專利名稱：鉸接的開采導(dǎo)管的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種鉆探導(dǎo)管的設(shè)計(jì)和實(shí)現(xiàn)。
該導(dǎo)管尤其用于石油鉆探。該導(dǎo)管還可以用于任何其它的鉆探 類型，例如水鉆探或者氣體鉆探，或者用于任何其它的必須將包括 過濾部分的導(dǎo)管滑到崎嶇的通道(即包括彎曲部分和/或狹窄的細(xì) 頸)中的應(yīng)用。
背景技術(shù)：
通常，導(dǎo)管用于石油鉆探的操作中，以便保證在碳?xì)浠衔餂] 有上升到表面上之前去除含在碳?xì)浠衔镏械纳匙印?dǎo)管通常安裝 在剛性鉆孔管周圍，所述剛性鉆孔管保證抗擠壓強(qiáng)度。由于導(dǎo)管可 以通過不同的長度來實(shí)J見，因此導(dǎo)管形成組件，該組件可以通過連 接套管彼此相接地組裝，以便構(gòu)成安裝在鉆井中的剛性導(dǎo)管。因此， 該導(dǎo)管可以插入所述井的底部，以便達(dá)到鉆探層，該鉆探層可以具
有直到10km的-果度。
通常，鉆井被造成幾乎直的、垂直于地平面或者具有略微傾斜 角度。
在某些情況下，尤其對(duì)于海上鉆探的情況，從同一平臺(tái)甲板上 實(shí)現(xiàn)多個(gè)鉆孔在節(jié)約成本方面來看是有利地。因此，實(shí)現(xiàn)一些偏斜 鉆孔，即相對(duì)于垂直的、直的或略樣i彎曲的方向傾斜。因此，鉆井
5只能達(dá)到相對(duì)遠(yuǎn)離平臺(tái)甲板的層，因?yàn)榭紤]到開采導(dǎo)管的幾何限 制，在達(dá)到足夠的鉆孔深度以便進(jìn)入層之前，必須經(jīng)過很長的距離。
從同一個(gè)固定的平臺(tái)甲板可以達(dá)到位于平臺(tái)甲板周圍不同距 離的層將會(huì)是有意義地，這些層可以離平臺(tái)甲板遠(yuǎn)，也可以離平臺(tái) 曱板近。

發(fā)明內(nèi)容
尤其地，本發(fā)明旨在能夠達(dá)到該目的。
為此，本發(fā)明提供一種鉆探導(dǎo)管，所述鉆探導(dǎo)管包括多個(gè)鉆孔 剛性管狀組件，所述鉆孔剛性管狀組件通過球窩鉸接裝置以密封的
方式兩兩首尾相4妄地連4妾，所述^求窩4交^接裝置允許開采的流體流過 串聯(lián)的所有所述組件，并且允許連續(xù)的所述組件彼此在任何方向傾 斜地移動(dòng)。有利地，限定最大傾斜角以便確保保持鉸接處的密封性。 這些管狀組件還限定具有內(nèi)部通道的導(dǎo)管，該內(nèi)部通道在導(dǎo)管的長 度上具有近似均勻的截面，以便保證在所述導(dǎo)管的整個(gè)長度上的最 小負(fù)載損耗(perte de charge )。
因此，根據(jù)本發(fā)明的導(dǎo)管由多個(gè)管狀組件構(gòu)成，所述管狀組件
整體在空間中可以采用任何類型的形狀，并且尤其地，導(dǎo)管可以遵 循彎曲的專九跡。
該導(dǎo)管尤其用于插入到安置在井中的鉆探管中。該導(dǎo)管通過過 濾能夠開釆位于鉆井底部的流體、液體或氣體，以便將它們帶到地 面上。構(gòu)成導(dǎo)管的不同組件彼此之間自由移動(dòng)的事實(shí)有利地允許根 據(jù)本發(fā)明的導(dǎo)管采用適合鉆探管部分的形狀，該導(dǎo)管位于鉆探管 中，以1更隨著所述導(dǎo)管由,人外部傳遞的力的推動(dòng)在所述管中繼續(xù)前進(jìn)。
球窩鉸接裝置被設(shè)計(jì)為允許連續(xù)管狀組件之間的密封連通，因 而流體可以在由才艮據(jù)本發(fā)明的導(dǎo)管限定的導(dǎo)管中無斷續(xù)地乂人一端
流向另 一端，而沒有外部樣i粒污染流體或干4尤流體流動(dòng)的危險(xiǎn)。在 每個(gè)鉸接區(qū)域保證密封性，以便防止在該區(qū)域的任何泄露。
因此，根據(jù)本發(fā)明的導(dǎo)管可以有利地沿著曲線前進(jìn)，該曲線具 有4艮小的彎曲半徑，因此導(dǎo)管不^(又可以用于直線鉆井，還可以用于 彎曲形狀的鉆井。
根據(jù)本發(fā)明的有利特征，導(dǎo)管被設(shè)計(jì)為可以沿著最小為4m的 小半徑曲線前進(jìn)。
因此，導(dǎo)管能夠從同一固定的平臺(tái)曱板通向所有靠近平臺(tái)曱板 的區(qū)域。尤其有利地，導(dǎo)管可以用于90°鉆孔，即從平臺(tái)曱板垂直 向下然后在期望的鉆孔深度形成小半徑的彎曲，以<更沿著4妄近水平 的方向朝向存在于地底的層繼續(xù)前進(jìn)。
優(yōu)選地，鉸接裝置被設(shè)計(jì)為將一個(gè)組件相對(duì)于另 一個(gè)組件的傾 斜角限定在0。到30°之間。對(duì)于一個(gè)組件相對(duì)于另一個(gè)組件的所有 容易進(jìn)入的相對(duì)位置，該特征保證保持4交4妄裝置的密封性。
