专利名称：带器械的钻柱元件的制作方法
技术领域：
本发明涉及钻柱元件以及由这类元件构成的钻柱。
背景技术：
这种元件用于钻井领域、特别是石油钻井领域中，用以形成从井面延伸到井底的钻柱。这些元件尤其包括钻杆(英文为“drill pipes”)、重型钻杆和钻环(英文为 "drill collars”)。美国石油协会(API)的技术规格例如确定这种元件。在钻井过程中，新的元件对接于钻柱中已有的元件，以延长钻柱并更深地继续钻探。通常，测量装置布置在钻柱中，用以测量有关钻井、其周围环境或钻柱本身的某些物理量。这些装置可以是各种各样的，尤其布置在钻柱下端附近。在某些情况下，存储系统可被连接于测量装置，以记录测量结果。电能是测量装置和存储系统工作所必需的。因此，通常，电池和/或涡轮型电力发电机添加于测量装置。必要时，涡轮由流经过钻柱元件的钻井液流驱动转动。另一方面，适合使进行的测量的结果被传输到钻井面，而整个钻柱无需提升到钻井面。为此，可使用遥测装置，其布置在井中。例如，可使用极低频电磁装置。也可以调节在钻柱内流动的钻井液的流量，以便在井面可检测其压力变化和/或
流量变化。无论是用于供给电能还是用于提取测量数据的普通装置，都具有多种公知的缺陷，尤其是这些缺陷与遇到的载荷强度、不同元件沿钻柱彼此连接的复杂性、以及每一次新的元件附接于结构有关。最后，传输电能和测量信号的一种简单方式是使用有线导电元件。因此，已提出过不同的装置用于在钻柱元件中接纳这些导电元件。但是，这些装置应适应某些要求，例如，元件彼此间易于可逆装配、抗扭载荷、抗挠曲载荷、抗压缩载荷或抗拉伸载荷、抗突然冲击和抗振动又或抗钻井液腐蚀。US 2006/02259 提出配有缆线的钻柱元件。钻柱元件制成管形。缆线时而容置在设于管壁中的通道内，时而布置在管内靠于该壁上。电磁耦合元件布置在管的纵向端部附近，用于将数据从所述缆线传输到钻柱中相邻的一类似管的缆线。缆线由管形护套保护，护套例如通过液压成形紧贴在管的内壁上。这种护套显示出制造困难且实施成本高。在US 2005/0092499和US 4095865中，制成管状的钻柱元件配有布置在保护导管内的缆线元件。保护导管制成护套形，护套布置靠在管的内壁上，以沿管按螺旋构形延伸。 护套通过布置在管的端部并与管的中轴线平行地延伸的通道，插入到管内。这种螺旋形状赋予缆线良好的强度，尤其是抗拉伸载荷和抗压缩载荷的强度。这种布置在从螺旋形布置到孔的直线形布置的过渡部引起应力集中。此外，使护套以螺旋状成形是不容易的。
发明内容
本发明旨在改进这种情况。为此，本发明提出一种钻柱元件，其具有伸长形管体， 伸长形管体限定在纵向上具有至少一个回转部分的内表面，且伸长形管体具有设在该伸长形管体中的第一孔，第一孔的第一端部通到所述回转部分上，第一孔在所述第一端部附近具有在相交部位相交于内表面的纵向轴线，其特征在于，所述纵向轴线在经过回转部分的中轴线并包含相交部位的第一平面中的投影形成数值非零的第一角，且在所述相交部位与内表面相切的第二平面中的投影形成数值非零的第二角。由于钻柱元件的这种特殊布置，护套或导管或任何其它柔性伸长形元件可穿过第一孔被引入到圆柱形空腔中。护套看起来仅由于孔的形状和位置而被赋予支承在纵向中央孔腔的壁上的螺旋形状。另外，缆线在其被容置在贯通导管中的部分及其在中央孔腔中自由延伸的相邻部分之间具有连续形态。因此，缆线尤其通过去除在现有技术的构型中在该处存在的弯曲区域，而具有较好的抗钻探力强度。还提出由上述类型的元件对接而形成的钻柱。本发明的作为补充或替换的可选特征如下所述-所述伸长形管体在其至少一个纵向端部具有接合部分，接合部分用于同另一钻柱元件相配合且具有基本横向布置的支承面，并且，由所述第一孔和第一附加孔形成的组的至少一个构件通到支承面上。-所述第一孔通到伸长形管体的在外部敞开的周边凹口中。-所述第一附加孔通到所述周边凹口中。-第一附加孔通到支承面上和所述第一孔中。-所述第一孔通到周边凹口中。-接合部分还具有基本横向地布置的附加支承面，所述组中的另一构件通到该附加支承面上。-所述支承面布置在阳式接合部分的自由端部，或者布置成阴式接合部分的内凸肩的形式。