專利名稱：鉆桿連接器的制作方法
鉆桿連接器 本發(fā)明涉及連接器，尤其涉及用于將輸泥軟管連接到鉆桿節(jié)段或潛水泵中的側孔的連接器。鉆井眼或井通常利用稱作鉆桿或鉆柱的鋼管執(zhí)行，在鉆柱或鉆柱的最底端帶有鉆頭。鉆柱包括一系列首尾相接的管狀節(jié)段。整個鉆柱可利用轉盤旋轉，或利用安裝在鉆桿頂上的通常稱作“頂部驅動器”的地上鉆進馬達旋轉，或者鉆頭可利用安裝在位于鉆頭緊上方的鉆柱中的液力馬達獨立于鉆柱旋轉。在鉆進過程中，泥流用于將鉆進過程中產生的碎屑帶出井眼外。泥漿被沿鉆柱向下泵送穿過鉆頭，并經由鉆柱外徑與井眼之間的環(huán)形空間(通常稱為環(huán)帶)回到地面。泥流也用于冷卻鉆頭，并用于對井眼加壓，這樣基本上阻止被鉆柱穿透的地層產生的流體入流進入井眼。泥漿是廣義的鉆井術語，在本文中，該詞用于描述在鉆井中使用的任意流體或流體混合物，涵蓋了從空氣、氮氣、空氣或氮氣中的霧化流體、帶有空氣或氮氣的泡沫流體、充氣或硝化流體到油或水與固體顆?；旌系募又鼗旌衔锏膶拸V范圍。需要用顯著的壓力沿上述流路驅動泥漿，為達到此目的，一般使用一個或更多個正排量泵將泥漿泵入鉆柱中，所述正排量泵通過管子和歧管與鉆柱的頂端連接。當通過將泥漿泵入位于鉆柱最頂端的主孔中使主要的泥流得以流入井眼中時，還公知的是鉆柱設置有側孔，該側孔從設置在鉆柱一側的端口延伸至主孔中，這樣泥漿可被在鉆柱頂端之外的另選位置泵入到主孔中。例如，在鉆進的過程中，孔洞越來越深，有必要增長鉆柱的長度，這一般這樣實現(xiàn)使頂部驅動器脫離鉆柱頂端，將一段新管道添加到鉆柱上，將頂部驅動器接合到新管道節(jié)段的自由端，然后重新開始鉆進。因此，應理解泥漿沿鉆柱向下泵送的動作在此期間終止。由于若干原因，在鉆進的中間過程將泥流中止是成問題的，已經有人提議通過在鉆柱的每個節(jié)段中設置側孔而利于穿過鉆柱持續(xù)泵送泥漿。這意味著，在封閉鉆柱頂端，斷開頂部驅動器并且連接新的鉆柱節(jié)段時，可通過側孔將泥漿泵入鉆柱中。在公開于申請人的共同未決專利申請GB0819340. 1中的這樣一種裝置中，在鉆柱每個節(jié)段的頂部設置有利用塞子封閉的側孔，并設置有閥元件，該閥元件可在第一位置和第二位置之間移動，在第一位置中側孔封閉，而鉆柱的主孔打開，在第二位置中側孔打開，而鉆柱的主孔封閉。在鉆進期間，閥保持在第一位置中，但當增加鉆柱的長度時，從側孔移除塞子，將從泵延伸出的附加的泥漿軟管連接到側孔上，軟管中的閥打開，這樣開始通過側孔將泥漿泵入鉆柱中。然后，在從泵到鉆柱頂部的主軟管中的閥關閉，手動操作閥致動器的動作或者側孔處的泥漿的壓力導致閥元件從第一位置移動到第二位置，因此封閉鉆柱的主孔。其后，斷開主軟管，將新管道節(jié)段安裝在鉆柱上，然后將主軟管連接到新管道節(jié)段的頂部。主軟管中的閥打開，側孔上的軟管中的閥封閉。之后，手動致動閥元件，或者進入鉆柱頂部的泥漿的最終壓力導致閥元件回到其第一位置，這使得在基本上不會有泥漿從鉆柱泄漏的情況下，從側孔移除軟管。之后，在鉆柱的該節(jié)段降入到井中前，可永久密封側孔，例如通過將塞子焊接到側孔上。鉆桿也可在被稱為“潛水泵”的裝置中設置側孔，該側孔用于緊急事件，例如利于提供用于控制井眼中壓力的激增所需的額外泥漿壓力，井眼中壓力的激增是由于被井穿透的地層的流體入流進入井中而引起的，這稱為“反沖”。本申請涉及用于將輔助泥漿軟管連接到鉆桿或潛水泵中的側孔上的改進了的連接器。根據(jù)本發(fā)明的第一方面，提供了一種鉆桿和連接器組件，該組件用于將軟管連接到所述鉆桿的側孔，所述鉆桿具有圍繞主孔的壁，并且所述側孔從所述主孔穿過所述壁延伸至所述鉆桿的外部，所述連接器包括形成所述連接器的第一端的軟管連接器主體，所述第一端適合連接到所述軟管；以及形成所述連接器的第二端的鉆桿連接器主體，所述第二端連接到所述鉆桿，所述連接器具有外表面和內表面，該內表面圍繞從所述連接器的所述第一端延伸至所述連接器的第二端的孔，所述鉆桿連接器主體設置有至少一個卡口連接形成部，所述卡口連接形成部從所述連接器的所述外表面相對于所述孔大致徑向向外延伸， 所述卡口連接形成部的延伸范圍小于所述鉆桿連接器主體的外表面的周長的一半，其中所述鉆桿連接器主體還設置有用于確保所述連接器與所述鉆桿的圍繞所述側孔的表面之間充分流密密封的裝置。有利的是，所述鉆桿連接器主體可相對于所述軟管連接器主體旋轉，并且所述連接器還包括用于提供所述鉆桿連接器主體和所述軟管連接器主體之間的充分流密密封的裝置。這幫助使用者在將連接器連接到管狀件上之前，將連接器連接到軟管上，因為這可不必同時旋轉軟管連接器主體并因此不必同時旋轉軟管而實現(xiàn)卡口連接形成部與管狀件上的相應的形成部接合所需的鉆桿連接器的旋轉。所述鉆桿連接器主體可借助鎖定環(huán)相對于所述軟管連接器主體固定，所述鎖定環(huán)繞所述連接器的外部延伸并具有第一部分，該第一部分設置有用于將所述鎖定環(huán)固定到所述軟管連接器主體和所述鉆桿連接器主體之一的裝置；以及第二部分，該第二部分與設置在所述軟管連接器主體和所述鉆桿連接器主體中的另一個上的鎖定形成部接合，以限制或阻止所述軟管連接器主體相對于所述鉆桿連接器主體平移運動。