根據(jù)本發(fā)明的有利特征，導(dǎo)管還包括用于圍繞導(dǎo)管所限定的導(dǎo) 管的軸線(由導(dǎo)管包括的不同組件的縱向軸線連接而成)旋轉(zhuǎn)地連 接所有管狀組件的連接裝置，所述組件彼此傾斜或非傾斜。有利地，該特征允許從導(dǎo)管位于井外的一端驅(qū)動(dòng)根據(jù)本發(fā)明導(dǎo) 管的整體圍繞它的軸線旋轉(zhuǎn)，以便容易強(qiáng)行通過井中可能的堵塞區(qū)域。
因此，根據(jù)本發(fā)明的導(dǎo)管可以適應(yīng)任何結(jié)構(gòu)的鉆井，并且可以 沿著任何類型的路線前進(jìn)。
考慮到從外部操作導(dǎo)管圍繞它的軸線旋轉(zhuǎn)的可能性，在井的內(nèi) 部存在障礙的情況下，尤其在堵塞區(qū)域情況下，導(dǎo)管適應(yīng)井的形狀 的能力允許將導(dǎo)管插入井中并且允許將導(dǎo)管容易地從井中拔出。無 i侖是對(duì)彎曲的井還是對(duì)直井這都是完全有利地。
有利地，根據(jù)本發(fā)明導(dǎo)管的管狀組件的球窩鉸接裝置還被設(shè)計(jì) 為具有近似等于所述管狀組件截面的外截面，因而導(dǎo)管在整個(gè)長度 上的體積是勻稱的。
并且，有利地，導(dǎo)管可以分為多個(gè)部分在工廠中借助^求窩4交才妄 裝置通過管狀組件之間首尾相接的組裝來實(shí)現(xiàn)，直到獲得和運(yùn)輸兼
容的長度(例如12m)，從而完全限制在外面組裝的操作量。然后 導(dǎo)管的多個(gè)部分^皮運(yùn)送到鉆4笨的地方，隨后就地卩波此組裝。因此， 根據(jù)本發(fā)明的導(dǎo)管可以具有實(shí)現(xiàn)鉆孔所需要的任何長度，通常為幾 /〉里的量級(jí)。
根據(jù)本發(fā)明的另 一個(gè)有利特征，每個(gè)組件的長度以及兩個(gè)連續(xù) 組件之間允許的最大傾斜角度根據(jù)所希望的導(dǎo)管的最大彎曲來共 同確定。因此，在本發(fā)明的范圍內(nèi)可以考慮所有可能的結(jié)。
根據(jù)工業(yè)實(shí)踐中的優(yōu)選實(shí)施例，本發(fā)明還符合以下可以分開實(shí)因此，每個(gè)管狀組件在它們的端部具有未鉆孔的、光滑的管狀 接頭，所述管狀接頭的軸線與所述組件的軸線重合。有利地，這些 光滑接頭作為球窩鉸接裝置的不同部分的支架，該球窩鉸接裝置能 夠使鉆孔管狀組件彼此連接，以便形成根據(jù)本發(fā)明的導(dǎo)管。
在本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施例中，球窩4交4妄裝置尤其包括內(nèi)環(huán)套， 同軸地固定在一對(duì)連續(xù)組件中的第 一組件的一端的光滑接頭上；以 及普通圓柱形的外環(huán)套，同軸地連接在所述內(nèi)環(huán)套上，以便和內(nèi)環(huán) 套一起形成球窩的容納腔，該球窩連接所述一對(duì)連續(xù)組件的第二組 件。設(shè)置在球窩和內(nèi)、外環(huán)套之間的兩個(gè)環(huán)形密封墊圏使裝置完整 并且保證裝置的密封性。
在這樣的實(shí)施例中，球窩具有管狀接頭，圍繞該管狀接頭同軸 地固定普通圓柱形連接套管，該連接套管能夠同軸地安置在第二組 件的端部的光滑接頭上。
才艮據(jù)本發(fā)明的不同的實(shí)施例，上述元件(在第一組件的光滑接 頭上的內(nèi)環(huán)套、在所述內(nèi)環(huán)套上的外環(huán)套、在球窩接頭上和第二組 件的光滑接頭上的連接套管)之間的連接可以被實(shí)現(xiàn)為可拆卸的或 不可拆卸的。例如這些連接可以通過設(shè)置在所述元件上的互補(bǔ)的螺 纟丈部分和攻絲扣部分的^走擰來實(shí)J見，并且通過4圣向4翁入^走檸區(qū)i或中 的螺釘或銷釘來保證這些組裝的安全性。
然而，根據(jù)本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施例，這些連接優(yōu)選地通過密封焊 接來實(shí)現(xiàn)。在時(shí)間上這能夠?qū)崿F(xiàn)快速且可靠的組裝。這對(duì)于在地面 壓力很小然而當(dāng)插入到井的深度時(shí)壓力可以增大到很高的值(例如 可以直到500bars)的情況是更加有利地。通過連接的實(shí)現(xiàn)和組裝 模式，根據(jù)本發(fā)明的導(dǎo)管更好的抵抗施加在導(dǎo)管上的壓力。才艮據(jù)本發(fā)明的一個(gè)特征，當(dāng)組裝兩個(gè)連續(xù)管狀組件時(shí)，在所述 連接套管和上述外環(huán)套之間設(shè)有間隙，以-使允許所迷管狀組件;波此 傾斜。伴隨所述內(nèi)、外環(huán)套的分別的形狀，該間隙參與了才艮據(jù)本發(fā) 明的導(dǎo)管的兩個(gè)連續(xù)管狀組件之間的相對(duì)最大傾斜角的確定。根據(jù) 希望給與所述導(dǎo)管的最終形狀來定義所述間隙。
然而，應(yīng)當(dāng)注意，在外環(huán)套和連4妾套管之間的上述間隙可以捕