-附加支承面布置成阳式接合部分的中间凸肩的形式，或布置在阴式接合部分的自由端部。-伸长形管体具有第二孔，第二孔的第一端部通到内表面上，该第二孔在所述第一端部附近具有在第二部位相交于内表面的纵向轴线。-第二角的数值根据分隔所述第一部位与所述第二部位的纵向距离加以选择。-内表面在第一部位和第二部位之间具有至少一正圆柱部分。-正圆柱部分在第一部位与第二部位的纵向距离的大部分上延伸。-第二孔通到第二回转部分，第二孔的纵向轴线在经过第二回转部分的中轴线且包含所述第二部位的第三平面中的投影形成数值非零的第三角，并在所述第二部位与内表面相切的第四平面中的投影形成数值非零的第四角。-第四角的数值接近第二角的数值。-第一孔在其几乎整个长度上呈直线地延伸。-所述钻柱元件还具有柔性管形件，柔性管形件至少部分地被接纳在所述孔中，延伸在内表面上且同时一般形成螺旋形。-所述螺旋的角度取决于第二角的数值。-所述元件还具有接纳在所述伸长形管体的壁厚中的电连接装置。-第二角的数值为5°至40°之间。
通过阅读下述的参照附图给出的详细说明，本发明的其它特征和优越性将体现出来，附图如下
-图1以正视图示出根据本发明的钻杆；
-图2以正视图示出被截去一段的放大的图1的钻杆；
-图3以正视图示出图1的钻杆的一端部部分；
-图4以透视图示出图3的端部部分；
-图5A和5B分别以与所述端部部分的孔腔部分相切并经过该孔腔部分的一特定点的一-投影面上的投影中的纵剖面图和俯视图简要地示出图3的端部部分；
-图6以透视图示出图1钻杆的与图3和4端部部分相对的一端部部分；
-图7以正视图示出图6的端部部分；
-图8是与图6和7的端部部分组装在一起的图3和4的端部部分的正视-图9是类似于图8的透视-图10是图6和7的端部部分的第一实施变型的正视-图11是类似于图10的透视-图12是图6和7的端部部分的第二实施变型的正视-图13是类似于图12的透视-图14是图6和7的端部部分的第三实施变型的正视-图15是类似于图14的透视-图16是图3和4的端部部分的第一实施变型的正视-图17是类似于图16的透视-图18是示出与图16和17的端部部分组装在一起的图14和15的端部部分的正视-图19是类似于图18的透视-图20是图6和7的端部部分的第四实施变型的正视-图21是类似于图10的透视-图22是图3和4的端部部分的第二实施变型的正视-图23是类似于图22的透视图；以及
-图对类似于图3，示出钻杆1的一实施变型。
具体实施例方式附图不仅可用于完善本发明，而且必要时有助于定义本发明。图1和2示出呈钻杆1的形式的钻柱元件。钻杆主要具有伸长形管2，该管具有伸长形中间部分3。第一接合部分5和第二接合部分7布置在该中间部分3的相对端部。第一接合部分5和第二接合部分7以对应方式构造成形。借此这意味着第一接合部分5和第二接合部分7能分别同类似伸长形管2的第二接合部分7和第一接合部分5 相配合，以将这些钻杆相互间组装起来。这里，第一接合部分5为“阳”式，而第二接合部分7为“阴，，式，这些部分以互补的方式构造成形。由此这意味着阳式接合部分5可被插入到一类似伸长形管2的阴式接合部分7中，以实现钻杆1的装配。通过使第一接合部分5与第二接合部分7配合来连接多个钻杆的伸长形管2，而可装配成一钻柱。这里，伸长形管2的这种连接是通过阳式接合部分5与阴式接合部分7的形状配合进行的。阳式接合部分5包括主子部分8，该主子部分8布置在固定子部分9和过渡子部分 10之间，固定子部分9终止伸长形管2，过渡子部分10连接主子部分8至中间部分3。固定子部分9从中间子部分8轴向凸伸出。固定子部分9在外部构造成形为能被接纳在固定孔腔11中，固定孔腔11在内部设置在钻杆1的第二接合部分7中并开通到伸长形管2的相应端部上。第二接合部分7包括主子部分12和过渡子部分13，主子部分12终止伸长形管2， 过渡子部分13使该主子部分12连接于中间部分3。这里，固定子部分9具有在外部带有螺纹的截锥形管状，而固定孔腔11具有带有螺纹的互补截锥形状。伸长形管2呈具有直线形的纵向中轴线14的回转件的形状。