在這種情況下，用于將所述鎖定環(huán)固定到所述軟管連接器主體和所述鉆桿連接器主體之一上的所述裝置可包括螺紋，也可包括一個或更多個鎖銷，所述鎖銷可具有或不具有螺紋，每個所述鎖銷均位于延伸穿過所述鎖定環(huán)的所述第一部分的孔隙中，并且在使用中所述鎖銷延伸至設置在供固定所述鎖定環(huán)的所述連接器主體中的相應的孔隙中。應理解的是，這些鎖銷的設置防止鎖定環(huán)在使用中旋出。優(yōu)選的是，所述鉆桿連接器主體設置有手柄，該手柄適合使用者抓握以幫助使用者相對于所述軟管連接器主體旋轉所述鉆桿連接器主體。所述連接器還設置有鎖定裝置，該鎖定裝置可操作成與所述鉆桿接合，所述鉆桿連接器主體的所述卡口連接形成部或每個所述卡口連接形成部與所述鎖定裝置接合，以充分防止所述鉆桿連接器主體相對于所述鉆桿旋轉。所述鎖定裝置可包括螺紋圈，該螺紋圈繞所述連接器的外部安裝，并與所述連接器的外部的相應的螺紋部分接合；以及一個或更多個細長銷，所述一個或更多個細長銷大致垂直于所述螺紋圈朝所述連接器的所述第二端延伸。在這種情況下，所述鎖定裝置可設置有手柄，該手柄可用于幫助使用者沿所述連接器的外部的所述螺紋部分擰所述螺紋圈。所述鉆桿可設置有閥元件，所述閥元件能在允許流體沿所述側孔流動的打開位置和基本上阻止流體沿所述側孔流動的封閉位置之間運動；并且所述連接器設置有包括桿的閥致動元件，所述桿經由所述連接器中的孔隙從所述連接器的所述孔延伸至所述連接器的外部，所述閥致動元件可運動成與所述閥元件接合，以使所述閥元件在所述打開位置和所述封閉位置之間運動。在這種情況下，優(yōu)選的是，所述桿設置有螺紋，該螺紋與設置在所述連接器中的孔隙中的相應螺紋接合。有利的是，所述卡口連接形成部或每個所述卡口連接形成部與設置在所述管狀件的圍繞所述側孔的壁中的相應的接合形成部接合，使得所述鉆桿連接器主體相對于該管狀件的平移運動受限或被阻止。所述接合形成部或每個所述接合形成部包括唇狀形成部，該唇狀形成部從圍繞所述側孔的所述壁徑向向內延伸至所述側孔中，該唇狀形成部僅繞圍繞所述側孔的所述壁的周長的一部分延伸，并僅沿圍繞所述側孔的所述壁的深度的一部分延伸，所述深度是指所述管狀件的外部與所述主孔之間的距離。優(yōu)選的是，所述接合形成部的數(shù)量與設置在所述連接器的所述鉆桿連接器主體上的所述卡口連接形成部的數(shù)量相同。所述卡口連接形成部的高度為使得所述連接器的所述第二端的最大直徑小于所述側孔的最大內直徑。此外，所述唇狀形成部的高度為使得所述連接器的所述第二端的最大直徑大于所述側孔的最小內直徑。在設置有一個接合形成部的情況下，所述接合形成部的端部之間的間隙大到足以使所述卡口連接形成部穿過所述接合形成部的端部之間的所述間隙。在設置有不止一個所述接合形成部的情況下，相鄰的接合形成部的端部之間的間隔大到足以使一個或更多個卡口連接形成部穿過所述相鄰的接合形成部的端部之間的間隙。根據(jù)本發(fā)明的第三方面，提供一種在軟管和管狀件之間安裝根據(jù)本發(fā)明第一方面所述的連接器的方法，所述管狀件具有圍繞主孔的壁，并且所述側孔從所述主孔穿過所述壁延伸至所述管狀件的外部，所述方法包括以下步驟將所述軟管連接器主體固定在所述軟管上，使得允許流體從所述軟管流到所述連接器的孔中；在將所述軟管連接器主體固定在所述軟管上之前或之后，將所述鉆桿連接器主體固定到所述軟管連接器主體；然后，使所述鉆桿連接器主體相對于所述軟管連接器主體和所述管狀件旋轉，以便使所述鉆桿連接器主體相對于所述管狀件成第一角度取向；然后，然后，將所述連接器的所述第二端插入所述側孔中并相對于所述軟管連接器主體和所述管狀件旋轉所述鉆桿連接器主體，以使所述鉆桿連接器主體相對于所述管狀件成第二角度取向，在該第二角度取向中，至少一個卡口連接形成部與繞所述管狀件的所述側孔設置的相應的卡口接合形成部接合，所述卡口連接形成部與所述卡口接合形成部的接合防止所述鉆桿連接器主體從所述側孔移除。將所述鉆桿連接器主體固定到所述軟管連接器主體的步驟包括使所述鉆桿連接器主體與所述軟管連接器主體接合；繞所述連接器的外部安裝所述鎖定環(huán)并將所述鎖定環(huán)的第一部分固定到所述軟管連接器主體和所述鉆桿連接器主體之一上，使得第二部分與設置在所述軟管連接器主體和所述鉆桿連接器主體中的另一個上的鎖定形成部接合，以限制或阻止所述軟管連接器主體相對于所述鉆桿連接器主體平移運動。優(yōu)選的是，所述方法還包括以下步驟在將所述鉆桿連接器主體旋轉至所述第二取向之后，操作一鎖定裝置，使得所述鎖定裝置與所述管狀件接合，以充分阻止所述鉆桿連接器主體相對于所述管狀件進一步旋轉。所述方法還可包括以下步驟在所述鉆桿連接器主體旋轉至所述第二取向之后， 操作一閥致動元件，使得設置在所述管狀件的所述側孔中的閥元件從封閉位置移動到打開位置。根據(jù)本發(fā)明的第四方面，提供一種用于將軟管連接到管狀件的側孔上的連接器， 所述管狀件具有圍繞主孔的壁，并且所述側孔從所述主孔穿過所述壁延伸至所述管狀件的外部，所述連接器包括形成所述連接器的第一端的軟管連接器主體，所述第一端適合連接到所述軟管；形成所述連接器的第二端的鉆桿連接器主體，所述第二端適合連接到所述管狀件，所述連接器具有外表面和內表面，該內表面圍繞從所述連接器的所述第一端延伸至所述連接器的第二端的孔，其中所述連接器設置有閥致動元件，該閥致動元件延伸至所述鉆桿連接器主體，并且可在所述連接器在所述軟管和所述管狀件之間連接時被操作成在第一位置和第二位置之間運動。所述閥致動元件可包括桿，該桿從所述連接器的所述孔經由所述連接器中的孔隙延伸至所述連接器的外部。優(yōu)選的是，所述閥致動元件從所述第一位置向所述第二位置運動包括朝所述連接器的所述第二端平移運動。在閥致動元件是桿的情況下，所述桿可設置有螺紋，該螺紋與設置在連接器中的孔隙中的相應的螺紋接合。現(xiàn)僅以實施例的方式，參照附圖描述本發(fā)明，在附圖中

