мере одна внутренняя резьба 112 может содержать ряд винтовых витков, проходящих вдоль соответствующей длины конца 108 с внутренней резьбой. В дополнительном аспекте по меньшей мере одна внутренняя резьба может иметь шаг, который увеличивается от первого значения вблизи передней кромки 120 по меньшей мере на части осевой длины указанного ряда ее винтовых витков до конечного значения в желаемой точке на указанной по меньшей мере одной внутренней резьбе 112, и после этого поддерживается постоянным. В другом аспекте по меньшей мере одна внутренняя резьба может иметь шаг, который увеличивается от первого значения вблизи передней кромки 120 по всей части осевой длины указанного ряда ее винтовых витков до конечного значения. В альтернативных аспектах шаг может равномерно или неравномерно увеличиваться по осевой длине указанной по меньшей мере одной внутренней резьбы 112. Например, предполагается, что конец с наружной резьбой имеет две внутренние резьбы, имеющие шаг, который увеличивается от передней кромки 120 конца 108 с внутренней резьбой до конечного значения в желаемой точке вдоль осевой длины резьбы, при измерении этой точки от конца 108 с внутренней резьбой. [0078] Similarly, at least one
[0079] В частности, по меньшей мере одна наружная резьба 110 и по меньшей мере одна внутренняя резьба 112 могут быть расположены по винтовой линии по отношению к соответствующим концам 104, 108 с наружной и внутренней резьбой. Иными словами, по меньшей мере одна наружная 110 и по меньшей мере одна внутренняя резьба 112 могут содержать ряд винтовых витков, проходящих вдоль соответствующего компонента 102, 106 бурильной колонны. По меньшей мере одна наружная 110 и по меньшей мере одна внутренняя резьба 112 - каждая может содержать передние концы, ориентированные под острым углом по отношению к центральной оси соответствующего компонента 102, 106 бурильной колонны и размещенные около нее. По мере сопряжения по меньшей мере одной наружной резьбы 110 и по меньшей мере одной внутренней резьбы 112 резьбы могут, таким образом, вращаться по отношению друг к другу и садиться в пределах зазоров между соответствующими резьбами и, в конечном итоге, образовывать соединение бурильной колонны. Постепенная посадка в осевом направлении выборочно создается между соответствующими концами 104, 108 с наружной и внутренней резьбой по мере увеличения шага по меньшей мере одной из указанной по меньшей мере одной наружной резьбы 110 и указанной по меньшей мере одной внутренней резьбы 112. Соответственно, в одном или более вариантах реализации изобретения получают соединение бурильной колонны, имеющее оптимальные поперечные сечения материала для максимально допускаемой нагрузки. [0079] In particular, at least one
[0080] В другом примере по меньшей мере одна наружная резьба 110 может начинаться вблизи передней кромки конца 104 с наружной резьбой. По меньшей мере одна наружная резьба 110 может содержать ряд винтовых витков, проходящих вдоль соответствующей длины конца 104 с наружной резьбой, а также может иметь по меньшей мере один параметр резьбы с постоянным шагом по всей осевой длине резьбы. Типовые параметры резьб, высота которых может поддерживаться постоянной, могут включать опорную сторону, переднюю сторону, середину резьбы и тому подобное. В дополнительном аспекте по меньшей мере одна наружная резьба может иметь ширину, которая увеличивается от процента полной ширины резьбы вблизи передней кромки по меньшей мере на части осевой длины указанного ряда ее винтовых витков до полной ширины резьбы в желаемой точке на указанной по меньшей мере одной наружной резьбе 110, и после этого поддерживается постоянной. В другом аспекте по меньшей мере одна наружная резьба может иметь ширину, которая увеличивается от процента полной ширины резьбы вблизи передней кромки по всей осевой длине указанного ряда ее винтовых витков до полной ширины резьбы. В альтернативных аспектах ширина резьбы может равномерно или неравномерно увеличиваться по осевой длине указанной по меньшей мере одной наружной резьбы 110. Например, предполагается, что конец с наружной резьбой имеет две наружные резьбы, при этом по меньшей мере одна наружная резьба имеет по меньшей мере один параметр, имеющий постоянный шаг по всей осевой длине этой резьбы, и ширину, которая увеличивается от процента полной ширины резьбы на передней кромке конца 104 с наружной резьбой до полной ширины резьбы в желаемой точке вдоль осевой длины резьбы. [0080] In another example, at least one
[0081] Аналогичным образом, по меньшей мере одна внутренняя резьба 112 может начинаться вблизи передней кромки 142 конца 108 с внутренней резьбой. По меньшей мере одна внутренняя резьба 112 может содержать ряд винтовых витков, проходящих вдоль соответствующей длины конца 108 с внутренней резьбой, а также может иметь по меньшей мере один параметр резьбы с постоянным шагом по всей осевой длине резьбы. Типовые параметры резьб, высота которых может поддерживаться постоянной, могут включать опорную сторону, переднюю сторону, середину резьбы и тому подобное. В дополнительном аспекте по меньшей мере одна внутренняя резьба может иметь ширину, которая увеличивается от процента полной ширины резьбы вблизи передней кромки 142 по меньшей мере на части осевой длины указанного ряда ее винтовых витков до полной ширины резьбы в желаемой точке на указанной по меньшей мере одной внутренней резьбе 112, и после этого поддерживается постоянной. В другом аспекте по меньшей мере одна внутренняя резьба может иметь ширину резьбы, которая увеличивается от процента полной ширины резьбы вблизи передней кромки 142 по всей осевой длине указанного ряда ее винтовых витков до полной ширины резьбы. В альтернативных аспектах ширина резьбы может равномерно или неравномерно увеличиваться по осевой длине указанной по меньшей мере одной внутренней резьбы 112. Например, предполагается, что конец с внутренней резьбой имеет две внутренние резьбы, при этом по меньшей мере одна внутренняя резьба имеет по меньшей мере один параметр, имеющий постоянный шаг по всей осевой длине этой резьбы, и ширину, которая увеличивается от процента полной ширины резьбы на передней кромке 142 конца 108 с внутренней резьбой до полной ширины резьбы в желаемой точке вдоль осевой длины резьбы. [0081] Similarly, at least one
[0082] В частности, по меньшей мере одна наружная резьба 110 и по меньшей мере одна внутренняя резьба 112 могут быть расположены по винтовой линии по отношению к соответствующим концам 104, 108 с наружной и внутренней резьбой. Иными словами, по меньшей мере одна наружная резьба 110 и по меньшей мере одна внутренняя резьба 112 могут содержать ряд винтовых витков, проходящих вдоль соответствующего компонента 102, 106 бурильной колонны. По меньшей мере одна наружная резьба 110 и по меньшей мере одна внутренняя резьба 112 - каждая может содержать передние концы, ориентированные под острым углом по отношению к центральной оси соответствующего компонента 102, 106 бурильной колонны и размещенные около нее. По мере сопряжения по меньшей мере одной наружной резьбы 110 и по меньшей мере одной внутренней резьбы 112 они могут, таким образом, вращаться по отношению друг к другу и садиться в пределах зазоров между соответствующими резьбами и, в конечном итоге, образовывать соединение бурильной колонны. Постепенная посадка в осевом направлении выборочно создается между соответствующими концами 104, 108 с наружной и внутренней резьбой по мере увеличения ширины указанной по меньшей мере одной из по меньшей мере одной наружной резьбы 110 и указанной по меньшей мере одной внутренней резьбы 112, в то время как по меньшей мере один параметр как по меньшей мере одной наружной резьбы 110, так и по меньшей мере одной внутренней резьбы 112 имеет постоянный шаг по всей осевой длине соответствующей резьбы. Соответственно, в одном или более вариантах реализации изобретения получают соединение бурильной колонны, имеющее оптимальные поперечные сечения материала для максимальной допускаемой нагрузки. [0082] In particular, at least one
[0083] В другом примере по меньшей мере одна наружная резьба 110 может начинаться вблизи передней кромки конца 104 с наружной резьбой. По меньшей мере одна наружная резьба 110 может содержать ряд винтовых витков, проходящих вдоль соответствующей длины конца 104 с наружной резьбой. В одном аспекте по меньшей мере одна наружная резьба 110 может иметь впадину резьбы, которая описывает цилиндрическую поверхность по всей осевой длине указанного ряда винтовых витков. В дополнительном аспекте по меньшей мере одна наружная резьба 110 может иметь вершину резьбы, которая описывает поверхность в форме усеченного конуса от первого диаметра вблизи передней кромки, проходящей по меньшей мере на части осевой длины указанного ряда ее винтовых витков, до конечного диаметра в желаемой точке на указанной по меньшей мере одной наружной резьбе 110 и после этого поддерживается постоянной. Указанная образующая поверхности в форме усеченного конуса представляет собой прямую линию, проходящую через вершины резьбы, которая лежит под углом по отношению к центральной оси, проходящей через полый корпус. В другом аспекте по меньшей мере одна наружная резьба 110 может иметь вершину резьбы, которая описывает поверхность в форме усеченного конуса от первого диаметра вблизи передней кромки, проходящей по всей осевой длине указанного ряда ее винтовых витков, до конечного диаметра. Например, предполагается, что конец с наружной резьбой имеет по меньшей мере одну наружную резьбу, имеющую вершину резьбы, которая описывает цилиндр, и вершину резьбы, которая описывает поверхность в форме усеченного конуса от первого диаметра вблизи передней кромки, проходящей на желаемой части осевой длины указанного ряда ее винтовых витков, до конечного диаметра в желаемой точке на указанной по меньшей мере одной наружной резьбе 110 и после этого поддерживается постоянной. [0083] In another example, at least one