獲一些凝:粒，因而，久而久之會(huì)限制兩個(gè)連續(xù)組件的相對(duì)移動(dòng)，因 此降低了根據(jù)本發(fā)明導(dǎo)管的可彎性和性能。
為了克服該缺點(diǎn)，有利地以密封的方式圍繞所述連接套管和所 述外環(huán)套之間的連4妻區(qū)域設(shè)置軟套，以便使所述間隙與4艮據(jù)本發(fā)明 導(dǎo)管的外部環(huán)境隔離。
才艮據(jù)本發(fā)明的另一個(gè)特征，該特征在更上面^fc提到過，J求窩4交 接裝置允許從導(dǎo)管的 一端驅(qū)動(dòng)根據(jù)本發(fā)明導(dǎo)管的整體圍繞它的軸 線旋轉(zhuǎn)。
為此，上述外環(huán)套和連接套管具有互補(bǔ)的形狀， 一旦組裝球窩 鉸接裝置，該互補(bǔ)形狀能夠彼此接合，并且當(dāng)如此鉸接的組件中的 一個(gè)凈皮帶動(dòng)圍繞它的軸線禱:轉(zhuǎn)時(shí)能夠4皮此帶動(dòng)^走壽爭(zhēng)。
因此，傳遞到根據(jù)本發(fā)明導(dǎo)管的一個(gè)組件上的旋轉(zhuǎn)移動(dòng)被傳遞 到下一個(gè)組件。沖妄連不斷地，對(duì)于所有連續(xù)的組件都是如此，因而 當(dāng)所述組件中的一個(gè)(尤其4立于鉆井外的端部組4牛)^皮驅(qū)動(dòng)圍繞它 的軸線旋轉(zhuǎn)時(shí)，導(dǎo)管的整體進(jìn)4亍同樣的移動(dòng)。
有利地，容納在鉆探管中的根據(jù)本發(fā)明的導(dǎo)管的定中心裝置也 設(shè)置在上述球窩鉸接裝置的周圍。才艮據(jù)本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施例，這些定中心裝置由-見則分別在所述 鉸接裝置周圍的一組彈簧片構(gòu)成。有利地，所述彈簧片中的每一個(gè) 的一端抵靠在所述鉸接裝置的外圍上，并且另一端抵靠在所有所述 彈簧片的〃^共環(huán)上，并且能夠在通過所述鉸接裝置彼此鉸接的兩個(gè) 管狀組件中的一個(gè)周圍滑動(dòng)或者能夠在所述鉸接裝置的一端周圍 滑動(dòng)。
這些定中心裝置能夠引導(dǎo)根據(jù)本發(fā)明的導(dǎo)管進(jìn)入鉆探管中，以 致使導(dǎo)管保持在所述鉆探管的軸線上，因此有利于由所述導(dǎo)管實(shí)現(xiàn) 的過濾的有效性以及有利于導(dǎo)管在所述管中的移動(dòng)。
應(yīng)當(dāng)注意，4艮據(jù)本發(fā)明的不同實(shí)施例，尤其根據(jù)鉆井的形狀以 及因此根據(jù)本發(fā)明的導(dǎo)管希望的最終結(jié)構(gòu)，所述定中心裝置可以安 置在導(dǎo)管的每個(gè)鉸接裝置上或者僅安置在某些所述鉸接裝置上。
根據(jù)本發(fā)明不同的實(shí)施例，每個(gè)管狀組件可以由鉆孔剛性管構(gòu) 成，所述鉆孔剛性管的鉆孔密度對(duì)應(yīng)于所希望的過濾性能，或者每 個(gè)管狀組件可以由具有金屬網(wǎng)的鉆孔剛性管組成，該金屬網(wǎng)密封地 鑲嵌在所述管的外表面周圍。
此外，應(yīng)當(dāng)注意，才艮據(jù)本發(fā)明的具體實(shí)施例，僅有的幾個(gè)位于 鉆井底部的管狀部件可以被鉆孔，同樣的鉸接裝置能夠使根據(jù)本發(fā)
明導(dǎo)管的管狀組件兩兩4交4妻，這些組件可以是鉆孔的或者未鉆孔的。
附圖i兌明
現(xiàn)在，通過參照本說明書的附圖l至5，將會(huì)在本發(fā)明的優(yōu)選 特征和優(yōu)點(diǎn)的范圍內(nèi)完整地描述本發(fā)明，其中

圖1示出了根據(jù)本發(fā)明的導(dǎo)管的一部分的側(cè)視圖2示出了圖1中的導(dǎo)管的側(cè)視圖，其中，管狀組件彼此分開；
圖3示出了沿著導(dǎo)管圖1中的一部分導(dǎo)管的縱向面的半-剖面 圖，其中，包括球窩鉸接裝置；
以及圖4示出了沿著圖1中的一部分導(dǎo)管的》從向面的剖面圖， 其中，管狀組件彼此傾斜。
具體實(shí)施例方式
圖1部分地示出了根據(jù)本發(fā)明的導(dǎo)管。導(dǎo)管包括多個(gè)連續(xù)的鉆 孔管狀組件1,所述管狀組件通過4交接裝置2 —個(gè)接著一個(gè)串聯(lián)連接。
管狀組件1可以是一樣的或者不同的。尤其，可以設(shè)置管狀組 件朝向用于延伸至鉆探過程中的井的底部的導(dǎo)管端部具有遞減的
同才羊:地，可以i殳置所有的管狀組件i #:鉆孔，或者只有用于安 置在鉆井底部的幾個(gè)所述纟且fH皮鉆孔。
此外，根據(jù)本發(fā)明的不同實(shí)施例，鉆孔管狀組件可以是剛性管， 所述剛性管的鉆孔密度對(duì)應(yīng)于所追求的性能，或者所述鉆孔管狀組 件由具有金屬網(wǎng)3的鉆孔剛性管構(gòu)成，該金屬網(wǎng)密封地鑲嵌在所述 鉆孔剛性管的外表面上。