圖1示出了根據(jù)本發(fā)明的連接器的截面圖；圖2詳細示出了圖1中的連接器的標記A的部分；圖3詳細示出了圖1中連接器的標記B的部分；圖4示出了圖1中所示的連接器的剖視立體圖，一起示出了連接器所連接的軟管的一部分；圖5示出了圖1所示的連接器以及軟管和連接到連接器上的管狀件的一部分的截面圖；圖6示出了穿過圖5所示的插入件的第一截面的立體圖；以及圖7示出了穿過圖5所示的插入件的第二截面的立體圖。現(xiàn)參照圖1至圖4，示出了連接器10，該連接器包括軟管連接器主體12以及鉆桿連接器主體14。軟管連接器主體12是L形的，并且具有管狀的內螺紋端16和管狀的外螺紋端18，這兩者的橫截面為大致圓形。因而軟管連接器主體12設置有主孔20，該主孔從內螺紋端16延伸，彎曲大約90°彎向外螺紋端18。軟管連接器主體12的內螺紋端16的內直徑成階梯狀，使得主孔20的直徑從內螺紋端16的端部16a處的最大值，減小到中間部分16b處的中間值，再減小到內部分16c的最小值。在端部16a的內表面的長度的大部分上設置有大致螺旋狀的螺紋。與之相似的是，軟管連接器主體12的外螺紋端18的內直徑成階梯狀，使得主孔20的直徑從外螺紋端18的端部18a處的最大值，減小到中間部分18b處的第二中間值，再減小到內部分18c的最小值。在端部18a的外表面的長度的大部分上設置有大致螺旋狀的螺紋。鉆桿連接器主體14也是管狀的，并且包圍有大致柱狀的中央孔22，該孔不像軟管連接器主體12中的主孔20，其大體是直的，鉆桿連接器主體14的中央孔22的直徑與軟管連接器主體12的主孔20的最小直徑大體相同。鉆桿連接器主體14具有與軟管連接器主體12連接的第一端24，以及適合于連接到鉆桿節(jié)段或潛水泵的第二端26。鉆桿連接器主體14的內直徑沿其全長大體不變，而外直徑沿主體14的長度是變化的。鉆桿連接器主體14在其第一端M的端部2 處的外直徑僅稍小于軟管連接器主體12的外螺紋端18的中間部分18b的內直徑，并且在其外表面設置有兩個周向槽，在每個周向槽中設置有0形環(huán)觀。鉆桿連接器主體14的外直徑經過一臺階部增加至第一中間部分Mb，僅稍小于軟管連接器主體12的外螺紋端的端部18a的內直徑。因而，應理解的是，當鉆桿連接器主體14的第一端M插入軟管連接器主體12的外螺紋端18中時，鉆桿連接器主體14可延伸至軟管連接器主體12中的程度受軟管連接器主體12的外螺紋端18的端部18a與中間部分18b之間的臺階部與鉆桿連接器主體M的第一端M的端部2 與第一中間部分24b之間的臺階部的接合的限制。而且，0形環(huán)觀與軟管連接器主體12的外螺紋端18的中間部分的18b的內表面的接合在軟管連接器主體12與鉆桿連接器主體14之間提供充分流密密封。沿鉆桿連接器主體14從其第一端M向其第二端沈，在第一中間部分26b之后具有第二中間部分26c，該第二中間部分設置有鎖定凸緣30，該鎖定凸緣從鉆桿連接器主體14徑向向外延伸。鎖定凸緣30與具有內螺紋部分32a的鎖定環(huán)32接合，該內螺紋部分設置有大致螺旋狀的螺紋，該螺紋與設置在軟管連接器主體12的外螺紋端18的端部18a上的相應的螺紋接合。鎖定環(huán)32也設置有徑向向內延伸的鎖定凸緣32b，該鎖定凸緣與鉆桿連接器主體14的鎖定凸緣30接合，使得鉆桿主體14的鎖定凸緣30被卡在鎖定環(huán)32的鎖定凸緣32b與螺紋之間，從而阻止鉆桿連接器主體14從軟管連接器主體12移除，同時允許鉆桿連接器主體14相對于軟管連接器主體12旋轉。借助于兩個平頭螺釘防止鎖定環(huán)32相對于軟管連接器主體12旋轉，每個平頭螺釘均延伸穿過設置在鎖定環(huán)32中的螺紋孔36進入設置在軟管連接器主體12的外螺紋端18的端部18a中的相應的孔隙中。沿鉆桿連接器主體14的外表面向其第二端26連續(xù)的手柄組件38固定到鉆桿連接器主體14上，該手柄組件包括環(huán)形安裝部分38a，從該環(huán)形安裝部分延伸出兩個徑向相對的手柄部38b。在此實施例中，手柄組件38借助于設置在安裝部分38a的徑向面向內的表面上的螺紋與設置在鉆桿連接器主體14的外表面上的相應的第一螺紋之間的螺紋連接固定到鉆桿連接器主體14上。設置手柄組件38以幫助使用者使鉆桿連接器主體14相對于軟管連接器主體12旋轉，因此設置有多個平頭螺釘40的布置以及滾珠軸承，以將手柄組件38鎖定就位，使其不能相對于鉆桿連接器主體14旋轉。這在圖2中最佳示出。