[0084] Аналогичным образом, по меньшей мере одна внутренняя резьба 112 может начинаться вблизи передней кромки 120 конца 108 с внутренней резьбой. По меньшей мере одна внутренняя резьба 112 может содержать ряд винтовых витков, проходящих вдоль соответствующей длины конца 108 с внутренней резьбой. В одном аспекте по меньшей мере одна внутренняя резьба 112 может иметь впадину резьбы, которая описывает цилиндрическую поверхность по всей осевой длине указанного ряда винтовых витков. В дополнительном аспекте по меньшей мере одна внутренняя резьба 112 может иметь вершину резьбы, которая описывает поверхность в форме усеченного конуса от первого диаметра вблизи передней кромки 120, проходящей по меньшей мере на части осевой длины указанного ряда ее винтовых витков, до конечного диаметра в желаемой точке на указанной по меньшей мере одной внутренней резьбе 112 и после этого поддерживается постоянной. Указанная образующая поверхности в форме усеченного конуса представляет собой прямую линию, проходящую через вершины резьбы, которая лежит под углом по отношению к центральной оси, проходящей через полый корпус. В другом аспекте по меньшей мере одна внутренняя резьба 112 может иметь вершину резьбы, которая описывает поверхность в форме усеченного конуса от первого диаметра вблизи передней кромки 120, проходящей по всей осевой длине указанного ряда ее винтовых витков, до конечного диаметра. Например, предполагается, что конец 108 с внутренней резьбой имеет по меньшей мере одну внутреннюю резьбу 112, имеющую вершину, которая описывает цилиндр, и вершину, которая описывает поверхность в форме усеченного конуса от первого диаметра вблизи передней кромки 120, проходящей на желаемой части осевой длины указанного ряда ее винтовых витков до конечного диаметра в желаемой точке на указанной по меньшей мере одной внутренней резьбе 112, и после этого поддерживается постоянной. [0084] Similarly, at least one
[0085] В частности, по меньшей мере одна наружная резьба 110 и по меньшей мере одна внутренняя резьба 112 могут быть расположены по винтовой линии по отношению к соответствующим концам 104, 108 с наружной и внутренней резьбой. Иными словами, по меньшей мере одна наружная 110 и по меньшей мере одна внутренняя резьба 112 могут содержать ряд винтовых витков, проходящих вдоль соответствующего компонента 102, 106 бурильной колонны. По меньшей мере одна наружная 110 и по меньшей мере одна внутренняя резьба 112 - каждая может содержать передние концы, ориентированные под острым углом по отношению к центральной оси соответствующего компонента 102, 106 бурильной колонны. В одном аспекте как по меньшей мере одна наружная 110, так и по меньшей мере одна внутренняя резьба 112 могут иметь впадину, которая описывает цилиндрическую поверхность по всей осевой длине указанного ряда винтовых витков. В дополнительном аспекте указанная по меньшей мере одна наружная 110 и указанная по меньшей мере одна внутренняя резьба 112 могут иметь вершину, которая описывает поверхность в форме усеченного конуса от первого диаметра вблизи передней кромки, проходящей по меньшей мере на части осевой длины указанного ряда ее винтовых витков, до конечного диаметра в желаемой точке на указанной по меньшей мере одной внутренней резьбе 112 и после этого поддерживается постоянной. По мере сопряжения по меньшей мере одной наружной 110 и по меньшей мере одной внутренней резьбы 112 они могут, таким образом, вращаться по отношению друг к другу и садиться в пределах зазоров между соответствующими резьбами и, в конечном итоге, образовывать соединение бурильной колонны. Постепенная посадка в радиальном направлении выборочно создается между соответствующими концами 104, 108 с наружной и внутренней резьбой по мере увеличения диаметра вершины по меньшей мере одной из указанной по меньшей мере одной наружной 110 и указанной по меньшей мере одной внутренней резьбы 112. Соответственно, в одном или более вариантах реализации изобретения получают соединение бурильной колонны, имеющее оптимальные поперечные сечения материала для максимальной допускаемой нагрузки. [0085] In particular, at least one
[0086] В другом примере по меньшей мере одна наружная резьба 110 может начинаться вблизи передней кромки конца 104 с наружной резьбой. По меньшей мере одна наружная резьба 110 может содержать ряд винтовых витков, проходящих вдоль соответствующей длины конца 104 с наружной резьбой. В одном аспекте по меньшей мере одна наружная резьба может иметь по меньшей мере один параметр из шага и ширины, который увеличивается от первого значения вблизи передней кромки по меньшей мере на части осевой длины указанного ряда ее винтовых витков до конечного значения в желаемой точке на указанной по меньшей мере одной наружной резьбе 110 и после этого поддерживается постоянным. В дополнительном аспекте по меньшей мере одна наружная резьба 110 может иметь впадину, которая описывает цилиндрическую поверхность по всей осевой длине указанного ряда винтовых витков. В еще одном дополнительном аспекте по меньшей мере одна наружная резьба 110 может иметь вершину, которая описывает поверхность в форме усеченного конуса от первого диаметра вблизи передней кромки, проходящей по меньшей мере на части осевой длины указанного ряда ее винтовых витков, до конечного диаметра в желаемой точке на указанной по меньшей мере одной наружной резьбе 110 и после этого поддерживается постоянной. Указанная образующая поверхности в форме усеченного конуса представляет собой прямую линию, проходящую через вершины резьбы, которая лежит под углом по отношению к центральной оси, проходящей через полый корпус. В другом аспекте по меньшей мере одна наружная резьба 110 может иметь вершину, которая описывает поверхность в форме усеченного конуса от первого диаметра вблизи передней кромки, проходящей по всей осевой длине указанного ряда ее винтовых витков, до конечного диаметра. Например, предполагается, что конец с наружной резьбой имеет по меньшей мере одну наружную резьбу, имеющую вершину, которая описывает цилиндр, и вершину резьбы, которая описывает поверхность в форме усеченного конуса от первого диаметра вблизи передней кромки, проходящей на желаемой части осевой длины указанного ряда ее винтовых витков, до конечного диаметра в желаемой точке на указанной по меньшей мере одной наружной резьбе 110 и после этого поддерживается постоянной. По меньшей мере одна наружная резьба 110 также имеет по меньшей мере один параметр из шага и ширины, который увеличивается от передней кромки конца 104 с наружной резьбой до конечного значения в желаемой точке вдоль осевой длины резьбы, при измерении этой точки от конца 104 с наружной резьбой. [0086] In another example, at least one
[0087] Аналогичным образом, по меньшей мере одна внутренняя резьба 112 может начинаться вблизи передней кромки 120 конца 108 с внутренней резьбой. По меньшей мере одна внутренняя резьба 112 может содержать ряд винтовых витков, проходящих вдоль соответствующей длины конца 108 с внутренней резьбой. В одном аспекте по меньшей мере одна наружная резьба может иметь по меньшей мере один параметр из шага и ширины, который увеличивается от первого значения вблизи передней кромки 120 по меньшей мере на части осевой длины указанного ряда ее винтовых витков до конечного значения в желаемой точке на указанной по меньшей мере одной внутренней резьбе 112 и после этого поддерживается постоянным. В дополнительном аспекте по меньшей мере одна внутренняя резьба 112 может иметь впадину резьбы, которая описывает цилиндрическую поверхность по всей осевой длине указанного ряда винтовых витков. В еще одном дополнительном аспекте по меньшей мере одна внутренняя резьба 112 может иметь вершину, которая описывает поверхность в форме усеченного конуса от первого диаметра вблизи передней кромки 120, проходящей по меньшей мере на части осевой длины указанного ряда ее винтовых витков, до конечного диаметра в желаемой точке на указанной по меньшей мере одной внутренней резьбе 112 и после этого поддерживается постоянной. Указанная образующая поверхности в форме усеченного конуса представляет собой прямую линию, проходящую через вершины резьбы, которая лежит под углом по отношению к центральной оси, проходящей через полый корпус. В другом аспекте по меньшей мере одна внутренняя резьба 112 может иметь вершину, которая описывает поверхность в форме усеченного конуса от первого диаметра вблизи передней кромки 120, проходящей по всей осевой длине указанного ряда ее винтовых витков, до конечного диаметра. Например, предполагается, что конец 108 с внутренней резьбой имеет по меньшей мере одну внутреннюю резьбу 112, имеющую вершину, которая описывает цилиндр, и вершину резьбы, которая описывает поверхность в форме усеченного конуса от первого диаметра вблизи передней кромки 120, проходящей на желаемой части осевой длины указанного ряда ее винтовых витков, до конечного диаметра в желаемой точке на указанной по меньшей мере одной внутренней резьбе 112, и после этого поддерживается постоянной. По меньшей мере одна внутренняя резьба 112 также имеет по меньшей мере один параметр из шага и ширины, который увеличивается от передней кромки 120 конца 108 с внутренней резьбой до конечного значения в желаемой точке вдоль осевой длины резьбы, при измерении этой точки от конца 108 с внутренней резьбой. [0087] Similarly, at least one
