具有可替换的工具接头的钻管的制作方法
【专利摘要】一种钻柱包括工具组件，其中，该工具组件包括工具接头接合器以及通过多面销联接至该工具接头接合器的工具接头。该多面销包括具有配合面的多面配件。该钻柱包括延伸穿过工具接头接合器和工具接头的锁定销，其中，该锁定销延伸穿过配合面的锁定销凹槽。该锁定销将工具接头接合器与工具接头锁定在一起。
【专利说明】具有可替换的工具接头的钻管
[0001]相关申请的交叉引用
[0002]本申请要求于2011年9月13日提交的美国临时专利申请61/534，359的优先权，其全部公开内容通过引用并入本文。
【技术领域】
[0003]本发明涉及用于钻机的钻柱。
【背景技术】
[0004]钻机常用于建筑、采矿以及石油和天然气行业，以通过钻柱形成穿过地层的钻孔。存在用于通过钻柱穿过地层钻出钻孔的许多不同类型的钻机。其中的某些钻机是可移动的，而另外的钻机是固定的。在美国专利N0.3，245，180，N0.3，692，123，N0.3，708，024，N0.3，778，940，N0.3，815，690，N0.3，833，072，N0.3，905，168，N0.3，968，845，N0.3，992，831，N0.4，020，909，N0.4，295，758，N0.4，595，065，N0.5，988，299，N0.6，672，410，N0.6，675，915，N0.7，325，634，N0.7，347，285 和 N0.7，413，036 中公开了可移动钻机和固定钻机的示例，以上专利的全部内容如在文中充分陈述一样通过引用并入本文。
[0005]一种钻机包括由平台支承的塔状部以及能够沿着塔状部移动的旋转头部。该钻机通常包括延伸穿过该平台的平台衬套。在美国专利N0.4，943，302和N0.5，413，415以及美国专利申请N0.20030155769中能够发现关于平台衬套的更多信息，以上专利以及专利申请的全部内容如在文中充分陈述一样通过引用并入本文。
[0006]钻柱通常包括一个或更多个钻管，并且每个钻管均包括连接至工具接头的钻管本体。钻柱使钻孔形成至比单个钻管本体的长度更大的深度。钻管本体的长度通常处于大约20英尺至大约40英尺之间。大多数钻管本体由诸如钢之类的金属材料的中空且厚壁的管材制成。可以使用许多不同类型的钢，例如，低碳钢或另一合金钢。在美国专利N0.4，279，850，N0.4，380，347，N0.4，487，229，N0.4，492，666 和 N0.5，709，416 中能够发现关于钻柱和工具接头的更多信息，以上专利的全部内容如在文中充分陈述一样通过引用并入本文。
[0007]在典型布置中，凸形工具接头和凹形工具接头定位在钻管本体的相对端处，其中，凸形工具接头包括螺纹销，而凹形工具接头包括螺纹套筒。然而，应当注意，某些钻管包括位于相对端处的凸形工具接头，而其他钻管包括位于相对端处的凹形工具接头。定位在钻管本体的相对端处的工具接头的类型取决于许多不同的因素，例如，用来形成钻孔的钻机的类型以及钻探应用。
[0008]工具接头通常由诸如钢或合金钢之类的金属材料精密加工而成。工具接头可以与钻管本体成为一体件，或者它们可以为以能够反复移除的方式连接至钻管本体的单独件。例如，凸形工具接头和凹形工具接头可以通过利用焊接以能够反复移除的方式联接至钻管本体。[0009]在一个示例中，第一钻管的螺纹销螺纹连接至第二钻管的螺纹套筒，并且第一钻管的螺纹套筒螺纹连接至第三钻管的螺纹销。以此方式，第一钻管、第二钻管以及第三钻管连接在一起。
[0010]在某些示例中，销的螺纹和套筒的螺纹均为右旋螺纹，而在其他示例中，销的螺纹和套筒的螺纹均为左旋螺纹。在美国专利N0.1, 769，381，N0.3，186，501，N0.3，645，328和N0.4，422，507中能够发现关于右旋螺纹和左旋螺纹的更多信息，以上专利的全部内容如在文中充分陈述一样通过引用并入本文。与右旋螺纹和左旋螺纹有关的更多信息也能够在文中引用的其他参考文献中的某些参考文献中发现。
[0011]在操作中，钻柱连接至旋转头部并且延伸通过平台衬套。钻柱响应于旋转头部的运动而相对于塔状部移动。钻柱的钻管中的一个钻管操作地连接至钻地钻头。钻柱向钻地钻头提供流体以促进其钻透地层的能力。因此，钻柱包括能够操作地连接至钻地钻头的钻管。响应于随着旋转头部使钻柱和钻地钻头旋转并响应于由旋转头部施加的载荷迫使它们向下穿过平台衬套和地层而形成钻孔。因此，钻柱不仅将旋转扭矩、下拉载荷和回拉载荷从钻机的旋转头部传递至钻头，还使整个钻柱延伸至设计的钻孔深度。
[0012]钻柱为可消耗部件，因为其在使用期间经历相当大的磨损和碎裂。在大多数情况下，工具接头经历磨损和碎裂，但钻管本体仍是可用的。在这种情况下，将钻管从钻柱移除，并且以另一工具接头替换该工具接头。在其他情况下，将钻管从钻柱移除，并且对工具接头进行修理以使其能够被重新使用。
[0013]然而，在现场将工具接头从钻管移除是困难的，并且现场修理工具接头较贵。现场位置通常是偏远的并且没有所需的设施、资源和技术。因此，通常将钻管和工具接头输送至机械修理店，这样，训练有素的技工就能将工具接头从钻管移除并以另一工具接头替换该工具接头，或修理该工具接头。这些部件随后被运回该偏远位置。然而，输送钻管和工具接头是非常昂贵的，并且修理过程通常耗时，代价高并且在运输的燃料消耗方面不太环保。
【发明内容】
[0014]本发明的实施方式涉及一种钻管工具组件，该钻管工具组件包括可替换的工具接头。本发明的新颖特征具体地在所附权利要求中陈述。当结合附图阅读时，本发明将通过以下详细描述而被最佳地理解。
[0015]对本领域的技术人员而言，本发明的其他目的和优点将通过以下详细描述而变得更加明显，其中，仅通过实施本发明的预期为最佳模式的说明来示出和描述本发明的仅优选实施方式。如将会意识到的，本发明能够具有其他不同的实施方式，并且本发明的若干细节能够在不背离本发明的情况下在各种明显的方面进行修改。相应地，附图和描述实质上被认为是说明性的而不是限制性的。
【专利附图】
【附图说明】
[0016]本发明的目的和优点在结合附图考虑时将会被更清楚地理解，在附图中:
[0017]图1a为钻机的侧视图。
[0018]图1b为钻柱的立体图，其中，该钻柱包括在钻管接口处联接在一起的钻管。
[0019]图1c为图1b的钻柱在如图1b中所示的接口区域中的剖开侧视图，其中，该接口区域包括钻管接口。
[0020]图1d为图1b的钻柱的一个实施方式的立体图。
[0021]图1e为图1b的钻柱的套筒区域的分解立体图。
[0022]图1f为图1b的钻柱的销区域的分解立体图。
[0023]图2a为图1b的钻管的螺纹销的近视立体图。
[0024]图2b为图2a的钻管的沿着图2a的剖切线2b_2b截取的剖开侧视图。
[0025]图3a为图1b的另一钻管的螺纹套筒的近视立体图。
[0026]图3b为图3a的钻管的沿着图3a的剖切线3b_3b截取的剖开侧视图。
[0027]图4a和图4c为工具接头接合器的立体图。
[0028]图4b和图4d为图4a和图4c的工具接头接合器的相反的端视图。
[0029]图4e为图4a和图4c的工具接头接合器的沿着延伸穿过锁定销内孔的剖切线截取的剖开侧视图。
[0030]图5a和图5b为套筒工具接头的立体图。
[0031]图6a为包括联接在一起的图4a和图4c的工具接头接合器与图5a和图5b的套筒工具接头的钻柱的剖开侧视图。
[0032]图6b为图6a的钻柱的近视视图。
[0033]图6c为图6a的钻柱的另一近视视图。
[0034]图7为销工具接头的立体图。
[0035]图8a为包括联接在一起的图4a和图4c的工具接头接合器与图7的销工具接头的钻柱的剖开侧视图。
[0036]图8b为图8a的钻柱的近视视图。
[0037]图8c为图8a的钻柱的另一近视视图。
[0038]图9a和图9c为套筒工具接头的立体图。
[0039]图9b和图9d为图9a和图9c的套筒工具接头的相反的端视图。
[0040]图1Oa和图1Ob为工具接头接合器的立体图。
[0041]图1la为销工具接头的立体图。
[0042]图1lb为图1la的销工具接头的端视图。
[0043]图12a和图12b为工具接头接合器的立体图。
[0044]图13a为包括联接在一起的图1Oa和图1Ob的工具接头接合器与图9a和图9c的套筒工具接头的钻柱的剖开侧视图。
[0045]图13b为图13a的钻柱的近视视图。
[0046]图13c为图13a的钻柱的另一近视视图。
[0047]图14a为包括联接在一起的图1Oa和图1Ob的工具接头接合器与图1la的销工具接头的钻柱的剖开侧视图。
[0048]图14b为图14a的钻柱的近视视图。
[0049]图14c为图14a的钻柱的另一近视视图。
[0050]图15a和图15b为锁定销的实施方式的立体图。
[0051]图15c和图15d为分别用于容纳图15a和图15b的锁定销的锁定销内孔的实施方式的立体图。[0052]图16a和图16b为分别包括一个面和两个面的多面承插口的实施方式。
【具体实施方式】
[0053]本发明涉及一种钻管工具组件，其包括可替换的工具接头。该可替换的工具接头可以包括联接至钻管本体的工具接头接合器、以及通过多面销联接至工具接头接合器的工具接头。该多面销可以包括具有配合面的多面配件。该工具组件通常包括延伸穿过工具接头接合器和工具接头的锁定销，其中，该锁定销延伸穿过配合面的锁定销凹槽。该锁定销能够将工具接头接合器与工具接头锁定在一起。该锁定销能够从锁定销凹槽移除，使得工具接头接合器与工具接头不被锁定在一起。以此方式，工具接头为可替换的工具接头。
[0054]该工具接头接合器和工具接头均包括在钻柱中，其中，第一钻管和第二钻管可以分别以可移除的方式联接至工具接头接合器和工具接头。该钻柱可以被钻机使用以钻穿地层。
[0055]如上文所提到的，钻柱因其在使用期间经历了相当大的磨损和碎裂而为可消耗部件。本发明的实施方式允许工具接头容易地从钻柱移除以及替换。因此，钻柱能够现场修理，这样，钻柱就不需要输送至机械修理店进行修理并随后运回现场。
[0056]该钻管工具组件能够与例如在露天煤矿开采行业中使用的旋转爆破孔钻机的许多不同类型的钻机一起使用。该钻管工具组件对例如单通道和多通道软地层钻探的许多不同类型的钻探应用而言是有用的。
[0057]文中所公开的钻管工具组件能够用于地面通常相对较软的露天煤矿中的旋转爆破孔钻探。与硬质地面条件下的钻探操作相比，由于在钻管的外部本体上产生了非常轻微的磨损和碎裂，因此钻管本体能够在软地层钻探应用的情况下维持得更久。
[0058]然而，在任一情况下，钻管本体的两端上的螺纹通常都会因钻管在正常的钻探作业期间需要经常联接及分离而经历磨损和碎裂。显然，为延长使用寿命并节省钻探作业成本，在大多数目前情况下，过早磨损的钻管通常在钻管主体仍处于相当好的状态并能重复使用时被送回专业店铺进行修理。本发明使终端用户能够在偏远的钻探现场整修钻管，而不是反复运送钻管。
[0059]图1a为钻机300的侧视图。应当指出的是，钻机300可以是静止车辆或机动车辆，但为了进行说明，此处其实施为机动车辆。不同类型的钻机的一些示例为由Texas(德克萨斯州)的 Atlas Copco Drilling Solutions of Garland 制造的 DM-M3 钻机、PV-235 钻机、PV-270钻机、PV-271钻机、PV-275钻机和PV-351钻机。然而，应当指出钻机由许多其他制
造商提供。
[0060]在该实施方式中，钻机300包括平台303，该平台303承载电源组304和操纵室305。应当指出的是，电源组304包括例如原动机的许多不同部件并且通常由操作者在操纵室305中操作。
[0061]在该实施方式中，钻机300包括塔状部302，该塔状部302由平台303承载。塔状部302通常承载联接至旋转头部307的馈电电缆系统(未示出)，其中，该馈电电缆系统允许旋转头部307沿着塔状部302在上升位置与下降位置之间移动。该馈电电缆系统通过分别朝向塔状部顶部302b和塔状部基部302a移动旋转头部307来在上升位置与下降位置之间移动旋转头部307。[0062]旋转头部307在上升位置与下降位置之间移动，以使钻柱100穿过钻孔分别上升及下降。此外，使用旋转头部307来旋转钻柱100，其中，钻柱100延伸穿过塔状部302和平台303。钻柱100通常包括以众所周知的方式连接在一起的一个或更多个钻管。钻柱100的钻管能够联接至诸如三锥体旋转钻地钻头之类的钻地钻头。在图1a中，为了进行说明，钻柱100示出包括钻管110和钻管120。