在這種情況下，為了安裝組件，每個(gè)金屬網(wǎng)3的每一端有利地
具有光滑環(huán)30，每個(gè)金屬網(wǎng)3設(shè)置在管狀組件1周圍，然后通過導(dǎo) 管金屬網(wǎng)的端部環(huán)30處的密封焊接帶(cordon) 100鑲嵌在所述管狀組件1的外表面上，以便在管狀組件的每個(gè)端部留有光滑接頭11 (見圖3 )。
在所有情況中，每一個(gè)所述管狀組件1的每個(gè)端部包括未鉆孔 的光滑接頭11,該光滑接頭用于將所述管狀組件1密封連接在連接
裝置2的不同元件上。
管狀組件1由適合根據(jù)本發(fā)明導(dǎo)管的特別應(yīng)用的材料制成，對(duì) 于石油鉆探，尤其由鋼制成。使連續(xù)組件兩兩連接的鉸接裝置2與 管狀組件的材^f相同。
帽4被設(shè)置為用于封閉插入到井中的第 一組件的端部，以便強(qiáng) 迫流體只進(jìn)入金屬網(wǎng)中。
圖2示出了彼此分開的管狀組件1。圖中示出的每個(gè)組件1的 一端固定在鉸接裝置2的第 一部分2，上，并且另 一端固定在鉸接裝 置2的第二配合部分2"上。第 一部分2，包括球窩9并且第二部分2" 包括該3求窩的容納腔10。
組件1的配合部分2，和下一個(gè)組件的配合部分2"在^f吏用的標(biāo)
準(zhǔn)構(gòu)造中4皮此組裝。
圖3更詳細(xì)地示出了鉸接裝置2。鉸接裝置連接兩個(gè)管狀組件 1和r，這兩個(gè)組件在圖中/人左到右^皮定義為前組件和后組件。
4交4妻裝置包括內(nèi)環(huán)套5，該內(nèi)環(huán)套的前端50嵌套在管狀組件1 的后光滑接頭11周圍。根據(jù)附圖示出的本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施例，在 所述后光滑接頭11和內(nèi)環(huán)套5之間的連接通過密封焊接帶200來實(shí)現(xiàn)。
13內(nèi)環(huán)套5的旋轉(zhuǎn)軸線X與管狀組件1的旋轉(zhuǎn)軸線重合，內(nèi)環(huán)套 5由近似圓柱形的前部51、 口子》文大:t也向環(huán)套5的后方延伸所述前 部51的圓錐臺(tái)形的中間部52、以及延伸所述圓錐臺(tái)部分52的近似 圓柱形的后部53組成，并且所述后部53的外徑小于所述圓錐臺(tái)部 分52的后部外徑。因此，所述圓錐臺(tái)部分52和后部53在它們的 交界處形成凸肩54，該凸肩能夠*接受外環(huán)套6的前端60的4氐靠， 該外環(huán)套在更下面將會(huì)詳細(xì)描述。
有利;也，內(nèi)環(huán)套5的前部的內(nèi)徑等于管狀組件1的內(nèi)徑或者4妾 近管狀組件1的內(nèi)徑，以便定義用于開采流體的恒定通道的截面。 根據(jù)本發(fā)明的特征，該內(nèi)徑在所述內(nèi)環(huán)套5的后端附近規(guī)則地增大， 因此，所述內(nèi)環(huán)套5在它的后端附近具有圓錐臺(tái)形狀55。才艮據(jù)本發(fā) 明，所述推體的柱身頂端的角被定義為所述圓錐臺(tái)形狀55能夠近 似成切線地相對(duì)球窩9的前部安置。
確交*接裝置2還包括外環(huán)套6，該外環(huán)套6的外徑等于4皮此4交才妾 的管狀組件1和l，的外徑，或者4妄近;f皮此4交^接的管狀組件1和1， 的外徑。外環(huán)套6的前部61的內(nèi)徑略大于內(nèi)環(huán)套5的后部53的外 徑，以4更所述前部61可以在所述后部53的整個(gè)長度上覆蓋在所述 后部53的周圍。
因此，內(nèi)環(huán)套5和外環(huán)套6定義球窩9的容納腔10。
該球窩被孔軸向穿過，孔的直徑近似等于彼此鉸接的組件1和 l，的內(nèi)徑，該球窩的后部通過圓柱形球窩接頭卯延伸，球窩接頭的 內(nèi)徑等于所述球窩9的軸向孔的直徑，并且球窩接頭的外徑小于所 述^t窩的外徑。
有利i也，夕卜環(huán)套6的內(nèi)壁形成邊桑彖(Bvre) 62,該邊桑彖的直徑 大于球窩接頭卯的外徑且小于球窩9的外徑。根據(jù)本發(fā)明，當(dāng)組裝鉸接裝置2時(shí)所述邊緣62能夠安置所述球窩9和所述球窩接頭 卯的交界處。 一旦球窩9定位在它的容納腔10中，這導(dǎo)致只能通 過拆開鉸接裝置2取出球窩9。根據(jù)本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施例，邊緣62 沿著對(duì)應(yīng)于3求窩9的外部形狀的近似3求形形狀與月空10的內(nèi)壁的前 部連^妻在一起。
此外，才艮據(jù)本發(fā)明的特4i,外環(huán)套6的后部63具有朝向所述 外環(huán)套后端65 口子》文大的圓錐臺(tái)形的內(nèi)部形狀64。當(dāng)J求窩9圍繞 管狀組件1的縱向軸線X的不同軸線旋轉(zhuǎn)地移動(dòng)時(shí)，該形狀(將會(huì) 在更后面明確指出)參與J求窩4妄頭90的礎(chǔ)j爭(zhēng)(d6battement )。
