改良構造を有するワイヤードドリルパイプ
ドリルストリング要素(1)は、接合終端部(4、6)を有するメインパイプ(2)
と、少なくとも1本のワイヤに対する保護手段とを備える。メインパイプ(2)は、上記接合終端部の片方(4)において第一ホール(14)を備え、もう一方の接合終端部(6)において第二ホール(15)を備え、両方のホールは、中央孔(8)によって接続される。保護手段は、上記ワイヤを収容するように配置されたガイドチューブ(10)を備え、ガイドチューブ(10)の両終端部は、第一ホール(14)と第二ホール(16)内部にそれぞれ配置される。保有手段が、ガイドチューブ(10)の各終端部における少なくとも第一ホール(14)と第二ホール(16)のうちの一方に配置される。上記ガイドチューブの各終端部が、第一ホールと第二ホール(16)のうちの上記一方と相対的に、そのホールの長手両方向の少なくとも一方向へ移動するのを防ぐように、保有手段はデザインされる。
と、少なくとも1本のワイヤに対する保護手段とを備える。メインパイプ(2)は、上記接合終端部の片方(4)において第一ホール(14)を備え、もう一方の接合終端部(6)において第二ホール(15)を備え、両方のホールは、中央孔(8)によって接続される。保護手段は、上記ワイヤを収容するように配置されたガイドチューブ(10)を備え、ガイドチューブ(10)の両終端部は、第一ホール(14)と第二ホール(16)内部にそれぞれ配置される。保有手段が、ガイドチューブ(10)の各終端部における少なくとも第一ホール(14)と第二ホール(16)のうちの一方に配置される。上記ガイドチューブの各終端部が、第一ホールと第二ホール(16)のうちの上記一方と相対的に、そのホールの長手両方向の少なくとも一方向へ移動するのを防ぐように、保有手段はデザインされる。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
本発明は石油・ガス掘削に関し、特に、ダウンホール用ドリルストリングに沿って情報を伝送する装置やツールを有したドリルパイプに関する。
【背景技術】
【0002】
ダウンホール掘削産業では、ドリルリグの使用によりダウンホール用ツールを補助して、地中にボーリング穴を掘る。ダウンホール用ツールの多くは、少なくともドリルストリングの一部分となっている。
【0003】
操作中、典型的には、掘削流体は加圧された状態で、ドリルストリングを介してドリルリグに供給される。ドリルストリングは、ドリルリグによって回転し、ドリルストリングの下端に設置されたドリルビットを回転させる。
【0004】
加圧された掘削流体は、ボーリング穴内のドリルストリングの下端へ向かい、そしてドリルストリング外面に戻るように循環して、掘削した地中の掘削くずを外面に運び排出する作用を有する。
【0005】
また、ドリルビットは、ドリルモーターやドリルタービンのような、ドリルビットに隣接する他のダウンホール用ツールによって回転させてもよい。
【0006】
あるダウンホール用ツールは、ドリルパイプと、掘削同時検層用ツールやセンサパッケージのようなダウンホール用計測器とから構成される。また、その他有用なダウンホール用ツールは、掘削産業において良く知られている、スタビライザー、ホールオープナー、ドリルカラー、重量ドリルパイプ、サブアセンブリ、アンダーリーマー、回転操縦システム、ドリルジャー、ドリルショックアブソーバーを有する。
【0007】
ダウンホール掘削産業では、様々なセンサを使用して、例えば、ダウンホールの地層形成、ダウンホール用ツールの状態、あるいは操作状況に関する測定が多く行われる。
【0008】
その測定結果は、地表にいるオペレーターや技術者にとって有用なものである。また、その測定は、ドリルストリング上の様々な地点で行われてもよい。その測定データは、石油、ガス、あるいはミネラル含有貯蔵層へ正確に打ち込むために、掘削方向や貫通速度などの掘削パラメータを決定するのに使用される。
【0009】
この測定データは、地表面に伝送される。
【0010】
掘削同時計測(MWD)システムや、掘削同時検層(LWD)システムは、ドリルビット付近の状況に関する情報をリアルタイムで提供する。このリアルタイム情報は、掘削プロセス中の決定に役立つ。
【先行技術文献】
【特許文献】
【0011】
【特許文献1】US2006/0225926
【特許文献2】US6,717,501
【特許文献3】US7,017,667
【特許文献4】US6,641,434
【特許文献5】US6670880
【特許文献6】US4605268
【特許文献7】FR08/05376
【特許文献8】US6641454
【発明の概要】
【0012】
ダウンホール−地表面間のデータ伝送に関するこれまでの産業標準としては、泥水パルス遠隔法があり、この遠隔法では、ドリルストリング上で変調された音波を、ドリルストリングを使用して伝達する。このようなデータの伝送率は、一般的に10bits/秒より低い。
【0013】
また、MWD/LWDシステムによって収集されたデータをダウンホール用メモリに保存することも知られている。この収集されたデータは、ダウンホール用メモリから、ビットランの最後にダウンロードされる。これらデータはリアルタイムな情報を提供していないので、この遅延によって、収集されたデータの値は減少する。更に、メモリがボーリング穴内で損傷を受けたり、MWD/LWD用ツールがボーリング穴内で紛失することにより、データを消失するという大きなリスクも存在する。
【0014】
従来の伝送方法では非常に低いデータ伝送率や安全に伝送出来ないなどの理由により、相互に連結されたドリルパイプジョイント内にワイヤを通す方法が、20世紀終わりに提案された。ワイヤードドリルパイプでは、電流誘導カプラー対が使用されている。カプラーは、ドリルパイプの封止面に隣接して設置される。その他刊行物には、ダウンホール用パイプジョイントの軸の長さ方向に沿ったデータ伝送に対する解決方法が記載されている。
【0015】
US2006/0225926には、伝送信号に関するシステムが記載され、特に、ボーリング穴内の1つ以上のダウンホール地点と地表間のデータ伝送法を適応したドリルパイプが記載されている。
【0016】
しかしながら、伝送ワイヤ線を有するドリルパイプ部は、ボーリング穴内の圧力、摩擦、振動、また摩耗に対して、非常に敏感である。操作中、ドリルパイプは、湾曲、軸方向に圧縮、または/あるいは引き伸ばされることがある。更に、操作中、掘削によって、ドリルパイプは、泥水密度と泥水までの高さとの関数となる泥水圧力と交差する。
【0017】
US6,717,501は、ドリルパイプ部の中央孔内にある同軸ワイヤ保護用の直線型チューブ状鞘について記載している。この鞘は、PEEKのような有機物から形成され、ポリマーにより中央孔に接着する。この直線型チューブ状鞘は、ワイヤへの機械的負荷に対して低い抵抗を示すのみである。また、その他のケースとして、US7,017,667に開示されるように、中央孔に沿ってつる巻き状に伸びる鞘も提案されている。
【0018】
US2006/0225926は、ドリル部の内面に配置された金属鞘について開示している。ワイヤは、上記鞘とドリル部の内面との間に内包される。このような鞘を使用するためには、高価なハイドロフォーミング用機材の実装を伴う。更に、鞘の終端部では、使用荷重下の圧縮泥水の密閉が確実ではない。
【0019】
この鞘は、特に、中央孔内の光学あるいは電気的ワイヤを摩擦や摩耗から保護する。しかし、このような鞘、特にPEERのような有機物から形成された鞘は、圧力や振動からワイヤを保護する効果をあまり有していない。更に、鞘自身が、圧力や振動によって損傷を受けることもある。
【0020】
本発明の目的は、上記観点から改良された、ワイヤードドリルストリング部を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【0021】