[0063]图1b为钻柱100的立体图，钻柱100包括在钻管接口 101处联接在一起的钻管110和钻管120。图1c为钻柱100在如图1b中所示的接口区域102中的剖开侧视图，其中，接口区域102包括钻管接口 101。钻柱100以及钻管110和120沿方向105纵向地并沿方向106横向地延伸，其中，方向105和方向106彼此垂直。应当指出的是，方向106经常被称为径向方向。区域109为钻柱100的外部。钻柱100包括位于一端的销区域103和位于相反端的套筒区域104。
[0064]在该实施方式中，钻管110包括钻管本体111，该钻管本体111具有延伸穿过其的钻管内孔112,如图1c中所示。钻管110包括螺纹销119,该螺纹销119包括具有公螺纹114的螺纹部113。钻管内孔112延伸穿过钻管本体111和螺纹部113，并且允许物料从其中流过。钻管内孔112沿着纵向方向105纵向延伸，并且沿着横向方向106横向延伸。螺纹销119能够与钻管本体111成为一体件，或者螺纹销119能够为以可反复移除的方式连接至钻管本体111的单独件。在某些实施方式中，螺纹销119焊接至钻管本体111。
[0065]在该实施方式中，钻管120包括钻管本体121，该钻管本体121具有延伸穿过其的钻管内孔122，如图1c中所示。在该实施方式中，钻管120包括螺纹套筒123(图lc)，该螺纹套筒123包括母螺纹124。螺纹套筒123响应于将钻管110与钻管120联接在一起而联接至螺纹销119。特别地，公螺纹114和母螺纹124响应于将钻管110与钻管120联接在一起而以螺纹配合的方式联接在一起。钻管内孔122延伸穿过钻管本体121和螺纹套筒123，并且允许物料从其中流过。钻管内孔122沿着纵向方向105纵向延伸，并且沿着横向方向106横向延伸。螺纹套筒123能够与钻管本体121成为一体件，或者螺纹套筒123能够为以可反复移除的方式连接至钻管本体121的单独件。在某些实施方式中，螺纹套筒123焊接至钻管本体121。
[0066]应当指出的是，在某些实施方式中，螺纹销119和螺纹套筒123均包括右旋螺纹。在右旋螺纹实施方式中，公螺纹114和母螺纹123均为右旋螺纹。在其他实施方式中，螺纹销119和螺纹套筒123均包括左旋螺纹。在左旋螺纹实施方式中，公螺纹114和母螺纹124均为左旋螺纹。
[0067]图1d为钻柱100的立体图，该钻柱100包括可替换的工具接头。在该实施方式中，钻柱100包括联接至钻管120的在套筒区域104中的一端的销工具接头170以及联接至钻管110的在销区域103中的一端的套筒工具接头150。在该实施方式中，钻柱100包括位于相反端的凸形工具接头和凹形工具接头，以使其能够与用于爆破孔钻探的AtlasCopcoDM-M3钻井设备一起进行操作。
[0068]图1e为钻柱100的实施方式在图1d的销区域103中的分解图。在该实施方式中，钻柱100包括联接至钻杆110的钻杆本体111的工具接头接合器130a。工具接头接合器130a能够以许多不同的方式联接至钻杆本体111。在该实施方式中，工具接头接合器130a能够通过利用焊接以可反复移除的方式联接至钻杆本体111。[0069]在该实施方式中，钻柱100包括联接至工具接头接合器130a的套筒工具接头150。套筒工具接头150能够以许多不同的方式联接至工具接头接合器130a。在该实施方式中，套筒工具接头150能够通过利用如将在下文中更详细讨论的锁定销270a和270b以可反复移除的方式联接至工具接头接合器130a。锁定销270a和270b分别通过利用紧固件271a和271b保持就位。由于套筒工具接头150与工具接头接合器130a通过密封构件272a和273a联接在一起，因此在套筒工具接头150与工具接头接合器130a之间形成密封。
[0070]图1f为钻柱100在图1d的套筒区域104中的分解图。在该实施方式中，钻柱100包括联接至钻杆120的钻杆本体121的工具接头接合器130b。工具接头接合器130b能够以许多不同的方式联接至钻杆本体121。在该实施方式中，工具接头接合器130b能够通过利用焊接以可反复移除的方式联接至钻杆本体121。
[0071]在该实施方式中，钻柱100包括联接至工具接头接合器130b的销工具接头170。销工具接头170能够以许多不同的方式联接至工具接头接合器130b。在该实施方式中，销工具接头170能够通过利用如将在下文中更详细讨论的锁定销270c和270d以可反复移除的方式联接至工具接头接合器130b。锁定销270c和270d分别通过利用紧固件271c和271d保持就位。由于销工具接头170与工具接头接合器130b通过密封构件272b和273b联接在一起，因此在销工具接头170与工具接头接合器130b之间形成密封。
[0072]钻柱100包括三个主要部段，即，可替换的销端工具接头、主钻管本体组件以及可替换的套筒端工具接头。主钻管本体组件由主钻管本体与两个工具接头接合器组成。所述两个工具接头接合器被收缩配合并焊接到主钻管本体的两端。可替换的销端工具接头和可替换的套筒端工具接头均通过锁定销固定至主钻管本体组件上，而不是焊接在主钻管上。例如，在该实施方式中，工具接头通过锁定销270a、270b、270c和270d联接至对应的钻管本体。旋转扭矩通过多边形配对构件在整个钻柱100内传递，该多边形配对构件还精确地控制两个工具接头端上的扳手平面的对准。工具接头接合器焊接到主钻管本体中。终端用户通常仅能够在需要时替换工具接头以使得不必现场移除工具接头接合器。
[0073]通常，工具接头代表钻管的螺纹端联接件。为在钻柱中获得连续连接，工具接头被旋拧在两端中的一端上。带有阳螺纹的工具接头还被称为销端工具接头，而带有阴螺纹的工具接头被称为套筒端工具接头。基于实际钻探作业的要求，工具接头可以具有不同的组合，例如，销端工具接头与套筒端工具接头，销端工具接头与销端工具接头，或套筒端工具接头与套筒工具接头。
[0074]相应地，钻柱100的工具接头也能够是如下组合中的一个:例如,可替换的销端工具接头与可替换的套筒端工具接头，可替换的销端工具接头与可替换的销端工具接头，或可替换的套筒端工具接头与可替换的套筒端工具接头。
[0075]钻柱100与钻机用标准钻管相配。除了工具接头的连接方法之外，钻管的所有其他关键特征，例如，工具接头的螺纹的尺寸和类型、钻管外径、肩部至肩部的距离、扳手平面、凹处等，保持不变。此外，钻柱100设计成经得起与标准钻柱相同的压缩空气的体积和压力、旋转扭矩、下拉载荷以及回拉载荷。
[0076]与已知的钻柱相比，钻柱100的工具接头接合器结合到钻管组件中。工具接头接合器的一端按照例如能够从Atlas Copco Thiessen获得的规范的标准焊接规范来机加工。相反的端部定形为与延伸的密封圆筒的多边形凸形连接。该多边形凸形连接将旋转扭矩传递至配对的可替换的销端工具接头，该可替换的销端工具接头相应地具有多边形凹形连接。理论上，紧密的转动配合设计用于配对的多边形构件。其不仅确保可替换的销工具接头容易地组装及拆卸，还减少了销工具接头与对应的工具接头接合器之间的拍击动作。
[0077]工具接头接合器可以包括其他类型的多边形，例如，四边形、五边形、六边形等，该工具接头接合器也可以用来容置不同尺寸的钻管。然而，用于可替换的销工具接头的一个钻管的几何多边形与工具接头接合器应当匹配以提供足够好的配合。
[0078]如上文所提到的，两个工具接头接合器收缩配合并焊接到主钻管本体的每个端部中。在焊接过程期间，焊接工必须确保整个主钻管本体组件的一个工具接头接合器上的一组多边形平面与整个主钻管本体组件的相反的工具接头接合器上的一组多边形平面对准。这允许焊接工以扳手平面的正确取向从钻柱的一端至钻柱的相反端来组装钻管。
[0079]在典型的旋转爆破孔钻探应用中，钻柱100是中空的，使得压缩气体能够流过钻柱。压缩气体可以用于冷却钻头并将钻屑吹出钻孔。因而，减小气体通过钻柱100不理想地泄漏的可能性将会是重要的。为了减小气体泄漏的可能性，钻柱100中可以包括密封构件272a、272b、273a和273b，如图1e和图1f中所示。密封构件272a、272b、273a和273b能够为多种不同类型，例如，O形圈密封件。该密封构件通常包括可变形材料，例如，橡胶。如下文将更详细讨论的，该密封构件可以与工具接头接合器的多边形凸形连接件接合，该密封构件可以在可替换的销端工具接头与工具接头接合器之间将从锁定销孔和配对的肩部流出的压缩空气隔离。
[0080]图2a为包括螺纹销119的钻管110的实施方式的近视立体图，并且图2b为沿着图2a的切割线2b-2b截取的钻管110的实施方式的剖开侧视图。应当指出的是，切割线2b-2b沿横向方向106延伸。在该实施方式中，螺纹销119包括远离销肩部116延伸的销圆筒部115以及包括公螺纹114的螺纹部113。根据该实施方式，销圆筒部115邻近销肩部116并且螺纹部113远离销肩部116。螺纹部113通过销圆筒部115而与销肩部116隔开。销圆筒部115位于螺纹部113与销肩部116之间。销圆筒部115的实施方式为非多面配件，因为其包括具有连续曲率的弯曲面，并且不包括具有不连续曲率的平面。当销圆筒部联接至钻管110时，销圆筒部115延伸穿过例如钻管120的另一钻管的螺纹套筒。应当指出的是，钻管110包括位于其在套筒区域104中的相反端处的螺纹套筒,如图1b中所示。还应当指出的是，螺纹销119通常能够从钻管本体111反复移除。然而，通常难以从钻管本体111移除螺纹销119，因为螺纹销常焊接就位并需要专业工具来移除。这些专业工具通常在偏远的钻探地点不能获得。销圆筒部115为螺纹销119的非螺纹部。因此，在图2a中，螺纹销119包括螺纹部和非螺纹部。
[0081]如图2b中所示，钻管本体111包括从其中延伸穿过的钻管内孔112。钻管本体111的外部尺寸表示为距离dl。距离dl为沿着横向方向106在钻管本体111的中心与钻管本体111的外周之间延伸的横向距离。在该实施方式中，距离dl与钻管本体111的直径对应，因为钻管本体111具有圆形横截面形状，如图2b中所示。
[0082]图3a为钻管120的螺纹套筒123的近视立体图，并且图3b为沿着图3a的切割线3b-3b截取的钻管120的剖开侧视图。应当指出的是，切割线3b-3b沿横向方向106延伸。还应当指出的是，钻管120包括位于其在销区域103中的相反端处的螺纹销，如图1b中所示。此外，螺纹套筒123能够从钻管本体121反复移除。然而，通常难以从钻管本体121移除螺纹套筒123，因为螺纹套筒常焊接就位并需要专业工具来移除。如上文所提到的，这些专业工具通常在偏远的钻探地点不能获得。
[0083]如图3b中所示，钻管本体121包括从其中延伸穿过的钻管内孔122。母螺纹124面向钻管内孔122，并且钻管内孔122延伸穿过螺纹套筒123。钻管内孔122允许物料流过螺纹套筒123。钻管本体121的外部尺寸表示为距离d2。距离d2为沿着横向方向106在钻管本体121的中心与钻管本体121的外周之间延伸的横向距离。在该实施方式中，距离d2与钻管本体121的直径对应，因为钻管本体121具有圆形横截面形状，如图3b中所示。
[0084]图4a和图4c为工具接头接合器130的立体图，并且图4b和图4d分别为沿相反方向139a和139b观察时的工具接头接合器130的端视图。在该实施方式中，工具接头接合器130包括工具接头接合器本体131，工具接头接合器内孔132延伸穿过工具接头接合器本体131。工具接头接合器内孔132允许物料流过工具接头接合器本体131。
[0085]工具接头接合器130可以包括工具接头接合器配件134，该工具接头接合器配件134可以远离配件肩部133延伸。工具接头接合器配件134可以定尺寸并定形为由例如钻管本体111和121的钻管本体容纳。工具接头接合器配件134可以为非多面配件，因为其可以包括具有连续曲率的弯曲面，并且不会包括具有不连续曲率的平面。应当指出的是，工具接头接合器内孔132延伸穿过工具接头接合器配件134并且允许物料从其中流过。