第一接合部分5和第二接合部分7优选制成为分开的、然后例如通过摩擦焊接作业被附装在伸长形中间部分3上的机械构件的形式。第一接合部分5和第二接合部分7常常被称为“钻具接头”(英文术语 "tool-joint”，法文为 “raccord d' outils，，)。在变型中，伸长形管2可以整体件方式制成。伸长形管2具有环形横截面，其内径和外径在伸长形管2的长度上变化以形成和限定该管1的不同部分。伸长形管2的壁厚也可沿该管的长度变化。伸长形管2具有纵向中央孔腔15，该中央孔腔从一端部到另一端部穿过伸长形管 2。换句话说，中央孔腔15穿过中间部分3、第一接合部分5和第二接合部分7。特别是，该纵向中央孔腔15通到固定孔腔11并穿过固定子部分9。在图1和2上，纵向中央孔腔15具有圆形截面，其直径在伸长形管2的长度上变化，以形成和限定该中央孔腔15的不同部分。特别是，中央孔腔15这里具有第一直径值IDl的中间部分16，该中间部分16布置在为第二直径值ID2的两个接合部分17之间，第二直径值ID2小于第一直径值ID1。每次，过渡部分18使中间部分16连接于接合部分17。这里，孔腔15的接合部分17每次设置在第一接合部分5和第二接合部分7的每个接合部分中。此外，第一接合部分5和第二接合部分7中的每一个的外径显著大于中间部分3 的外径。换句话说，伸长形管2的壁厚在第一接合部分5和第二接合部分7处显著大于在中间部分3处。这样，尽管钻杆在钻井中下行时被施以转动，这仍可尤其允许传输足以确保钻柱中两个相邻钻杆组装在一起的紧固力矩。第一接合部分5具有第一支承面19，而第二接合部分7具有第一支承面21，第一支承面19和21以互补的方式布置。由此意味着，通过类似的伸长形管2的第一支承面19 和21的配合，可实现表面支承。这里，第一支承面19和21呈一般为环形的、基本垂直于中轴线14布置的平坦表面的形式。通过在主子部分8和固定子部分9之间外径发生突然变化来实现第一接合部分5 的第一支承面19。换句话说，第一支承面19实施成凸肩的形式。第二接合部分7的第一支承面21由伸长形管2的固定孔腔11开通到其上的端面形成。固定子部分9的长度和固定孔腔11的长度使得当类似的两个钻杆1相互连接时，在第一支承面19和21之间进行相互平面支承。这里，第一接合部分5另外还具有或称为附加支承面的第二支承面23，而第二接合部分7还具有或称为附加支承面的第二支承面25，这些第二支承面23和25以互补的方式构造成形。第二支承面23布置在固定部分9的自由端部。第二支承面25布置在固定孔腔11 的底部。第二支承面23和25设置成基本环形的、以基本垂直于纵向中轴线14的方式布置的平坦表面的形式。第一接合部分5的第二支承面23由中央孔腔15开通到其上的固定子部分9端面形成。通过固定子部分11的底部和中央孔腔15之间的突然的直径差异来实现第二接合部分7的第二支承面25。固定区部9的长度和固定孔腔11的长度使得当两个钻杆1相互连接时，在第二支承面23和25之间实现相互平面支承。两个钻杆1的组装涉及到分别由第一支承面19和21与第二支承面23和25的接触实现的第一接合部分5和第二接合部分7之间的两个平面支承部即凸肩。这些凸肩允许以一定的拧紧力矩和钻井液连接密封性组装钻杆。这种布置可被称为“双承挡”或“双凸肩”第一支承面19和21构成外承挡，而或称为附加支承面的第二支承面23和25构成内承挡。支承面被称为“第一支承面”、“第二支承面”或“附加支承面”，这与钻杆1彼此紧固接合时这些支承面之间力的分布无关当在附加支承面处的接触压力大于第一支承面19和21之间的接触压力时，附加支承面23和25可作为主支承面。内外承挡中的一个和/或另一个的凸肩允许接纳从一钻杆到另一钻杆通过磁耦合传输电信号的传输装置。图3和4示出与第二接合部分7对应的伸长形管2端部。在该第二接合部分7中，伸长形管2具有第一孔27，第一孔27设在伸长形管2的壁的厚度部分中，并开通到中央孔腔15，这里是开通到相应的过渡部分18。这里，第一孔27设在主子部分12和过渡子部分13处。这里，该第一孔27沿图3和4上未示出的纵向轴线四呈直线延伸。纵向轴线四在第一部位31相交于中央孔腔15。