本発明の要素として、ドリルストリング部は、終端に接合部を有するメインパイプと、少なくとも1本のワイヤを保護する保護手段と、から構成され、上記保護手段は、メインパイプの中央孔内に延在し、メインパイプは、上記接合終端部のうちの片方に第一ホール、もう一方の接合終端部に第二ホールを有し、両方のホールは、中央孔と連結している。また、保護手段は、上記ワイヤを収容するように配置されたガイドチューブから構成され、ガイドチューブの両端は、第一ホールと第二ホール内にそれぞれ配置される。更に、ガイドチューブの各終端部に対して、第一ホールあるいは第二ホールのうちの少なくとも一方に、保有手段が配置されている。上記保有手段により、ガイドチューブの上記終端部が、上記第一ホールあるいは第二ホールのうちの片方に対して少なくともホール長さ方向に相対的に移動するのを防ぐように考案されている。
【0022】
本発明者は、接合終端部を有するメインパイプと、少なくとも1本の光学あるいは電気的ワイヤを収容するためのガイドチューブと、から構成されるワイヤードドリル部を考案した。ガイドチューブは、メインパイプの中央孔内に、上記接合終端部のうちの片方における第一ホールから、もう片方における第二ホールまで延在している。ガイドチューブは、金属製であってもよい。保有手段により、ガイドチューブには、有益な効果となる長さ方向の張力あるいは圧縮力があらかじめかけられている。
このように保有されたガイドチューブでは、ドリルパイプによって負荷された荷重下でガイドチューブ終端部が変形するのも防ぐことが出来る。従って、電気そして/あるいは光学的情報をドリルパイプから隣接するドリルパイプに伝送するための接合終端部に配置されたカプラーが、損傷するのを防ぐ。
【0023】
保有手段は、ガイドチューブが上記ホールの長さ方向に移動してしまうのを防ぐように配置される。
保有手段は、ガイドチューブに対して、少なくとも一つの当接面を有することが出来る。典型的には、当接面は、対応する第一あるいは第二ホールにおいて、パイプの軸に対して放射状に延在している。当接面は、ホールの肩部分の面であったり、あるいはホール内に位置する止め部材のような付属部材の終端面であったりする。また、ホールに対して付属部材が相対的に長さ方向において変形するのを防ぐように、固定手段がホール内に備えられている。固定手段は、付属部材の外面とホールの内面との間に摩擦継手を有する。摩擦継手は、付属部材の直径方向広がり部を介して形成される。機械的保有部(例えば、ガイドチューブの長さ方向終端部と連携するねじ/留めねじ保有部)のようなガイドチューブに対する固定手段は、ポケット状の空洞内に備えられる。
【0024】
第一あるいは第二ホールは、環状溝の底面で終端となり、他のドリルストリング部に信号を伝送するための結合器の(例えば、導電層から成る)対応する環状部を受ける。付属部材は、その対応する環状部の開口部を貫通し、環状部に対する固定部として配置される。
【0025】
ある実施の形態では、当接面は、典型的には、パイプの軸に対して放射状に形成されているガイドチューブの終端面と連携することで、保有手段のように機能する。
【0026】
別の実施の形態では、当接面は、ガイドチューブの放射状延在部と連携することで、保有手段のように機能する。
【0027】
更に別の実施の形態では、環状薄膜面で形成された当接面は、ガイドチューブが貫通する環状リングのような付属部材の内面となる。この付属部材は、典型的には、中央孔の開口部となるポケットのような内部空洞内に配置され、上記ホールはこの内部空洞内を貫通する、あるいは、内部空洞で終端となる。
【0028】
保有手段は、ホールの主な部分よりも大きな断面サイズを有するホールの長手部分に、少なくとも一つの保有部を有する。この保有部は、ガイドチューブの放射状延在部と連携して動く。実行され得る形態として、上記保有部は、選択的には、放射状溝のような、中央孔で開口した少なくとも一つの空洞から構成され、ホールの主な部分の直径よりも深い奥行きを有する。この空洞には、金属材料あるいは合成材料が満たされている。
【0029】
更に、実行され得る形態として、保有手段は、ホールの長手部の内面とガイドチューブの長手部の外面との間に配置される摩擦継手から構成される。
【0030】
保有手段は、ガイドチューブと対応する接合終端部との間を密閉する部分を形成する。
【0031】
実行され得る形態として、ホールは、中央孔の内面で開口している長手方向溝部のように形成された長手方向部を有する。
【0032】
また、実行され得る形態として、ホールは、対応する接合終端部の末端面で終端し、ガイドチューブは、上記末端面に当接するフランジのように作られた、長手方向末端面を有する。
【0033】
更に、実行され得る形態として、ガイドチューブは、少なくとも1本のワイヤを収容する付属ガイドチューブを有し、ガイドチューブの外周面と内周面間の泥水に対する接触手段を有する。付属ガイドチューブは、典型的には、その長手方向で、ガイドチューブに対して自由に移動するように配置される。
【0034】
更に、異なる形態として、ガイドチューブは、チューブ状の鞘内に収容されており、そのチューブ状鞘は、接合終端部に対して密閉され、その接合終端部に対して自由に移動するように配置されている。
【0035】
このようなドリルストリング部は、例えば、ドリルパイプ、重量ドリルパイプ、あるいはドリルカラーのように考案される。
【0036】
本発明は、ガイドチューブから構成されるこのようなドリルストリング部にも関連している。
【0037】
本発明は、以下の記述や図面により、より理解され、十分に明確となるであろう。 これら図面は、典型的で非限定的な実施の形態のみを示している。
【図面の簡単な説明】
【0038】
【図1】ワイヤードドリルパイプの平面図である。
【図2】図1のII−II線に沿ったワイヤードドリルパイプの断面図である。
【図3】図1のワイヤードドリルパイプの異なる実施の形態を示す断面図である。
【図4】図1のワイヤードドリルパイプの異なる実施の形態を示す斜視図である。
【図5】第一の実施の形態による、図1のワイヤードドリルパイプのVで示される部分の長手断面図である。
【図6】異なる実施の形態による、図5の類似体である。
【図7】第二の実施の形態による、図5の接合部の一部を示す長手断面図である。
【図8】第二の実施の形態による、図5の接合部の一部を示す長手断面図である。
【図9】第三の実施の形態による、図5の接合部の一部を示す長手断面図である。
【図10】異なる実施の形態による、図9の類似体である。
【図11】第四の実施の形態による、図9の類似体である。
【図12】第五の実施の形態による、図9の類似体である。
【図13】第六の実施の形態による、図9の類似体である。
【図14】第七の実施の形態による、図9の類似体である。
【図15】第八の実施の形態による、図9の類似体である。
【図16】第九の実施の形態による、図9の類似体である。
【図17】第十の実施の形態による、図9の類似体である。
【図18】第十一の実施の形態による、図9の類似体である。
【図19】第十二の実施の形態による、図9の類似体である。
【図20】本発明の更なる改良によるガイドチューブの部分断面図である。
【図21】図20の異なる実施の形態である。
【図22】張力保持された非密閉ガイドチューブにかかる応力を、限界曲線と対比させた図である。
【図23】密閉ガイドチューブの図22の類似体である。
【発明を実施するための形態】
【0039】
一般的な記述で図示された構成要素が、広範囲に異なる構成によって配置されたり、デザインされたりすることは、容易に理解されるであろう。図面で示される、以下の本発明の装置のより具体的な記述は、請求項で記述された本発明の範囲を限定しないが、本発明の様々な選択的実施の形態を単に示しているに過ぎず、任意に本発明の定義に寄与する。
【0040】
図1と図2には、伸長されたメインパイプ2を有するワイヤードドリルパイプ1が示されている。伸長されたメインパイプ2の両端には、ドリルストリング上の隣接するドリルパイプ同士を接合するための第一の接合部4と第二の接合部6を各々備える。
【0041】
US2006/0225926には、ドリルリグとドリルストリングが記述されている。US2006/0225926の内容、特にドリルリグとドリルストリングに関する記述は、参照として組み込まれている。
【0042】