根據(jù)本發(fā)明，當(dāng)組裝鉸接裝置2時(shí)，外環(huán)套6的前端60固定 在內(nèi)環(huán)套5上，如更上面已經(jīng)明確指出地，該前端60^氐靠在所述 內(nèi)環(huán)套5的肩54上。根據(jù)附圖所示的本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施例，該組 裝通過密封焊接帶300來實(shí)現(xiàn)。
此外，兩個(gè)環(huán)形密去于墊圏7和8i殳置在外環(huán)套6的內(nèi)表面和J求 窩9的外表面之間，以便在不約束相對(duì)移動(dòng)的情況下保證兩個(gè)零件 之間的密封性。有利地，這些密封墊圏貼在為此設(shè)置在外環(huán)套6的 內(nèi)壁上的槽中，并且這些密封墊圈抵靠緊壓它們的球窩9。
有利地，所述密封墊圏中的一個(gè)(在圖3中的標(biāo)號(hào)為7)還抵 靠在內(nèi)環(huán)套5的后端56上，并且當(dāng)外環(huán)套6的前端6(M氐靠在內(nèi)環(huán) 套5 (所述外環(huán)套安置在所述內(nèi)環(huán)套5周圍)的肩54上時(shí)所述密封 墊圏因此被壓緊，因此保證三個(gè)零件的交界處的接觸密封性，所述 三個(gè)零件是外環(huán)套6、內(nèi)環(huán)套5和球窩9。
因此，如更前面已經(jīng)提及地，根據(jù)本發(fā)明的導(dǎo)管的鉸接裝置2 除了包括內(nèi)環(huán)套5、外環(huán)套6和J求窩9以外，還包括連4妄套管12,該連接套管能夠?qū)⑺銮蚋C9連接到要和管狀組件1鉸接的管狀組 件l，的光滑接頭ll，上。
根據(jù)本發(fā)明，連接套管12的旋轉(zhuǎn)軸線與管狀組件l，的軸線X，
重合，該連接套管的后部122包括同軸加工(usinage) 123,該同 軸加工能夠在它的整個(gè)長度上嵌套容納上述光滑接頭11，，因此實(shí)
現(xiàn)所述套管12與管狀組件l，的連接。根據(jù)附圖所示的本發(fā)明的優(yōu) 選實(shí)施例，密封焊接帶400能夠固定該連接。
此外，連接套管12的前部包括锪孔121，該锪孔允許將連接套 管同軸地緊配在球窩接頭卯的后部周圍，該球窩接頭的后端91抵 靠在所述锪孔121的底部。根據(jù)附圖所示的本發(fā)明優(yōu)選實(shí)施例，密 封焊接帶500實(shí)現(xiàn)在焊接接頭卯的所述后端91和锪孔121底部之 間，以便將所述連接套管12與球窩9連接在一起。
應(yīng)當(dāng)注意，根據(jù)圖3所示的結(jié)構(gòu)，管狀組件1和l，的分別的軸 線X，和X重合，所述鉆孔管狀組件l，和1彼此對(duì)齊。當(dāng)根據(jù)本發(fā) 明的導(dǎo)管彎曲時(shí)，所述軸線X，和X不再重合所述軸線X對(duì)于管 狀組件1、內(nèi)環(huán)套5和外環(huán)套6是共有的，并且所述軸線X，對(duì)于管 狀組件1，、連接套管12和具有球窩接頭90的球窩9是共有的，所 述組件1和l，之間的傾在牛角通過J求窩圍繞垂直于軸線X和X'的軸 線的旋轉(zhuǎn)移動(dòng)來獲得。
根據(jù)本發(fā)明的重要特征，锪孔121的深度被定義為當(dāng)所述連 接套管安置在球窩接頭卯上時(shí)，锪孔的深度允許在連接套管12的 前端120和外環(huán)套6的后端65之間留有間隙13。
結(jié)合外環(huán)套的后內(nèi)圓錐臺(tái)形狀64和內(nèi)環(huán)套5的后內(nèi)圓錐臺(tái)形 狀55,當(dāng)球窩9圍繞與管狀組件l，的軸線X，不重合的軸線移動(dòng)時(shí)， 間隙13允許球窩接頭卯的旋轉(zhuǎn)(d6battement )。因此，更清楚地顯
16示出，所述間隙13和圓錐臺(tái)形狀64和55還能夠限制該旋轉(zhuǎn)，并 且因此限制相對(duì)于管狀組件1的管狀組件l，的相對(duì)角度旋轉(zhuǎn)。根據(jù) 本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施例，所述間隙13和所述圓錐臺(tái)形狀64和55被 定義為允許在鉆孔管狀組件l和l，之間的60。的最大相對(duì)角度;^走轉(zhuǎn)。 尤其，該旋轉(zhuǎn)能夠保證由上述密封墊圏7和8確保的密封性。
因此，諸如剛剛描述的本發(fā)明能夠?qū)崿F(xiàn)導(dǎo)管，該導(dǎo)管包括多個(gè) 彼此首尾鉸接的鉆孔管狀組件，并且，由于連接不同的4交接元件彼 此之間的焊接帶以及由于上述的密封墊圏7和8,管狀組件的鉸接 裝置對(duì)于外部是密封的。
然而，明顯地，外部微?？梢员徊东@到間隙13中，這導(dǎo)致限 制球窩接頭90旋轉(zhuǎn)的可能性，并且因此使根據(jù)本發(fā)明的導(dǎo)管的可