鉆桿連接器主體14的第二端沈的外表面設置有周向槽，在該槽中定位有另一 0形環(huán)42。沿鉆桿連接器主體14從其第二端沈至其第一端對，設置有多個卡口連接形成部44，這些卡口連接形成部從鉆桿連接器主體14的外表面徑向向外延伸。在此實施例中，設置有四個這種卡口連接形成部44，它們繞鉆桿連接器主體14的外周規(guī)則地間隔開，占據(jù)的總周長略小于鉆桿連接器主體14的外周長度的一半。最后，繞鉆桿連接器主體14的外表面，在手柄組件38與卡口連接形成部44之間， 設置有扭矩輪46，該扭矩輪包括大致環(huán)形的中心安裝部46a，該安裝部通過多個徑向輪輻 46c與大致環(huán)形的手柄部46b連接。扭矩輪46的安裝部46a的徑向面向內的表面設置有大致螺旋狀的螺紋，該螺旋狀的螺紋與設置在鉆桿連接器主體14的外表面上的相應的螺紋接合。扭矩輪46的安裝部46a的徑向面向內的表面也設置有繞安裝部46a的內周延伸的槽47。鉆桿連接器主體14的外表面上與扭矩輪46的安裝部46a接合的螺紋，也設置有若干軸向延伸的狹槽，每個狹槽接納一個鎖銷48。在該實施例中，設置有四個鎖銷和狹槽。鎖銷48為大致L形，即具有細長的主體49，從該主體的第一端49a延伸出與主體 49大約成直角的相對短的末端部分51。每個鎖銷48的主體49位于鉆桿連接器主體14中的一個狹槽中，末端部分51位于槽47中。因此，應理解的是，扭矩輪46相對于鉆桿連接器主體14的旋轉引起鎖銷48相對于鉆桿連接器主體14軸向移動?，F(xiàn)在參照圖5，上述連接器10被示出為在一段鉆桿M中在軟管50與側孔52之間提供連接。軟管50的端部50a位于連接器10的軟管連接器主體12的內螺紋端16中，并且端部50a設置有大致螺旋狀的外螺紋，該螺紋與內螺紋端16的螺紋接合。設置密封裝置以保證軟管50與連接器10之間充分流密密封。在本實施例中，這包括0形環(huán)56，其位于軟管50的端部50a的外表面中設置的周向槽中。在本實施例中，圓錐形的多孔篩58被夾固在在軟管50的端部50a與軟管連接器主體12的內螺紋端16的中間部分16b和內部分 16c之間的臺階部之間。設置該篩58以防止大泥塊或碎片泵入鉆桿M中。當然可提供其它裝置將軟管50固定到連接器10上。鉆桿M設置有管狀壁Ma，該管狀壁包圍大致圓柱形的主孔Mb。側孔52穿過壁 54a大致垂直于主孔54b延伸，使主孔54b與鉆桿M的外部連接，并且該側孔設置有大致管狀的插入件60。在插入件60與鉆桿壁5 之間設置有密封裝置以確保插入件60與鉆桿壁M之間充分流密密封。在本實施例中，密封裝置包括0形環(huán)61，其位于環(huán)繞插入件60 的周向槽中，該插入件位于螺紋與鉆桿M的主孔54b之間。圖7和圖8中單獨示出了插入件60。一旦插入件60位于合適的位置，四個鎖樁62就穿過繞插入件60大致規(guī)則間隔的孔隙60a插入鉆桿壁5 中設置的相應的孔隙中。應理解的是，這阻止插入件60相對于鉆桿M進一步運動，因此確保插入件60在使用過程中保持在其位置上。應理解的是，除了設置鎖樁62外或代替設置鎖樁62，插入件60可通過外螺紋固定到鉆桿M上，該外螺紋與設置在鉆桿壁5 中的相應螺紋接合。還應理解的是，盡管從易于制造的角度來說是方便的， 但是無需獨立的插入件60，插入件60的所有特征可一體地設置在鉆桿壁Ma中。鉆桿連接器主體14的第二端沈位于鉆桿M的側孔52中，0形環(huán)42與插入件60 的內表面接合，以在鉆桿M和連接器10之間提供充分流密密封。插入件60的內表面配置成與鉆桿連接器主體14的卡口連接形成部44接合，這樣保持連接器10與鉆桿M密封接
I=I O在插入件的與鉆桿壁5 的外表面相鄰的第一端60a處，插入件60的內表面設置有四個唇狀形成部63，這些唇狀形成部從插入件60徑向向內延伸至側孔52中。唇狀形成部63繞插入件60規(guī)則地間隔開，并繞插入件60的內周全長的大約一半延伸。唇狀形成部63不沿插入件60的整個軸向延伸，而在本實施例中，這些唇狀形成部從插入件60的外端60a僅向插入件60的內端60b延伸路途的大約四分之一。在插入件60的第一端60a與第二端60b之間的中間部分60c具有比插入件60的第二端60b更大的內直徑，因而在唇狀形成部63與插入件60的第二端60b之間提供了四個凹槽64。設置在連接器10的鉆桿連接器主體14的第二端沈上的卡口連接形成部44位于這些凹槽64中，并且由于卡口連接形成部44的外直徑比相對的唇狀形成部63的內邊緣的間隔大，因而在不使鉆桿連接器主體14相對于插入件60旋轉的條件下，每個卡口連接形成部44與相鄰的唇狀形成部63的接合防止連接器10從側孔52拔出。鎖銷48與插入件60的接合阻止鉆桿連接器主體14相對于插入件60旋轉。確切的說，位于插入件60的第一端60a的唇狀形成部63均設置有鎖孔66，鎖銷48的第二端49a延伸至鎖孔66中。每個鎖孔66包括離散的孔隙，該孔隙從插入件60的第一端60a向插入件60的第二端60b軸向延伸至唇狀形成部63中。因而，應理解的是，鎖銷48與鎖孔66的壁的接合防止鉆桿連接器主體14相對于插入件60旋轉，并且因此也防止連接器10從鉆桿54中的側孔52移除。