[0086]在已从钻管本体移除螺纹套筒或螺纹销之后，工具接头接合器配件134能够由钻管本体容纳。在某些实施方式中，工具接头接合器130焊接至钻管本体。应当指出的是，工具接头接合器130通常能够从钻管本体反复移除。以此方式，螺纹销119能够从钻管本体移除并且以工具接头接合器130替换。此外，螺纹套筒123能够从钻管本体移除并且以另一工具接头接合器130替换。然而，如上文所提到的，由于需要专业工具，因此通常难以在偏远地点处从钻管本体移除这些部件。
[0087]如图4c和图4d中最佳地观察到的，工具接头接合器130可以包括多面承插口140，该多面承插口 140可以包括承插面。在该实施方式中，多面承插口 140包括相对的承插面141和142、相对的承插面143和144、相对的承插面145和146以及相对的承插面147和148。承插面141、142、143、144、145、146、147和148可以延伸穿过环形承插面149，并且面向工具接头接合器内孔132。环形承插面149可以与配件肩部133相对。以此方式，多面承插口 140面向工具接头接合器内孔132，并且工具接头接合器内孔132可以延伸穿过多面承插口 140和承插面149。工具接头接合器内孔132可以延伸穿过多面承插口 140并且允许物料从其中流过。
[0088]还应当指出的是，在该实施方式中，为了进行说明，多面承插口 140包括八个平的承插面。然而，通常，多面承插口 140包括一个或更多个平的承插面。包括一个和两个承插面的承插口的实施方式分别在图16a和图16b中示出。应当指出的是，承插口 140为多面承插口，因为其包括其间具有不连续曲率的两个面，如不久将更详细讨论的，并且其不包括具有连续曲率的弯曲面。
[0089]在该实施方式中，承插面141和143相对于彼此成一角度，使得多面承插口 140的曲率在它们之间不连续。承插面143和145相对于彼此成一角度，使得多面承插口 140的曲率在它们之间不连续。承插面145和147相对于彼此成一角度，使得多面承插口 140的曲率在它们之间不连续。承插面147和142相对于彼此成一角度，使得多面承插口 140的曲率在它们之间不连续。承插面142和144相对于彼此成一角度，使得多面承插口 140的曲率在它们之间不连续。承插面144和146相对于彼此成一角度，使得多面承插口 140的曲率在它们之间不连续。承插面146和148相对于彼此成一角度，使得多面承插口 140的曲率在它们之间不连续。以此方式，承插口 140为多面承插口。其他构型也是可能的。
[0090]在该实施方式中，工具接头接合器130包括锁定销内孔，该锁定销内孔延伸穿过工具接头接合器本体131。通常，工具接头接合器130包括一个或更多个锁定销内孔。在该实施方式中，工具接头接合器130包括两个锁定销内孔，这两个锁定销内孔表示为锁定销内孔135a和135b，如图4d中所示。在该实施方式中，锁定销内孔135a和135b彼此相对，其中，锁定销内孔135a和135b分别邻近承插面141和142。特别地，锁定销内孔135a和135b分别延伸穿过承插面141和142。锁定销内孔135a和135b通向工具接头接合器内孔132 中。
[0091]在该实施方式中，锁定销内孔135a包括相反的锁定销孔开口 137a和138a、以及延伸穿过工具接头接合器本体131和锁定销内孔135a的紧固件开口 136a。特别地，根据该实施方式，紧固件开口 136a在工具接头接合器本体131的外周与承插面141之间延伸。应当指出的是，锁定销内孔135a的邻近紧固件开口 136a的部分面向工具接头接合器内孔132。锁定销内孔135a的面向紧固件开口 136a的部分通向工具接头接合器内孔132中。
[0092]在该实施方式中，锁定销内孔135b包括相反的锁定销孔开口 137b和138b、以及延伸穿过工具接头接合器本体131和锁定销内孔135b的紧固件开口 136b。特别地，紧固件开口 136b在工具接头接合器本体131的外周与承插面142之间延伸。应当指出的是，锁定销内孔135b的邻近紧固件开口 136b的部分面向工具接头接合器内孔132。锁定销内孔135b的面向紧固件开口 136b的部分通向工具接头接合器内孔132中。
[0093]图4e为图4a至图4d的工具接头接合器130的沿着延伸穿过锁定销内孔135a和135b的切割线截取的剖开侧视图。该切割线通过锁定销270a和270b的中间平面剖切，其中，锁定销270a和270b分别延伸穿过锁定销内孔135a和125b。在该实施方式中，锁定销内孔135a和135b各自包括半月形凹槽，该半月形凹槽定尺寸并定形为容纳对应的锁定销270a和270b。锁定销内孔135a和135b通过多边形外螺纹连接件的平面磨铣。相应地，可替换的销工具接头上的半月形凹槽从工具接头的外部本体钻孔攻出螺纹。
[0094]这种设计的一个有用特征在于，锁定销270a和270b在钻探作业期间紧固就位。这是有利的，因为不期望在钻探作业期间使锁定销变得不稳固而导致钻柱100的一部分将在钻孔中分离。从钻孔中取回钻柱的该部分是昂贵且耗时的。
[0095]锁定销270a和270b能够以许多不同的方式紧固。例如，在某些实施方式中，锁定销以及用于锁定销的孔机加工成使得一端小于相反端。这允许锁定销仅从锁定孔的较大端放入及取出。
[0096]在某些实施方式中，一旦锁定销安装就位，自锁定位螺钉就会接合到可替换的销端工具接头的中间钻孔攻出螺纹的孔中并牢牢拧紧。该特征限制锁定销以防其自身从锁定孔的较大侧脱离。另外，自锁定位螺钉可以防止因钻探振动而引起的其自身的后退。例如，可以使用具有颗粒状尼龙插入件的定位螺钉。如果锁定销未固定，则其可能从钻管组件掉落并造成非常重大的事故。许多不同类型的自锁定位螺钉——例如，化学添加物式自锁定位螺钉、偏斜或扭曲螺纹式自锁定位螺钉以及物料添加物式自锁定位螺钉——适于紧固锁定销。
[0097]在图4e中所示的常见顺时针方向的钻探作业期间，有利的设计是避免产生额外的力将锁定销推出，较大的锁定孔一直在较小锁定孔前旋转，这甚至产生了将锁定销上紧就位的趋势。
[0098]除了以上设计的最佳锁定销之外，还存在将可替换的销端工具接头与工具接头接合器紧固在一起的不同方式。锁定销的筒径可以是从一端至另一端的一个直径。用于保持锁定销的孔可以是在其整个深度上的一个尺寸或者可以机加工成使得一端小于相反端。作为另一示例，我们能够将锥形销安装穿过对应的锥形孔，该锥形孔由工具接头接合器的多边形外螺纹连接件上的锥形凹槽以及配对的可替换的销端工具接头上的锥形凹槽构成。
[0099]图5a和图5b是套筒工具接头150的实施方式的立体图。在该实施方式中，套筒工具接头150包括套筒工具接头本体151，该套筒工具接头本体151具有延伸穿过其的套筒工具接头内孔152。套筒工具接头150包括螺纹套筒153，该螺纹套筒153具有位于一端的母螺纹154以及位于相反端的多面销158。母螺纹154面向套筒工具接头内孔152。应当指出的是，套筒工具接头内孔152延伸穿过螺纹套筒153和多面销158，并且允许物料从其中流过。
[0100]在该实施方式中，多面销158包括从销肩部157向外延伸的多面配件160。多面销158可以包括密封销155，其中，多面配件160邻近销肩部157定位，并且密封销155远离销肩部157定位。密封销155可以通过多面配件160而与销肩部157隔开。多面配件160可以设置在销肩部157与密封销155之间。应当指出的是，销肩部157可以面向多面配件160和密封销155，并且可以背离螺纹套筒153。应当指出的是，套筒工具接头内孔152可以延伸穿过多面配件160和密封销155。
[0101]销155可以是密封销，因为其可以与另一部件形成密封，如下文将更详细讨论的。在该实施方式中，密封销155包括围绕其环状延伸的密封凹槽。该密封凹槽可以容纳诸如O形圈密封件之类的密封构件，其中，密封构件与另一部件形成密封。以此方式，销155可以是密封销。在该实施方式中，密封销155包括两个密封凹槽，表示为密封凹槽156a和156b。通常，套筒工具接头的密封销155包括一个或更多个密封凹槽。
[0102]配件160可以为多面配件，因为其可以包括具有不连续曲率的面，并且可以不包括具有连续曲率的弯曲面，如不久将更详细描述的。多面配件160可以包括配合面。在该实施方式中，多面配件160包括相反的配合面161和162、相反的配合面163和164、相反的配合面165和166以及相反的配合面167和168。应当指出的是，在该实施方式中，为了进行说明，多面配件160包括八个配合面。然而,通常,多面配件160包括一个或更多个配合面。多面配件160的配合面的数目与多面承插口 140的承插面的数目对应，使得多面承插口 140能够容纳多面配件160。
[0103]还应当指出的是，配合面161和163可以相对于彼此成一角度，使得多面配件160的曲率在它们之间不连续。配合面163和165可以相对于彼此成一角度，使得多面配件160的曲率在它们之间不连续。配合面165和167可以相对于彼此成一角度，使得多面配件160的曲率在它们之间不连续。配合面167和162可以相对于彼此成一角度，使得多面配件160的曲率在它们之间不连续。配合面162和164可以相对于彼此成一角度，使得多面配件160的曲率在它们之间不连续。配合面164和166可以相对于彼此成一角度，使得多面配件160的曲率在它们之间不连续。配合面166和168可以相对于彼此成一角度，使得多面配件160的曲率在它们之间不连续。以此方式，配件160可以是多面配件。
[0104]在该实施方式中，套筒工具接头150包括延伸穿过多面配件160的配合面的锁定销凹槽。通常，套筒工具接头150可以包括一个或更多个锁定销凹槽。在该实施方式中，套筒工具接头150包括两个锁定销凹槽，表示为锁定销凹槽169a和169b。在该实施方式中，锁定销凹槽169a和169b彼此相对，其中，锁定销凹槽169a和169b分别邻近配合面161和162。特别地，锁定销凹槽169a和169b分别延伸穿过配合面161和162。锁定销凹槽169a和169b分别延伸穿过配合面161和162，使得当多面承插口 140容纳多面配件160时，锁定销凹槽169a和169b分别面向锁定销内孔135a和135b，如下文将更详细讨论的。
[0105]应当指出的是，锁定销凹槽169a可以分别延伸穿过配合面163和168的一部分，如图5a和图5b中所示。此外，锁定销凹槽169b可以分别延伸穿过配合面167和164的一部分，如图5a和图5b中所示。以此方式，套筒工具接头150可以包括延伸穿过多面配件的锁定销凹槽。
[0106]图6a为包括工具组件108a的钻柱IOOa的实施方式的剖开侧视图，其中，工具组件108a包括联接在一起的工具接头接合器130和套筒工具接头150，并且图6b和图6c为图6a的钻柱IOOa的近视视图。应当指出的是，在该实施方式中，钻管110联接至套筒工具接头150。特别地，螺纹销119 (图2a)联接至螺纹套筒153 (图5b)。螺纹销119联接至螺纹套筒153，使得公螺纹114与母螺纹154 (图5b)以螺纹的方式接合。
[0107]此外，钻管120可以联接至工具接头接合器130。在该实施方式中，螺纹套筒123(图3a)已经从钻管本体121移除并且以工具接头接合器130替换。特别地，螺纹套筒123已经从钻管本体121移除并且工具接头接合器配件134联接至钻管本体121。工具接头接合器配件134可以例如通过焊接固定至钻管本体121，使得在其间形成密封。
[0108]应当指出的是，钻管内孔112和122可以通过套筒工具接头150和工具接头接合器130彼此流体连通。特别地，钻管内孔112和122可以通过工具接头接合器内孔132和套筒工具接头内孔152彼此流体连通。以此方式，物料能够穿过工具接头接合器内孔132和套筒工具接头内孔152在钻管内孔112与122之间流动。如上文更详细讨论的，工具接头接合器内孔132可以延伸穿过工具接头接合器130，并且套筒工具接头内孔152延伸穿过套筒工具接头150。