[0088] В частности, по меньшей мере одна наружная 110 и по меньшей мере одна внутренняя резьба 112 могут быть расположены по винтовой линии по отношению к соответствующим концам 104, 108 с наружной и внутренней резьбой. Иными словами, по меньшей мере одна наружная 110 и по меньшей мере одна внутренняя резьба 112 могут содержать ряд винтовых витков, проходящих вдоль соответствующего компонента 102, 106 бурильной колонны. По меньшей мере одна наружная 110 и по меньшей мере одна внутренняя резьба 112 - каждая может содержать передние концы, ориентированные под острым углом по отношению к центральной оси соответствующего компонента 102, 106 бурильной колонны. В одном аспекте как по меньшей мере одна наружная 110, так и по меньшей мере одна внутренняя резьба 112 могут иметь впадину резьбы, которая описывает цилиндрическую поверхность по всей осевой длине указанного ряда винтовых витков. В дополнительном аспекте указанная по меньшей мере одна наружная 110 и указанная по меньшей мере одна внутренняя резьба 112 могут иметь вершину, которая описывает поверхность в форме усеченного конуса от первого диаметра вблизи соответствующей кромки 114, 120, проходящей по меньшей мере на части осевой длины указанного ряда ее винтовых витков, до конечного диаметра в желаемой точке на соответствующей по меньшей мере одной резьбе и после этого поддерживается постоянной. По мере сопряжения по меньшей мере одной наружной 110 и по меньшей мере одной внутренней резьбы 112 они могут, таким образом, вращаться по отношению друг к другу и садиться в пределах зазоров между соответствующими резьбами и, в конечном итоге, образовывать соединение бурильной колонны. Постепенная посадка в радиальном направлении выборочно создается между соответствующими концами 104, 108 с наружной и внутренней резьбой по мере увеличения диаметра вершины по меньшей мере одной из указанной по меньшей мере одной наружной 110 и указанной по меньшей мере одной внутренней резьбы 112. Также постепенная посадка в осевом направлении выборочно создается между соответствующими концами 104, 108 с наружной и внутренней резьбой. По меньшей мере один параметр из шага и ширины по меньшей мере одной из указанной по меньшей мере одной наружной 110 и указанной по меньшей мере одной внутренней резьбы 112 увеличивается. Соответственно, в одном или более вариантах реализации изобретения получают соединение бурильной колонны, имеющее оптимальные поперечные сечения материала для максимальной допускаемой нагрузки. [0088] In particular, at least one external 110 and at least one
Заходы резьб с защитой от заеданияThread seals with anti-seizing
[0089] Один или более вариантов реализации настоящего изобретения включают компоненты бурильной колонны, имеющие резьбы, соответствующие передние концы которых ориентированы под острым углом по отношению к центральной оси компонента бурильной колонны и, дополнительно или в альтернативном варианте, передний конец резьбы может обеспечивать резкий переход к полной глубине и/или ширине профиля резьбы. [0089] One or more embodiments of the present invention include drill string components having threads, the corresponding front ends of which are oriented at an acute angle with respect to the central axis of the drill string component, and, additionally or alternatively, the front end of the thread can provide a sharp transition to full depth and / or width of the thread profile.
[0090] Наружная резьба 110 может включать ширину 118 профиля резьбы и внутренняя резьба 112 может включать ширину 124 профиля резьбы, как упоминалось ранее. При использовании по тексту данного документа термин "ширина профиля резьбы" может включать линейное расстояние между кромками вершины резьбы при измерении вдоль линии, перпендикулярной кромкам вершины резьбы. Следует понимать, что ширины 118, 124 профиля резьб могут изменяться в зависимости от конфигурации резьб 110, 112. В одном или более вариантах реализации изобретения ширина 118 профиля наружной резьбы 110 равна ширине 124 профиля внутренней 112. В альтернативных вариантах реализации изобретения ширина 118 профиля наружной резьбы 110 больше или меньше, чем ширина 124 профиля внутренней 112. [0090] The
[0091] Наружная резьба 110 может включать глубину 130 резьбы и внутренняя 112 может включать глубину 132 резьбы. При использовании по тексту данного документа термин "глубина резьбы" может включать линейное расстояние от поверхности, от которой проходит резьба (например, наружная поверхность конца 104 с наружной резьбой или внутренняя поверхность конца 108 с внутренней резьбой), до самой дальней в радиальном направлении точки на вершине резьбы при измерении вдоль линии, перпендикулярной поверхности, от которой проходит резьба. Следует понимать, что глубины 130, 132 резьб могут изменяться в зависимости от конфигурации резьб 110, 112 и/или размера компонентов 102, 106 бурильной колонны. В одном или более вариантах реализации изобретения глубина 130 наружной резьбы 110 равна глубине 132 внутренней резьбы 112. В альтернативных вариантах реализации изобретения глубина 130 наружной резьбы 110 больше или меньше, чем глубина 132 внутренней резьбы 112. [0091] The
[0092] В одном или более вариантах реализации изобретения ширина 118, 124 каждой резьбы 110, 112 больше, чем глубина 130, 132 каждой резьбы 110, 112. Например, в одном или более вариантах реализации изобретения ширина 118, 124 каждой резьбы 110, 112 по меньшей мере в два раза больше, чем глубина 130, 132 каждой резьбы 110, 112. В альтернативных вариантах реализации изобретения ширина 118, 124 каждой резьбы 110, 112 приблизительно равна или меньше, чем глубина 130, 132 каждой резьбы 110, 112. [0092] In one or more embodiments of the invention, the
[0093] Как упоминалось выше, как наружная, так и внутренняя резьбы 110, 112 могут содержать передний конец или заход резьбы. Например, фигуры 1-4 иллюстрируют, что наружная резьба 110 может содержать заход резьбы или передний конец 114. Аналогичным образом, внутренняя резьба 112 может содержать заход резьбы или передний конец 120. [0093] As mentioned above, both the male and
[0094] В одном или более вариантах реализации изобретения передний конец 114 наружной резьбы 110 может содержать плоскую поверхность, которая проходит от внешней поверхности конца 104 с наружной резьбой. Например, передний конец 114 наружной резьбы 110 может содержать плоскую поверхность, которая проходит в радиальном направлении наружу от поверхности конца 104 с наружной резьбой, тем самым образуя торцевую поверхность. В одном или более вариантах реализации изобретения передний конец 114 проходит в направлении, перпендикулярном наружной поверхности конца 104 с наружной резьбой. В альтернативных вариантах реализации изобретения передний конец 114 проходит в направлении, по сути перпендикулярном наружной поверхности конца 104 с наружной резьбой (то есть в направлении, ориентированном под углом менее чем около 15 градусов к направлению, перпендикулярному наружной поверхности конца 104 с наружной резьбой). В других дополнительных вариантах реализации изобретения передний конец 114 может содержать поверхность, которая изгибается вдоль одной или более его высот и ширин. [0094] In one or more embodiments, the
[0095] Кроме того, в одном или более вариантах реализации изобретения передний конец 114 наружной резьбы 110 может проходить по всей ширине 118 наружной резьбы 110. Иными словами, передний конец 114 наружной резьбы 110 может проходить от передней к задней кромке 138 наружной резьбы 110. Таким образом, плоская поверхность, образующая передний конец 114, может охватывать всю ширину 118 наружной резьбы 110. [0095] Furthermore, in one or more embodiments of the invention, the