ここで、第一の接合部4と第二の接合部6は相補的な部分として構成されている。すなわち、第一の接合部4は、ドリルストリング上の同様の隣接するワイヤードドリルパイプの第二の接合部6と接合するように適応され、また逆の部分も同様である。
【0043】
第一の接合部4と第二の接合部6の両者は、ドリルストリング上のワイヤードドリルパイプ1から隣接するワイヤードドリルパイプ1へのデータ伝送用の誘導カプラーをそれぞれ有する。例えば、US6,641,434や、US6670880、またUS4605268には、ワイヤードドリルジョイントにおける誘導カプラーが記載されている。
【0044】
US6,641,434や、US6670880、またUS4605268の内容、特に上記誘導カプラーに関する記述は、参照として組み込まれている。
【0045】
第一の接合部4と第二の接合部6は、ドリルパイプ1の「ツール用ジョイント」としても知られる。
【0046】
メインパイプ2は、メインパイプ2の一端から他端まで長手方向に伸びる中央孔8を有する。
【0047】
ドリルパイプ1は、ガイドチューブ10、あるいは、導管を備え、これは、中央孔8内で主に第一の接合部4から第二の接合部6に延在し、伸長された空洞部材となる。ここで、ガイドチューブは金属製であるが、他の物質から形成されても適切となる。ガイドチューブ10は、湾曲しやすい。
【0048】
ガイドチューブ10は、1本以上の電気ワイヤあるいはケーブルを不自由なく収容する。例えば、ドリルパイプ1の両端に配置された誘導カプラー同士を接合するために、このようなワイヤあるいはケーブルを使用することが出来る。
【0049】
ここで、ガイドチューブ10が中央孔8の内面12と接触するように配置されることによって、ガイドチューブ10は、中央孔8内を流れる掘削流体のいかなるダメージからも保護される。
【0050】
ガイドチューブ10は、例えば、溶接あるいは接着接合により、中央孔8の内面12に接着される。
【0051】
ガイドチューブ10自身は、中央孔8内を流れる圧力された掘削流体(掘削泥水)、その他の物質、あるいは物体からも保護される。
【0052】
図3には、ガイドチューブ10が、中央孔8の内面12に形成された保護層13に埋め込まれた状態で示されている。保護層13は、例えば、エポキシ樹脂のような保護材から形成されている。
【0053】
図1と図2の実施の形態では、ガイドチューブ10は、中央孔8内で実質的に真っ直ぐ伸長している。
【0054】
また、図4には、ガイドチューブ10が、他の特異形状に形成された状態で示されている。ここで、ガイドチューブ10は、つる巻き状あるいは渦巻状模様で伸長し、これにより、掘削作業中の湾曲、張力、あるいは圧縮荷重に対するガイドチューブの信頼性を向上している。このような性質に関するより詳細な記述は、US7017667、あるいは、本発明者名での2008年9月30日付で出願されたフランス特許明細書08/05376において見られる。
【0055】
第一の接合部4と第二の接合部6は、メインチューブ2の壁面に沿って配置された第一ホール14と第二ホール16をそれぞれ有する。
【0056】
第一ホール14は、中央孔8を、中央孔8の対応する終端部近くに位置するドリルパイプ1の第一の末端面18に接続する。言い換えると、第一ホール14の片方の終端部は、中央孔8の内部で終端となり、もう一方の終端部は、第一の末端面18で終端となる。
【0057】
第二ホール16は、中央孔8を、中央孔8の対応する終端部近くに位置するドリルパイプ1の第二の末端面20に接続する。第二の末端面20は、第二の接合部6の中央部に位置する。
【0058】
ガイドチューブ10は、部分的に第一ホール14と第二ホール16の両方に収容されている。すなわち、第一ホール14(もしくは第二ホール16)の内径は、少なくとも部分的には、ガイドチューブ10の第一の終端部22(もしくは第二の終端部24)の外径に対応している。
【0059】
この“対応する径”により、例えば、第一ホール14の内径は、ガイドチューブ10の第一の終端部22が自由に第一ホール14を通過するのに十分な大きさを有することが分かる。
【0060】
ここで、ガイドチューブ10は、実質的に、その全長に渡って同じ外径を有する。この一定の外径は、ガイドチューブ10の“名目外径”として指定される。
【0061】
第一ホール14と第二ホール16のそれぞれは、一般的に、メインチューブ2に対して長手方向に延在している。ここで、 第一ホール14と第二ホール16のそれぞれは、メインチューブ2の長手方向軸に実質的に並行して延在する長手方向軸を有する。
【0062】
図5は、本発明の第一の実施の形態による第一の接合部4の詳細図である。
【0063】
ドリルパイプ1の第一の末端面18は、中央孔8の長手方向軸に対して同軸上に延在する環状溝28を有し、上記第一の末端面18で開口している。
【0064】
この環状溝28は、例えば、US6641434あるいはUS4605268に開示されている隣接するドリルパイプ間のデータ伝送において使用される、US6641454に開示されている環状コイルや、高い導電材料から成る環状層29を受けるためのものである。ここで、導電層の断面形状はU字型である。あるいは、環状溝28は、US6670880に開示されているのと同じ目的で、磁気導電/電気絶縁性(MCEI)U字谷部や、導電コイルを受けるためのものであってもよい。
【0065】
第一ホール14は、中央孔8内で終端となるメイン部30と、第一の末端面18で終端となりメイン部30に隣接する末端部32とから構成される。末端部32は、第一ホール14に延在する追加孔とみなすことが出来る。
【0066】
第一ホール14の長手方向軸は、環状溝28に対して傍心となる。第一ホール14の末端部32は、環状溝28と交わる。
【0067】
第一ホール14のメイン部30は、ガイドチューブ10の名目外径よりもわずかに大きな内径を有する。従って、ガイドチューブは、メイン部30内で自由に移動することができ、これにより、ガイドチューブ10は、第一ホール14内に用意に取り込まれる。
【0068】
また、第一ホール14は、実質的に、ガイドチューブ10のその全長に渡る名目外径に対応した内径を有する。
【0069】
第一ホール14の末端部32は、環状溝28の幅よりも低い直径を有する、あるいは、層29がある場合にはU字型導電層29の両壁間のギャップ幅よりも低い直径を有する。
【0070】
また、第一ホール14の末端部32が、少なくとも末端部近くで、メイン部30の内径よりも大きな内径を有することにより、ショルダー面36が、第一ホール14のメイン部30と末端部32間の界面に形成される。
【0071】
ガイドチューブ10における、末端部32に対応する部分、すなわちガイドチューブ10の末端部38は、ガイドチューブ10の名目直径よりも大きな外径を有する。ショルダー面36は、ガイドチューブ10の末端部38に対する当接面として機能する。ガイドチューブ10が、中央孔8へ長手方向に移動するのを防ぐ。
【0072】
ここで、第一ホール14の末端部32は、長手方向の張力があらかじめガイドチューブにかけられるように、保有部として機能している。真っ直ぐに延在するガイドチューブにあらかじめ張力をかけておくことにより、ガイドチューブがドリルパイプの母線に沿って配置されて圧縮された場合に、ガイドチューブが歪んでしまうのを防ぐのに有効である。ガイドチューブが、ドリルパイプの中央部にある中央孔の表面に付着していないと、この歪みは特に弊害をもたらす。そして、ガイドチューブは、中央孔内で突き出てしまい、泥水の圧力低下を増加させ、ドリルストリングを降下させるツールにより損傷を受けてしまう。
【0073】
ここで、ガイドチューブ10の末端部38は、ガイドチューブの名目外径に対するガイドチューブ10の拡張部としてデザインされている。
【0074】
ガイドチューブ10は、名目外径のまま、第一の末端面18あるいは中央孔8から第一ホール14内に挿入される。その後、ガイドチューブ10の末端部38は、放射状に塑性的に拡張する。このような直径方向の拡張は、管用エキスパンダあるいはダジョニングによって形成され得る。
【0075】