使用連接器10將軟管50連接到鉆桿M的側孔52所采用的步驟詳述如下在篩網58位于軟管50的端部50a的情況下，將軟管連接器主體的內螺紋端16擰到設置在軟管50的端部50a上的外螺紋上。從而將軟管連接器主體12固定到軟管50上。然后，將鉆桿連接器主體14的第一端M插入軟管連接器主體12的外螺紋端18中，并且將第一鎖定環(huán)32插在鉆桿連接器主體14的第二端沈上，鎖定環(huán)32的螺紋部分3 相對于鎖定凸緣32b朝軟管連接器主體12延伸。將鎖定環(huán)32的螺紋部分32a的螺紋擰到設置在軟管連接器主體12的外螺紋端18上的外螺紋上，直到鎖定環(huán)32的鎖定凸緣32b與鉆桿連接器主體14上的鎖定凸緣30接合，并且使鎖定環(huán)32中的每個孔隙36與軟管連接器主體12的外螺紋中的相應的孔隙對準。然后，將平頭螺釘40擰緊到每個孔隙36中，以防止鎖定環(huán)32相對于軟管連接器主體12進一步旋轉。這樣，鉆桿連接器主體14被固定到軟管連接器主體12和軟管50上。然后，將手柄38安裝在鉆桿連接器主體14的第二端沈上，并使其朝第一端M移動，直到安裝部38a上的螺紋與設置在鉆桿連接器主體14上的第一螺紋接合。使手柄38相對于鉆桿連接器主體14旋轉直到螺紋完全嚙合，然后將平頭螺釘40擰到適當位置，以相對于鉆桿連接器主體14鎖定手柄38。之后，將扭矩輪46安裝在鉆桿連接器主體14的第二端沈上，四個鎖銷48均被定位成其末端部分51位于槽47中并朝第一端M移動，直到每個鎖銷48均與設置在鉆桿連接器主體14上的第二螺紋中的一個狹槽對準，并且該螺紋與設置在扭矩輪46的安裝部46a上的螺紋接合。使扭矩輪46相對于鉆桿連接器主體14旋轉，直到螺紋完全嚙合，并且鎖銷48被盡可能遠離鉆桿連接器主體14的第二端沈向后拉。然后，使軟管50與連接器10朝鉆桿M中的側孔52移動。為了將鉆桿連接器主體14的第二端沈插入側孔52中，使用者利用手柄38的手柄部38b使鉆桿連接器主體14相對于軟管連接器主體12和鉆桿M旋轉，直到鉆桿連接器主體14的卡口連接形成部44均與插入件60的相鄰的唇狀形成部63之間的間隙對準。然后，使用者將鉆桿連接器主體14的第二端沈滑動到側孔52中，直到鉆桿連接器主體14的最末端與設置在插入件60的內表面上的止動部69接合。在本實施例中，止動部69包括位于插入件的具有較大內直徑的中央部60c和具有較小內直徑的第二端部60b之間的肩部。此刻，設置在鉆桿連接器主體14的第二端沈中的0形環(huán)42與插入件60接合，并且為插入件60提供充分流密密封。一旦完成上述過程，使用者再次使用手柄38使鉆桿連接器主體14旋轉，使得卡口連接形成部44繞插入件60的中央部60c運動，直到所述卡口連接形成部與唇狀形成部63 對準，確切地說，在本實施例中，直到每個卡口連接形成部44的大約一半與其中一個唇狀形成部63的一部分接合。此后，通過機械止動件阻止鉆桿連接器主體14旋轉，在本實施例中，所述機械止動件包括卡銷90，該卡銷從插入件60的外部延伸穿過設置在插入件60中的孔隙，斜向上延伸至插入件60的內部，直到唇狀形成部63之一的最下表面的大致中點的位置。每個唇狀形成部63都設置有一個這樣的銷90。于是，卡口連接形成部44被唇狀形成部63卡住，鉆桿連接器主體14不再能滑出側孔52。為防止鉆桿連接器主體14相對于鉆桿M進一步旋轉，使用者旋轉扭矩輪46，使得扭矩輪46借以保持在鉆桿連接器主體14上的螺紋接合導致扭矩輪46朝鉆桿M移動。這使得鎖銷48被朝插入件60推動，并且如果鉆桿連接器主體14正確對準插入件60，那么每個鎖銷48被推入其中一個鎖孔66中。如果由于鎖孔66沒對準鎖銷48導致扭矩輪46的旋轉過早中止，這向使用者表明卡口連接形成部44未正確與唇狀形成部63接合，需要進一步旋轉鉆桿連接器主體14以使其與插入件60準確對準。當鎖銷48正確地位于鎖孔66中時，扭矩輪安裝部46a的端部支撐在插入件60上， 因而進一步有助于相對于鉆桿M固定連接器10。這完成了連接過程?？蓛H僅通過顛倒這些步驟而將軟管50從鉆桿M斷開。同時應理解的是，連接器10和上述方法可用來將軟管連接到開孔上，在連接器10 的優(yōu)選用途中，側孔52設置有可在打開位置之間與封閉位置之間移動的閥元件68，在所述打開位置中，允許流體沿側孔52流動，而在封閉位置中，基本阻止流體沿側孔52流動。插入件60設置有閥座70，在封閉位置時與閥元件68與閥座70接合，從而提供充分流密密封， 關閉流體至側孔52的流動。閥元件68通過彈性偏置件被偏置到封閉位置，在本實施例中該彈性偏置件是螺旋狀的盤簧72。在軟管50是鉆進泥漿軟管的情況下，該軟管用于如以上所述在為鉆柱增設新的鉆桿節(jié)段的過程中，保持泥漿流沿鉆桿M向下流動，期望的是避免鉆桿M中的壓力尖峰。如在本實施例中，閥元件68被優(yōu)選配置成使得暴露于軟管50中的壓力下的閥元件68的表面積大約等于或小于暴露于鉆桿M中的流體壓力下的閥元件68的表面積。這意味著當軟管50中的流體壓力大約等于鉆桿M中的泥漿壓力時，例如當通過同一泥漿泵將泥漿供給到鉆桿M和軟管50時，通過軟管50中的流體壓力施加在閥元件68上的力傾向于克服彈簧72的偏置力將閥元件68移動到打開位置，該力小于通過鉆桿M中的流體壓力施加在閥元件68上的、將閥元件68維持在封閉位置的力。