[0096] Кроме того, в одном или более вариантах реализации изобретения передний конец 114 наружной резьбы 110 может проходить по всей глубине 130 наружной резьбы 110. Иными словами, высота переднего конца 114 наружной резьбы 110 может быть равна глубине резьбы 130. Таким образом, плоская поверхность, образующая передний конец 114, может охватывать всю глубину 130 наружной резьбы 110. Таким образом, передний конец 114 или заход резьбы могут содержать резкий переход к полной глубине и/или ширине профиля наружной резьбы 110. Иными словами, в одном или более вариантах реализации изобретения наружная резьба 110 не содержит конец сбега резьбы, который постепенно сходит на конус к полной глубине наружной резьбы 110. [0096] Furthermore, in one or more embodiments of the invention, the
[0097] Аналогичным образом, передний конец 120 внутренней резьбы 112 может содержать плоскую поверхность, которая проходит от внутренней поверхности конца 108 с внутренней резьбой. Например, передний конец 120 внутренней резьбы 112 может содержать плоскую поверхность, которая проходит в радиальном направлении внутрь от внутренней поверхности конца 108 с внутренней резьбой, тем самым образуя торцевую поверхность. В одном или более вариантах реализации изобретения передний конец 120 проходит в направлении, перпендикулярном внутренней и/или наружной поверхности конца 108 с внутренней резьбой. В альтернативных вариантах реализации изобретения передний конец 120 проходит в направлении, по сути перпендикулярном внутренней или наружной поверхности конца 108 с внутренней резьбой (то есть в направлении, ориентированном под углом менее чем около 15 градусов к направлению, перпендикулярному внутренней и/или наружной поверхности конца 108 с внутренней резьбой). В других дополнительных вариантах реализации изобретения передний конец 120 может содержать поверхность, которая изгибается вдоль одной или более его высот и ширин. Например, передний конец 114 и передний конец 120 могут содержать общие криволинейные поверхности. [0097] Similarly, the
[0098] Кроме того, в одном или более вариантах реализации изобретения передний конец 120 внутренней резьбы 112 может проходить по всей ширине 124 внутренней резьбы 112. Иными словами, передний конец 120 внутренней резьбы 112 может проходить от передней кромки 144 к задней кромке 144 внутренней резьбы 112. Таким образом, плоская поверхность, образующая передний конец 120, может охватывать всю ширину 124 внутренней резьбы 112. [0098] Furthermore, in one or more embodiments, the
[0099] Кроме того, в одном или более вариантах реализации изобретения передний конец 120 внутренней резьбы 112 может проходить по всей глубине 132 внутренней резьбы 112. Иными словами, высота переднего конца 120 внутренней резьбы 112 может быть равна глубине резьбы 132. Таким образом, плоская поверхность, образующая передний конец 120, может охватывать всю глубину 132 внутренней резьбы 112. Таким образом, передний конец 120 или заход резьбы могут содержать резкий переход к полной глубине и/или ширине профиля внутренней резьбы 112. Иными словами, в одном или более вариантах реализации изобретения внутренняя резьба 112 не содержит конец сбега резьбы, который постепенно сходит на конус к полной глубине внутренней резьбы 112. В проиллюстрированном варианте реализации изобретения показано, что передний конец или заход 120 внутренней резьбы 112 образован материалом, который остается после механической обработки или другого способа, используемого для получения резьб. Таким образом, передний конец или заход резьбы 120 могут быть выполнены, по отношению к внутренней поверхности конца 108 с внутренней резьбой, выдавливанием прессом, а не обработкой резанием. [0099] Furthermore, in one or more embodiments of the invention, the
[00100] В одном или более вариантах реализации изобретения передний конец 114 наружной резьбы 110 может иметь размер и/или форму, равные переднему концу 120 внутренней резьбы 112. В альтернативных вариантах реализации изобретения размер и/или форма переднего конца 114 наружной резьбы 110 может отличаться от размера и/или формы переднего конца 120 внутренней резьбы 112. Например, в одном или более вариантах реализации изобретения передний конец 114 наружной резьбы 110 может быть больше, чем передний конец 120 внутренней 112. [00100] In one or more embodiments, the
[00101] В одном или более вариантах реализации изобретения передние концы 114, 120 каждой из наружной и внутренней резьб 110, 112 могут иметь неаксиальную ориентацию. Иными словами, плоские поверхности передних концов 114, 120 каждой из наружной и внутренней резьб 110, 112 могут проходить в направлении, отстоящем или не параллельном центральной оси 126 компонентов 102, 106 бурильной колонны. Например, как показано на Фигурах 1-4, плоская поверхность переднего конца 114 наружной резьбы 110 может быть обращена к смежному витку наружной резьбы 110. Аналогичным образом, плоская поверхность переднего конца 120 внутренней резьбы 112 может быть обращена к смежному витку внутренней резьбы 112. [00101] In one or more embodiments, the front ends 114, 120 of each of the external and
[00102] В частности, плоская поверхность переднего конца 114 наружной резьбы 110 может проходить под углом по отношению к передней кромке 140 или центральной оси 126 конца 104 с наружной резьбой. Например, фигуры 1-4 иллюстрируют, что плоская поверхность переднего конца 114 наружной резьбы 110 ориентирована под углом 146 по отношению к центральной оси 126 компонента 102 бурильной колонны, хотя угол может также быть измерен по отношению к передней кромке 114. Показанная ориентация и наличие плоской поверхности переднего конца 114 особенно заметны при сравнении с традиционными резьбами, которые сходят на конус в точку таким образом, что расстояние между передней и задней кромками резьбы практически отсутствует, тем самым обеспечивая отсутствие торцевой поверхности. [00102] In particular, the flat surface of the
[00103] Аналогично переднему концу 114 передний конец 120 внутренней резьбы 112 может проходить под углом по отношению к передней кромке 120 или центральной оси 126 конца 104 с наружной резьбой. Например, фигуры 1-4 иллюстрируют, что плоская поверхность переднего конца 120 внутренней резьбы 112 ориентирована под углом 148 по отношению к центральной оси 126 компонента 106 бурильной колонны, хотя угол может также быть измерен по отношению к передней кромке 120. [00103] Similarly to the
[00104] Углы 146, 148 могут быть изменены в соответствии с настоящим изобретением и содержать любое количество различных углов. Углы 146, 148 могут быть изменены, основываясь на других характеристиках резьб 110, 112, или основываясь на значении, которое не зависит от характеристик резьб. В одном или более вариантах реализации изобретения угол 146 равен углу 148. В альтернативных вариантах реализации изобретения угол 146 может отличаться от угла 148. [00104]
[00105] В одном или более вариантах реализации изобретения каждый из углов 146, 148 представляет собой острый угол. Например, каждый из углов 146, 148 может включать угол от около 10 градусов до 80 градусов, от около 15 градусов до около 75 градусов, от около 20 градусов до около 70 градусов, от около 30 градусов до около 60 градусов, от около 40 градусов до около 50 градусов. В дополнительных вариантах реализации изобретения углы 146, 148 могут составлять около 45 градусов. В свете описания в данном документе следует понимать, что при динамической нагрузке между двумя смежными передними концами 114, 120 или заходными фасками с увеличением углов 146, 148 наблюдается уменьшение потери импульса и уменьшение сопротивления трению для приведения резьб 110, 112 в состояние полного сопряжения. В любом случае, передний конец 114 наружной резьбы 110 может сопрягаться с передним концом 120 внутренней резьбы 112, чтобы способствовать созданию соединения между первым 102 и вторым компонентом 106 бурильной колонны. [00105] In one or more embodiments of the invention, each of the
[00106] Таким образом, передние концы 114, 120 или заходная фаска резьбы могут быть обеспечены путем исключения длинного сбега захода резьбы и замены сбега более резким переходом к полной высоте резьбы 110, 112. Кроме того, хотя передние концы 114, 120 могут быть расположены под углом или иным образом ориентированы по отношению к оси 126, заходная фаска резьбы также может быть перпендикулярна наружному и/или внутреннему диаметрам цилиндрических поверхностей соответствующих концов 104, 108 с наружной и внутренней резьбой. Такая геометрия исключает заход резьбы с зацеплением на сбеге, который может выполнять функцию клинового механизма, тем самым исключая геометрию, которая приводит к заклиниванию при сопряжении концов 104, 108 с наружной и внутренней резьбой. [00106] Thus, the front ends 114, 120 or the lead-in bevel of the thread can be achieved by eliminating the long run of the run of the thread and replacing the run by a sharper transition to the full height of the
