耦合管的系统和方法

耦合管的系统和方法
【专利说明】
【背景技术】
[0001]本申请涉及耦合装置，且更具体地涉及耦合平端管的系统和方法。
[0002]管可以各种方式耦合在一起以提供连续管状导管。例如，一些管被焊接、熔融或另外粘着地附接在一起。其它管可被螺接，使得一个管可被螺纹接合至另一个管。以这些方式形成这些管接头可能是费工且耗时的。此外，螺纹管的制造与制作平端管相比可能非常曰虫印贝ο
[0003]先前已提出用于平端管的机械耦合件，其无需管端的螺纹化或连接配件的焊接或粘着附接。但是，这些构造通常适用于在相对低压下操作的小直径管道系统，这是因为管端上的耦合滑移问题可能通过管的轴向负载而发生。
【附图说明】
[0004]下列图被包括来图示本公开的特定方面，且不得被视为排他性实施方案。所公开的主题能够在形式和功能上进行如相关领域技术人员且受益于本公开的技术人员将想到的大幅修改、变更、组合和等效物。
[0005]图1图示根据一个或更多个实施方案的示例性耦合系统的等距视图。
[0006]图2图示图1的耦合系统的截面图。
[0007]图3图示根据一个或更多个实施方案的处于接合构造中的图1的耦合系统的等距视图。
[0008]图4图示图3的接合耦合系统的截面图。
[0009]图5图示根据一个或更多个实施方案的另一个示例性耦合系统的截面图。
【具体实施方式】
[0010]本申请案涉及耦合装置，且更具体地涉及耦合平端管的系统和方法。
[0011]公开一种使用耦合系统将平端管耦合在一起的系统和方法。耦合系统可包括耦合套筒，所述耦合套筒包括一对滑环。耦合套筒在各末端处有槽且上部滑环和下部滑环被构造来在槽的至少一部分上方在相反方向上被推压以将耦合套筒的相应末端固定至管，且由此将两个管固定在一起。耦合套筒的末端的内部径向表面可具有界定其上以夹持管的外表面的齿状物。替代地，一些类型的夹持材料或类似物可被安置其上，使得达成各管的外表面的良好夹持接合。通过朝向耦合套筒的各自端推压滑环，末端被抵着管的外表面推压且可产生夹持或夹箝接合。
[0012]耦合系统被证实可能在减小制造成本方面是有利的，因为被耦合的管将无需被螺纹化用于附接。这导致减小消耗品成本。此外，耦合系统可再使用，使得它可接合在一对管上，通过反推滑环而脱离，且随后重新接合在另一对管上。
[0013]参考图1，图示根据本公开的一个或更多个实施方案的示例性耦合系统100。耦合系统100被证实可用于将管親合在一起，诸如第一管或上部管102a或第二管或下部管102b。管102a、102b可用于多种技术领域，且因此可由多种材料制成。例如，管102a、102b可由诸如但不限于金属(例如，钢、铁、铝、铜、铜合金等)、塑料、复合材料(例如，玻璃纤维、碳纤维等)或其任何组合的材料制成。
[0014]在至少一个实施方案中，耦合系统100被证实可用于将管或导管的长度耦合在一起以用于油气行业中。因此，管102a、102b可为用于从地下含烃储层勘探、制备及生产烃类的任何类型的管。例如，管可包括但不限于钻管、产油管道、套管柱、取芯管或管状物(例如，取芯筒内管、注水泥插入管等)或用于油气行业中的任何其它管状导管。但是，本领域技术人员将易于了解耦合系统100在其它行业和应用中的可用性。
[0015]在一些实施方案中，上部管102a和下部管102b之一或两者可为平端管，意味着管102a、102b的相应末端是大致圆柱形的，为相同的大致尺寸(即，展现相同或大体上类似直径)且另外不在它们的各自外表面上界定任何螺纹或槽。在其它实施方案中，上部管102a和下部管102b之一或两者可在它们的各自外表面或内表面上界定螺纹或槽，而不脱离本公开的范围。在另外的实施方案中，如将在下文更详细讨论，各管102a、102b的末端可稍微成锥形或另外成截头圆锥形，使得可得到较修长设计或总耦合套件。
[0016]为了将管102a、102b耦合在一起，耦合系统100可包括耦合套筒104和一对滑环，所述一对滑环绕耦合套筒安置且被示为上部滑环106a和下部滑环106b。耦合套筒104可为大致圆柱形结构，其分别具有相对的上端108a和下端108b。如图示，一系列轴向延伸槽110可在各端108a、108b处形成或另外界定在耦合套筒104中。槽110可延伸完全穿过耦合套筒104，由此提供具有收拢或另外径向向内压缩的能力的套筒104，如下文描述。在一些实施方案中，槽110可绕相应末端108a、108b的圆周等距离间隔。但是，在其它实施方案中，一个或更多个槽110可绕末端108a、108b的圆周彼此随机间隔。