[0109]在该实施方式中，密封构件272和273联接至密封销155。特别地，密封构件272和273由密封销155承载，使得它们分别延伸穿过密封凹槽156a和156b，如图6c中所示。密封构件272和273可以是许多不同类型，例如，O形圈密封件。应当指出的是，在某些实施方式中，工具接头接合器本体131包括与密封凹槽156a和156b相对的凹槽。然而，在其他实施方式中，例如由图6a中的指示箭头117指出的实施方式，工具接头接合器本体131不包括与密封凹槽156a和156b相对的凹槽。
[0110]在该实施方式中，多面销158(图5a)延伸穿过工具接头接合器本体131。特别地，多面配件160和密封销155延伸穿过工具接头接合器内孔132和环形承插面149 (图4c、图4d和图6b)。密封销155延伸穿过工具接头接合器本体131，使得响应于密封构件272和273以密封的方式接合工具接头接合器本体131的内周而形成密封。
[0111]多面配件160 (图5a和图5b)可以延伸穿过工具接头接合器本体131，使得多面配件160面向承插面140 (图4c和图4d)。特别地,多面配件160可以延伸穿过工具接头接合器本体130，使得配合面161、162、163、164、165、166、167和168分别面向承插面141、142、143、144、145、146、147 和 148。在该实施方式中，配合面 161、162、163、164、165、166、167和168分别接合承插面141、142、143、144、145、146、147和148，使得套筒工具接头150相对于工具接头接合器130的旋转被限制。
[0112]此外，多面配件160可以延伸穿过工具接头接合器本体131，使得锁定销凹槽169a和169b (图5a和图5b)分别面向锁定销内孔135a和135b (图4d)。可以响应于配合面161、162、163、164、165、166、167 和 168 分别面向承插面 141、142、143、144、145、146、147 和148，锁定销凹槽169a和169b分别面向锁定销内孔135a和135b。
[0113]在该实施方式中，锁定销270a可以延伸穿过锁定销内孔135a和锁定销凹槽169a。在某些实施方式中，可以响应于使锁定销延伸穿过锁定销孔开口 137a而使锁定销270a延伸穿过锁定销内孔135a和锁定销凹槽169a。在某些实施方式中，锁定销270a响应于使其延伸穿过锁定销孔开口 138a而延伸穿过锁定销内孔135a和锁定销凹槽169a。
[0114]工具接头接合器130与套筒工具接头150之间的运动可以响应于锁定销270a延伸穿过锁定销内孔135a和锁定销凹槽169a而被限制。特别地，工具接头接合器130和套筒工具接头150远离彼此的移动可以响应于锁定销270a延伸穿过锁定销内孔135a和锁定销凹槽169a而被限制。锁定销270a可以在锁定销限制工具接头接合器130和套筒工具接头150远离彼此的移动时将工具接头接合器130与套筒工具接头150锁定在一起。
[0115]在该实施方式中，紧固件271a延伸穿过紧固件开口 136a(图4c、图4d、图6b和图6c)。紧固件271a延伸穿过紧固件开口 136a并接合锁定销270a。紧固件271a接合锁定销270a以限制其穿过锁定销内孔135a的运动。以此方式，锁定销270a不大可能不期望地移动穿过锁定销孔开口 137a和138a并从锁定销内孔135a和锁定销凹槽169a移出。响应于锁定销270a从锁定销内孔135a和锁定销凹槽169a移出，工具接头接合器130与套筒工具接头150之间的运动不大可能被限制。因此，理想的是，将锁定销270a紧固在锁定销内孔135a和锁定销凹槽169a中。紧固件271a能够为许多不同的类型，例如，定位螺钉。如图6b中所示，紧固件271a陷入到工具接头接合器本体131中，使得紧固件不大可能被剪断。
[0116]在该实施方式中，锁定销270b延伸穿过锁定销内孔135b和锁定销凹槽169b。在某些情况中，锁定销270b响应于使其延伸穿过锁定销孔开口 137b而延伸穿过锁定销内孔135b和锁定销凹槽169b。在某些实施方式中，锁定销270b响应于使其延伸穿过锁定销孔开口 138b而延伸穿过锁定销内孔135b和锁定销凹槽169b。
[0117]工具接头接合器130与套筒工具接头150之间的运动可以响应于锁定销270b延伸穿过锁定销内孔135b和锁定销凹槽169b而被限制。特别地，工具接头接合器130和套筒工具接头150远离彼此的移动可以响应于锁定销270b延伸穿过锁定销内孔135b和锁定销凹槽169b而被限制。锁定销270b可以在锁定销限制工具接头接合器130和套筒工具接头150远离彼此的移动时将工具接头接合器130与套筒工具接头150锁定在一起。
[0118]在该实施方式中，紧固件271b延伸穿过紧固件开口 136b (图4d和图6c)。紧固件271b延伸穿过紧固件开口 136b并接合锁定销270b。紧固件271b接合锁定销270b以限制其穿过锁定销内孔135b的运动。以此方式，锁定销270b不大可能不利地移动穿过锁定销孔开口 137b和138b并从锁定销内孔135b和锁定销凹槽169b移出。响应于锁定销270b从锁定销内孔135b和锁定销凹槽169b移出，工具接头接合器130与套筒工具接头150之间的运动不大可能被限制。因此，理想的是，将锁定销270b紧固在锁定销内孔135b和锁定销凹槽169b中。紧固件271b能够为许多不同的类型，例如，定位螺钉。紧固件271b陷入到工具接头接合器本体131中，使得其不大可能被剪断。
[0119]图7为销工具接头170的实施方式的立体图。在该实施方式中，销工具接头170包括销工具接头本体171，该销工具接头本体171具有延伸穿过其的销工具接头内孔172。销工具接头170包括位于一端的螺纹销179以及位于相反端的多面销198。应当指出的是，销工具接头内孔172延伸穿过螺纹销179和多面销198，并且允许物料从其中流过。
[0120]螺纹销179可以包括远离销肩部176延伸的销圆筒部175以及可以包括公螺纹174的螺纹销173。销圆筒部175可以邻近销肩部176并且螺纹销173远离销肩部176。螺纹销173通过销配件175而与销肩部176隔开。销圆筒部175位于螺纹销173与销肩部176之间。销圆筒部175为非多面配件，因为其包括具有连续曲率的弯曲面，并且不包括具有不连续曲率的平面。当销圆筒部联接至钻管110时，销圆筒部175延伸穿过例如钻管120的另一钻管的螺纹套筒。应当指出的是，销工具接头内孔172可以延伸穿过销圆筒部175和螺纹销173。
[0121]在该实施方式中，多面销198包括从销肩部177向外延伸的多面配件180。多面销198包括密封销195，其中，多面配件180邻近销肩部177定位，并且密封销195远离销肩部177定位。密封销195通过多面配件180而与销肩部177隔开。多面配件180位于销肩部177与密封销195之间。应当指出的是，销肩部177面向多面配件180和密封销195，并且可以背离螺纹销179。还应当指出的是，销工具接头内孔172延伸穿过多面配件180和密封销195，并允许物料从其中流过。
[0122]销195可以是密封销，因为其可以与另一部件形成密封，如下文将更详细讨论的。在该实施方式中，密封销195包括围绕其环状延伸的密封凹槽。该密封凹槽容纳诸如O形圈密封件之类的密封构件，其中，密封构件与另一部件形成密封。以此方式，销195是密封销。在该实施方式中，密封销195包括两个密封凹槽，表示为密封凹槽196a和196b。通常，销工具接头的密封销195包括一个或更多个密封凹槽。
[0123]配件180可以为多面配件，因为其可以包括其间具有不连续曲率的两个面，并且可以不包括具有连续曲率的弯曲面，如不久将更详细描述的。多面配件180可以包括配合面。在该实施方式中，多面配件180包括相对的配合面181和182、相对的配合面183和184、相对的配合面185和186以及相对的配合面187和188。应当指出的是，在该实施方式中，为了进行说明，多面配件180包括八个配合面。然而，通常，多面配件180包括一个或更多个配合面。多面配件180的配合面的数目与多面承插口 140的承插面的数目对应，使得多面承插口 140能够容纳多面配件180。
[0124]还应当指出的是，配合面181和183可以相对于彼此成一角度，使得多面配件180的曲率在它们之间不连续。配合面183和185可以相对于彼此成一角度，使得多面配件180的曲率在它们之间不连续。配合面185和187可以相对于彼此成一角度，使得多面配件180的曲率在它们之间不连续。配合面187和182可以相对于彼此成一角度，使得多面配件180的曲率在它们之间不连续。配合面182和184可以相对于彼此成一角度，使得多面配件180的曲率在它们之间不连续。配合面184和186可以相对于彼此成一角度，使得多面配件180的曲率在它们之间不连续。配合面186和188可以相对于彼此成一角度，使得多面配件180的曲率在它们之间不连续。以此方式，配件180是多面配件。
[0125]在该实施方式中，销工具接头170包括延伸穿过多面配件180的配合面的锁定销凹槽。通常，销工具接头170包括一个或更多个锁定销凹槽。在该实施方式中，销工具接头170包括两个锁定销凹槽，表示为锁定销凹槽189a和189b。同样在该实施方式中，锁定销凹槽189a和189b彼此相对，其中，锁定销凹槽189a和189b分别邻近配合面181和182。特别地，锁定销凹槽189a和189b分别延伸穿过配合面181和182。锁定销凹槽189a和189b分别延伸穿过配合面181和182，使得当多面承插口 140容纳多面配件180时，锁定销凹槽189a和189b分别面向锁定销内孔135a和135b (图4d)，如下文将更详细讨论的。
[0126]应当指出的是，锁定销凹槽189a可以延伸穿过配合面183和188的一部分。此外，锁定销凹槽189b可以延伸穿过配合面187和184的一部分。以此方式，销工具接头170可以包括延伸穿过多面配件的锁定销凹槽。
[0127]图8a为包括工具组件108b的钻柱IOOb的实施方式的剖开侧视图，其中，工具组件108b包括联接在一起的工具接头接合器130和销工具接头170，并且图8b和图8c为图8a的钻柱IOOb的近视视图。应当指出的是，在该实施方式中，钻管120联接至销工具接头170。特别地，螺纹销179 (图7)联接至螺纹套筒123 (图3a)。螺纹销179联接至螺纹套筒123，使得公螺纹174与母螺纹124 (图3a)以螺纹的方式接合。
[0128]此外，钻管110可以联接至工具接头接合器130。在该实施方式中，螺纹销119(图2a)已经从钻管本体111移除并且以工具接头接合器130替换。特别地，螺纹销119已经从钻管本体111移除并且工具接头接合器配件134联接至钻管本体111。工具接头接合器配件134例如通过焊接固定至钻管本体111，使得在其间形成密封。
[0129]应当指出的是，钻管内孔112和122可以通过销工具接头170和工具接头接合器130彼此流体连通。特别地，钻管内孔112和122可以通过工具接头接合器内孔132和销工具接头内孔172彼此流体连通。以此方式，物料能够穿过工具接头接合器内孔132和销工具接头内孔172在钻管内孔112与122之间流动。如上文更详细讨论的，工具接头接合器内孔132延伸穿过工具接头接合器130，并且销工具接头内孔172延伸穿过销工具接头170。
[0130]在该实施方式中，密封构件272和273联接至密封销195。特别地，密封构件272和273由密封销195承载，使得它们分别延伸穿过密封凹槽196a和196b，如图8c中所示。密封构件272和273可以是许多不同类型，例如，O形圈密封件。
[0131]在该实施方式中，多面销198 (图7)延伸穿过工具接头接合器本体131。特别地，多面配件180和密封销195延伸穿过工具接头接合器内孔132和环形承插面149 (图4c、图4d和图8b)。密封销195延伸穿过工具接头接合器本体131，使得响应于密封构件272和273以密封的方式接合工具接头接合器本体131的内周而形成密封。