在该第一部位31，中央孔腔15具有一个包含纵向中轴线14的中平面P1、以及一个切面P2，它们在图3和4上未示出。这里，切面P2相切于过渡部分18。在第二接合部分7处，伸长形管2具有周边凹口 32，该周边凹口设在伸长形管的壁厚部分中，第一孔27在其与孔腔15相对的端部开通到该周边凹口中。周边凹口 32在伸长形管2的外部、这里在接合部分7的外周边上敞开。周边凹口 32具有一般的长方体形状。该长方体的底面33 —般平行于纵向中轴线 14。该底面33在长度上与该中轴线14平行地延伸。第一孔27在周边凹口 32的一纵向端部开通在小边面；34上。从周边凹口 32插入的或称导管的缆线护套35的一部分被接纳在第一孔27中。护套35具有柔性，该柔性允许护套对于护套的未包含在第一孔27中的部分在纵向中央孔腔 15限定的空间内延伸。在第二接合部分7中，伸长形管2还具有或称第一附加孔的第一偏移孔36，其设在壁厚中并通到第一孔27。第一偏移孔36在其与第一孔27相对的端部，通到第二接合部分7的第二支承面 25上。第一偏移孔36这里具有唯一的直线区段。第一偏移孔36可用于使与被容置在第二支承面25附近的数据/能源传输元件连接的一条或多条缆线进入护套35内，并由此穿过整个伸长形管2。通常，该传输元件包括磁性线圈，至少一传输缆线从该磁性线圈引出。换句话说，第一偏移孔36确保第二接合部分7的第二支承面25和第一孔27之间的接合。第二接合部分7可具有用于信号传输装置的环形固定座槽，例如在文献US 6 670 880和US 6 641 4；34中所述的类型。护套35可局部横向被切割以简化所述缆线的引入，或者可配有专用孔。周边凹口 32可容纳未示出的一盒体，该盒体用于为护套35预加应力。护套35可接纳从凹口 32插入的补充的缆线或任何其它足够细的柔性元件。因此， 凹口可接纳用于这些补充缆线的一个或多个接线盒(未示出)。周边凹口 32另外还可以接纳或者作为替代接纳不同类型的电子元件，例如信号放大器、传感器、变流器、滤波器或类似元件。在图M上所示的一实施变型中，第一偏移孔36—方面通到周边凹口 32中，另一方面通到第二接合部分7的第二支承面25上。图5A以沿中平面Pl的剖面图示意性地示出伸长形管2，而图5B以按与中平面Pl垂直的平面的俯视角度看示意性地示出伸长形管2。在图5A的平面中，第一孔27的纵向轴线四与切面P2形成或称穿入角的第一角 Al。换句话说，第一孔27的纵向轴线四在中平面Pl上的投影与中平面P2在该平面上的投影形成非零角度。在图5B所示的平面上，第一孔27的纵向轴线四与纵向中轴线14形成或称偏角的第二角A2。换句话说，第一孔27的纵向轴线四在平面P2上的投影与纵向中轴线14在该平面上的投影形成具有被选择数值的非零角。第一孔27的这种特殊结构确保护套35的螺旋状构形以及护套35在纵向中央孔腔15上的持久支承。实际上，这种构形自然地借助于所述特殊结构而获得。螺旋状构形提供良好的抗挠曲力强度，钻井时或者提升钻杆时可能在钻杆1上会出现这种挠曲力外侧部分上的拉伸应力由内侧部分上的压缩力予以补偿。此外，这种螺旋状构形避免护套35在压缩力的作用下弯曲，该弯曲可能引起护套 25在纵向中央孔腔15中鼓起。第一孔27提供使这种螺旋形状应用于护套35的简单方式。由于第一孔27的这种结构，钻杆1胜过现有技术中的钻杆，在现有技术的钻杆中， 柔性保护元件经与钻杆同轴地延伸的孔插入。在现有技术的钻杆中，所述柔性保护元件为被螺旋状成形要承受非常大的轴向压缩作用力。此外，柔性元件在同轴孔的出口承受方向的骤然变化，这种方向变化产生不良的应力集中，从而导致柔性元件在使用中由于疲劳而破裂。使用例如被接纳在凹口 32中的预应力盒体，确保将护套35保持紧贴接触中央孔腔15，这包括在伸长形管2经受钻探负荷、特别是挠曲负荷时。换句话说，轴向压缩力有利地被施加于导管端部，以缩小其轴向体积尺寸。穿入角Al是非零的，以使第一孔27能穿入纵向中央孔腔15中。但是，角度Al选择成尽可能小，以便在护套35的接纳在第一孔27中的部分和在纵向中央孔腔15上延伸的部分之间具有良好的连续性。