彎曲性受影響。
為了克服該缺點(diǎn)，本發(fā)明在連接套管12和外環(huán)套6周圍安置 軟套14，該軟套例如由可塑材料或彈性材料制成，該彈性材料的枳』 械特征和熱特征與其中安置^T艮據(jù)本發(fā)明導(dǎo)管的化學(xué)和物理環(huán)境兼 容導(dǎo)管。
有利地，所述軟套14的前端和后端分別包括邊緣140和邊緣 141,這些邊緣能夠插入到適當(dāng)?shù)陌疾壑?，所述凹槽分別設(shè)置在外 環(huán)套6的外壁中以及連接套管12的外壁中。因此，軟套14覆蓋間 隙13，使所述間隙與根據(jù)本發(fā)明的導(dǎo)管的外部環(huán)境隔離，并且軟套 阻止任何^f敬粒進(jìn)入間隙。
才艮據(jù)圖3所示的本發(fā)明優(yōu)選實(shí)施例，后邊緣141實(shí)現(xiàn)在軟套14 的后端，并且能夠抵靠肩124,該肩形成在連接套管12的外壁上。 有利地，邊緣141和肩124的配合部分朝向套管12的后面定向， 以便當(dāng)軟套14定位時(shí)縱向擴(kuò)展地安置軟套14。應(yīng)當(dāng)注意，同樣通過限制軟套14的最大擴(kuò)展，兩個(gè)連續(xù)管狀 組件之間的相對(duì)最大角度限制能夠保證軟套的機(jī)械性能。
為了〗呆證軟套14的固定，因此阻擋環(huán)15有利地套在連4妄套管 12的后部的周圍和邊緣141的后部的周圍。根據(jù)圖3所示的本發(fā)明 優(yōu)選實(shí)施例， 一旦所述阻擋環(huán)15如上述安置，密封焊接帶600能 夠使所述連接套管12和所述阻擋環(huán)15連接在一起。
在軟套14的另一端，相似地，保護(hù)環(huán)16允許所述軟套的前部 保持固定。保護(hù)環(huán)的外徑大于軟套14的外徑，保護(hù)環(huán)16還能夠避 免軟套(容易機(jī)械損壞)和能夠容納根據(jù)本發(fā)明導(dǎo)管的鉆探管的壁 之間的任何接觸(尤其是摩纟察)，久而久之，該接觸可以損壞所述 專欠套并且因此4吏樣i粒進(jìn)入到上述的間隙13中。
為此，本發(fā)明還設(shè)置定中心裝置17，該裝置能夠保證導(dǎo)管在容 納它的鉆:深管中的有^:且可再生(reproductible)的定中心。定中心 裝置17還能夠使所述軟套14與所述鉆探管的壁分開，因此對(duì)保護(hù) 軟套作出貢獻(xiàn)。
根據(jù)附圖所示的本發(fā)明優(yōu)選實(shí)施例，定中心裝置17包括規(guī)則 分布在4交*接裝置2的外圍上的一組彎曲彈簧片170。
有利地，所述彈簧片170中的每個(gè)的前端通過焊4妾連接在彈簧 片公共環(huán)171上，并且每個(gè)彈簧片的后端插入到外環(huán)套6的外徑和 上述保護(hù)環(huán)16之間。有利地，所述環(huán)171的內(nèi)徑略樣t大于內(nèi)環(huán)套5 的前部51的外徑，因而當(dāng)彈簧片170凈皮壓緊時(shí)，所述環(huán)171可以
在內(nèi)環(huán)套的周圍自由滑動(dòng)。因此，本發(fā)明能夠?qū)崿F(xiàn)鉸接的鉆探導(dǎo)管，鉆探導(dǎo)管的鉸接區(qū)域 對(duì)外部微粒密封并且沒有卡住的危險(xiǎn)，所述導(dǎo)管可以居中固定在它 能夠插入的鉆:探管中。
根據(jù)另 一個(gè)重要特征，導(dǎo)管可以通過在構(gòu)成導(dǎo)管的管狀組件中 的僅 一 個(gè)組件上的作用力來驅(qū)動(dòng)根據(jù)本發(fā)明的導(dǎo)管圍繞它的軸線旋轉(zhuǎn)。
為此，上述的外環(huán)套6和連接套管12分別在它們的后端65和 前端120具有互補(bǔ)形狀(在圖3中未示出)，所述互補(bǔ)形狀能夠獨(dú): 此配合并且當(dāng)組裝鉸接裝置2時(shí)能夠彼此旋轉(zhuǎn)地驅(qū)動(dòng)。有利地，所 述互補(bǔ)形狀被設(shè)定尺寸，以便最大地限制當(dāng)球窩9移動(dòng)時(shí)在球窩接 頭90的旋轉(zhuǎn)中互補(bǔ)形狀可能導(dǎo)致的約束。作為非限制性的例子， 因此所述互補(bǔ)形狀可以包括力見則分布在所述端部表面的一組銷4丁， 并且當(dāng)互補(bǔ)形狀圍繞它的軸線的魂:轉(zhuǎn)移動(dòng)傳遞到管習(xí)犬組件1和1， 中的一個(gè)上時(shí)，所述互補(bǔ)形狀能夠相互4氐靠。因此，管4犬組件1和 1 ，中的 一個(gè)圍繞它的旋轉(zhuǎn)軸線的旋轉(zhuǎn)驅(qū)動(dòng)另 一個(gè)管狀組件圍繞它的 旋轉(zhuǎn)軸線旋轉(zhuǎn)，并且無論它們的相對(duì)位置怎樣，只有最靠近表面的 銷4丁纟皮此4妄觸。
作為非限制性的例子，以下方式制造整體。