這是期望的，因為這會在軟管 50連接上后，在控制流體從泵到鉆桿M的主孔54b供應的閥關閉之前，防止閥元件68過早打開?！┰撻y關閉，由于現(xiàn)在泥漿泵僅將泥漿供應到軟管50中，那么軟管50供應的流體壓力直到超過鉆桿M中的流體壓力的量足以將閥元件68從封閉位置移到打開位置，才允許流體從軟管50流到鉆桿M中。可能這需要積聚強大的壓力，并且這可導致在閥元件68首次打開時，在鉆桿M中具有不期望的壓力尖峰。為了避免這些，期望的是提供閥打開裝置，該裝置提供在軟管50中積聚的壓力太大之前將閥元件68從封閉位置移到打開位置的機械手段。在本實施例中，閥打開裝置包括致動元件74，在本實施例中該致動元件是大致直桿，其沿鉆桿連接器主體14的中央孔22延伸至軟管連接器主體12的主孔20中，并穿過軟管連接器主體12的輔助孔75延伸至連接器10的外部。為了充分阻止流體通過輔助孔75從連接器10外泄，設置密封裝置以在桿74與軟管連接器主體12之間維持充分流密密封，同時允許桿74相對于軟管連接器主體12滑動。在本實施例中，所述密封裝置包括兩個0形環(huán)80，每個密封環(huán)位于繞桿74設置的周向槽中。如圖3最佳所示，桿74也設置有大致螺旋狀的螺紋，該螺紋與軟管連接器主體12的相應的內螺紋延伸部76接合，該內螺紋延伸部繞桿74從軟管連接器主體12向外延伸。手柄部78固定到桿74的外端7 上以幫助使用者旋轉桿74而將桿74旋入或旋出連接器10。為防止使用者將桿74從軟管連接器主體12完全旋出，在桿74的位于連接器10外的部分上安裝保持蓋82，保持蓋82具有管狀側壁82a，在該管狀側壁的內表面上設置有螺紋，該螺紋與設置在延伸部76的外表面上的相應的螺紋接合。保持蓋82可借助一個或更多個平頭螺釘83(為了清晰，僅在圖3中示出)被鎖定在合適的位置，將每個平頭螺釘擰入設置在側壁82a中的螺紋孔中并擰入設置在延伸部76的相應孔隙中。桿74延伸穿過保持蓋82的端表面82b中的孔隙，保持蓋82的端表面82b處于桿74的螺紋與手柄部78之間。該孔隙具有比桿74的螺紋小的直徑，因此端表面82b起止動件的作用，螺紋與端表面82b的接合就桿74可從軟管連接器主體12旋出多遠設定限制。為了對桿74提供額外的支撐，在本發(fā)明的實施方式中設置有桿支撐件84。桿支撐件84包括小直徑的中央環(huán)8 和大直徑的外環(huán)84b，該中央環(huán)由多個輻條支撐，在該實施例中為三個。外環(huán)84b被夾持在鉆桿連接器主體14的第一端M與軟管連接器主體12的外螺紋端18的內部分18c與中間部分18b之間的肩部之間，桿74延伸穿過內環(huán)84b，使得內環(huán)84b為桿74提供額外的支撐。閥元件68設置有延伸至鉆桿連接器主體14的中央孔22中的閥桿68a，當桿74擰入軟管連接器主體12中時，該閥桿與桿74的第二端74b接合。通過在桿74與閥桿68a最初接合后繼續(xù)將桿74擰入軟管連接器主體12中，閥元件68被推動而克服彈簧72的偏置力，脫離與閥座70接合，即被推動到允許流體從軟管50流向鉆桿M的打開位置。應理解的是，在保持連接器10不脫離本發(fā)明范圍的同時，可對連接器10做多種修改。在上述實施例中，在多個位置使用0形環(huán)，以在兩個相鄰的可相對移動的部件之間提供流密密封。應理解的是，可使用包括迷宮式密封件、唇形密封件、金屬對金屬密封件等可選密封裝置。還應該理解的是，在本發(fā)明的實施方式中，設置有四個卡口連接形成部44 ；然而并不必需如此，可設置更多或更少的卡口連接形成部，只要插入件60為每個卡口連接形成部44設置有至少一個唇狀形成部63，并且卡口連接形成部不會延伸超過鉆桿連接器主體14總周長的一半即可。盡管就卡口連接形成部的連接強度來說優(yōu)選的是使其在鉆桿連接器主體14周長的大約一半上延伸，但是也可使卡口連接形成部的延伸范圍明顯小于鉆桿連接器主體14周長的一半。類似的是，盡管在該實施例中，連接器10設置有四個鎖銷48，但是也可使用更多或更少(其數(shù)量不需要與卡口連接形成部44的數(shù)量相同)的鎖銷48，只要插入件60為每個鎖銷48設置有至少一個鎖孔66即可。盡管在該實施例中，連接器10形成L形管，從而允許軟管50與鉆桿M大致平行，但并不必需如此，并且取決于軟管50相對于鉆桿M的取向，軟管連接器主體12可大致為直的，或以除90度外的角度彎曲。在本實施例中，鎖定環(huán)32被擰到軟管連接器主體12上，并與設置在鉆桿連接器主體14上的鎖定凸緣30接合。然而，應理解的是，這可顛倒，使鎖定環(huán)32與設置在鉆桿連接器主體14上的螺紋接合，并與設置在軟管連接器主體12上的鎖定凸緣接合。盡管在本實施例中，利用螺紋實現(xiàn)致動閥元件68所需的桿74的運動，但是桿74可由其它裝置同樣驅動，例如凸輪。也可提供馬達裝置來驅動桿74的運動，而不是這樣手動執(zhí)行。此外，盡管在本實施例中，使用外部安裝的蓋82保持桿74，也可使用位于連接器10內的另選裝置保持桿74。在本實施例中，將連接器10描述為將鉆桿M中的側孔連接到軟管50，應理解的是，連接器10同樣可用于將軟管50連接到任意其它形式的管的側孔上，包括但不限于潛水泵、套管以及采油管。當在說明書和權利要求中使用時，術語“包括”、“包含”及其變形意味著含有具體特征、步驟或部件。這些術語不應解釋為排除其它特征、步驟或部件的存在。在前述說明、所附述權利要求或附圖中公開的、以其具體形式或按照執(zhí)行所公開的功能的手段或獲取公開的結果的方法或過程表述的特征可單獨或組合使用從而以不同形式實現(xiàn)本發(fā)明。