[00107] Кроме того, по мере стягивания концов 104, 108 с наружной и внутренней резьбой передние концы 114, 120 или заходы резьб могут иметь соответствующие поверхности, которые, при сопряжении, создают границу полосы скольжения в состоянии, близком к сопряжению резьбы. Например, когда каждый из передних концов 114, 120 ориентирован под острым углом, передние концы 114, 120 или заходные фаски резьб могут входить в зацепление друг с другом и совместно стягивать резьбы в полностью сопряженное состояние. В качестве примера во время свинчивания буровой штанги в сборе по мере введения конца 104 с наружной резьбой в конец 108 с внутренней резьбой передние концы 114, 120 могут входить в зацепление и направлять друг друга в соответствующие выемки между резьбами. Такое может происходить во время вращения и введения одного или обоих компонентов 102, 106 бурильной колонны. Кроме того, так как сбеги заходов резьб исключены, существует несколько - если вообще есть - ограничений относительно углового положения для сопряжения. Таким образом, концы 104, 108 с наружной и внутренней резьбой могут иметь всю окружность, доступную для сопряжения, без склонных к заеданию состояний. [00107] In addition, as the
[00108] В одном или более вариантах реализации изобретения резьба 110 может быть образована со сбегом с использованием обычных способов механической обработки. Сбег может быть по меньшей мере частично убран с образованием переднего конца 114. В таких вариантах реализации изобретения сбег может проходить приблизительно по половине окружности заданного конца 104 с наружной резьбой. Следовательно, если весь сбег резьбы 110 убран, резьба 110 может иметь передний конец 114, совпадающий с осью 126. Тем не менее, если за сбегом убрать больше резьбы 110, передний конец 114 может быть смещен относительно оси 126. Сбег может быть убран посредством отдельного способа обработки. Хотя этот пример иллюстрирует удаление сбега для получения захода резьбы, в других вариантах реализации изобретения заходная фаска резьбы может быть образована в отсутствие создания и/или последующего удаления захода резьбы с зацеплением на сбеге резьбы. Например, вместо использования обычных способов механической обработки, резьбу получают посредством электроискровой обработки. Электроискровая обработка может обеспечивать возможность получения переднего конца 114, так как металл может использоваться во время данного процесса. В альтернативном варианте электрохимическая обработка или другие способы, которые используют материал, также могут быть использованы для получения передних концов 114, 120 резьб 110, 112. [00108] In one or more embodiments of the invention,
Оптимальная посадка с натягомOptimum interference fit
[00109] Один или более вариантов реализации настоящего изобретения включают исключение посадок с натягом на элементы резьб и, необязательно, перенесение посадки с натягом на другие элементы соединения, такие как радиально сопряженные поверхности заплечиков. В одном аспекте наружная и внутренняя резьбы 110, 112 могут иметь относительные глубины, такие, что вершина наружной резьбы поддерживает определенное радиальное расстояние со впадиной сопряженной внутренней резьбы, а вершина внутренней резьбы соответствует впадине наружной резьбы. В другом аспекте наружная и внутренняя резьбы 110, 112 могут иметь относительные глубины, такие, что вершина внутренней резьбы поддерживает определенное радиальное расстояние со впадиной сопряженной наружной резьбы, а вершина внутренней резьбы соответствует впадине наружной резьбы. В другом аспекте наружная и внутренняя резьбы 110, 112 могут иметь относительные глубины, такие, что вершина наружной резьбы поддерживает определенное радиальное расстояние со впадиной сопряженной внутренней резьбы, и вершина внутренней резьбы поддерживает определенное радиальное расстояние со впадиной сопряженной наружной резьбы. В одном аспекте радиальное расстояние между вершинами и впадинами сопряженных резьб может составлять от около 0,001 до около 0,010 дюйма, более конкретно, от около 0,003 до около 0,007 дюйма и наиболее предпочтительно - около 0,005 дюйма. В альтернативном аспекте радиальное расстояние между вершинами сопряженных резьб может составлять от около 1% до около 5%, более конкретно, от около 1,5% до около 3% и наиболее конкретно - от около 2% до около 2,5% от толщины стенки полого корпуса. [00109] One or more embodiments of the present invention include excluding interference fit on thread elements and optionally transferring an interference fit to other connection elements, such as radially mating shoulder surfaces. In one aspect, the external and
[00110] Как упоминалось ранее, в одном или более вариантах реализации изобретения компоненты 102, 106 бурильной колонны могут содержать полые корпуса. В частности, в одном или более вариантах реализации изобретения компоненты бурильной колонны могут быть тонкостенными. В частности, как показано на фигурах 1-4, компонент 106 бурильной колонны может содержать внешний диаметр 150, внутренний диаметр 152 и толщину 154 стенки. Толщина 154 стенки может быть равна половине внешнего диаметра 150 за вычетом внутреннего диаметра 152. В одном или более вариантах реализации изобретения компонент 106 бурильной колонны имеет толщину 154 стенки в диапазоне от около 5 до 15 процентов внешнего диаметра 150. В дополнительных вариантах реализации изобретения компонент 106 бурильной колонны имеет толщину 154 стенки в диапазоне от около 6 до 8 процентов внешнего диаметра 150. Следует понимать, что такие тонкостенные компоненты бурильной колонны могут ограничивать геометрию резьб 112. Однако тонкостенный компонент бурильной колонны может, тем не менее, содержать любую комбинацию элементов, описанных выше, несмотря на такие ограничения. [00110] As previously mentioned, in one or more embodiments of the invention, the
[00111] Обращаясь теперь к фигуре 5, иллюстрируется, что компоненты 102, 106 бурильной колонны могут содержать любое количество различных типов инструментов. Иными словами, практически любой резьбовой элемент, используемый в бурильной колонне, может содержать один или более концов 108 с внутренней резьбой и концов 104 с наружной резьбой, имеющих передние концы или заходы резьб, как описано в отношении фигур 1-4. Например, фигура 5 иллюстрирует, что компоненты бурильной колонны могут включать релитовый переходник 201, соединительную муфту 202, буровую штангу 204 и расширитель 206, каждый из которых может содержать как конец 104 с наружной резьбой, так и конец 108 с внутренней резьбой с передними концами 114, 120, обладающие повышенной эффективностью нагрузки и допускаемой нагрузкой, и которые также могут быть устойчивыми к износу, заеданию и свинчиванию не по резьбе, как описано выше в отношении фигур 1-4. Фигура 5 дополнительно иллюстрирует, что компоненты бурильной колонны могут включать стабилизатор 203, посадочное кольцо 205 и буровое долото 207, содержащие конец 108 с внутренней резьбой с передним концом 120, обладающие повышенной эффективностью нагрузки и допускаемой нагрузкой, и которые также могут быть устойчивыми к износу, заеданию и свинчиванию не по резьбе, как описано выше в отношении фигур 1-4. В других дополнительных вариантах реализации компоненты 102, 106 бурильной колонны могут включать обсадные трубы, расширители, кернорватели или другие компоненты бурильной колонны. [00111] Turning now to FIG. 5, it is illustrated that
[00112] Обращаясь теперь к фигуре 6, иллюстрируется, что буровая система 300 может быть использована для бурения в пласт 304. Буровая система 300 может содержать бурильную колонну 302, образованную из ряда буровых штанг 204 или других компонентов 201-207 бурильной колонны. Буровые штанги 204 могут быть жесткими и/или металлическими, или в альтернативном варианте могут быть изготовлены из других подходящих материалов. Бурильная колонна 302 может содержать ряд соединенных буровых штанг, которые могут быть посекционно собраны по мере продвижения бурильной колонны 302 в пласт 304. Буровое долото 207 (например, открытое буровое долото или другой тип бурового долота) может быть прикреплено к дальнему концу бурильной колонны 302. При использовании по тексту данного документа термины "вниз", "нижний", "передний" и "дальний конец" относятся к концу бурильной колонны 302, в том числе к буровому долоту 207. При этом термины "вверх", "верхний", "задний" или "ближний" относятся к концу бурильной колонны 302, противоположному буровому долоту 207. [00112] Referring now to FIG. 6, it is illustrated that the
[00113] Буровая система 300 может содержать буровую установку 301, которая может вращать и/или продвигать буровое долото 207, буровые штанги 204 и/или другие части бурильной колонны 302 в пласт 304. Буровая установка 301 может содержать приводной механизм, например, бурильную головку 306 вращательного действия, салазки в сборе 308 и мачту 310. Бурильная головка 306 может быть соединена с бурильной колонной 302 и может вращать буровое долото 207, буровые штанги 204 и/или другие части бурильной колонны 302. При необходимости бурильная головка 306 вращательного действия может быть выполнена с возможностью изменения скорости и/или направления, в котором эти компоненты вращаются. Салазки в сборе 308 могут двигаться по отношению к мачте 310. По мере движения салазок в сборе 308 по отношению к мачте 310 салазки в сборе 308 могут обеспечивать усилие по отношению к бурильной головке 306 вращательного действия, которая может продвигать буровое долото 207, бурильные штанги 204 и/или другие части бурильной колонны 302 дальше в пласт 304, например, во время их вращения. [00113] The