过大的弯折或弯曲会构成护套35的脆变点。这里，过渡部分 18具有略呈截锥形的、朝钻杆1的中部扩散的形状，该形状有助于第一孔27的进入。过渡部分18可具有例如5度至10度的顶部半角。穿入角Al可取例如介于2度至20度之间的数值。偏角A2接近护套35在纵向中央孔腔15上、特别是在其中间部分16形成的螺旋的角。该偏角A2的数值与螺距和伸长形管2的长度有关。该偏角A2的数值可被确定成 护套描画出希望的特殊螺旋形。该数值也可在适宜的数值范围内任意选择。对于只满足于螺旋形状而无需特殊螺旋形的应用，特别是这种情况。偏角A2的数值越小，在纵向中央孔腔15限定的空间中压力损失越小。偏角A2的数值越大，护套35越能吸收钻杆1上的轴向的拉伸和压缩力。偏角A2的数值范围或一特定数值的选择来源于可取决于不同应用情况的折衷方案。目前，偏角A2的介于2°至40°之间的数值具有一定的满意度，因而认为是优选的。该数值范围应理解为除加工公差外。在这种结构中，第一孔27实际上位于护套35所采用的螺旋形状的紧邻延伸部分中。因此，在其被接纳在纵向中央孔腔15中的部分与其被接纳在第一孔27中的部分之间， 在切面Pl上的投影中，该柔性元件实际上不存在任何弯曲。护套35的这些部分之间的剩余弯曲实际上限于穿入角Al、对应于螺旋角的偏角A2。因此，护套35的任何破损得以避免，或者至少极不太可能，在钻杆1旋转弯曲时工作的情况下，尤其如此。换句话说，第一孔27的特殊结构使护套35较不易破损。这里，第一孔27用于护套35的成形，但是，穿过该第一孔27插入到纵向中央孔腔 15中的具有足够柔性和长的任何其它元件承靠在孔腔的周边表面上，按通常螺旋状形态自然地在其中延伸。换句话说，贯通管道27的特殊结构允许容易使足够柔性的任何元件例如缆线以螺旋状成形。在该实施方式中，第一孔27使纵向中央孔腔15限定的空间连接于伸长形管2的外周边。护套35的插入因而变得方便，相对于与伸长形管2同轴延伸的插入孔尤其如此。必要时，第一孔27和第一偏移孔36的接合部位可被选择成第一偏移孔的纵向轴线特别是在横向中平面Pl中形成便于缆线引入到护套35中的小角度。第一孔27和第一偏移孔36可用不同的方法实施，例如用深钻孔(英文术语“gun drilling")穿孔方法。图6和7示出伸长形管2的第一接合部分5。在该第一接合部分5中，伸长形管2具有第二孔37，该第二孔设在伸长形管2的壁厚部分中，并通到中央孔腔15，这里是通到对应的过渡部分18上。这里，第二孔37设在第一接合部分5的主子部分8和过渡子部分10处。这里，该第二孔37沿图6和7上未示出的纵向轴线以直线方式延伸。第二孔37的纵向轴线在第二部位38相交于中央孔腔15。第二孔37以类似于第一孔27的方式布置，即-在第二部位38，中央孔腔15具有包含纵向中轴线14的中平面P3、和切面P4，它们在图6和7上未示出。-在中平面P3上，第二孔37的中轴线的投影与切面P4的投影形成非零的穿入角。-在切面P4上，第二孔37的中轴线的投影与纵向中轴线14的投影形成具有选择数值的非零角，其与在纵向中央孔腔15上护套35所取的螺旋形状相关。第二孔37的中轴线的穿入角的数值可接近于第一孔27的中轴线四的穿入角Al 的数值，特别是以便简化机加工范围。在某些情况下这些角度数值也可以彼此不同，特别是当第一接合部分5的过渡部分18和第二接合部分7的过渡部分18具有不同的锥度值时。第二孔37的中轴线的偏角数值有利地接近于第一孔27的中轴线四的偏角A2的数值，特别是以确保护套35在其支靠在纵向中央孔腔15上的部分及其被接纳在第二孔37 中的部分之间的形状中的连续性。在相对于伸长形管2的横向投影面中的第一部位27及第二部位38的相对角位置，可根据护套35所需的螺旋形状和纵向中央孔腔的长度加以确定。在大多数应用中，伸长形管2的长度使得第一部位27和第二部位37的相对角位置仅对护套35所取的形状具有极其微小的影响，实际上可任意选择。换句话说，偏角A2 的数值的选择与第一部位27和第二部位37在纵向上分隔开的距离相结合，确定护套35所形成的圈数该圈数最多仅对于一个圈受第一部位27和第二部位37的相对角位置的影响。 