權利要求
1.一種鉆桿和連接器組件，該組件用于將軟管連接到所述鉆桿的側孔，所述鉆桿具有圍繞主孔的壁，并且所述側孔從所述主孔穿過所述壁延伸至所述鉆桿的外部，所述連接器包括形成所述連接器的第一端的軟管連接器主體，所述第一端適合連接到所述軟管；以及形成所述連接器的第二端的鉆桿連接器主體，所述第二端連接到所述鉆桿，所述連接器具有外表面和內表面，該內表面圍繞從所述連接器的所述第一端延伸至所述連接器的第二端的孔，所述鉆桿連接器主體設置有至少一個卡口連接形成部，所述卡口連接形成部從所述連接器的所述外表面相對于所述孔大致徑向向外延伸，所述卡口連接形成部的延伸范圍小于所述鉆桿連接器主體的外表面的周長的一半，其中所述鉆桿連接器主體還設置有用于確保所述連接器與所述鉆桿的圍繞所述側孔的表面之間充分流密密封的裝置。
2.根據(jù)權利要求1所述的組件，其中，所述鉆桿連接器主體可相對于所述軟管連接器主體旋轉，并且所述連接器還包括用于提供所述鉆桿連接器主體和所述軟管連接器主體之間的充分流密密封的裝置。
3.根據(jù)權利要求1或2所述的組件，其中，所述鉆桿連接器主體借助鎖定環(huán)相對于所述軟管連接器主體固定，所述鎖定環(huán)繞所述連接器的外部延伸并具有第一部分，該第一部分設置有用于將所述鎖定環(huán)固定到所述軟管連接器主體和所述鉆桿連接器主體之一的裝置； 以及第二部分，該第二部分與設置在所述軟管連接器主體和所述鉆桿連接器主體中的另一個上的鎖定形成部接合，以限制或阻止所述軟管連接器主體相對于所述鉆桿連接器主體平移運動。
4 根據(jù)權利要求3所述的組件，其中，用于將所述鎖定環(huán)固定到所述軟管連接器主體和所述鉆桿連接器主體之一上的所述裝置包括螺紋。
5.根據(jù)權利要求4所述的組件，其中，用于將所述鎖定環(huán)固定到所述軟管連接器主體或所述鉆桿連接器主體上的裝置包括一個或更多個鎖銷，所述鎖銷可具有或不具有螺紋， 每個所述鎖銷均位于延伸穿過所述鎖定環(huán)的所述第一部分的孔隙中，并且在使用中所述鎖銷延伸至設置在供固定所述鎖定環(huán)的所述連接器主體中的相應的孔隙中。
6.根據(jù)權利要求2所述的組件，其中，所述鉆桿連接器主體設置有手柄，該手柄適合使用者抓握以幫助使用者相對于所述軟管連接器主體旋轉所述鉆桿連接器主體。
7.根據(jù)上述任一權利要求所述的組件，其中，所述連接器還設置有鎖定裝置，該鎖定裝置可操作成與所述鉆桿接合，所述鉆桿連接器主體的所述卡口連接形成部或每個所述卡口連接形成部與所述鎖定裝置接合，以充分防止所述鉆桿連接器主體相對于所述鉆桿旋轉。
8.根據(jù)權利要求7所述的組件，其中，所述鎖定裝置包括螺紋圈，該螺紋圈繞所述連接器的外部安裝，并與所述連接器的外部的相應的螺紋部分接合；以及一個或更多個細長銷，所述一個或更多個細長銷大致垂直于所述螺紋圈朝所述連接器的所述第二端延伸。
9.根據(jù)權利要求8所述的組件，其中，所述鎖定裝置設置有手柄，該手柄可用于幫助使用者沿所述連接器的外部的所述螺紋部分擰所述螺紋圈。
10.根據(jù)上述任一權利要求所述的組件，其中，所述鉆桿設置有閥元件，所述閥元件能在允許流體沿所述側孔流動的打開位置和基本上阻止流體沿所述側孔流動的封閉位置之間運動；并且所述連接器設置有包括桿的閥致動元件，所述桿經由所述連接器中的孔隙從所述連接器的所述孔延伸至所述連接器的外部，所述閥致動元件可運動成與所述閥元件接合，以使所述閥元件在所述打開位置和所述封閉位置之間運動。
11.根據(jù)權利要求10所述的組件，其中，所述桿設置有螺紋，該螺紋與設置在所述連接器中的孔隙中的相應螺紋接合。
12.根據(jù)上述任一權利要求所述的組件，其中，所述卡口連接形成部或每個所述卡口連接形成部與設置在所述管狀件的圍繞所述側孔的壁中的相應的接合形成部接合，使得所述鉆桿連接器主體相對于該管狀件的平移運動受限或被阻止。
13.根據(jù)權利要求12所述的組件，其中，所述接合形成部或每個所述接合形成部包括唇狀形成部，該唇狀形成部從圍繞所述側孔的所述壁徑向向內延伸至所述側孔中，該唇狀形成部僅繞圍繞所述側孔的所述壁的周長的一部分延伸，并僅沿圍繞所述側孔的所述壁的深度的一部分延伸，所述深度是指所述管狀件的外部與所述主孔之間的距離。
14.根據(jù)權利要求12或13所述的組件，其中，所述接合形成部的數(shù)量與設置在所述連接器的所述鉆桿連接器主體上的所述卡口連接形成部的數(shù)量相同。
15.根據(jù)權利要求12至14中的任一項所述的組件，其中，所述卡口連接形成部的高度為使得所述連接器的所述第二端的最大直徑小于所述側孔的最大內直徑。
