带螺纹结构、适配器和联接装置的制造方法
【专利说明】带螺纹结构、适配器和联接装置
[0001]本申请是2011年11月29日提交的PCT/US2011/062356的分案申请。
[0002]本申请案作为以美国本土公司维米尔制造公司(被指定为除了美国以外的所有国家的申请人)以及美国公民Michael D.Langenfeld和Randy R.Runquist (被指定为仅美国的申请人)的名义于2011年11月29日提交的PCT国际专利申请案，并且要求了 2010年12月I日提交的美国临时专利申请案系列号61/418,783和2011年I月24日提交的美国临时专利申请案系列号61/435，689的优先权，其通过参考的方式在此并入。
技术领域
[0003]本发明公开内容提供一种用于将钻具连接至钻柱的联接装置以及相关方法。
【背景技术】
[0004]地下钻孔操作通常需要将钻具(例如，钻头、回扩钻头等)连接至钻柱。理想的是，将钻具以有利于快速简单的装配和拆卸的方式连接至钻柱。
【发明内容】
[0005]本实用新型旨在提供一种带螺纹结构、联接装置、适配器，以便降低安装成本，缩短安装时间。
[0006]根据本实用新型的一方面，提供一种用于在钻柱的连接部件中使用的带螺纹结构，包括:具有第一直径的无螺纹的非锥形的第一圆柱形部分；具有大于第一直径的第二直径的无螺纹的非锥形的第二圆柱形部分；在第一圆柱形部分和第二圆柱形部分之间延伸的带螺纹的锥形部分；和环形应力消除切口，提供带螺纹的锥形部分与第一圆柱形部分和第二圆柱形部分中的一个之间的过渡。
[0007]根据本实用新型的一方面，其中所述第一圆柱形部分、第二圆柱形部分和带螺纹的锥形部分由公连接结构的外部限定。
[0008]根据本实用新型的一方面，其中所述环形应力消除切口设置在所述带螺纹的锥形部分和所述第二圆柱形部分之间。
[0009]根据本实用新型的一方面，其中所述公连接结构为设置在适配器本体的第一端处的第一公连接结构，其中所述适配器本体具有限定第二公连接结构的第二端，其中所述第二公连接结构限定具有大外直径和小外直径的带螺纹的锥形部分，其中所述适配器本体在第一公连接结构和第二公连接结构之间限定中间区域，并且其中多个扳手扁平部或扳手平面设置在中间区域处。
[0010]根据本实用新型的一方面，其中所述第一公连接结构的带螺纹的锥形部分上的螺纹是非对称的，一些具有在1.25至3.0之间的牙宽和牙高比。
[0011]根据本实用新型的一方面，其中所述第一圆柱形部分、所述第二圆柱形部分和所述带螺纹的锥形部分由母连接结构的内部限定。
[0012]根据本实用新型的一方面，其中所述环形应力消除切口设置在所述带螺纹的锥形部分和所述第一圆柱形部分之间。
[0013]根据本实用新型的一方面，母连接结构设置在启动杆的端部。
[0014]根据本实用新型的一方面，其中所述带螺纹的锥形部分上的螺纹是非对称的，一些具有在1.25至3.0之间的牙宽和牙高比。
[0015]根据本实用新型的一方面，其中带螺纹的锥形部分上的螺纹是非对称的，其中相邻的谷部之间的距离是峰部和谷部之间的径向距离限定的螺纹的高度的1.25至3倍。
[0016]根据本实用新型的一方面，提供一种在钻柱中使用的适配器，包括:具有第一接合区的远端，被配置成为具有第一直径的非锥形的圆柱形部分；具有第二接合区的近端，被配置成为具有比第一直径大的第二直径的非锥形的圆柱形部分；在远端和近端之间的锥形部分，所述锥形部分具有带螺纹的部分以及邻近第二接合区的应力消除区。
[0017]根据本实用新型的一方面，其中所述应力消除区包括位于第二接合区和锥形部分之间的环形切口。
[0018]根据本实用新型的一方面，其中所述圆锥部分上的螺纹是非对称的，一些具有在1.25至3.0之间的牙宽和牙高比。