[0132]在图7中示出的实施方式中，多面配件180延伸穿过工具接头接合器本体131，使得多面配件180面向承插面140(图4c和图4d)。特别地,多面配件180延伸穿过工具接头接合器本体130，使得配合面181、182、183、184、185、186、187和188分别面向承插面141、142、143、144、145、146、147 和 148。在该实施方式中，配合面 181、182、183、184、185、186、187和188分别接合承插面141、142、143、144、145、146、147和148，使得销工具接头170相对于工具接头接合器130的旋转被限制。[0133]此外，在该实施方式中，多面配件180延伸穿过工具接头接合器本体131，使得锁定销凹槽189a和189b (图7)分别面向锁定销内孔135a和135b (图4d)。响应于配合面181、182、183、184、185、186、187 和 188 分别面向承插面 141、142、143、144、145、146、147 和148，锁定销凹槽189a和189b分别面向锁定销内孔135a和135b。
[0134]在该实施方式中，锁定销270a延伸穿过锁定销内孔135a和锁定销凹槽189a。在某些情况中，锁定销270a响应于使其延伸穿过锁定销孔开口 137a而延伸穿过锁定销内孔135a和锁定销凹槽189a。在某些情况中，锁定销270a响应于使其延伸穿过锁定销孔开口138a而延伸穿过锁定销内孔135a和锁定销凹槽189a。
[0135]工具接头接合器130与销工具接头170之间的运动可以响应于锁定销270a延伸穿过锁定销内孔135a和锁定销凹槽189a而被限制。特别地，工具接头接合器130和销工具接头170远离彼此的移动可以响应于锁定销270a延伸穿过锁定销内孔135a和锁定销凹槽189a而被限制。锁定销270a可以在锁定销限制工具接头接合器130和销工具接头170远离彼此的移动时将工具接头接合器130与销工具接头170锁定在一起。
[0136]在该实施方式中，紧固件271a延伸穿过紧固件开口 136a(图4c、图4d、图8b和图Sc)。紧固件271a延伸穿过紧固件开口 136a并接合锁定销270a。紧固件271a接合锁定销270a以限制其穿过锁定销内孔135a的运动。以此方式，锁定销270a不大可能不利地移动穿过锁定销孔开口 137a和138a并从锁定销内孔135a和锁定销凹槽189a移出。响应于锁定销270a从锁定销内孔135a和锁定销凹槽189a移出，工具接头接合器130与销工具接头170之间的运动不大可能被限制。因此，理想的是，将锁定销270a固定在锁定销内孔135a和锁定销凹槽189a中。紧固件271a能够为许多不同的类型，例如，定位螺钉。如图8b中所示，紧固件271a陷入到工具接头接合器本体131中，使得紧固件不大可能被剪断。
[0137]在该实施方式中，锁定销270b延伸穿过锁定销内孔135b和锁定销凹槽189b。在某些情况下，锁定销270b响应于使锁定销延伸穿过锁定销孔开口 137b而延伸穿过锁定销内孔135b和锁定销凹槽189b。在某些情况下，锁定销270b响应于使其延伸穿过锁定销孔开口 138b而延伸穿过锁定销内孔135b和锁定销凹槽189b。
[0138]工具接头接合器130与销工具接头170之间的运动可以响应于锁定销270b延伸穿过锁定销内孔135b和锁定销凹槽189b而被限制。特别地，工具接头接合器130和销工具接头170远离彼此的移动可以响应于锁定销270b延伸穿过锁定销内孔135b和锁定销凹槽189b而被限制。锁定销270b可以在其限制工具接头接合器130和销工具接头170远离彼此的移动时将工具接头接合器130与销工具接头170锁定在一起。
[0139]在该实施方式中，紧固件271b延伸穿过紧固件开口 136b (图4d和图8c)。紧固件271b延伸穿过紧固件开口 136b并接合锁定销270b。紧固件271b接合锁定销270b以限制锁定销穿过锁定销内孔135b和锁定销凹槽189b的运动。以此方式，锁定销270b不大可能不利地移动穿过锁定销孔开口 137b和138b并从锁定销内孔135b和锁定销凹槽189b移出。响应于锁定销270b从锁定销内孔135b和锁定销凹槽189b移出，工具接头接合器130与销工具接头170之间的运动不大可能被限制。因此，理想的是，将锁定销270b固定在锁定销内孔135b和锁定销凹槽169b中。紧固件271b能够为许多不同的类型，例如，定位螺钉。紧固件271b沉入工具接头接合器本体131中，使得其不大可能被剪断。
[0140]图9a和图9c为套筒工具接头200的立体图，并且图9b和图9d分别为沿相反方向209a和209b观察时的套筒工具接头200的端视图。在该实施方式中，套筒工具接头200包括套筒工具接头本体201，套筒工具接头内孔202延伸穿过套筒工具接头本体201。工具接头接合器内孔202允许物料流过套筒工具接头本体201。套筒工具接头200包括位于一端的螺纹套筒203以及位于相反端的多面承插口 210。应当指出的是，套筒工具接头内孔202延伸穿过螺纹套筒203和多面承插口 210，并且允许物料从其中流过。螺纹套筒203包括面向套筒工具接头内孔202的母螺纹204。
[0141]如图9c和图9d中最佳地观察到的，套筒工具接头200可以包括多面承插口 210，该多面承插口 210可以包括承插面。在该实施方式中，多面承插口 210包括相对的承插面211和212、相对的承插面213和214、相对的承插面215和216以及相对的承插面217和218。承插面211、212、213、214、215、216、217和218延伸穿过环形承插面219，并且面向套筒工具接头内孔202。还应当指出的是，在该实施方式中为了进行说明，根据该实施方式的多面承插口 210包括八个承插面。然而,通常,多面承插口 210包括一个或更多个承插面。应当指出的是，承插口 210可以为多面承插口，因为其可以包括其间具有不连续曲率的两个面，如不久将更详细描述的，并且其不包括具有连续曲率的弯曲面。多面承插口 210面向套筒工具接头内孔202，并且套筒工具接头内孔202延伸穿过多面承插口 210和承插面219，并且允许物料从其中流过。
[0142]承插面211和213可以相对于彼此成一角度，使得多面承插口 210的曲率在它们之间不连续。承插面213和215可以相对于彼此成一角度，使得多面承插口 210的曲率在它们之间不连续。承插面215和217可以相对于彼此成一角度，使得多面承插口 210的曲率在它们之间不连续。承插面217和212可以相对于彼此成一角度，使得多面承插口 210的曲率在它们之间不连续。承插面212和214可以相对于彼此成一角度，使得多面承插口210的曲率在它们之间不连续。承插面214和216可以相对于彼此成一角度，使得多面承插口 210的曲率在它们之间不连续。承插面216和218可以相对于彼此成一角度，使得多面承插口 210的曲率在它们之间不连续。以此方式，承插口 210可以是多面承插口。
[0143]在该实施方式中，套筒工具接头200包括延伸穿过套筒工具接头本体201的锁定销内孔。通常，套筒工具接头200包括一个或更多个锁定销内孔。在该实施方式中，套筒工具接头200包括两个锁定销内孔，这两个锁定销内孔表示为锁定销内孔225a和225b，如图9d中所示。在该实施方式中，锁定销内孔225a和225b彼此相对，其中，锁定销内孔225a和225b分别邻近承插面211和212。特别地，锁定销内孔225a和225b分别延伸穿过承插面211和212。锁定销内孔225a和225b通向套筒工具接头内孔202中。
[0144]在该实施方式中，锁定销内孔225a包括相反的锁定销孔开口 227a和228a、以及延伸穿过套筒工具接头本体201和锁定销内孔225a的紧固件开口 226a。特别地，紧固件开口226a在套筒工具接头本体201的外周与承插面211之间延伸。应当指出的是，锁定销内孔225a的邻近紧固件开口 226a的部分面向套筒工具接头内孔202。锁定销内孔225a的面向紧固件开口 226a的部分通向套筒工具接头内孔202中。
[0145]在该实施方式中，锁定销内孔225b包括相反的锁定销孔开口 227b和228b、以及延伸穿过套筒工具接头本体201和锁定销内孔225b的紧固件开口 226b。特别地，紧固件开口226b在套筒工具接头本体201的外周与承插面212之间延伸。应当指出的是，锁定销内孔225b的邻近紧固件开口 226b的部分面向套筒工具接头内孔202。锁定销内孔225b的面向紧固件开口 226b的部分通向套筒工具接头内孔202中。
[0146]图1Oa和图1Ob为工具接头接合器230的立体图。在该实施方式中，工具接头接合器230包括工具接头接合器本体231，工具接头接合器内孔232延伸穿过工具接头接合器本体231。工具接头接合器230包括位于一端的多面销239以及位于相反端的工具接头接合器配件234。应当指出的是，工具接头接合器内孔232延伸穿过多面销239和工具接头接合器配件234，并且允许物料从其中流过。
[0147]工具接头接合器配件234可以远离配件肩部238延伸。工具接头接合器配件234可以定尺寸并定形成由例如钻管本体111和121的钻管本体容纳。工具接头接合器配件234可以为非多面配件，因为其可以包括具有连续曲率的弯曲面，并且可以不包括具有不连续曲率的平面。应当指出的是，工具接头接合器内孔232可以延伸穿过工具接头接合器配件234并且允许物料从其中流过。
[0148]在已从钻管本体移除螺纹套筒或螺纹销之后，工具接头接合器配件234能够由钻管本体容纳。在某些实施方式中，工具接头接合器配件234焊接至钻管本体。应当指出的是，工具接头接合器230通常能够从钻管本体反复移除。以此方式，螺纹销119 (图2a)能够从钻管本体移除并且以工具接头接合器230替换。此外，螺纹套筒123 (图3a)能够从钻管本体移除并且以工具接头接合器230替换。然而，如上文所提到的，由于需要专业工具，因此通常难以在偏远地点处从钻管本体移除这些部件。
[0149]在该实施方式中，多面销239包括从销肩部237向外延伸的多面配件240。多面销239包括密封销235，其中，多面配件240邻近销肩部237定位，并且密封销235远离销肩部237定位。密封销235通过多面配件240而与销肩部237隔开。多面配件240位于销肩部237与密封销235之间。应当指出的是，销肩部237面向多面配件240和密封销235，并且背离工具接头接合器配件234。还应当指出的是，工具接头接合器内孔232可以延伸穿过多面配件240和密封销235。此外，销肩部237与配件肩部238相对。
[0150]销235可以是密封销，因为其可以与另一部件形成密封，如下文将更详细讨论的。在该实施方式中，密封销235可以包括围绕其环状延伸的密封凹槽。该密封凹槽可以容纳诸如O形圈密封件之类的密封构件，其中，密封构件与另一部件形成密封。以此方式，销235可以是密封销。在该实施方式中，密封销235可以包括两个密封凹槽，表示为密封凹槽236a和236b。通常，工具接头接合器的密封销235可以包括一个或更多个密封凹槽。
[0151]配件240可以为多面配件，因为其可以包括其间具有不连续曲率的两个面，并且可以不包括具有连续曲率的弯曲面，如不久将更详细描述的。多面配件240可以包括配合面。在该实施方式中，多面配件240包括相反的配合面241和242、相反的配合面243和244、相反的配合面245和246以及相反的配合面247和248。应当指出的是，在该实施方式中，为了进行说明，多面配件240包括八个配合面。然而，通常，多面配件240包括一个或更多个配合面。多面配件240的配合面的数目与多面承插口 210的承插面的数目对应，使得多面承插口 210能够容纳多面配件240。
[0152]还应当指出的是，配合面241和243可以相对于彼此成一角度，使得多面配件240的曲率在它们之间不连续。配合面243和245可以相对于彼此成一角度，使得多面配件240的曲率在它们之间不连续。配合面245和247可以相对于彼此成一角度，使得多面配件240的曲率在它们之间不连续。配合面247和242可以相对于彼此成一角度，使得多面配件240的曲率在它们之间不连续。配合面242和244可以相对于彼此成一角度，使得多面配件240的曲率在它们之间不连续。配合面244和246可以相对于彼此成一角度，使得多面配件240的曲率在它们之间不连续。配合面246和248可以相对于彼此成一角度，使得多面配件240的曲率在它们之间不连续。以此方式，配件234可以是多面配件。