[00114] Тем не менее, следует принимать во внимание, что буровая установка 301 не требует бурильной головки вращательного действия, салазок в сборе, скользящей рамы или привода в сборе, и что буровая установка 301 может содержать другие подходящие компоненты. Также следует принимать во внимание, что буровая система 300 не требует буровой установки, и что буровая система 300 может содержать другие подходящие компоненты, которые могут вращаться и/или продвигать буровое долото 207, буровые штанги 204 и/или другие части бурильной колонны 302 в пласт 304. Например, могут быть использованы звуковые, ударные или погружные электродвигатели. [00114] However, it should be appreciated that the
[00115] Как показано на фигуре 6, буровая система 300 может дополнительно содержать фиксатор 312 буровой штанги. Более подробно, приводной механизм может продвигать бурильную колонну 302 и, в частности, первую буровую штангу 204 до тех пор, пока хвостовик первой буровой штанги 204 не приблизится к устью скважины, образованной бурильной колонной 302. После того, как первая буровая штанга 204 достигает желаемой глубины, фиксатор 312 буровой штанги может зажимать первую буровую штангу 204, что может помогать предотвратить непреднамеренную потерю первой буровой штанги 204 и бурильной колонны 302 внизу ствола скважины. При зажимании первой буровой штанги 204 ее фиксатором 312 приводной механизм может быть отсоединен от первой буровой штанги 204. [00115] As shown in FIG. 6, the
[00116] Затем дополнительная или вторая буровая штанга 204 может быть соединена с приводным механизмом вручную или автоматически с использованием устройства управления буровыми штангами, такого, как описано в патенте США № 8186925, выданном 29 мая 2012 года, полное содержание которого включено в данный документ посредством ссылки. Затем приводной механизм может автоматически продвигать конец 104 с наружной резьбой второй буровой штанги 204 в конец 108 с внутренней резьбой первой буровой штанги 204. Соединение между первой 204 и второй буровой штангой 204 может быть выполнено посредством резьбового соединения второй 204 с первой буровой штангой 204. В свете описания в данном документе следует понимать, что передние концы 114, 120 наружной и внутренней резьб 110, 112 буровых штанг 204 могут предотвращать или уменьшать заедание и свинчивание не по резьбе, даже если соединение между буровыми штангами 204 выполняется автоматически посредством буровой установки 301. [00116] Then, an additional or
[00117] После подсоединения второй буровой штанги 204 к приводному механизму и к первой буровой штанге 204 фиксатор 312 буровой штанги может высвободить бур 302. Приводной механизм может продвигать бурильную колонну 302 дальше в пласт на большую желаемую глубину. Этот процесс зажимания бурильной колонны 302, отсоединения приводного механизма, подсоединения дополнительной буровой штанги 204, размыкания зажима и продвижения бурильной колонны 302 на большую глубину может быть выполнен повторно для прохода глубже и глубже в пласт. [00117] After connecting the
[00118] Соответственно, фигуры 1-Y, соответствующий текст, обеспечивают ряд различных компонентов и механизмов для создания соединений между компонентами бурильной колонны с повышенной эффективностью нагрузки и допускаемой нагрузкой, и которые также могут быть устойчивыми к износу, заеданию и свинчиванию не по резьбе. В дополнение к изложенному выше, варианты реализации настоящего изобретения также могут быть описаны в терминах действий и этапов в способе достижения конкретного результата. Например, способ создания в бурильной колонне соединения с повышенной эффективностью нагрузки и допускаемой нагрузкой, а также устойчивостью к износу, заеданию и свинчиванию не по резьбе описан ниже со ссылкой на компоненты и диаграммы фигур с 1 по Y включительно. [00118] Accordingly, Figures 1-Y, the corresponding text, provide a number of different components and mechanisms for creating connections between drill string components with increased load efficiency and load tolerance, and which can also be resistant to abrasion, jamming and screwing not thread. In addition to the foregoing, embodiments of the present invention may also be described in terms of actions and steps in a method for achieving a specific result. For example, a method of creating a connection in a drill string with increased load efficiency and allowable load, as well as resistance to wear, jam and screwing not thread is described below with reference to the components and diagrams of figures 1 to Y inclusive.
[00119] Данный способ может включать помещение конца 104 с наружной резьбой первого компонента 102 бурильной колонны в конец 108 с внутренней резьбой второго компонента 106 бурильной колонны. Данный способ может также включать вращение первого компонента 102 бурильной колонны по отношению ко второму компоненту 108 бурильной колонны. Данный способ может дополнительно включать соединение впритык плоского переднего конца 114 наружной резьбы 110 на конце 104 с наружной резьбой первого компонента 102 бурильной колонны с плоским передним концом 120 внутренней резьбы 112 на конце 108 с внутренней резьбой второго компонента 106 бурильной колонны. [00119] This method may include placing the
[00120] Плоский передний конец 114 наружной резьбы 110 может быть ориентирован под острым углом 146 по отношению к центральной оси 26 первого компонента 102 бурильной колонны. Аналогичным образом, плоский передний конец 120 внутренней резьбы 112 может быть ориентирован под острым углом 148 по отношению к центральной оси 26 второго компонента 106 бурильной колонны. [00120] The flat
[00121] Данный способ может дополнительно включать скольжение плоского переднего конца 114 наружной резьбы 110 от и вдоль плоского переднего конца 120 внутренней резьбы 112 для направления наружной резьбы 110 в зазор между витками внутренней резьбы 112. Скольжение плоского переднего конца 114 наружной резьбы 110 от и вдоль плоского переднего конца 120 внутренней резьбы 112 может приводить к вращению первого компонента 102 бурильной колонны по отношению ко второму 106 в связи с острыми углами 146, 148 плоских передних концов 114, 120 наружной и внутренней резьб 110, 112. Данный способ может включать автоматическое вращение и продвижение первого компонента 102 бурильной колонны по отношению ко второму компоненту 106 бурильной колонны с использованием буровой установки 301 без ручного управления компонентами 106, 108 бурильной колонны. [00121] This method may further include sliding the flat
[00122] Плоский передний конец 120 внутренней резьбы 112 может проходить по всей глубине 132 внутренней резьбы 110. Плоский передний конец 114 наружной резьбы 110 может проходить по всей глубине 130 наружной резьбы 110. При вращении первого компонента 102 бурильной колонны по отношению ко второму компоненту 108 бурильной колонны глубины плоских передних концов 114, 120 внутренней 112 и наружной резьбы 110 могут предотвращать заедание или заклинивание наружной и внутренней резьб 110, 112. [00122] The flat
[00123] Таким образом, варианты реализации изложенного выше обеспечивают различные требуемые параметры. Например, за счет включения передних концов или заходных фасок, которые необязательно составляют полную ширину резьбы, заход резьбы с зацеплением на сбеге резьбы может быть исключен, тем самым обеспечивая возможность: (a) по сути установки вращения на 360 градусов для резьбы; и (b) направления поверхности для размещения сопряженных резьб в положение резьбы. Например, расположенная под углом заходная фаска может входить в зацепление с соответствующей резьбой или заходной фаской резьбы и направлять соответствующую резьбу в положение резьбы между винтовыми резьбами. Кроме того, в любом положении соответствующих резьб сбег был исключен, чтобы практически исключить склонную к заклиниванию геометрию. [00123] Thus, embodiments of the foregoing provide various required parameters. For example, by including front ends or lead-in chamfers, which optionally make up the full width of the thread, thread entry with engagement on the thread run can be eliminated, thereby making it possible to: (a) essentially set the rotation to 360 degrees for the thread; and (b) surface directions to accommodate mating threads in the thread position. For example, an angled chamfer may engage with a corresponding thread or a chamfer of the thread and direct the corresponding thread to the thread position between the screw threads. In addition, in any position of the corresponding threads, the run-out was excluded in order to practically exclude jamming geometry.