16.根據(jù)權利要求15所述的組件，其中，所述唇狀形成部的高度為使得所述連接器的所述第二端的最大直徑大于所述側孔的最小內直徑。
17.根據(jù)權利要求12至16中的任一項所述的組件，其中，在設置有一個接合形成部的情況下，所述接合形成部的端部之間的間隙大到足以使所述卡口連接形成部穿過所述接合形成部的端部之間的所述間隙。
18.根據(jù)權利要求12至16中的任一項所述的組件，其中，在設置有不止一個所述接合形成部的情況下，相鄰的接合形成部的端部之間的間隔大到足以使一個或更多個卡口連接形成部穿過所述相鄰的接合形成部的端部之間的間隙。
19.一種在軟管和管狀件之間安裝根據(jù)權利要求1所述的連接器的方法，所述管狀件具有圍繞主孔的壁，并且所述側孔從所述主孔穿過所述壁延伸至所述管狀件的外部，所述方法包括以下步驟將所述軟管連接器主體固定在所述軟管上，使得允許流體從所述軟管流到所述連接器的所述孔中；在將所述軟管連接器主體固定在所述軟管上之前或之后，將所述鉆桿連接器主體固定到所述軟管連接器主體；然后，使所述鉆桿連接器主體相對于所述軟管連接器主體和所述管狀件旋轉，以便使所述鉆桿連接器主體相對于所述管狀件成第一角度取向；然后，將所述連接器的所述第二端插入所述側孔中并相對于所述軟管連接器主體和所述管狀件旋轉所述鉆桿連接器主體，以使所述鉆桿連接器主體相對于所述管狀件成第二角度取向，在該第二角度取向中，至少一個卡口連接形成部與繞所述管狀件的所述側孔設置的相應的卡口接合形成部接合，所述卡口連接形成部與所述卡口接合形成部的接合防止所述鉆桿連接器主體從所述側孔移除。
20.根據(jù)權利要求19所述的方法，其中，將所述鉆桿連接器主體固定到所述軟管連接器主體的步驟包括使所述鉆桿連接器主體與所述軟管連接器主體接合；繞所述連接器的外部安裝所述鎖定環(huán)并將所述鎖定環(huán)的第一部分固定到所述軟管連接器主體和所述鉆桿連接器主體之一上，使得第二部分與設置在所述軟管連接器主體和所述鉆桿連接器主體中的另一個上的鎖定形成部接合，以限制或阻止所述軟管連接器主體相對于所述鉆桿連接器主體平移運動。
21.根據(jù)權利要求19或20所述的方法，其中，所述方法還包括以下步驟在將所述鉆桿連接器主體旋轉至所述第二取向之后，操作一鎖定裝置，使得所述鎖定裝置與所述管狀件接合，以充分阻止所述鉆桿連接器主體相對于所述管狀件進一步旋轉。
22.根據(jù)權利要求19至21中的任一項所述的方法，其中，所述方法還包括以下步驟 在所述鉆桿連接器主體旋轉至所述第二取向之后，操作一閥致動元件，使得設置在所述管狀件的所述側孔中的閥元件從封閉位置移動到打開位置。
23.一種用于將軟管連接到管狀件的側孔上的連接器，所述管狀件具有圍繞主孔的壁， 并且所述側孔從所述主孔穿過所述壁延伸至所述管狀件的外部，所述連接器包括形成所述連接器的第一端的軟管連接器主體，所述第一端適合連接到所述軟管；形成所述連接器的第二端的鉆桿連接器主體，所述第二端適合連接到所述管狀件，所述連接器具有外表面和內表面，該內表面圍繞從所述連接器的所述第一端延伸至所述連接器的第二端的孔，其中所述連接器設置有閥致動元件，該閥致動元件延伸至所述鉆桿連接器主體，并且可在所述連接器在所述軟管和所述管狀件之間連接時被操作成在第一位置和第二位置之間運動。
24.根據(jù)權利要求23所述的連接器，其中，所述閥致動元件包括桿，該桿從所述連接器的所述孔經由所述連接器中的孔隙延伸至所述連接器的外部。
25.根據(jù)權利要求23或M所述的連接器，其中，所述閥致動元件從所述第一位置向所述第二位置運動包括朝所述連接器的所述第二端平移運動。
26.根據(jù)權利要求M所述的連接器，其中，所述桿設置有螺紋，該螺紋與設置在所述連接器中的所述孔隙中的相應的螺紋接合。
全文摘要
一種鉆桿和連接器(10)的組件，其用于將軟管(5)連接到鉆桿(54)的側孔(52)，鉆桿(54)具有圍繞主孔(54b)的壁(54a)，側孔(52)從主孔(54b)穿過壁(54a)至延伸鉆桿(54)的外部，連接器(10)包括形成連接器(10)的第一端的軟管連接器主體(12)，所述第一端適合連接到軟管(50)；以及形成所述連接器(10)的第二端的鉆桿連接器主體(14)，所述第二端連接到鉆桿(54)，所述連接器(10)具有外表面和內表面，該內表面圍繞從連接器(10)的第一端延伸至連接器(10)的第二端的孔(20，22)，所述鉆桿連接器主體(12)設置有至少一個卡口連接形成部(44)，該卡口連接形成部(44)從連接器(10)的外表面相對于孔(20，22)大致徑向向外延伸，所述卡口連接形成部(44)的延伸范圍小于鉆桿連接器主體(14)的外表面的周長的一半，其中鉆桿連接器主體(14)還設置有確保連接器(10)和鉆桿(54)的圍繞側孔(52)的表面之間充分流密密封的裝置。
文檔編號F16L37/44GK102378847SQ201080015338
公開日2012年3月14日 申請日期2010年3月31日 優(yōu)先權日2009年4月3日
發(fā)明者A·麥基格, C·萊藤伯格, J·巴克蘭, R·揚格爾 申請人:控制壓力營運私人有限公司