図6に示すように、末端部38を拡張し、更に、末端部38の外周部と第一ホール14の末端部32の内面部との間の接触圧力を維持するために、固定部37が、ガイドチューブ10の末端部38内に取り込まれる。例示された固定部37は、中空の筒状型である。
【0076】
なお、ガイドチューブの使用は、内部を移動するツールにより容易に拡張され、特定位置で作動出来るという点において、特に有用である。
【0077】
図7と図8は、本発明の第二の実施の形態を示している。
【0078】
メイン部30と末端部32との間に、第一ホール14は、その長手方向に、メイン部30と末端部32の両方よりも大きな直径を有する中間部34を有している。
【0079】
従って、第一ホール14は、メイン部30と中間部34との間の界面に(第一の)ショルダー面36を備え、中間部34と末端部32との間の界面にもう一つの(第二の)ショルダー面42を備える。
【0080】
ここで、第一ホール14のメイン部30と末端部32は、実質的に同じ直径を有する。例えば、第一ホール14は、ある直径、すなわち名目直径を有し、この直径は、中間部34に沿った部分以外では、それ自身の長さ方向に渡ってほぼ一定の直径となる。
【0081】
第一ホール14の中間部34に対応して、ガイドチューブ10は、その名目外径よりも大きな外径を有する中間部44をその長手方向に備え、それにより、第一ホール14の第一のショルダー面36と第二のショルダー面42は、ガイドチューブ10の中間部44に対する当接面として機能する。そして、第一ホール14の中間部34は、ガイドチューブ10に対する保有部として機能する。
【0082】
このような構成から、ガイドチューブが、長手両方向へ、すなわち、第一の末端面18と中央孔8へ移動するのを防ぐことが出来る。
【0083】
この実施の形態では、ガイドチューブの長手方向に、あらかじめ張力あるいは圧縮力が保有部によりかけられていてもよい。
【0084】
あらかじめ張力をかけることは、上記第一の実施の形態において述べられた理由により、ガイドチューブ10を真っ直ぐ保つのに有用である。
【0085】
あらかじめ圧縮力をかけることは、つる巻き形ガイドチューブ10にとって、ドリルパイプ1の長手方向中央部でガイドチューブ10を中央孔8の内面12に押し付けるのに、特に有用である。このようなガイドチューブ10の応力によって、中央孔8内の掘削泥水の圧力低下を最小化し、ドリルストリングを降下させるツールによる損傷を防ぐ。
【0086】
また、第二のショルダー面42によって、ガイドチューブ10が、溝28内に収容されているカプラー装置方向へ移動するのを防ぐことが出来る。従って、このカプラー装置の損傷も防ぐことが出来る。
【0087】
中間(保有)部44は、図7に示すように、例えば、ダジョニング(dudgeonning)操作中に、塑性的に放射方向にガイドチューブ10を拡張させることで形成される。典型的には、この拡張が行われるのは、全長に渡る名目直径を有するガイドチューブ10が、第一ホール14内に挿入された後である。
【0088】
第一ホール14の中間部44の内面34には、ねじ山付け、きざみ付け、そして/あるいはろう付けが行われる。これにより、第一ホール14内にガイドチューブ10を保持する特性が向上する。
【0089】
図8は、ガイドチューブ10の中間部44を、拡張ツール45を使用して形成する例示的な拡張方法を示している。
【0090】
拡張ツール45は、2つの金属部45Bと45Cとの間に配置された筒状エラストマー部45Aから構成される。筒状エラストマー部45Aは、金属部に作用する応力により、軸方向に収縮したり、放射状に拡張したりする。
【0091】
この拡張ツール45がガイドチューブ10内に挿入されると、上記応力により、中間部44において、ガイドチューブ10が保有部34に向けて拡張する。
【0092】
ガイドチューブ10を保有部34に向けて拡張させるために、この拡張方法の代わりに、化学製品が使用されてもよい。
【0093】
保有部34は、必須ではないが、第一ホール14の終端部近くに配置される。
【0094】
図9は、本発明の第三の実施の形態を示している。
【0095】
第一ホール14は、自身のメイン部30よりも大きな直径を有する末端部32を備える。これにより、第一ホール14は、末端部32とメイン部30との間の界面に配置された第一のショルダー面36を備える。
【0096】
ガイドチューブ10は、第一のショルダー面36に当接するように、名目外径よりも大きな外径を有する末端部38を有する。ガイドチューブの末端部38は、ガイドチューブ10の長手方向拡張部として形成される。
【0097】
ガイドチューブ10に対する止め部材46が、第一ホール14の末端部32内に収容されている。ここで、この止め部材46は、ガイドチューブ10の終端面50に対する当接面48を形成している。
【0098】
止め部材46は、第一ホール14の末端部32の内径に対応した外径を持つ中空筒状部としてデザインされている。
【0099】
好ましくは、第一ホール14の末端部32は、ドリルパイプ1の末端面18で終端となる。この場合、止め部材46は、この末端面18から第一ホール14内に向かって挿入される。
【0100】
止め部材46は、少なくとも長手方向で、第一ホール14の末端部32に固定されている。
【0101】
例えば、止め部材46は、自身の外周面と第一ホール14の末端部32の内面との間の摩擦継手手段により固定される。この摩擦継手は、例えば、ダジョニングのように、止め部材46を放射状に塑性的に拡張させて形成される。
【0102】
あるいは、止め部材46は、第一ホール14の末端部32の内面に接着されてもよい。
【0103】
止め部材46の長さは、好ましくは、必要とされる継手強度に基づいて選択される。この継手長さは、ドリルパイプ1において予想される圧縮/屈曲/張力の強度によって判断される。
【0104】
本実施の形態では、第一ホール14の末端部32は、ガイドチューブ10に対する保有部として機能する。ガイドチューブ10が、長手両方向へ移動、すなわち、第一の末端面18や中央孔8へ移動するのを防ぐ。これによって、ガイドチューブ10の長手方向に、あらかじめ張力あるいは圧縮力をかけることが出来る。
【0105】
この第三の実施の形態を特別に改良したものを、図10に示す。
【0106】
ここで、第一ホール14の末端部32は、保有部・終端環状溝28内で終端となる。
【0107】
止め部材46は、保有溝28内に形成された導電層29の固定要素としてデザインされている。
【0108】
例えば、この止め部材46は、第一ホール14の末端部32の内径よりも大きな外径を有するフランジ部54あるいは襟部から構成され、止め部材46が導電層29の対応する開口部を通過すると、このフランジ部54は、導電層29を溝部28の底面31に押し付けることになる。
【0109】
同様のことが、U字型環状MCEI要素においても行われる。
【0110】
止め部材46は、第一ホール14の末端部32の内面に対して拡張あるいは接着される。
【0111】
図11は、本発明の第四の実施の形態を示す。
【0112】
第一ホール14の末端部32は、メイン部30よりも小さな直径を備える。末端部32の直径は、ガイドチューブ10の名目外径よりも小さい。
【0113】
従って、第一ホール14は、自身のメイン部30と末端部32との間の界面に位置するショルダー面36を有する。
【0114】
ショルダー面36は、ガイドチューブ10の末端面50に対する当接面として機能する。
【0115】
ガイドチューブ10は、上記末端部32の内径よりも大きな名目外径を備えているので、第一ホール14の末端部32には収容されない。ここで、ガイドチューブ10には、拡張部は必要とされない。
【0116】
本実施の形態では、第一ホール14の末端部32は、ガイドチューブ部10の保有部として機能する。ガイドチューブ10が、長手方向に、ドリルパイプ1の第一の末端面18へ移動するのを防ぐ。これにより、ガイドチューブ10が移動して、溝部28内のカプラー装置、そして/あるいは、ガイドチューブ10に収容されているワイヤと上記カプラー装置との間の電気コネクタに損傷を与えることを防ぐ。更に、ガイドチューブ10の長手方向に、あらかじめ圧縮力をかけることを可能にする。
【0117】
図12は、本発明の第五の実施の形態を示す。