[0153]在该实施方式中，工具接头接合器230包括延伸穿过多面配件240的配合面的锁定销凹槽。通常，工具接头接合器230包括一个或更多个锁定销凹槽。在该实施方式中，工具接头接合器230包括两个锁定销凹槽，表示为锁定销凹槽249a和249b。在该实施方式中，锁定销凹槽249a和249b彼此相对，其中，锁定销凹槽249a和249b分别邻近配合面241和242。特别地，锁定销凹槽249a和249b可以分别延伸穿过配合面241和242。锁定销凹槽249a和249b分别延伸穿过配合面241和242，使得当多面承插口 210容纳多面配件240时，锁定销凹槽249a和249b分别面向锁定销内孔225a和225b，如下文将更详细讨论的。
[0154]应当指出的是，锁定销凹槽249a可以延伸穿过配合面243和248的一部分。此夕卜，锁定销凹槽249b可以延伸穿过配合面247和244的一部分。以此方式，工具接头接合器230可以包括延伸穿过多面配件的锁定销凹槽。
[0155]图1la为销工具接头250的实施方式的立体图，并且图1lb为销工具接头250在方向279上的端视图。在该实施方式中，销工具接头250包括销工具接头本体251，销工具接头内孔252延伸穿过销工具接头本体251。销工具接头250包括位于一端的螺纹销259以及位于相反端的多面承插口 260。应当指出的是，销工具接头内孔252延伸穿过螺纹销259和多面承插口 260，并且允许物料从其中流过。
[0156]螺纹销259可以包括远离销肩部256延伸的销圆筒部255以及包括公螺纹254的螺纹销253。销圆筒部255可以邻近销肩部256并且螺纹销253可以远离销肩部256。螺纹销253可以通过销圆筒部255而与销肩部256隔开。销圆筒部255可以位于螺纹销253与销肩部256之间。销圆筒部255可以为非多面配件，因为其包括具有连续曲率的弯曲面，并且不包括具有不连续曲率的平面。当销圆筒部255联接至钻管110时，销圆筒部255可以延伸穿过例如钻管120的另一钻管的螺纹套筒。应当指出的是，销工具接头内孔252可以延伸穿过销圆筒部255和螺纹销253，并且可以允许物料从其中流过。
[0157]如图1lb中最佳地观察到的，多面承插口 260可以包括承插面。在该实施方式中，多面承插口 260包括相对的承插面261和262、相对的承插面263和264、相对的承插面265和266以及相对的承插面267和268。承插面261、262、263、264、265、266、267和268可以延伸穿过环形承插面269，并且面向销工具接头内孔252。环形承插面269与配件肩部253相对。以此方式，多面承口 260面向销工具接头内孔252，并且销工具接头内孔252延伸穿过多面承插口 260和承插面269。销工具接头内孔252可以延伸穿过多面承插口 260，并允许物料从其中流过。
[0158]还应当指出的是，在该实施方式中，为了进行说明，多面承插口 260包括八个承插面。然而，通常，多面承插口 260包括一个或更多个承插面。应当指出的是，承插口 260为多面承插口，因为其包括其间具有不连续曲率的两个面，如不久将更详细讨论的，并且其不包括具有连续曲率的弯曲面。
[0159]承插面261和263可以相对于彼此成一角度，使得多面承插口 260的曲率在它们之间不连续。承插面263和265可以相对于彼此成一角度，使得多面承插口 260的曲率在它们之间不连续。承插面265和267可以相对于彼此成一角度，使得多面承插口 260的曲率在它们之间不连续。承插面267和262可以相对于彼此成一角度，使得多面承插口 260的曲率在它们之间不连续。承插面262和264可以相对于彼此成一角度，使得多面承插口260的曲率在它们之间不连续。承插面264和266可以相对于彼此成一角度，使得多面承插口 260的曲率在它们之间不连续。承插面266和268可以相对于彼此成一角度，使得多面承插口 260的曲率在它们之间不连续。以此方式，承插口 260为多面承插口。
[0160]在该实施方式中，销工具接头250包括锁定销内孔，该锁定销内孔延伸穿过销工具接头本体251。通常，销工具接头250包括一个或更多个锁定销内孔。在该实施方式中，销工具接头250包括两个锁定销内孔，这两个锁定销内孔表示为锁定销内孔275a和275b，如图4d中所示。在该实施方式中，锁定销内孔275a和275b彼此相对，其中，锁定销内孔275a和275b分别邻近承插面261和262。特别地，锁定销内孔275a和275b可以分别延伸穿过承插面261和262。锁定销内孔275a和275b可以通向销工具接头内孔252中。
[0161]在该实施方式中，锁定销内孔275a包括相反的锁定销孔开口 277a和278a、以及延伸穿过销工具接头本体251和锁定销内孔275a的紧固件开口 276a。特别地，紧固件开口 276a可以在销工具接头本体251的外周与承插面261之间延伸。应当指出的是，锁定销内孔275a的邻近紧固件开口 276a的部分可以面向销工具接头内孔252。锁定销内孔275a的面向紧固件开口 276a的部分可以通向销工具接头内孔252中。
[0162]在该实施方式中，锁定销内孔275b包括相反的锁定销孔开口 277b和278b、以及延伸穿过销工具接头本体251和锁定销内孔275b的紧固件开口 276b。特别地，根据该实施方式，紧固件开口 276b在销工具接头本体251的外周与承插面262之间延伸。应当指出的是，锁定销内孔275b的邻近紧固件开口 276b的部分可以面向销工具接头内孔252。锁定销内孔275b的面向紧固件开口 276b的部分可以通向销工具接头内孔252中。
[0163]图12a和图12b为工具接头接合器280的实施方式的立体图。在该实施方式中，工具接头接合器280包括工具接头接合器本体281，工具接头接合器通道282延伸穿过工具接头接合器本体281。工具接头接合器280包括位于一端的多面销289以及位于相反端的工具接头接合器配件284。应当指出的是，工具接头接合器通道282可以延伸穿过多面销289和工具接头接合器配件284，并且允许物料从其中流过。
[0164]工具接头接合器配件284可以远离配件肩部288延伸。工具接头接合器配件284可以定尺寸并定形成由例如钻杆本体111和121的钻杆本体容纳。工具接头接合器配件284为非多面配件，因为其包括具有连续曲率的弯曲面，并且不包括具有不连续曲率的平面。应当指出的是，工具接头接合器通道282可以延伸穿过工具接头接合器配件284，并且可以允许物料从其中流过。
[0165]在已从钻杆本体移除螺纹套筒或螺纹销之后，工具接头接合器配件284能够由钻杆本体容纳。在某些实施方式中，工具接头接合器配件284焊接至钻杆本体。应当指出的是，工具接头接合器280能够从钻杆本体反复移除。以此方式，螺纹销119 (图2a)能够从钻杆本体移除并且以工具接头接合器280替换。此外，螺纹套筒123 (图3a)能够从钻杆本体移除并且以工具接头接合器280替换。
[0166]在该实施方式中，多面销289包括从销肩部287向外延伸的多面配件290。多面销289包括密封销285，其中，多面配件290邻近销肩部287定位，并且密封销285远离销肩部287定位。密封销285通过多面配件290而与销肩部287隔开。多面配件290位于销肩部287与密封销285之间。应当指出的是，销肩部287面向多面配件290和密封销285，并且背离工具接头接合器配件284。还应当指出的是，工具接头接合器通道282延伸穿过多面配件290和密封销285。此外，销肩部287与配件肩部288相对。
[0167]销285是密封销，因为其与另一部件形成密封，如下文将更详细讨论的。在该实施方式中，密封销285包括围绕其环状延伸的密封凹槽。该密封凹槽容纳诸如O形圈密封件之类的密封构件，其中，密封构件与另一部件形成密封。以此方式，销285是密封销。在该实施方式中，密封销285包括两个密封凹槽，表示为密封凹槽285a和285b。通常，套筒接头密封销235包括一个或更多个密封凹槽。
[0168]配件290的该实施方式为多面配件，因为其包括其间具有不连续曲率的两个面，并且不包括具有连续曲率的弯曲面，如不久将更详细描述的。多面配件290包括配合面。在该实施方式中，多面配件290包括相反的配合面291和292、相反的配合面293和294、相反的配合面295和296以及相反的配合面297和298。应当指出的是，在该实施方式中，为了进行说明，多面配件290包括八个配合面。然而，通常，多面配件290包括一个或更多个配合面。多面配件290的配合面的数目与多面承插口 260的承插面的数目对应，使得多面承插口 260能够容纳多面配件240。
[0169]还应当指出的是，配合面291和293可以相对于彼此成一角度，使得多面配件290的曲率在它们之间不连续。配合面293和295可以相对于彼此成一角度，使得多面配件290的曲率在它们之间不连续。配合面295和297可以相对于彼此成一角度，使得多面配件290的曲率在它们之间不连续。配合面297和292可以相对于彼此成一角度，使得多面配件290的曲率在它们之间不连续。配合面292和294可以相对于彼此成一角度，使得多面配件290的曲率在它们之间不连续。配合面294和296可以相对于彼此成一角度，使得多面配件290的曲率在它们之间不连续。配合面296和298可以相对于彼此成一角度，使得多面配件290的曲率在它们之间不连续。以此方式，配件290可以是多面配件。
[0170]在该实施方式中，工具接头接合器280包括延伸穿过多面配件283的配合面的固定销凹槽。通常，工具接头接合器280可以包括一个或更多个固定销凹槽。在该实施方式中，工具接头接合器280包括两个固定销凹槽，表示为固定销凹槽299a和299b。在该实施方式中，固定销凹槽299a和299b彼此相对，其中，固定销凹槽299a和299b分别邻近配合面291和292。特别地，固定销凹槽249a和249b分别延伸穿过配合面291和292。固定销凹槽299a和299b分别延伸穿过配合面291和292，使得当多面承插口 260容纳多面配件240时，固定销凹槽299a和299b分别面向固定销通道275a和275b，如下文将更详细讨论的。
[0171]应当指出的是，固定销凹槽299a可以延伸穿过配合面293和298的一部分。此外，固定销凹槽299b延伸穿过配合面297和294的一部分。以此方式，工具接头接合器280包括延伸穿过多面配件的固定销凹槽。
[0172]图13a为包括工具组件108c的钻柱IOOc的剖开侧视图，其中，工具组件108c包括联接在一起的工具接头接合器230和套筒工具接头200，并且图13b和图13c为图13a的钻柱IOOc的近视视图。应当指出的是，在该实施方式中，钻管110联接至套筒工具接头200。特别地，螺纹销119 (图2a)联接至螺纹套筒203 (图9a)。螺纹销119联接至螺纹套筒203，使得公螺纹114与母螺纹204以螺纹的方式接合。[0173]此外，钻管120可以联接至工具接头接合器230。在该实施方式中，螺纹套筒123(图3a)已经从钻管本体121移除并且以工具接头接合器230替换。特别地，螺纹套筒123已经从钻管本体121移除并且工具接头接合器配件234联接至钻管本体121。工具接头接合器配件234例如通过焊接固定至钻管本体121，使得在其间形成密封。
[0174]应当指出的是，钻管内孔112和122可以通过套筒工具接头200和工具接头接合器230彼此流体连通。特别地，钻管内孔112和122可以通过工具接头接合器内孔232和套筒工具接头内孔202彼此流体连通。以此方式，物料能够穿过工具接头接合器内孔232和套筒工具接头内孔202在钻管内孔112与122之间流动。如上文更详细讨论的，工具接头接合器内孔232可以延伸穿过工具接头接合器230，并且套筒工具接头内孔202延伸穿过套筒工具接头200。