[00124] Подобные преимущества могут быть получены независимо от того, является ли характер резьбы концентрическим или эксцентрическим. Например, при эксцентрическом размещении линия, пересекающая вершину резьбы и заходную фаску резьбы, может содержать общий конус. При подаче заходная фаска резьбы может сопрягаться с сопряженной вершиной резьбы таким образом, чтобы снижать или исключать заклинивание при пересечении, а идущая далее резьба препятствует заклиниванию, заеданию и свинчиванию не по резьбе. В таком варианте реализации изобретения общего конуса может быть достаточно для уменьшения наружного диаметра на меньшем конце наружной резьбы до диаметра, который был бы меньше, чем внутренний диаметр на большом конце внутренней резьбы. Таким образом, эксцентрическая резьба может быть использована для конических резьб. [00124] Similar advantages can be obtained regardless of whether the nature of the thread is concentric or eccentric. For example, in an eccentric arrangement, a line intersecting the top of the thread and the entry chamfer of the thread may contain a common cone. When applying, the lead-in chamfer of the thread can mate with the mating thread tip in such a way as to reduce or eliminate jamming at the intersection, and the subsequent thread prevents jamming, jamming and screwing not on the thread. In such an embodiment, a common cone may be sufficient to reduce the outer diameter at the smaller end of the external thread to a diameter that would be smaller than the inner diameter at the large end of the internal thread. Thus, eccentric threads can be used for tapered threads.
[00125] Резьбы по настоящему изобретению могут быть получены любым количеством подходящих способов. Например, как описано выше, кантующие устройства, такие как токарные станки, могут иметь проблемы с созданием резкой заходной фаски резьбы, такой, как описано в данном документе. Соответственно, в некоторых вариантах реализации изобретения может быть получена резьба, содержащая сбег. Затем может быть использовано последующее шлифование, фрезерование или другой способ для удаления части сбега и создания захода резьбы, такого, как описан в данном документе, или о котором можно узнать из обзора описания в данном документе. В других вариантах реализации изобретения может быть применено другое оборудование, в том числе комбинации токарного и другого оборудования механической обработки. Например, токарный станок может производить часть резьбы, тогда как другое механическое оборудование может дополнительно обрабатывать компонент с наружной или внутренней резьбой для добавления заходной фаски. В других вариантах реализации изобретения литье, отливка, резание однолезвийным инструментом, обработка метчиками и плашками, винторезными головками, фрезеровка, шлифовка, прокатка, доводка или другие способы, или любые комбинации изложенного выше, могут быть использованы для создания резьбы в соответствии с описанием в данном документе. [00125] The threads of the present invention can be obtained by any number of suitable methods. For example, as described above, overturning devices, such as lathes, may have problems creating a sharp lead-in chamfer, such as described herein. Accordingly, in some embodiments of the invention, a thread comprising a run can be obtained. Subsequent grinding, milling, or another method can then be used to remove part of the runoff and create a thread run, such as described in this document, or which can be found in the overview description in this document. In other embodiments, other equipment may be used, including combinations of turning and other machining equipment. For example, a lathe can produce part of a thread, while other mechanical equipment can further process a component with an external or internal thread to add a chamfer. In other embodiments of the invention, casting, casting, cutting with a single-blade tool, machining with taps and dies, screw heads, milling, grinding, rolling, lapping or other methods, or any combination of the above, can be used to create threads as described in this document.
[00126] Таким образом, настоящее изобретение может быть воплощено в других конкретных формах без отхода от его сущности или существенных характеристик. Описанные варианты реализации изобретения следует рассматривать во всех отношениях только как иллюстративные и неограничивающие. Следовательно, объем данного изобретения определяется прилагаемой формулой изобретения, а не приведенным выше описанием. Все изменения, которые подпадают под значение и диапазон эквивалентности формулы изобретения, должны быть включены в ее объем. [00126] Thus, the present invention can be embodied in other specific forms without departing from its essence or essential characteristics. The described embodiments of the invention should be considered in all respects only as illustrative and non-limiting. Therefore, the scope of this invention is determined by the attached claims, and not by the above description. All changes that fall within the meaning and range of equivalence of the claims should be included in its scope.
Claims (57)
Applications Claiming Priority (2)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
US201261700401P | 2012-09-13 | 2012-09-13 | |
US61/700,401 | 2012-09-13 |
Related Parent Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
RU2015113367A Division RU2607560C2 (en) | 2012-09-13 | 2013-09-13 | Drill string, components having multiple-thread threaded joints |
Related Child Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
RU2020117937A Division RU2020117937A (en) | 2012-09-13 | 2020-06-01 | DRILLING CABLE COMPONENTS WITH MULTIPLE THREADED CONNECTIONS |
Publications (3)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
RU2016149672A RU2016149672A (en) | 2018-11-02 |
RU2016149672A3 RU2016149672A3 (en) | 2020-04-02 |
RU2723056C2 true RU2723056C2 (en) | 2020-06-08 |
Family
ID=50278717
Family Applications (3)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
RU2016149672A RU2723056C2 (en) | 2012-09-13 | 2013-09-13 | Components of drill string, having multi-threaded connections |
RU2015113367A RU2607560C2 (en) | 2012-09-13 | 2013-09-13 | Drill string, components having multiple-thread threaded joints |
RU2020117937A RU2020117937A (en) | 2012-09-13 | 2020-06-01 | DRILLING CABLE COMPONENTS WITH MULTIPLE THREADED CONNECTIONS |
Family Applications After (2)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
RU2015113367A RU2607560C2 (en) | 2012-09-13 | 2013-09-13 | Drill string, components having multiple-thread threaded joints |
RU2020117937A RU2020117937A (en) | 2012-09-13 | 2020-06-01 | DRILLING CABLE COMPONENTS WITH MULTIPLE THREADED CONNECTIONS |
Country Status (11)
Country | Link |
---|---|
EP (2) | EP2895679B1 (en) |
CN (1) | CN104769210B (en) |
AU (3) | AU2013315186B2 (en) |
BR (1) | BR112015005576B1 (en) |
CA (2) | CA2884798C (en) |
CL (1) | CL2015000632A1 (en) |
IN (1) | IN2015DN02778A (en) |
PE (2) | PE20200332A1 (en) |
RU (3) | RU2723056C2 (en) |
WO (1) | WO2014043505A1 (en) |
ZA (2) | ZA201502415B (en) |
Families Citing this family (7)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US9810029B2 (en) | 2011-01-26 | 2017-11-07 | Bly Ip Inc. | Drill string components resistant to jamming |