[0019]根据本实用新型的一方面，提供一种用于将探头外壳连接至导引钻杆的联接装置，包括:第一端部分，包括位于第一无螺纹部分和第二无螺纹部分之间的带螺纹的锥形部分；与第一端部分相对的第二端部分，包括带螺纹的锥形部分；其中第一端部分的第一无螺纹部分具有非锥形圆柱形形状；其中第一端部分的第二无螺纹部分具有非锥形的圆柱形状并且具有大于第一无螺纹部分的直径；和其中带螺纹的锥形部分上的螺纹是不对称的并且至少一些具有1.25至3.0之间的牙宽和牙高比。
[0020]根据本实用新型的一方面，其中带螺纹的锥形部分上的螺纹配置成接合匹配构件上的螺纹以使得相对地转动带螺纹的锥形部分和匹配构件将带螺纹的锥形部分连接至匹配构件。
[0021]根据本实用新型的一方面，其中所述带螺纹的锥形部分上的螺纹被配置成接合匹配构件上的螺纹以使得在带螺纹的锥形部分上的螺纹和匹配构件上的螺纹之间的中径偏移至少0.030英寸。
[0022]根据本实用新型的一方面，提供一种用于在钻柱和钻头之间传递扭矩、张力、推力和弯曲力的适配器，所述钻柱和钻头能够由操作者用手工工具连接和断开连接，所述适配器包括:本体，包括第一圆柱形突出部、第二圆柱形突出部和位于第一圆柱形突出部和第二圆柱形突出部之间的中央部分；其中，本体的第一圆柱形突出部配置成可滑动地容纳在匹配构件的第一圆柱形孔洞内并且配置成在本体和匹配构件之间传递至少弯曲力；和其中本体的中央部分被容纳在匹配构件的内部孔洞之内并且配置成在第一构件和匹配构件之间传递至少张力；其中，本体的第二圆柱形突出部配置成可滑动地容纳在匹配构件的第二圆柱形孔洞内并配置成在本体和匹配构件之间传递至少弯曲力；其中本体的中央部分是锥形的且带螺纹；和其中，中央部分包括位于其上的不对称的螺纹。
[0023]根据本实用新型的一方面，其中中央部分上的至少一些螺纹具有1.25至3.0之间的牙宽和牙高比。
[0024]本实用新型的低扭矩联接装置，通常被称为“无扭矩”连接，可以提供这种功能。本实用新型的带螺纹结构、联接装置以及适配器使用寿命和强度增加，具有改善的强度和耐用性的优点。
【附图说明】
[0025]图1是在操作中的一种钻机的示意图；
[0026]图2是根据本发明公开内容的原理的一种联接装置的立体图；
[0027]图3是图2中的联接装置的一部分的剖面图；
[0028]图4是图3中所示的联接装置的可选实施例的剖面图；
[0029]图5是图2中的联接装置的一部分的剖面图，显示处于完全接合位置；
[0030]图6是沿图5中的线6-6的剖面图；
[0031]图7是图6中标号为7的部分的放大图；
[0032]图8是图6中标号为8的部分的放大图；
[0033]图9是图7中的对象在所述联接装置被图示处于部分接合位置情况下的视图；
[0034]图10是图2中的联接装置的可选实施例的剖视图；
[0035]图11是图2中的联接装置的可选实施例的剖视图；
[0036]图12是图11中的联接装置沿线12-12的剖面图；
[0037]图13是图11中的联接装置的一部分的侧视图；和
[0038]图14是图13中所示的联接装置的部分的备选实施例的侧视图。
【具体实施方式】
[0039]参见图1，显示了一种钻机10，驱动钻柱20进入地面中。钻柱的远端包括钻具组件100。在图2-9中更详细地显示了钻柱20的端部和钻具组件100之间的联接装置。
[0040]概括地，参见图2-9，显示了起动杆12和探头外壳14之间的联接装置。起动杆12，又被称为导引杆或者笼统地第一构件，经扭矩连接(torque connect1n)螺纹连接至最远端(最下面的孔)的钻杆16。探头外壳14配置成将探头容纳在其中并且在其远端24支撑钻头(未显示)。<