【0118】
第一ホール14は、自身の長さ方向に渡って、実質的に一定な直径を有する。すなわち、第一ホール14は、メイン部30と末端部32の両方を有していない。言い換えれば、メイン部30と末端部32は、同じ直径を有する。
【0119】
止め部材46と同様の止め部材58をガイドチューブ10に対する当接面として作用させるために、止め部材は、第一ホール14内のガイドチューブ10の末端面50と末端面18との間あるいは溝部28との間に収容される。
【0120】
本実施の形態では、ガイドチューブ10が、長手方向に、ドリルパイプ1の第一の末端面18へ移動するのを防ぐ。更に、ガイドチューブ10の長手方向に、あらかじめ圧縮力をかけることが可能になる。
【0121】
止め部材58は、第一ホール14の内面に対して拡張あるいは接着される。あるいは、摩擦継手が、止め部材58と第一ホール14の内面との間に備えられてもよい。
【0122】
図13は、本発明の第六の実施の形態を示す。
【0123】
第一ホール14は、その長手方向に、中間部34を介して接合されたメイン部30と末端部32を有する。
【0124】
第一ホール14の末端部32は、少なくともこの末端部32近くにおいて、メイン部30よりも大きな直径を備えている。メイン部30は、必須ではないが、自身の全長に渡って同じ内径を有している。
【0125】
第一ホール14の中間部34は、末端部32をメイン部30に接続するテーパー部のようにデザインされている。ガイドチューブ10は、自身の名目直径よりも大きな直径を有する末端部と、末端部38をガイドチューブ10の残りの部分に接続して第一ホール14の中間部34に対応させた中間部と、を備える。ガイドチューブ10の中間部は、放射状に塑性的に拡張している。
【0126】
ガイドチューブ10の保持能力を向上するために、特に、きつく引っ張った状態で、テーパーV字部61が、ガイドチューブ10内の中間部に配置されている。
【0127】
中間部34は任意なものである。
【0128】
テーパーV字部61は、摩擦溶接を起こすように、比較的高い回転速度で挿入されてもよい。
【0129】
テーパーV字部61の使用により、ガイドチューブ10と第一ホール14との間に、金属封止部を形成する。
【0130】
ガイドチューブ10に対する保持、あらかじめの応力負荷、そして/あるいは封止を補強するために、テーパーV字部61の数は、末端部38の異なる直径を有する様々な長手部分の数に対応させる。
【0131】
図14は、本発明の第七の実施の形態を示す。
【0132】
第一ホール14は、長手方向に、自身の末端部32を自身のメイン部30に接合する中間部34を有する。ここで、末端部32の内径と、中間部34に近いメイン部30の内径は同じであり、すなわち、中間部34の名目直径となる。
【0133】
この中間部34は、長手方向に、中間部34の残りの部分、すなわち、中間部34の名目直径よりも大きな内径を有する多数の保有部63を有する。
【0134】
ここで、中間部34の名目直径と、第一ホール14の名目直径は同じとなる。
【0135】
保有部63は、例えば、ターニング、スロッティング、あるいはミリングによって、中央孔8の内面12を放射状に加工した溝のようにデザインされている。
【0136】
ガイドチューブ10は、長手方向に、自身の第一の末端部38を自身のメイン部に接続する中間部を備えている。ガイドチューブ10の中間部は、第一ホール14の中間部34に対応している。ガイドチューブ10の中間部は、第一ホール14の保有部63に対応する、放射状に塑性的に拡張する部分を有する。
【0137】
選択的には、ガイドチューブ10を保護し、第一ホール14内のガイドチューブ10に対する保有、あらかじめの応力負荷、そして/あるいは封止性を向上させるために、第一ホール14の保有部63を形成する溝部には、溶融金属物質あるいは合成物質が満たされている。
【0138】
図15は、本発明の第八の実施の形態を示す。
【0139】
第一ホール14の中間部34は、ドリルパイプ1の中央孔8で開口し、この中央孔8の内面12に形成されたポケット65を備える。ここで、ポケット65は、平行管形状を有しているが、例えば、筒状にデザインされた他の形状でもよい。
【0140】
第一ホール14の中間部34に対応するガイドチューブ10の中間部は、放射状に塑性的に拡張する拡張部75を備える。これにより、ガイドチューブ10に対する第一の当接面71が、ポケット65の一方の長手終端部に配置され、ガイドチューブ10に対する第二の当接面72が、ポケット65のもう一方の長手終端部に配置される。
【0141】
言い換えれば、ポケット65は、ガイドチューブ10の保有部として作用し、このガイドチューブ10が、長手両方向に移動するのを防ぐ。更に、ガイドチューブ10に、あらかじめ張力あるいは圧縮力をかけることが可能となる。
【0142】
選択的には、付属保有部67を使用して、ガイドチューブ10に対する保有特性、そして/あるいは、あらかじめの応力負荷特性を向上させる。
【0143】
例示的な付属保有部67は、2つの環状リング69から構成される。環状リング69は、第一の当接面71と第二の当接面72のうちの片方と、それぞれ当接する。
【0144】
ガイドチューブ10は、環状リング69の片方ずつを通過する。環状リング69は、ガイドチューブ10に対する環状シート面73を、それぞれ備える。
【0145】
各環状シート面73は、ガイドチューブの拡張部75とそれ以外の部分との間のガイドチューブ10の移行部に連動するテーパー部としてデザインされている。
【0146】
保有要素67が、この環状リング69同士を接合する外側袖部77から構成されてもよい。
【0147】
選択的には、この外側袖部77とガイドチューブ10の間の空間には、封止のために溶融金属あるいは合成物質がみたされている。
【0148】
図16は、本発明の第九の実施の形態を示す。
【0149】
第八の実施の形態で示したように、第一ホール14の中間部34は、中央孔8の内面12に配置されたポケット65から構成される。
【0150】
ここで、ガイドチューブ10の第一の末端部38は、ポケット65近くで、第一ホール14のメイン部30内に収容されている。
【0151】
機械的保有部79が、ガイドチューブ10を、例えばきつく引っ張った状態で維持するようにポケット65内に配置されている。
【0152】
機械的保有部79として、ねじ/留めねじシステムが例示される。上記ねじ/留めねじシステムの留めねじは、第一の当接面71と、第一ホール14のメイン部30に近い方の第二の当接面72のうちの一方に適用される。上記ねじ/留めねじシステムのねじは、ガイドチューブ10に対して引っ張り応力を負荷する。
【0153】
あるいは、機械的保有要素79は、伸筋のようにデザインされてもよい。
【0154】
選択的には、ポケット65は、袖部によって保護されている。
【0155】
図17は、本発明の第十の実施の形態を示す。
【0156】
ここで、少なくとも第一ホール14の一部分は、中央孔8の内面12に配置される溝としてデザインされている。
【0157】
ガイドチューブ10は、上記溝内に収容され、例えば溶接により、その内面に固定される。
【0158】
ガイドチューブは、長手方向に、あらかじめ張力あるいは圧縮力がかけられた状態で固定される。
【0159】
溝部は、メインパイプ2の第一の末端面18で終端となる。
【0160】
図18は、本発明の第十一の実施の形態を示す。
【0161】
第一ホール14のメイン部は、中央孔8の内面12に、典型的には長手方向に、配置された溝部81としてデザインされている。
【0162】
第一ホール14は、長手方向に、自身のメイン部を末端部32に接合する中間部を備える。第一ホール14の中間部は、中央孔8の内面12に配置されたポケット85としてデザインされている。
【0163】
ここで、第一ホール14の末端部32は、終端溝部28内で終端している。
【0164】
ガイドチューブ10のメイン部は、長手方向に溝堀されたメイン部81内に収容されており、少なくともその内面の一部分で、例えば溶接により固定されている。ガイドチューブ10は、あらかじめ張力あるいは圧縮力がかけられた状態で保有される。ポケット85は、袖部により保護される。