圈数越多，所述相对角位置的影响越是可以忽略不计。在第一接合部分5处，伸长形管2具有设在其壁厚中的第二周边凹口 39，在与孔腔 15相对的端部上第二孔27通到该第二周边凹口中。第二周边凹口 39在伸长形管2的外部、这里在第一接合部分5的外周边上开放。这里，第二周边凹口 39以类似于第二接合部分7的周边凹口 33的方式成形。在第一接合部分5中，伸长形管2还具有或称第二附加孔的第二偏移孔41，其设在壁的厚度部分中并且通到第二孔37。第二偏移孔41在其与第二孔37相对的端部，通到第一接合部分5的第二支承面 23上。至于其它，第二偏移孔41类似于第一偏移孔36。第二偏移孔41可用于使连接于数据/能源传输元件的一根或多根缆线进入护套 35内，所述传输元件类似于接纳在第二接合部分7的第二支承面25附近的元件，被接纳在第二支承面23附近。换句话说，第二偏移孔41确保第一接合部分5的第二支承面23和第二孔37之间的接合。图8和9示出与第二钻杆1的第二接合部分7装配在一起的第一钻杆1的第一接合部分5。相邻钻杆1之间的数据和/或能源的传输通过彼此相对布置的磁性线圈进行，这些磁性线圈通常布置在设于第一支承面19和21中的环形凹槽中，没有任何电缆线从一钻杆进入另一钻杆。第一偏移孔36及第二偏移孔41的贯通端部在与相对伸长形管2的横向投影面中的相对角位置，可以实际上无关紧要。换句话说，当第一和第二钻杆1接合时，这些端部不必一定彼此相对。但是，并不排除这种相对布置，可以使贯通端部彼此相对就位，如图8和9所示。图10和11示出钻杆1用的第一接合部分5的第一实施变型。功能上与前面附图所示的元件相同的元件采用相同的参考标号。在第一接合部分5的主子部分8处，伸长形管2这里具有外径比主子部分8其余部分的要大的中间部分43。换句话说，伸长形管2的壁厚在该中间部分43比在主子部分8 的其余部分处更大。中间部分43和与之相邻的区域可按在本申请的申请日未公开的法国专利申请FR 08/00942中述及的方式成形。第二周边凹口 39设在主子部分8的由中间部分43与固定子部分9分隔开的部分处。第二孔37通到该周边凹口 39中、在该周边凹口的第一横向小表面45上。在该实施变型中，第二偏移孔41也通到第二周边凹口 39中，这里通到与第一横向小表面45相对的第二横向小表面47上。第二偏移孔41不直接通到第一孔37中。被容置在第二偏移孔41中的电缆线这里可在第二周边凹口 39处被弓丨入到护套35 中。在变型中，该第二周边凹口 39可接纳电连接装置(未示出)，以致被容置在第二偏移孔41中的缆线和被容置在护套35中的附加缆线借助于该装置彼此连接。一旦护套就位， 这样就可避免缆线引入护套35内。图12和13示出伸长形管2的第一接合部分5的第二实施变型。
该第二实施变型与第一实施变型的不同之处在于第二周边凹口 39这里设在第一接合部分5的接近连接子部分9的主子部分8处。图14和15示出伸长形管2的第一接合部分5的第三实施变型。这里，第一接合部分5未设有第二周边凹口 39。第二孔37直接通到第一接合部分5的第一支承面19上。第二偏移孔41通到第二孔 37。在该实施变型中，护套35从第一支承面19、即直接从伸长形管2外，被插入在由纵向中央孔腔限定的空间中。图16和17示出伸长形管2的第二接合部分7的第一实施变型。第二接合部分7这里未配有周边凹口 32。第一孔27直接通到第二接合部分7的第一支承面21上。第一偏移孔36通到第一孔27。护套35可从第二接合部分7的第一支承面21被引入。该实施变型可与其第三实施变型中的第一接合部分5配套使用，如图18和19所示。伸长形管2的这种有利结构不是强制性的。第一偏移孔36和第二偏移孔41在图18和19上示出为彼此相对地开通。在此涉及一种完全特殊的并且无论如何都是非强制性的结构。如上所述，在大多数应用中，没有任何有线元件从一个钻杆1进入另一个钻杆。这不排除图18和19的结构在非常特殊的应用中可能具有重要性。第一孔27和第二孔37无需必然彼此面对连通。图20和21示出伸长形管2的第一接合部分5的第四实施变型。