[0017]滑环106a、106b可为大致环形，且由刚性材料(诸如制成管102a、102b的材料之一)制成。简而言之，为了将耦合套筒104耦合至上部管102a和下部管102b，且由此将管102a、102b耦合在一起，滑环106a、106b可相对于套筒104在相反方向上轴向移动，分别如方向A和B所示。当滑环106a、106b在其相反方向A和B上移动时，它们可被构造来将套筒104的上端108a和下端108b推压至与相关管102a、102b的外表面夹箝和夹持接合。
[0018]现参考图2，继续参考图1，图示耦合系统100的截面图。如图示，耦合系统100可进一步包括至少两个密封件202，所述密封件202被构造来密封耦合套筒104与每个管102a、102b之间的界面。在一些实施方案中，密封件202的至少一个可为弹性O环，如大致图示。但是，在其它实施方案中，密封件202的至少一个可为另一种类型的密封件，包括但不限于方形密封环、密封剂、铁氟龙胶带、垫圈、其组合和类似物。
[0019]密封件202可配合至界定于管102a、102b的外表面中的相应槽中，如图示。但是，在其它实施方案中，密封件202可配合至界定于耦合套筒104的内表面中的相应槽(未示出)中以避免管102a、102b的不必要加工。在另外的实施方案中，密封件202可配合至形成在管102a、102b和耦合套筒104中的槽组合(未示出)中，而不脱离本公开的范围。
[0020]在图示的实施方案中，耦合套筒104可在上端108a与下端108b之间的中间点处提供或另外界定耦合限制件204。耦合限制件204可为环形突部，其从耦合套筒104的内表面径向向内延伸。在示例性操作中，耦合限制件204可用于接合上部管102a和下部管102b的相应末端且另外阻止管102a、102b过度行进至耦合套筒104中。如将了解，在套筒104内将任意管102a、102b推进超过其中心点可能存在在两个管102a与102b之间形成不适当或缺陷耦合的风险。在图示的实施方案中，耦合限制件204是大致正方形突部。但是，在其它实施方案中，耦合限制件可涵盖其它形状，诸如三角形、弓形、卵形等，而不脱离本公开的范围。因此，耦合限制件204可被包括在耦合系统100中用于方便将管102a、102b配合至耦合套筒104中。
[0021]在一些实施方案中，如图示，耦合套筒104的上端108a和下端108b可径向向外扩张或张开。形成在各末端108a、108b中的槽110(图1)可促进这种径向扩张。如将了解，使耦合套筒104的末端108a、108b径向扩张可在安装期间允许管102a、102b更容易地进入耦合套筒104的各末端108a、108b。例如，槽110可允许上端108a和下端108b的末梢部分径向向外弯曲，使得末端108a、108b可在其释放状态中径向扩张，且准备接收管102a、102b。各末端108a、108b的径向扩张可被制作或另外形成为相对于管102a、102b的外表面的预定角度206。例如，扩张角206的范围可从与管102a、102b的外表面相差大约1°至大约15°。但是，本领域技术人员将易于了解也可使用大于15°的角度206，而不脱离本公开的范围。替代地，槽110可允许上端108a和下端108b的末梢部分被径向向外推压，由此使得更容易在各末端108a、108b处插入管102a、102b。
[0022]在一些实施方案中，耦合套筒104的上端108a和下端108b可比套筒104的中间或中心部分厚。更具体地，耦合套筒104可在末端108a、108b之一或两者处展现第一厚度208，同时在沿着其轴向长度的中间或更中心位置处展现小于第一厚度208的第二厚度210。在至少一个实施方案中，第一厚度208可比第二厚度210厚大约2mm，但是如将了解，可大于2mm，而不脱离本公开的范围。如将了解，具有较厚末端108a、108b可在滑环106a、106b在末端108a、108b上方被推压时，导致抵靠各管102a、102b的外表面的更牢固干涉配合。
[0023]在一些实施方案中，上部滑环106a和下部滑环106b之一或两者可进一步界定锥形内表面212，如下部滑环106b上的虚线大致描绘。滑环106a、106b的锥形内表面212可面向耦合套筒104的相应末端108a、108b。这些锥形表面212被证实可用于分布在滑环106a、106b在相反方向A和B上被推压且被推压至与径向扩张末端108a、108b (