【0165】
溝領域は、例えばミリングすることにより平らに、あるいは、例えばターニングで加工することにより円形に形成される。第一ホール14の末端部32は、例えば一対の溝28から作業を行い、ガンドリルのように奥方向に削ることによって、加工される。
【0166】
別の実施の形態として、第一ホール14の溝部81とこの第一ホール14の末端部32との間にポケットを配置していない。
【0167】
更に、ガイドチューブ10は、例えば、スエージ加工あるいは溶接加工により、第一ホール14の末端部32内部に保持される。
【0168】
溝部が、中央孔8に対して同心円状である場合、溝部81は、バックボーリング加工により加工される。
【0169】
図19は、本発明の第十二の実施の形態を示す。
【0170】
ガイドチューブ10の第一の末端部38は、第一ホール14の末端部32で保持される。
【0171】
ガイドチューブ10の第一の末端部38は、ガイドチューブ10に対して当接面を形成するフランジ部91から構成される。フランジ部91は、ガイドチューブ10が、第二の接合部6に向かう長手方向に移動するのを防ぐ。ガイドチューブ10は、長手方向にあらかじめ応力(張力)がかけられた状態で保有されていてもよい。
【0172】
フランジ部91は、ドリルパイプの第一の末端面18上に溶接することにより、更に、ガイドチューブの長手方向に、あらかじめ圧縮力をかけることが出来る。本実施の形態では、好ましくはステンレス鋼が使用される。
【0173】
選択的には、溶接能力を上げるために、例えば、ガイドチューブ10内部にくさびを挿入するなど、機械的な構成要素が使用される。
【0174】
上記実施の形態によれば、ガイドチューブ10が、ドリルパイプ1の中央孔8へ、そして/あるいは、ドリルパイプ1の第一の末端面18あるいは第二の末端面20へ、長手方向に移動するのを防ぐ。これにより、ガイドチューブ10に、長手方向の圧縮力と/あるいは張力といった応力がかけられる。言い換えると、ドリルパイプ1に作用する張力、圧縮力、そして/あるいは湾曲負荷により、ガイドチューブ10に圧縮力と/あるいは張力といった応力がかけられる。
【0175】
保有部材により、少なくともメインチューブにかかる応力のいくらかは、ガイドチューブ10に対応する応力を発生させ、その応力は、保有部材の適切なデザインにより反発されている。
【0176】
ここまで述べてきた実施の形態のほとんどに関連するように、ガイドチューブ10を第一の接合部4と第二の接合部6に対して封止した場合、ガイドチューブ10の外面に、特に、第一ホール14と第二ホール16のうちのガイドチューブが収容されていない方に、更に、泥水の圧力が負荷される。
【0177】
ガイドチューブ10を第一の接合部4と第二の接合部6に対して封止しない場合、ガイドチューブ10の外面と内面両方に、おおまかには同じ圧力がかかる。この場合、ガイドチューブ10には泥水の圧力が負荷されない。
【0178】
図22は、異なった低圧力がガイドチューブ10に負荷された時の、ガイドチューブ10に生じる応力を示す。張力と圧縮力負荷が横軸に置かれ(張力は正の値)、上記異なった応力が縦軸に置かれている(内部圧力は正の値)。ガイドチューブ10のイールド(塑性変形)の限界曲線も、図22に示す。この限界曲線は、フォンミーゼス等価応力理論により楕円形を成す。
【0179】
図23は、異なった高圧力負荷の図22の類似形態を示す。
【0180】
両者とも、ガイドチューブには、ドリルパイプに使用荷重や泥水の圧力が負荷される前の、あらかじめ長手方向に張力がかけられた状態である。
【0181】
図22では、応力の代表点が横軸上に位置しており、ガイドチューブ全体で応力に差はない。これら応力の代表点は、フォンミーゼスの楕円形内側に存在している。
【0182】
図23では、応力の代表点がフォンミーゼスの楕円形外側に位置している。すなわち、ガイドチューブ10が破壊されるリスクがある。
【0183】
圧力差が大きい場合には、例えば、低炭素鋼(235MPAの降伏応力を有する)やインコネル825(1000MPAの降伏応力を有する)を使用して、ガイドチューブ10の材料を性能向上させることが必要である。
【0184】
図20は、本発明の第十三の実施の形態を示す。
【0185】
上記実施の形態のうちのひとつによれば、ガイドチューブ10は、好ましくは、パイプの両側に保持される。これにより、ガイドチューブ10が長手両方向へ移動するのを防ぐ。好ましくは、ガイドチューブ10が矢印95で示された張力を維持している状態である。
【0186】
ガイドチューブ10は、データ伝送ワイヤ収納用の付属ガイドチューブ93を収容している。
【0187】
付属ガイドチューブ93は、両端に保持も保有もされていない。これにより、付属ガイドチューブが、第一の接合終端部4と第二の接合終端部6に保持されているガイドチューブ10内部で、長手両方向へ自由に移動することが出来る。
【0188】
ここで、ガイドチューブ10は、封止ではなく、ここまで開示されてきた手段のいずれかにより、維持あるいは保有され、これにより、図20の太線矢印で示された泥水の圧力が、付属ガイドチューブ93に作用する。
【0189】
付属ガイドチューブ93は、封止システム94の使用により、泥水漏れのないように配置されている。封止システム94は、エラストマー材料の弾力性のある封止リングであってもよい。
【0190】
これにより、圧力と湾曲の影響が組み合わさって主にガイドチューブ10に湾曲応力が作用することは生じず、これに対して、付属ガイドチューブ93に泥水の圧力が作用する。
【0191】
これにより、ドリルパイプ1を用意にデザインすることが出来る。ガイドチューブ10が軸方向応力(張力や圧縮力)に耐え得るように、ガイドチューブ10の寸法と材料が選択され、これに対し、付属ガイドチューブ93では、泥水の圧力による破壊に耐え得るようにのみ、付属ガイドチューブ93の寸法と材料が選択される。言い換えると、ガイドチューブ10と付属ガイドチューブ93は、個別に最適化が行われる。
【0192】
選択的には、ガイドチューブ10はホールを備え、ガイドチューブ10の外面と内面の間の圧力差を低く保たせる。
【0193】
図20の実施の形態の変形例として、付属ガイドチューブ93と内包されているワイヤは、特有の装甲同軸ケーブルとして形成される。
【0194】
図21は、更に別の実施の形態を示す。
【0195】
ここで、ガイドチューブ10は、データ伝送ワイヤを収容しており、上記実施の形態のうちのいずれかの手段により、矢印98で示したように、ドリルパイプ1の両端に維持あるいは保有される。
【0196】
ガイドチューブ10は、ドリルパイプ1に対して長手両方向に自由に移動する付属鞘96内に収容されている。付属鞘96には、外的(泥水の)圧力が負荷されるが、封止システム97により、この圧力に抵抗している。これにより、ガイドチューブ10にはこの外的圧力がかからない。
【0197】
別の実施の形態においても、長手方向負荷と泥水の圧力の組み合わせを、ワイヤ保護システムに生じないような効果が可能となる。
【0198】
上記実施の形態では、第一ホール14に保有手段を設けて、ガイドチューブ10が片方あるいは両方の長手方向に移動するのを防ぐ。
【0199】
同様に、第二ホール16は、上記で開示した保有手段のいずれかを有してもよい。好ましくは、第一の接合部4と第二の接合部6に対して同様の形成作業が行えるので、第一ホール14と第二ホール16の両者は、同じ保有手段を備える。
【0200】
極めて特異的な応用例としては、第二ホール16が、全く保有手段を有しないことである。
【0201】
ドリルパイプが湾曲されたり、軸方向に圧縮される、あるいは引き伸ばされたりする時に重要となる、ガイドチューブ10の長手方向への移動が防がれる。
【0202】