伸长形管2这里不配有第二凹口 39和第二偏移孔41。第二孔37直接通到第一接合部分5的第二支承面23上。在该特别简单因而经济的设计理念的实施变型中，护套35可与已经接纳在护套内的缆线一起被插入，与传输元件的连接以后进行。图22和23示出伸长形管2的第二接合部分7的第二实施变型。伸长形管2这里不配有第一周边凹口 32和第一偏移孔36。护套35的插入及其所保护的缆线元件的连接，可按类似于上述第四实施变型的方式实施。尽管这不是绝对必需的，但是，第二接合部分7的该第二实施变型有利地与第一接合部分5的第四实施变型配套使用，特别是用于简化机械加工范围。借助于第一孔27的特殊结构，本发明易于使护套以螺旋构形成形，且使该护套支靠在纵向中央孔腔上延伸。此外，这种结构减小在接纳于第一孔27中的护套部分和在纵向中央孔腔15中延伸的护套部分之间的接合处的应力集中。在上述实施方式中，第一孔27和第二孔37接纳护套35的一部分，该部分相对于所述护套的“自由”部分可被称为“被引导”部分，所述自由部分在纵向中央孔腔15中延伸在第一孔27和第二孔37之间。护套35的局部导引使护套35、特别是其自由部分实现螺旋状成形。就某些非常特殊的应用而言，该自由部分例如可利用环氧型树脂，以其螺旋形状被保持在纵向中央孔腔15中。在该特殊实施变型中，第一孔27和第二孔37的特定布置同样是有利的。
偏角A2已被限定在第一相交部位31相切于纵向中央孔腔15的切面P2中。本发明可以等同方式确定有偏角A3，偏角A3限定在与中平面Pl垂直并包含所述第一部位31的平面中。在这种情况下，偏角A3相当于偏角A2的在与中平面Pl垂直的所述平面上的投影。本发明不局限于这里仅作为例子述及的实施方式，而包括本领域技术人员可考虑到的所有实施变型。特别是-第一孔27和第二孔37中的一个或另一个可在除上述直线部段外，还具有使所述直线部段连接到伸长形管2的外部的任何形状的部段。-例如在多个护套需靠着纵向中央孔腔15延伸的情况下，伸长形管2可具有第一孔27类型的多个孔。-第一孔27或第二孔37可以特别是根据需与插入到护套35中的缆线建立的连接，直接通到伸长形管2的外表面。-伸长形管2可具有弯曲的中线。-第一孔27或第二孔37可通到与纵向中央孔腔15不同的一部分上，例如直接通到中间部分16上。-伸长形管2可仅仅具有第一孔27，又或者在第一角Al及第二角A2的数值方面， 第二孔37可与第一孔27不同地布置。-第一接合部分5和第二接合部分7可适于与不同结构的钻柱元件的连接并能非互补的方式布置。-第一偏移孔36或第二偏移孔41除了通到第二支承面23和25上之外，特别是可通到第一支承面19和21上，尤其是当待电连接的元件处于这些第一支承面附近时。-第一和第二孔27可延长到钻杆1的厚度以外，例如在中央孔腔具有尤其相当厚的保护性覆盖层的情况下。-本发明适于所有类型的钻杆，包括所谓重型钻杆和钻环。-本发明还包括钻杆1对接而成的钻柱。这种对接包括使这些钻杆1的端对端连接并其相互紧固。
权利要求
1.钻柱元件(1)，其具有伸长形管体0)，所述伸长形管体限定内表面(15)，所述内表面在纵向上具有至少一回转部分(18)，并且所述伸长形管体具有设在该伸长形管体(2) 中的第一孔07，37)，所述第一孔具有通到所述回转部分(18)上的第一端部，所述第一孔 (27,37)在所述第一端部附近具有纵向轴线( )，该纵向轴线在相交部位(31)相交于所述内表面(15)，其特征在于，所述纵向轴线09)在通过所述回转部分(18)的中轴线(14)并包含所述相交部位(31)的第一平面(Pl)中的投影形成为非零数值的第一角(Al)，并在于所述相交部位(31)与所述内表面(1 相切的第二平面(P》中的投影形成为非零数值的第二角 (A2)。
2.根据权利要求1所述的钻柱元件，其特征在于，所述伸长形管体(2)在其纵向端部的至少一个具有接合部分(5，7)，所述接合部分用于与另一钻柱元件相配合，且具有基本横向地布置的支承面；并且，由所述第一孔(27，37)和第一附加孔(36，41)形成的组中的至少一个构件通到所述支承面上。