[0175]在该实施方式中，密封构件272和273联接至密封销235。特别地，密封构件272和273由密封销235承载，使得它们分别延伸穿过密封凹槽236a和236b，如图13c中所示。密封构件272和273可以是许多不同类型，例如，O形圈密封件。应当指出的是，在某些实施方式中，工具接头接合器本体201包括与密封凹槽236a和236b相反的凹槽。然而，在其他实施方式中，例如由图13a中的指示箭头118指出的实施方式，工具接头接合器本体201不包括与密封凹槽236a和236b相反的凹槽。
[0176]在该实施方式中，多面销239 (图1Oa)延伸穿过套筒工具接头本体201 (图9a)。特别地，多面配件240和密封销235延伸穿过套筒工具接头本体内孔202和环形承插面219(图9c、图9d和图13b)。密封销235延伸穿过套筒工具接头本体201，使得响应于密封构件272和273以密封的方式接合套筒工具接头本体201的内周而形成密封。
[0177]图1Oa和图1Ob中示出的多面配件240的实施方式延伸穿过套筒工具接头本体201，使得多面配件240面向多面承插口 210 (图9c和图9d)。特别地，多面配件240延伸穿过套筒工具接头本体201，使得配合面241、242、243、244、245、246、247和248分别面向承插面 211、212、213、214、215、216、217 和 218。在该实施方式中，配合面 241、242、243、244、245、246、247和248分别接合承插面211、212、213、214、215、216、217和218，使得套筒工具接头200相对于工具接头接合器230的旋转被限制。
[0178]此外，多面配件240延伸穿过套筒工具接头本体201，使得锁定销凹槽249a和249b (图1Oa和图10b)分别面向锁定销内孔225a和225b (图9d)。响应于配合面241、242、243、244、245、246、247 和 248 分别面向承插面 211、212、213、214、215、216、217 和 218，锁定销凹槽249a和249b分别面向锁定销内孔225a和225b。
[0179]在该实施方式中，锁定销270a延伸穿过锁定销内孔225a和锁定销凹槽249a。在某些情况中，锁定销270a响应于锁定销延伸穿过锁定销孔开口 227a而延伸穿过锁定销内孔225a和锁定销凹槽249a。在某些情况下，锁定销270a响应于锁定销延伸穿过锁定销孔开口 228a而延伸穿过锁定销内孔225a和锁定销凹槽249a。
[0180]工具接头接合器230与套筒工具接头200之间的运动可以响应于锁定销270a延伸穿过锁定销内孔225a和锁定销凹槽249a而被限制。特别地，工具接头接合器230和套筒工具接头200远离彼此的移动可以响应于锁定销270a延伸穿过锁定销内孔225a和锁定销凹槽249a而被限制。锁定销270a可以在锁定销限制工具接头接合器230和套筒工具接头200远离彼此的移动时将工具接头接合器230与套筒工具接头200锁定在一起。[0181]在图9c、图9d、图13b和图13c中示出的实施方式中，紧固件271a延伸穿过紧固件开口 226a。紧固件271a延伸穿过紧固件开口 226a并接合锁定销270a。紧固件271a接合锁定销270a以限制其穿过锁定销内孔225a的运动。以此方式，锁定销270a不大可能不利地移动穿过锁定销孔开口 227a和228a并从锁定销内孔225a和锁定销凹槽249a移出。响应于锁定销270a从锁定销内孔225a和锁定销凹槽249a移出，工具接头接合器230与套筒工具接头200之间的运动不大可能被限制。因此，理想的是，将锁定销270a固定在锁定销内孔225a和锁定销凹槽249a中。紧固件271a能够为许多不同的类型，例如，定位螺钉。如图13b中所示，紧固件271a沉入套筒工具接头本体201中，使得紧固件不大可能被剪断。
[0182]在该实施方式中，锁定销270b延伸穿过锁定销内孔225b和锁定销凹槽249b。在某些情况下，锁定销270b响应于锁定销延伸穿过锁定销孔开口 227b而延伸穿过锁定销内孔225b和锁定销凹槽249b。在某些情况下，锁定销270b可以响应于锁定销延伸穿过锁定销孔开口 248b而延伸穿过锁定销内孔225b和锁定销凹槽249b。
[0183]工具接头接合器230与套筒工具接头200之间的运动可以响应于锁定销270b延伸穿过锁定销内孔225b和锁定销凹槽249b而被限制。特别地，工具接头接合器230和套筒工具接头200远离彼此的移动可以响应于锁定销270b延伸穿过锁定销内孔225b和锁定销凹槽249b而被限制。锁定销270b在锁定销限制工具接头接合器230和套筒工具接头200远离彼此的移动时将工具接头接合器230与套筒工具接头200锁定在一起。
[0184]在图9d和图13c中示出的实施方式中，紧固件271b延伸穿过紧固件开口 226b。紧固件271b延伸穿过紧固件开口 226b并接合锁定销270b。紧固件271b接合锁定销270b以限制锁定销穿过锁定销内孔225b的运动。以此方式，锁定销270b不大可能不利地移动穿过锁定销孔开口 227b和228b并从锁定销内孔225b和锁定销凹槽249b移出。响应于锁定销270b从锁定销内孔225b和锁定销凹槽249b移出，工具接头接合器230与套筒工具接头200之间的运动不大可能被限制。因此，理想的是，将锁定销270b固定在锁定销内孔225b和锁定销凹槽249b中。紧固件271b能够为许多不同的类型，例如，定位螺钉。紧固件271b能够沉入套筒工具接头本体201中，使得其不大可能被剪断。
[0185]图14a为包括工具组件108d的钻柱IOOd的实施方式的剖开侧视图，其中，工具组件108d包括联接在一起的工具接头接合器280和销工具接头250，并且图14b和图14c为图14a的钻柱IOOd的近视视图。应当指出的是，在该实施方式中，钻管120联接至销工具接头250。特别地，螺纹销253 (图1la)联接至螺纹套筒123 (图3a)。螺纹销253联接至螺纹套筒123，使得公螺纹254与母螺纹124 (图3a)以螺纹的方式接合。
[0186]此外，钻管110可以联接至工具接头接合器280。在该实施方式中，螺纹销119(图2a)已经从钻管本体111移除并且以工具接头接合器280替换。特别地，螺纹销119已经从钻管本体111移除并且工具接头接合器配件284联接至钻管本体111。工具接头接合器配件284可以例如通过焊接固定至钻管本体111，使得在其间形成密封。
[0187]应当指出的是，钻管内孔112和122可以通过销工具接头250和工具接头接合器280彼此流体连通。特别地，钻管内孔112和122可以通过工具接头接合器内孔282和销工具接头内孔252彼此流体连通。以此方式，物料能够穿过工具接头接合器内孔282和销工具接头内孔252在钻管内孔112与122之间流动。如上文更详细讨论的，工具接头接合器内孔282可以延伸穿过工具接头接合器280，并且销工具接头内孔252延伸穿过销工具接头250。
[0188]在该实施方式中，密封构件272和273联接至密封销285。特别地，密封构件272和273由密封销285承载，使得它们分别延伸穿过密封凹槽286a和286b，如图14c中所示。密封构件272和273可以是许多不同类型，例如，O形圈密封件。应当指出的是，在某些实施方式中，工具接头接合器本体251包括与密封凹槽286a和286b相对的凹槽。然而，在其他实施方式中，例如由图14a中的指示箭头119指出的实施方式，工具接头接合器本体201不包括与密封凹槽286a和286b相对的凹槽。
[0189]在该实施方式中，多面销289 (图12a)延伸穿过销工具接头本体251 (图11a)。特别地，多面配件290和密封销285延伸穿过工具接头接合器内孔252和环形承插面269(图1la和图14b)。密封销285延伸穿过销工具接头本体251，使得响应于密封构件272和273以密封的方式接合销工具接头本体251的内周而形成密封。
[0190]多面配件290 (图12a和图12b)可以延伸穿过销工具接头本体251，使得多面配件290面向如图1la和图1lb中所示的多面承插口 260。特别地，多面配件290可以延伸穿过销工具接头本体251，使得配合面291、292、293、294、295、296、297和298分别面向承插面 261、262、263、264、265、266、267 和 268。在该实施方式中，配合面 291、292、293、294、295、296、297和298分别接合承插面261、262、263、264、265、266、267和268，使得销工具接头250相对于工具接头接合器280的旋转被限制。
[0191]此外，多面配件290可以延伸穿过销工具接头本体251，使得锁定销凹槽299a和299b (图12a和图12b)分别面向锁定销内孔275a和275b (图lib)。响应于配合面291、292、293、294、295、296、297 和 298 分别面向承插面 261、262、263、264、265、266、267 和 268，锁定销凹槽299a和299b分别面向锁定销内孔275a和275b。
[0192]在该实施方式中，锁定销270a延伸穿过锁定销内孔275a和锁定销凹槽299a。在某些情况下，锁定销270a响应于锁定销延伸穿过锁定销孔开口 277a而延伸穿过锁定销内孔275a和锁定销凹槽299a。在某些情况下，锁定销270a响应于锁定销延伸穿过锁定销孔开口 278a而延伸穿过锁定销内孔275a和锁定销凹槽299a。
[0193]工具接头接合器280与销工具接头250之间的运动可以响应于锁定销270a延伸穿过锁定销内孔275a和锁定销凹槽299a而被限制。特别地，工具接头接合器280和销工具接头250远离彼此的移动可以响应于锁定销270a延伸穿过锁定销内孔275a和锁定销凹槽299a而被限制。锁定销270a在锁定销限制工具接头接合器280和销工具接头250远离彼此的移动时将工具接头接合器280与销工具接头250锁定在一起。
[0194]在该实施方式中，紧固件271a延伸穿过紧固件开口 276a (图11a、图lib、图14b和图14c)。紧固件271a延伸穿过紧固件开口 276a并接合锁定销270a。紧固件271a接合锁定销270a以限制其穿过锁定销内孔275a的运动。以此方式，锁定销270a不大可能不利地移动穿过锁定销孔开口 277a和278a并从锁定销内孔275a和锁定销凹槽299a移出。响应于锁定销270a从锁定销内孔275a和锁定销凹槽299a移出，工具接头接合器280与销工具接头250之间的运动不大可能被限制。因此，理想的是，将锁定销270a固定在锁定销内孔275a和锁定销凹槽299a中。紧固件271a能够为许多不同的类型，例如，定位螺钉。如图14b中所示，紧固件271a沉入销工具接头本体251中，使得紧固件不大可能被剪断。
[0195]在该实施方式中，锁定销270b延伸穿过锁定销内孔275b和锁定销凹槽299b。在某些情况下，锁定销270b响应于锁定销延伸穿过锁定销孔开口 277b而延伸穿过锁定销内孔275b和锁定销凹槽299b。在某些情况下，锁定销270b响应于锁定销延伸穿过锁定销孔开口 278b而延伸穿过锁定销内孔275b和锁定销凹槽299b。
[0196]工具接头接合器280与销工具接头250之间的运动可以响应于锁定销270b延伸穿过锁定销内孔275b和锁定销凹槽299b而被限制。特别地，工具接头接合器280和销工具接头250远离彼此的移动可以响应于锁定销270b延伸穿过锁定销内孔275b和锁定销凹槽299b而被限制。锁定销270b在锁定销限制工具接头接合器280和销工具接头250远离彼此的移动时将工具接头接合器280与销工具接头250锁定在一起。
[0197]在图1lb和图14c中示出的实施方式中，紧固件271b延伸穿过紧固件开口 276b。紧固件271b延伸穿过紧固件开口 276b并接合锁定销270b。紧固件271b接合锁定销270b以限制其穿过锁定销内孔275b的运动。以此方式，锁定销270b不大可能不利地移动穿过锁定销孔开口 277b和278b并从锁定销内孔275b和锁定销凹槽299b移出。响应于锁定销270b从锁定销内孔275b和锁定销凹槽299b移出，工具接头接合器280与销工具接头250之间的运动不大可能被限制。因此，理想的是，将锁定销270b固定在锁定销内孔225b和锁定销凹槽24%中。紧固件271b能够为许多不同的类型，例如，定位螺钉。紧固件271b能够沉入销工具接头本体251中，使得其不大可能被剪断。