US9850723B2 (en) | 2011-01-26 | 2017-12-26 | Bly Ip Inc. | Drill string components having multiple-thread joints |
US10557316B2 (en) | 2011-01-26 | 2020-02-11 | Bly Ip Inc. | Drill string components having multiple-thread joints |
RU2651650C1 (en) * | 2014-07-18 | 2018-04-23 | БЛАЙ АйПи ИНК. | Drill rod containing extended inward sections |
CN106168121B (en) * | 2016-07-28 | 2018-06-29 | 天津钢管集团股份有限公司 | The integral threaded joint structure of tube upset applied to tubing and casing |
US11879297B2 (en) | 2019-08-30 | 2024-01-23 | Reflex Instruments Asia Pacific Pty Limited | Thread formation for coupling downhole tools |
WO2021255494A1 (en) * | 2020-06-15 | 2021-12-23 | Epiroc Canada Inc. | Wireline drill rod |
Citations (6)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US4956888A (en) * | 1985-05-28 | 1990-09-18 | Green William P | Formation of fasteners and connections with variable pitch threads |
RU2261395C2 (en) * | 2001-03-09 | 2005-09-27 | Валлурек Маннесманн Ойл Энд Гэс Франс | Treaded member for pipe threaded connection with high fatigue limit |
EA006187B1 (en) * | 2002-03-06 | 2005-10-27 | Рамос, Беверли Уоттс | Wedgethread pipe connection |
US20080007060A1 (en) * | 2002-07-06 | 2008-01-10 | Simpson Neil Andrew Abercrombi | Coupling tubulars |
RU2439416C1 (en) * | 2007-10-03 | 2012-01-10 | Сумитомо Метал Индастриз, Лтд. | Steel pipe threaded joint |
WO2012102966A2 (en) * | 2011-01-26 | 2012-08-02 | Longyear Tm, Inc. | Drill string components resistant to jamming |
Family Cites Families (14)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US3989284A (en) * | 1975-04-23 | 1976-11-02 | Hydril Company | Tubular connection |
US4688832A (en) * | 1984-08-13 | 1987-08-25 | Hydril Company | Well pipe joint |
US4842464A (en) * | 1985-05-28 | 1989-06-27 | Mark Hattan | Equalization of load in threaded connections |
US4707001A (en) * | 1986-06-20 | 1987-11-17 | Seal-Tech, Inc. | Liner connection |
US5190426A (en) * | 1992-03-02 | 1993-03-02 | Illinois Tool Works Inc. | Concrete fastener |
US6485061B1 (en) * | 1996-05-07 | 2002-11-26 | Frank's Casing Crew And Rental Tools, Inc. | Threaded tool joint for connecting large diameter tubulars |
US5788401A (en) | 1996-12-24 | 1998-08-04 | Boart Longyear International Holdings, Inc. | Rod joint |
US6158785A (en) * | 1998-08-06 | 2000-12-12 | Hydril Company | Multi-start wedge thread for tubular connection |
KR20090007420A (en) | 2006-04-11 | 2009-01-16 | 보아트 롱이어 인터내셔날 홀딩스, 인크. | Drill rod handler |
US8136846B2 (en) * | 2008-11-17 | 2012-03-20 | Gandy Technologies Corporation | Cylindrical tapered thread form for tubular connections |
CN201358732Y (en) * | 2008-11-26 | 2009-12-09 | 上海海隆石油管材研究所 | Low stress and high anti-torque double-ended threaded drill stem joint |
FR2952993B1 (en) * | 2009-11-20 | 2011-12-16 | Vallourec Mannesmann Oil & Gas | THREADED JOINT |
FR2953272B1 (en) * | 2009-11-30 | 2011-12-16 | Vallourec Mannesmann Oil & Gas | THREADED JOINT |
US8882157B2 (en) * | 2010-09-27 | 2014-11-11 | United States Steel Corporation | Connecting oil country tubular goods |
-
2013
- 2013-09-13 WO PCT/US2013/059716 patent/WO2014043505A1/en active Application Filing
- 2013-09-13 RU RU2016149672A patent/RU2723056C2/en active
- 2013-09-13 PE PE2019001917A patent/PE20200332A1/en unknown
- 2013-09-13 IN IN2778DEN2015 patent/IN2015DN02778A/en unknown
- 2013-09-13 CA CA2884798A patent/CA2884798C/en active Active
- 2013-09-13 EP EP13837637.1A patent/EP2895679B1/en active Active
- 2013-09-13 PE PE2015000362A patent/PE20150586A1/en active IP Right Grant
- 2013-09-13 EP EP20180399.6A patent/EP3767068A1/en active Pending
- 2013-09-13 BR BR112015005576-1A patent/BR112015005576B1/en active IP Right Grant
- 2013-09-13 CN CN201380051222.XA patent/CN104769210B/en active Active
- 2013-09-13 CA CA2973262A patent/CA2973262C/en active Active
- 2013-09-13 AU AU2013315186A patent/AU2013315186B2/en active Active
- 2013-09-13 RU RU2015113367A patent/RU2607560C2/en active
-
2015
- 2015-03-13 CL CL2015000632A patent/CL2015000632A1/en unknown
- 2015-04-10 ZA ZA2015/02415A patent/ZA201502415B/en unknown
-
2017
- 2017-02-28 AU AU2017201366A patent/AU2017201366C1/en active Active
-
2018
- 2018-10-09 ZA ZA2018/06700A patent/ZA201806700B/en unknown
-
2019
- 2019-03-06 AU AU2019201562A patent/AU2019201562B2/en active Active
-
2020
- 2020-06-01 RU RU2020117937A patent/RU2020117937A/en unknown
Patent Citations (6)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US4956888A (en) * | 1985-05-28 | 1990-09-18 | Green William P | Formation of fasteners and connections with variable pitch threads |
RU2261395C2 (en) * | 2001-03-09 | 2005-09-27 | Валлурек Маннесманн Ойл Энд Гэс Франс | Treaded member for pipe threaded connection with high fatigue limit |
EA006187B1 (en) * | 2002-03-06 | 2005-10-27 | Рамос, Беверли Уоттс | Wedgethread pipe connection |
US20080007060A1 (en) * | 2002-07-06 | 2008-01-10 | Simpson Neil Andrew Abercrombi | Coupling tubulars |
RU2439416C1 (en) * | 2007-10-03 | 2012-01-10 | Сумитомо Метал Индастриз, Лтд. | Steel pipe threaded joint |
WO2012102966A2 (en) * | 2011-01-26 | 2012-08-02 | Longyear Tm, Inc. | Drill string components resistant to jamming |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
BR112015005576A2 (en) | 2017-08-08 |
WO2014043505A1 (en) | 2014-03-20 |
CA2884798A1 (en) | 2014-03-20 |
EP3767068A1 (en) | 2021-01-20 |
PE20200332A1 (en) | 2020-02-13 |
EP2895679B1 (en) | 2020-08-05 |
CA2973262C (en) | 2020-06-30 |
AU2017201366C1 (en) | 2019-07-25 |
AU2017201366B2 (en) | 2018-12-06 |
CL2015000632A1 (en) | 2015-07-03 |
RU2016149672A3 (en) | 2020-04-02 |
AU2013315186A1 (en) | 2015-04-09 |
AU2019201562B2 (en) | 2020-10-01 |
AU2019201562A1 (en) | 2019-03-28 |
CN104769210A (en) | 2015-07-08 |
RU2020117937A (en) | 2021-12-01 |
IN2015DN02778A (en) | 2015-09-04 |
ZA201502415B (en) | 2019-07-31 |
CA2884798C (en) | 2017-08-15 |
RU2015113367A (en) | 2016-11-10 |
BR112015005576B1 (en) | 2021-03-02 |
PE20150586A1 (en) | 2015-05-06 |
CA2973262A1 (en) | 2014-03-20 |
EP2895679A1 (en) | 2015-07-22 |
AU2017201366A1 (en) | 2017-03-16 |
ZA201806700B (en) | 2020-01-29 |
RU2607560C2 (en) | 2017-01-10 |
EP2895679A4 (en) | 2016-06-01 |
RU2016149672A (en) | 2018-11-02 |
CN104769210B (en) | 2018-09-21 |
AU2013315186B2 (en) | 2016-12-01 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
RU2723056C2 (en) | Components of drill string, having multi-threaded connections | |
US10934786B2 (en) | Drill string components resistant to jamming | |
US11898404B2 (en) | Drill string components having multiple-thread joints | |
EP1529178A1 (en) | Thread design for uniform distribution of makeup forces | |
US20130220636A1 (en) | Drill string components resistant to jamming | |
AU2013362987A1 (en) | Drill string components resistant to jamming | |
US10557316B2 (en) | Drill string components having multiple-thread joints | |
US20240218749A1 (en) | Drill String Components Having Multiple-Thread Joints | |
RU2669018C2 (en) | Drill pipe joint and method for manufacture thereof | |
NZ614134B2 (en) | Drill string components resistant to jamming |