管狀組件1以及構(gòu)成鉸接裝置2和定中心裝置17的不同零件 在工廠制造。然后浮皮組裝的4交接裝置2固定在連續(xù)組件1之間，以 便將連續(xù)組件兩兩首尾相接地組裝。為此，具有密封墊圏7和8的 外環(huán)套6首先定4立在J求窩9周圍。然后由這兩個(gè)元〗牛構(gòu)成的整體一 方面連4妄且焊^接在內(nèi)環(huán)套5上，并且另 一方面連4妄且焊4妄在連4妄套 管12上。因此，被組裝的鉸接裝置隨后分別地連接且焊接在管狀 組件1的光滑接頭11以及管狀組件l，的光滑接頭ll，上。因此，軟 套14可以安置在連接套管12和外環(huán)套6的周圍，以使z床護(hù)上述的間隙13。然后，通過在套管12的外部周圍卡套且焊4妻阻擋環(huán)15并 且通過安置保護(hù)環(huán)16來完成軟套14的安置。最后，如更前面已經(jīng) 描述地，將定中心裝置17安置在被組裝的鉸接裝置2的周圍。
因此，被實(shí)現(xiàn)的導(dǎo)管的多個(gè)部分隨后在車間根據(jù)需要的長度 (通常6至12m );波此組裝并且隨后運(yùn)送到鉆:探的地方。
重復(fù)的操作是必須的，以便組裝所希望的導(dǎo)管長度。
如圖4中所示，4安照間隙13和上述圓4,臺(tái)形狀64和55所允 許的間隙，通過根據(jù)本發(fā)明的鉸接裝置2連接的管狀組件1和1， 可以彼此傾斜。這通過球窩9在容納腔10的內(nèi)部中的旋轉(zhuǎn)來實(shí)現(xiàn)。
因此，導(dǎo)管的整體可以為彎曲形狀。
此外，由于連接套管12的前端120和外環(huán)套6的后端65的配 合互補(bǔ)形狀的存在，傳遞到導(dǎo)管一端的^走轉(zhuǎn)移動(dòng)自動(dòng)地傳遞到構(gòu)成 導(dǎo)管的組件整體上，因而可以/人井的外部梯:縱所述導(dǎo)管旋轉(zhuǎn)，以使_ 方便導(dǎo)管進(jìn)入堵塞區(qū)域。
根據(jù)本發(fā)明導(dǎo)管的實(shí)施例，尤其構(gòu)成導(dǎo)管的不同組件的彼此固 定還使導(dǎo)管能夠4氏抗強(qiáng)應(yīng)力，諸如在石油鉆纟笨時(shí)遇到的應(yīng)力。
上述內(nèi)容清楚地解釋了本發(fā)明怎樣能夠達(dá)到確定的目標(biāo)。具體 地，本發(fā)明提供一種專門用于鉆探領(lǐng)域的鉸接導(dǎo)管，該鉸接導(dǎo)管具 有自動(dòng)適應(yīng)井的形狀的很強(qiáng)的能力、可以遵循小彎曲半徑的軌跡、 形成圍繞它的軸線旋轉(zhuǎn)的剛性整體、能夠從井外部操縱移動(dòng)、并且 保證在整個(gè)長度上用于開采流體的均勻通道截面。
然而，本發(fā)明不局限于具體描述的以及附圖所示的實(shí)施例，并 且相反地，本發(fā)明擴(kuò)展到通過等同技術(shù)手段實(shí)現(xiàn)的所有變型。
20
權(quán)利要求
1. 一種鉆探導(dǎo)管，其特征在于，所述鉆探導(dǎo)管包括多個(gè)鉆孔剛性管狀組件(1)，所述管狀組件通過球窩鉸接裝置(2)以密封的方式兩兩首尾相接地連接，所述球窩鉸接裝置允許開采的流體流過串聯(lián)的所有所述組件，并且允許連續(xù)的所述組件在任何方向彼此傾斜地移動(dòng)。
2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的鉆探導(dǎo)管，其特征在于，所述鉸接裝置(2 ) #皮-沒計(jì)為將一個(gè)組件(1 )相對(duì)于另 一個(gè)組件的傾i紳角限 定在0。至30。的范圍內(nèi)。
3. 根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的鉆探導(dǎo)管，其特征在于，所述鉆探 導(dǎo)管包括用于將所有所述管狀組件(1)旋轉(zhuǎn)地圍繞所述導(dǎo)管 的中心軸線連接在一起的連接裝置，所述中心軸線由所有所述 管狀組件(1 )的軸線組成。
4. 根據(jù)權(quán)利要求3所述的鉆探導(dǎo)管，其特征在于，對(duì)于每兩個(gè)串 聯(lián)的連續(xù)組件(l， l，)，所述連接裝置具有分別設(shè)置在連接套 管(12)和外環(huán)套(6)的相對(duì)端部的互補(bǔ)形狀，所述連4妾套 管(12)和所述外環(huán)套(6)分別固定在所述組件(1， 1，)的 端部，所述組件由所述連4妄裝置4交4妄連接，所述互補(bǔ)形狀^皮i殳 置為彼此配合，以便當(dāng)圍繞連接裝置的軸線(X, X，)的旋轉(zhuǎn) 移動(dòng)傳遞給所述組件(1, 1，)中的一個(gè)時(shí)4皮此帶動(dòng)旋轉(zhuǎn)。
5. 根據(jù)權(quán)利要求4所述的鉆探導(dǎo)管，其特征在于，所述外環(huán)套(6 ) 和所述連接套管(12)彼此間隔一定距離(13),所述距離允 許一個(gè)組件(1 )相對(duì)于另一個(gè)組件傾斜并且限定兩個(gè)連續(xù)組 件(l, l，)之間的最大傾斜角度。