[0198]图15a和图15b分别为锁定销270c和270d的实施方式的立体图。在该实施方式中，锁定销270c包括圆柱形形状的锁定销本体274。锁定销本体274为圆柱形形状，因为其具有沿其长度恒定的径向尺寸。
[0199]在该实施方式中，锁定销270d包括锁定本体部274a和274b，其中，锁定销部274a和274b具有不同的径向尺寸。在该特殊实施方式中，锁定销部274a的径向尺寸小于锁定销部274b的径向尺寸。此外，在该实施方式中，锁定销部274b的径向尺寸大于锁定销部274a的径向尺寸。在该实施方式中，锁定销270d为单个一体件，使得锁定部274a和274b由单件材料制成。
[0200]图15c和图15d分别为用于分别容纳锁定销270c和270d的多面配件220a和220b的实施方式的立体图。应当指出的是，多面配件220a和220b能够包括在文中所讨论的多面销中，例如，多面销158、198、239和289。
[0201]在该实施方式中，多面配件220a包括具有沿其长度恒定的径向尺寸的锁定销内孔221a。锁定销内孔221a的径向尺寸可以选择成匹配锁定销270c (图15a)的径向尺寸。锁定销内孔221a延伸穿过配合面222，其中，配合面222能够对应于配合面161、162、181、182、241、242、291和292。应当指出的是，配合面222还可以对应于文中所讨论的其他配合面中的任一配合面。锁定销内孔221a还延伸穿过配合面223和224，其中，配合面223和224相对于配合面222成角度地延伸。
[0202]在该实施方式中，配合面220b包括彼此相邻的锁定销内孔221a和221b。锁定销内孔221a的径向尺寸小于锁定销内孔221b的径向尺寸。此外，根据该实施方式，锁定销内孔221b的径向尺寸大于锁定销内孔221a的径向尺寸。在该实施方式中，锁定销内孔221a的径向尺寸选择成匹配锁定销部274a (图15b)的径向尺寸。此外，锁定销内孔221b的径向尺寸选择成匹配锁定销部274b (图15b)的径向尺寸。应当指出的是，在该实施方式中，对应的锁定销内孔的径向尺寸也选择成匹配锁定销部274a和274b的径向尺寸。能够具有与锁定销部274a和274b的径向尺寸匹配的径向尺寸的锁定销内孔的示例包括锁定销内孔135a、135b、225a、225b、275a和 275b。
[0203]图16a和图16b分别为分别包括一个面和两个面的多面承插口 125a和125b的实施方式。应当指出的是，多面承插口 125a和125b能够包括在文中所讨论的工具接头接合器、套筒工具接头以及销工具接头中，例如，工具接头接合器130、套筒工具接头200以及销工具接头250。
[0204]在该实施方式中，多面承插口 125a包括工具接头接合器本体131，工具接头接合器内孔132延伸穿过工具接头接合器本体131。多面承插口 125a包括上文更详细描述的锁定销内孔135a、锁定销孔开口 137a和138a、以及紧固件开口 136。
[0205]在该实施方式中，多面承插口 125a包括承插面141，其中，锁定销内孔135a邻近承插面141。特别地，在该实施方式中，锁定销内孔135a延伸穿过承插面141。锁定销内孔135a通向工具接头接合器内孔132中。承插面141在上文中被更详细地讨论并在图4d中示出。承插面141可以是平面，并且通常不是弯曲面。
[0206]在该实施方式中，多面承插口 125a包括弯曲的承插面126，该承插面126围绕工具接头接合器本体131的内周延伸并且位于承插面141的相对端之间。承插面126为弯曲面，而不是像承插面141 一样的平面。以此方式,带有平面的承插口 125a包括与承插面141对应的一个平的承插面。承插口 125a为多面承插口，因为其包括承插面126。
[0207]在该实施方式中，多面的承插口 125b包括工具接头接合器本体131，工具接头接合器内孔132延伸穿过工具接头接合器本体131。多面承插口 125b包括上文更详细描述的锁定销内孔135a、锁定销孔开口 137a和138a、以及紧固件开口 136。此外，多面承插口125b包括上文更详细描述的锁定销内孔135b、锁定销孔开口 137b和138b、以及紧固件开口136。
[0208]在该实施方式中，带有平面的承插口 125b包括承插面141，其中，锁定销内孔135b邻近承插面141。特别地，锁定销内孔135a延伸穿过承插面141。锁定销内孔135a通向工具接头接合器内孔132中。承插面141在上文中被更详细地讨论并在图4d中示出。承插面141是平面,而不是弯曲面。
[0209]在该实施方式中，多面承插口 125b包括承插面142，其中，锁定销内孔135b邻近承插面142。特别地，锁定销内孔135b延伸穿过承插面142。锁定销内孔135b通向工具接头接合器内孔132中。承插面142在上文中被更详细地讨论并在图4d中示出。承插面142是平面，而不是弯曲面。
[0210]在该实施方式中，多面承插口 125b包括弯曲的承插面126，该承插面126围绕工具接头接合器本体131的内周延伸并且位于承插面141和142的端部之间。承插面126为弯曲面，而不是像承插面141 一样的平面。
[0211]在该实施方式中，多面承插口 125b包括弯曲的承插面127，该承插面127围绕工具接头接合器本体131的内周延伸并且位于承插面141和142的端部之间。承插面127为弯曲面，而不是像承插面141 一样的平面。以此方式，多面承插口 125b包括与承插面141和142对应的两个平的承插面。承插口 125b为多面承插口，因为其包括承插面126和127。
[0212]图17示出了具有可替换的销端工具接头170、锁定销270、工具接头接合器130和主钻管本体120的一部分。图17a示出了与工具接头接合器和可替换的销端工具接头接合的锁定销的近视视图。如图17a中所示，工具接头接合器和可替换的销端工具接头可以各自包括具有半圆形横截面的凹槽。使销接合可替换的销端工具接头和工具接头接合器两者有助于确保可替换的销端工具接头和工具接头接合器稳固地组装在一起并由锁定销向上推挤。可替换的销端工具接头与工具接头接合器之间的这种连接能够帮助确保结构上的下拉载荷分布在锁定销以及工具接头接合器的肩部上。
[0213]工具接头和/或工具接头接合器的外表面可以包括处理、涂层和/或提高耐久性的元件。例如，工具接头和/或工具接头接合器的外表面可以包括耐磨堆焊以使外径磨损最小化并延长工具接头和主钻管本体两者的使用寿命。锁定销、锁定销孔、多边形销和多边形套筒也可以包括处理、涂层和/或提高耐久性的元件。例如，可以利用磷酸锰转化层和相关的后处理来在锁定销、锁定销孔、多边形销和/或多边形套筒的表面上产生薄耐蚀性层。
[0214]在图17A中示出的实施方式中，可替换的销端工具接头上的半圆形凹槽略高于工具接头接合器上的半月形凹槽。一旦锁定销设置就位，就会形成紧密的滑动配合。该紧密的滑动配合能够在工具接头接合器的肩部上产生向上的力，并在可替换的销端工具接头的肩部上产生向下的力。可替换的销端工具接头与工具接头接合器之间的接合部上的力由箭头400表示。连接肩部能够允许压缩载荷从可替换的销端工具接头传递至主钻管本体。
[0215]本发明的实施方式的优点可以包括缩短了钻管的修理时间。本发明的实施方式还能够大幅减小钻管的修理成本。减小修理时间和修理成本能够通过增长可用钻探时间以及减小修理的时间和成本来提高利润。本发明的实施方式还能够允许在偏远钻探现场仅利用诸如蜂鸣器、冲头、内六角扳手、角磨机之类的普通工具来替换磨损的工具接头。此外,本发明的实施方式由于在将要被修理的产品运送离开偏远现场方面消耗了很少的燃料而能够促进环境上可持续的制造工艺。此外，所要求保护的发明的实施方式能够减少焊接烟雾、用来清洗所用钻管的水、以及所产生的污水。
[0216]本发明的前面的描述说明并阐述了本发明。此外，本公开仅示出并描述了本发明的优选实施方式，但如前面提及的，要理解的是，本发明能够以各种其他组合、改型和环境的方式使用，并且能够在如文中表达的发明构思的范围内改变或修改，以与以上示教和/或相关技术的技能或知识相应。上述实施方式进一步意在说明已知实施本发明的最佳模式，并意在使本领域的技术人员利用这种或其他实施方式中的发明以及利用通过本发明的特殊应用或用途所需的各种改型的发明。相应地，该描述不意在使本发明限于文中公开的形式。另外，意在使所附权利要求被解释为包括替代性实施方式。
【权利要求】
1.一种钻管组件，包括: 钻管本体； 联接至所述钻管本体的第一工具接头接合器和第二工具接头接合器； 联接至所述第一工具接头接合器的可替换的销工具接头；以及 联接至所述第二工具接头接合器的可替换的套筒工具接头； 其中，所述第一工具接头接合器和所述第二工具接头接合器焊接至所述钻管本体，并且其中，所述可替换的销端工具接头和所述可替换的套筒端工具接头以可拆卸的方式联接至所述钻管本体。
2.—种工具组件，包括: 工具接头接合器； 工具接头，所述工具接头通过多面销联接至所述工具接头接合器，其中，所述多面销包括具有配合面的多面配件； 固定销，所述固定销延伸穿过所述工具接头接合器和所述工具接头，其中，所述固定销延伸穿过所述配合面的固定销凹槽。
3.根据权利要求2所述的组件，其中，所述工具接头和所述工具接头接合器通过与所述多面销接合的多面承插口联接在一起。
4.根据权利要求2所述的组件，其中，所述固定销延伸穿过面向所述固定销凹槽的固定销通道。
5.根据权利要求2所述的组件，其中，所述多面销包括密封销，所述密封销在所述工具接头与所述工具接头接合器之间形成密封。
6.根据权利要求2所述的组件，其中，锁定衬套本体和第二钻杆工具接头分别包括面向彼此的内环区域和外环区域。
7.根据权利要求2所述的组件，还包括将所述固定销紧固在所述固定销凹槽中的紧固件。
8.根据权利要求2所述的组件，其中，所述多面销包括多个配合面。
9.根据权利要求2所述的组件，其中，所述多面销包括弯曲的配合面。
10.根据权利要求2所述的组件，其中，所述多面销包括在所述工具接头接合器中。
11.根据权利要求2所述的组件，其中，所述多面销包括在所述工具接头中。
12.根据权利要求2所述的组件，其中，所述工具接头为销工具接头。
13.根据权利要求13所述的组件，其中，所述销工具接头包括螺纹销。
14.根据权利要求13所述的组件，其中，所述多面销包括在所述销工具接头中。
15.根据权利要求2所述的组件，其中，所述工具接头为套筒工具接头。
16.根据权利要求15所述的组件，其中，所述套筒工具接头包括螺纹套筒。
17.根据权利要求15所述的组件，其中，所述多面销包括在所述套筒工具接头中。
18.根据权利要求2所述的组件，其中，锁定衬套本体和第二钻管工具接头分别包括面向彼此的内环区域和外环区域。
19.根据权利要求2所述的组件，还包括将所述锁定销紧固在所述锁定销凹槽中的紧固件。
20.根据权利要求2所述 的组件，其中，所述多面销包括多个配合面。
21.根据权利要求2所述的组件，其中，所述多面销包括弯曲的配合面。
22.根据权利要求2所述的组件，其中，所述多面销包括在所述工具接头接合器中。
23.根据权利要求1所述的组件，其中，所述多面销包括在所述工具接头中。
24.根据权利要求1所述的组件，其中，所述工具接头为销工具接头。
25.根据权利要求11所述的组件，其中，所述销工具接头包括螺纹销。
26.根据权利要求11所述的组件，其中，所述多面销包括在所述销工具接头中。
27.根据权利要求1所述的组件，其中，所述工具接头为套筒工具接头。
28.根据权利要求14所述的组件，其中，所述套筒工具接头包括螺纹套筒。
29.根据权利要求14所述的组件`，其中，所述多面销包括在所述套筒工具接头中。
【文档编号】E21B17/042GK103797208SQ201280044345
【公开日】2014年5月14日 申请日期:2012年9月12日 优先权日:2011年9月13日
【发明者】张勇, 迈克尔·帕齐, 丹尼尔·斯廷坎普 申请人:阿特拉斯·科普柯加拿大有限公司