(一般的には、中央孔に沿って真っ直ぐに延在している)ガイドチューブ10が、中央孔の内面に接着されていたり、コーティング層に埋め込まれていたりするようなドリルパイプでは、本発明により、接着手段の適用あるいはコーティング層を形成させる前に、ガイドチューブに張力を保有させる(あらかじめかける)ことができ、これにより、メインチューブ内面に対してガイドチューブを引き伸ばすことが出来る。従って、メインパイプ2に負荷するすべての荷重、特に圧縮力と/あるいは張力によって、ガイドチューブ10に対応する応力を負荷させて、この応力強度は、保有手段のデザイン重要性を低くするような(メインチューブ内面に接着されない)フリー(自由移動)ガイドチューブを使用した場合よりも低くなる。
【0203】
また、本発明では、溝部28内部の導電層やカプラー装置といったその他手段、あるいはその他導電要素が、ドリルパイプにかかる圧縮力により、ガイドチューブ10の終端部を介して損傷するのも防ぐ。
【0204】
ガイドチューブが中央孔に沿って真っ直ぐに延在し、中央孔8の内面に接着されていないドリルパイプでは、ガイドチューブの圧縮と/あるいは湾曲による中央孔でのガイドチューブ10の突き抜け、そして/あるいは、導電層29の損傷を防ぐために、ガイドチューブ10には、あらかじめ応力(張力)が負荷される。本発明を適用することにより、上記のようにあらかじめ応力を負荷されたガイドチューブ10が提供される。
【0205】
ガイドチューブがつる巻き状に延在する場合、ガイドチューブをメインパイプ2の中央孔8に押し付けるには、圧縮力をあらかじめ負荷することが適している。
【0206】
上記いくつかの実施の形態では、特に、摩擦継手を使用すると、保有手段により、第一ホール内のガイドチューブが固定されている。このような固定は、本発明のいくつかの利点を得るのに必要ではないということは理解されるであろう。
【0207】
本発明は、限られた数の実施の形態によって述べられている。しかしながら、この開示による利益を享受する当業者は、その他の実施の形態を本発明の範囲から逸脱しないように考案出来ることを、十分に理解されるであろう。例えば、以下のようである。
【0208】
ガイドチューブの終端部は、第一/第二ホール内の長手方向のどの位置においても配置され得る。
【0209】
第一/第二ホールに関して、例えば、仏国特許出願FR08/05376で見られるように、一般的に(ホールは、中央孔軸に並行ではないように延在する)あるいは明確に(ホールは、中央孔8から環状溝部28まで多数の調節部分を有する)これまで述べられてきたよりも、第一/第二ホールは更に複雑なパターンを有し得る。
【0210】
第一/第二ホールは、環状溝部28以外の場所で終端となってもよく、仏国特許出願FR08/05376で見られるように、選択的に考慮され得る。
【0211】
ガイドチューブは、中央孔8の後に異なるパターンが続いて延在することが出来る。
【0212】
保護層は、中央孔8の内面上のガイドチューブに適応される。あるいは、溶接や接着結合のような異なった接着手段も使用され得る。
【0213】
第一ホール14と第二ホール16、対応するガイドチューブ10の第一の終端部22とガイドチューブ10の第二の終端部24は、上記のような異なる実施の形態に基づいて配置される。
【0214】
本発明は、ドリルパイプに限定されず、重量ドリルパイプ、ドリルカラー、あるいはその他のいかなるドリルストリング構成要素にも適応され得る。
【技術分野】
【0001】
本発明は石油・ガス掘削に関し、特に、ダウンホール用ドリルストリングに沿って情報を伝送する装置やツールを有したドリルパイプに関する。
【背景技術】
【0002】
ダウンホール掘削産業では、ドリルリグの使用によりダウンホール用ツールを補助して、地中にボーリング穴を掘る。ダウンホール用ツールの多くは、少なくともドリルストリングの一部分となっている。
【0003】
操作中、典型的には、掘削流体は加圧された状態で、ドリルストリングを介してドリルリグに供給される。ドリルストリングは、ドリルリグによって回転し、ドリルストリングの下端に設置されたドリルビットを回転させる。
【0004】
加圧された掘削流体は、ボーリング穴内のドリルストリングの下端へ向かい、そしてドリルストリング外面に戻るように循環して、掘削した地中の掘削くずを外面に運び排出する作用を有する。
【0005】
また、ドリルビットは、ドリルモーターやドリルタービンのような、ドリルビットに隣接する他のダウンホール用ツールによって回転させてもよい。
【0006】
あるダウンホール用ツールは、ドリルパイプと、掘削同時検層用ツールやセンサパッケージのようなダウンホール用計測器とから構成される。また、その他有用なダウンホール用ツールは、掘削産業において良く知られている、スタビライザー、ホールオープナー、ドリルカラー、重量ドリルパイプ、サブアセンブリ、アンダーリーマー、回転操縦システム、ドリルジャー、ドリルショックアブソーバーを有する。
【0007】
ダウンホール掘削産業では、様々なセンサを使用して、例えば、ダウンホールの地層形成、ダウンホール用ツールの状態、あるいは操作状況に関する測定が多く行われる。
【0008】
その測定結果は、地表にいるオペレーターや技術者にとって有用なものである。また、その測定は、ドリルストリング上の様々な地点で行われてもよい。その測定データは、石油、ガス、あるいはミネラル含有貯蔵層へ正確に打ち込むために、掘削方向や貫通速度などの掘削パラメータを決定するのに使用される。
【0009】
この測定データは、地表面に伝送される。
【0010】
掘削同時計測(MWD)システムや、掘削同時検層(LWD)システムは、ドリルビット付近の状況に関する情報をリアルタイムで提供する。このリアルタイム情報は、掘削プロセス中の決定に役立つ。
【先行技術文献】
【特許文献】
【0011】
【特許文献1】US2006/0225926
【特許文献2】US6,717,501
【特許文献3】US7,017,667
【特許文献4】US6,641,434
【特許文献5】US6670880
【特許文献6】US4605268
【特許文献7】FR08/05376
【特許文献8】US6641454
【発明の概要】
【0012】
ダウンホール−地表面間のデータ伝送に関するこれまでの産業標準としては、泥水パルス遠隔法があり、この遠隔法では、ドリルストリング上で変調された音波を、ドリルストリングを使用して伝達する。このようなデータの伝送率は、一般的に10bits/秒より低い。
【0013】
また、MWD/LWDシステムによって収集されたデータをダウンホール用メモリに保存することも知られている。この収集されたデータは、ダウンホール用メモリから、ビットランの最後にダウンロードされる。これらデータはリアルタイムな情報を提供していないので、この遅延によって、収集されたデータの値は減少する。更に、メモリがボーリング穴内で損傷を受けたり、MWD/LWD用ツールがボーリング穴内で紛失することにより、データを消失するという大きなリスクも存在する。
【0014】
従来の伝送方法では非常に低いデータ伝送率や安全に伝送出来ないなどの理由により、相互に連結されたドリルパイプジョイント内にワイヤを通す方法が、20世紀終わりに提案された。ワイヤードドリルパイプでは、電流誘導カプラー対が使用されている。カプラーは、ドリルパイプの封止面に隣接して設置される。その他刊行物には、ダウンホール用パイプジョイントの軸の長さ方向に沿ったデータ伝送に対する解決方法が記載されている。
【0015】
US2006/0225926には、伝送信号に関するシステムが記載され、特に、ボーリング穴内の1つ以上のダウンホール地点と地表間のデータ伝送法を適応したドリルパイプが記載されている。
【0016】
しかしながら、伝送ワイヤ線を有するドリルパイプ部は、ボーリング穴内の圧力、摩擦、振動、また摩耗に対して、非常に敏感である。操作中、ドリルパイプは、湾曲、軸方向に圧縮、または/あるいは引き伸ばされることがある。更に、操作中、掘削によって、ドリルパイプは、泥水密度と泥水までの高さとの関数となる泥水圧力と交差する。
【0017】
US6,717,501は、ドリルパイプ部の中央孔内にある同軸ワイヤ保護用の直線型チューブ状鞘について記載している。この鞘は、PEEKのような有機物から形成され、ポリマーにより中央孔に接着する。この直線型チューブ状鞘は、ワイヤへの機械的負荷に対して低い抵抗を示すのみである。また、その他のケースとして、US7,017,667に開示されるように、中央孔に沿ってつる巻き状に伸びる鞘も提案されている。