6. 根據(jù)權(quán)利要求1至5中任一項(xiàng)所述的鉆探導(dǎo)管，其特征在于， 每個(gè)所述組件(1 )的長度以及兩個(gè)連續(xù)組件(1， 1，)之間所 允許的最大傾斜角度共同地根據(jù)對(duì)于所述導(dǎo)管所希望的最大 彎曲來確定。
7. 根據(jù)權(quán)利要求1至6中任一項(xiàng)所述的鉆探導(dǎo)管，其特征在于， 所述鉆探導(dǎo)管可以沿著最小為4米的小半徑弧線前進(jìn)。
8. 根據(jù)權(quán)利要求1至7中任一項(xiàng)所述的鉆探導(dǎo)管，其特征在于， 所述鉸接裝置(2)包括內(nèi)環(huán)套(5)，固定在一對(duì)連續(xù)組件 的第一組件(1)的端部；以及外環(huán)套(6)，固定在所述內(nèi)環(huán) 套(5)上，以便與所述內(nèi)環(huán)套形成用于所述球窩(9)的容納 腔(10 )，所述球窩連接在所述一對(duì)連續(xù)組件的第二組件(1，) 上，密封性由設(shè)置在所述球窩(9)和所述外環(huán)套(6)之間的 兩個(gè)環(huán)形密封墊圏(7， 8)來保證。
9. 根據(jù)權(quán)利要求8所述的鉆探導(dǎo)管，其特征在于，所述球窩(9 ) 通過^求窩接頭(90)延伸，所述球窩通過所述J求窩接頭和所述 連接套管(12)固定在所述第二組件(1，)上，并且其特征還 在于，所述連接套管(12)和所述外環(huán)套(6)在所述球窩接 頭(90)的周圍具有彼此配合的互補(bǔ)形狀，所述互補(bǔ)形狀具 有間隙(13 )，所述間隙允許控制組件4皮此之間的傾4牛。
10. 根據(jù)權(quán)利要求8或9所述的鉆探導(dǎo)管，其特征在于，所述內(nèi)環(huán) 套(5)和所述外環(huán)套(6)通過各自匹配的外圍螺紋區(qū)域的旋 檸以及通過橫向螺釘來彼此固定 ，所述橫向螺釘?shù)窒┘釉谒?述螺紋區(qū)域的^立力和/或壓力。
11. 根據(jù)權(quán)利要求8或9所述的鉆探導(dǎo)管，其特征在于，所述內(nèi)環(huán) 套(5)和所述外環(huán)套(6)通過密^"焊^接帶(300);波此固定。
12. 根據(jù)權(quán)利要求5至11中任一項(xiàng)所述的鉆探導(dǎo)管，其特征在于， 在所述外環(huán)套(6 )的一部分(63 )周圍和所述連接套管(12 ) 的一部分(120 )周圍同時(shí)設(shè)置有軟套(14 )，以侵z使所述間隙(13)與安置導(dǎo)管的環(huán)境隔離。
13. 根據(jù)權(quán)利要求12所述的鉆探導(dǎo)管，其特征在于，所述軟套(14 ) 的 一端通過阻擋環(huán)(15 )保持固定，所述阻擋環(huán)固定在所述連 接套管(12)周圍并且卡套在所述軟套的邊緣(141)周圍， 并且所述軟套的另一端通過保護(hù)環(huán)(16)保持固定，所述保護(hù) 環(huán)卡套在所述軟套包括的邊緣(140 )周圍以及所述外環(huán)套(6 ) 周圍。
14. 才艮據(jù)權(quán)利要求1至13中任一項(xiàng)所述的鉆探導(dǎo)管，其特征在于， 所述鉆探導(dǎo)管包括定中心裝置(17)，所述定中心裝置位于鉆 探管中，所述定中心裝置(17)由一組彈簧片(170)構(gòu)成， 所述彈簧片規(guī)則分布在所述鉸接裝置(2)的周圍，并且所述 彈簧片的一端連接能夠在鉆孔管狀組件(1 )的端部周圍滑動(dòng) 的7>共環(huán)(171),所述彈簧片(170)的另一端連4妻所述4交接 裝置(2)。
15. 根據(jù)權(quán)利要求14所述的鉆探導(dǎo)管，其特征在于，所述彈簧片 的一端連4妄所述4呆護(hù)環(huán)(16)。
16. 根據(jù)權(quán)利要求1至15中任一項(xiàng)所述的鉆探導(dǎo)管，其特征在于， 所述鉆探導(dǎo)管包括鉆孔管狀組件和未鉆孔管狀組件，并且其特 征還在于，所述鉆孔管狀組件位于所述導(dǎo)管的用于安置在鉆井 底部的部分上。
17. —種根據(jù)權(quán)利要求1至16中任一項(xiàng)所述的鉆探導(dǎo)管在石油鉆 探中的應(yīng)用。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種鉆探導(dǎo)管，該鉆探導(dǎo)管包括多個(gè)鉆孔剛性管狀組件(1)，該鉆孔剛性管狀組件通過球窩鉸接裝置(2)以密封的方式串聯(lián)，該球窩鉸接裝置允許開采的流體流過串聯(lián)的所有元件，并且允許連續(xù)的元件在任何方向彼此傾斜地移動(dòng)。
文檔編號(hào)E21B17/00GK101506460SQ200780028925
公開日2009年8月12日 申請(qǐng)日期2007年8月1日 優(yōu)先權(quán)日2006年8月2日
發(fā)明者阿卜杜勒·侯賽因·瑙代里 申請(qǐng)人:歐羅斯勞特