3.根据权利要求1或2所述的钻柱元件，其特征在于，所述第一孔(27，37)通到所述伸长形管体的在外开放的周边凹口(32，39)中。
4.根据权利要求3结合权利要求2所述的钻柱元件，其特征在于，所述第一附加孔 (36，41)通到所述周边凹口 (32，39)中。
5.根据权利要求2至4中任一项所述的钻柱元件，其特征在于，所述第一附加孔通到所述支承面上和所述第一孔07，37)中。
6.根据权利要求4所述的钻柱元件，其特征在于，所述第一孔(27，37)通到所述周边凹口中。
7.根据权利要求2至6中任一项所述的钻柱元件，其特征在于，所述接合部分(5，7)另外具有基本横向地布置的附加支承面；并且，所述组的另一构件通到该附加支承面上。
8.根据权利要求2至7中任一项所述的钻柱元件，其特征在于，所述支承面布置在阳式接合部分(5)的自由端部或布置成阴式接合部分(7)的内凸肩的形式。
9.根据权利要求8结合权利要求7所述的钻柱元件，其特征在于，所述附加支承面 (23,25)布置成所述阳式接合部分( 的中间凸肩的形式，或布置在所述阴式接合部分(7) 的自由端部。
10.根据前述权利要求中任一项所述的元件，其特征在于，所述伸长形管体( 具有第二孔07，37)，所述第二孔具有通到所述内表面(1 上的第一端部，所述第二孔(27，37)在该第二孔的所述第一端部附近具有在第二部位(31，38)相交于所述内表面(1 的纵向轴线。
11.根据权利要求 ο所述的钻柱元件，其特征在于，所述第二角m的数值根据分隔所述第一部位(31)与所述第二部位(38)的纵向距离加以选择。
12.根据权利要求10或11所述的钻柱元件，其特征在于，所述内表面(1 在所述第一部位(31)和所述第二部位(38)之间具有至少一个正圆柱部分(16)。
13.根据权利要求12所述的钻柱元件，其特征在于，所述正圆柱部分(16)基本在分隔所述第一部位(31)与所述第二部位(38)的纵向距离上延伸。
14.根据权利要求10至13中任一项所述的钻柱元件，其特征在于，所述第二孔(37，27)通到第二回转部分(18)；并且，所述第二孔(37)的纵向轴线在通过所述第二回转部分 (18)的中轴线(14)并包含所述第二部位(38)的第三平面中的投影形成为非零数值的第三角，并在于所述第二部位(31，38)相切于所述内表面(15)的第四平面中的投影形成为非零数值的第四角。
15.根据权利要求10所述的钻柱元件，其特征在于，所述第四角的数值接近所述第二角(A2)的数值。
16.根据前述权利要求中任一项所述的钻柱元件，其特征在于，所述第一孔(27，37)几乎在其整个长度上以直线方式延伸。
17.根据前述权利要求中任一项所述的钻柱元件，其特征在于，所述钻柱元件另外包括柔性管形件，所述柔性管形件至少部分地被容置在所述孔07，37)中，并且通常形成螺旋地延伸在所述内表面(15)上。
18.根据权利要求17所述的钻柱元件，其特征在于，所述螺旋具有取决于所述第二角 (A2)的数值的角度。
19.根据前述权利要求中任一项所述的钻柱元件，其特征在于，所述钻柱元件还具有电连接装置，所述电连接装置被容置在所述伸长形管体O)的壁厚度部分中。
20.根据前述权利要求中任一项所述的钻柱元件，其特征在于，所述第二角m的数值介于5°至40°之间。
21.钻柱，其由根据前述权利要求中任一项所述的钻柱元件对接而形成。
全文摘要
本发明涉及钻柱(1)，它包括伸长形管体(2)，管体限定内表面(15)，内表面在纵向上具有至少一个回转部分(18)，管体具有设在该伸长形管体(2)上的第一孔(27，37)。该第一孔的第一端部通到回转部分(18)上，且在该第一端部附近具有在一相交部位与内表面(15)相交的纵向轴线。纵向轴线在通过回转部分(18)的中轴线(14)且包含相交部位的第一平面中的投影，形成数值非零的第一角度，并在所述相交部位与内表面相切的第二平面中的投影，形成数值非零的第二角。
文档编号E21B17/02GK102165135SQ200980138089
公开日2011年8月24日 申请日期2009年9月22日 优先权日2008年9月30日
发明者J·布莱 申请人:瓦姆钻杆钻具法国公司