【0018】
US2006/0225926は、ドリル部の内面に配置された金属鞘について開示している。ワイヤは、上記鞘とドリル部の内面との間に内包される。このような鞘を使用するためには、高価なハイドロフォーミング用機材の実装を伴う。更に、鞘の終端部では、使用荷重下の圧縮泥水の密閉が確実ではない。
【0019】
この鞘は、特に、中央孔内の光学あるいは電気的ワイヤを摩擦や摩耗から保護する。しかし、このような鞘、特にPEERのような有機物から形成された鞘は、圧力や振動からワイヤを保護する効果をあまり有していない。更に、鞘自身が、圧力や振動によって損傷を受けることもある。
【0020】
本発明の目的は、上記観点から改良された、ワイヤードドリルストリング部を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【0021】
本発明の要素として、ドリルストリング部は、終端に接合部を有するメインパイプと、少なくとも1本のワイヤを保護する保護手段と、から構成され、上記保護手段は、メインパイプの中央孔内に延在し、メインパイプは、上記接合終端部のうちの片方に第一ホール、もう一方の接合終端部に第二ホールを有し、両方のホールは、中央孔と連結している。また、保護手段は、上記ワイヤを収容するように配置されたガイドチューブから構成され、ガイドチューブの両端は、第一ホールと第二ホール内にそれぞれ配置される。更に、ガイドチューブの各終端部に対して、第一ホールあるいは第二ホールのうちの少なくとも一方に、保有手段が配置されている。上記保有手段により、ガイドチューブの上記終端部が、上記第一ホールあるいは第二ホールのうちの片方に対して少なくともホール長さ方向に相対的に移動するのを防ぐように考案されている。
【0022】
本発明者は、接合終端部を有するメインパイプと、少なくとも1本の光学あるいは電気的ワイヤを収容するためのガイドチューブと、から構成されるワイヤードドリル部を考案した。ガイドチューブは、メインパイプの中央孔内に、上記接合終端部のうちの片方における第一ホールから、もう片方における第二ホールまで延在している。ガイドチューブは、金属製であってもよい。保有手段により、ガイドチューブには、有益な効果となる長さ方向の張力あるいは圧縮力があらかじめかけられている。
このように保有されたガイドチューブでは、ドリルパイプによって負荷された荷重下でガイドチューブ終端部が変形するのも防ぐことが出来る。従って、電気そして/あるいは光学的情報をドリルパイプから隣接するドリルパイプに伝送するための接合終端部に配置されたカプラーが、損傷するのを防ぐ。
【0023】
保有手段は、ガイドチューブが上記ホールの長さ方向に移動してしまうのを防ぐように配置される。
保有手段は、ガイドチューブに対して、少なくとも一つの当接面を有することが出来る。典型的には、当接面は、対応する第一あるいは第二ホールにおいて、パイプの軸に対して放射状に延在している。当接面は、ホールの肩部分の面であったり、あるいはホール内に位置する止め部材のような付属部材の終端面であったりする。また、ホールに対して付属部材が相対的に長さ方向において変形するのを防ぐように、固定手段がホール内に備えられている。固定手段は、付属部材の外面とホールの内面との間に摩擦継手を有する。摩擦継手は、付属部材の直径方向広がり部を介して形成される。機械的保有部(例えば、ガイドチューブの長さ方向終端部と連携するねじ/留めねじ保有部)のようなガイドチューブに対する固定手段は、ポケット状の空洞内に備えられる。
【0024】
第一あるいは第二ホールは、環状溝の底面で終端となり、他のドリルストリング部に信号を伝送するための結合器の(例えば、導電層から成る)対応する環状部を受ける。付属部材は、その対応する環状部の開口部を貫通し、環状部に対する固定部として配置される。
【0025】
ある実施の形態では、当接面は、典型的には、パイプの軸に対して放射状に形成されているガイドチューブの終端面と連携することで、保有手段のように機能する。
【0026】
別の実施の形態では、当接面は、ガイドチューブの放射状延在部と連携することで、保有手段のように機能する。
【0027】
更に別の実施の形態では、環状薄膜面で形成された当接面は、ガイドチューブが貫通する環状リングのような付属部材の内面となる。この付属部材は、典型的には、中央孔の開口部となるポケットのような内部空洞内に配置され、上記ホールはこの内部空洞内を貫通する、あるいは、内部空洞で終端となる。
【0028】
保有手段は、ホールの主な部分よりも大きな断面サイズを有するホールの長手部分に、少なくとも一つの保有部を有する。この保有部は、ガイドチューブの放射状延在部と連携して動く。実行され得る形態として、上記保有部は、選択的には、放射状溝のような、中央孔で開口した少なくとも一つの空洞から構成され、ホールの主な部分の直径よりも深い奥行きを有する。この空洞には、金属材料あるいは合成材料が満たされている。
【0029】
更に、実行され得る形態として、保有手段は、ホールの長手部の内面とガイドチューブの長手部の外面との間に配置される摩擦継手から構成される。
【0030】
保有手段は、ガイドチューブと対応する接合終端部との間を密閉する部分を形成する。
【0031】
実行され得る形態として、ホールは、中央孔の内面で開口している長手方向溝部のように形成された長手方向部を有する。
【0032】
また、実行され得る形態として、ホールは、対応する接合終端部の末端面で終端し、ガイドチューブは、上記末端面に当接するフランジのように作られた、長手方向末端面を有する。
【0033】
更に、実行され得る形態として、ガイドチューブは、少なくとも1本のワイヤを収容する付属ガイドチューブを有し、ガイドチューブの外周面と内周面間の泥水に対する接触手段を有する。付属ガイドチューブは、典型的には、その長手方向で、ガイドチューブに対して自由に移動するように配置される。
【0034】
更に、異なる形態として、ガイドチューブは、チューブ状の鞘内に収容されており、そのチューブ状鞘は、接合終端部に対して密閉され、その接合終端部に対して自由に移動するように配置されている。
【0035】
このようなドリルストリング部は、例えば、ドリルパイプ、重量ドリルパイプ、あるいはドリルカラーのように考案される。
【0036】
本発明は、ガイドチューブから構成されるこのようなドリルストリング部にも関連している。
【0037】
本発明は、以下の記述や図面により、より理解され、十分に明確となるであろう。 これら図面は、典型的で非限定的な実施の形態のみを示している。
【図面の簡単な説明】
【0038】
【図1】ワイヤードドリルパイプの平面図である。
【図2】図1のII−II線に沿ったワイヤードドリルパイプの断面図である。
【図3】図1のワイヤードドリルパイプの異なる実施の形態を示す断面図である。
【図4】図1のワイヤードドリルパイプの異なる実施の形態を示す斜視図である。
【図5】第一の実施の形態による、図1のワイヤードドリルパイプのVで示される部分の長手断面図である。
【図6】異なる実施の形態による、図5の類似体である。
【図7】第二の実施の形態による、図5の接合部の一部を示す長手断面図である。
【図8】第二の実施の形態による、図5の接合部の一部を示す長手断面図である。
【図9】第三の実施の形態による、図5の接合部の一部を示す長手断面図である。
【図10】異なる実施の形態による、図9の類似体である。
【図11】第四の実施の形態による、図9の類似体である。
【図12】第五の実施の形態による、図9の類似体である。
【図13】第六の実施の形態による、図9の類似体である。
【図14】第七の実施の形態による、図9の類似体である。
【図15】第八の実施の形態による、図9の類似体である。
【図16】第九の実施の形態による、図9の類似体である。
【図17】第十の実施の形態による、図9の類似体である。
【図18】第十一の実施の形態による、図9の類似体である。
【図19】第十二の実施の形態による、図9の類似体である。
【図20】本発明の更なる改良によるガイドチューブの部分断面図である。
【図21】図20の異なる実施の形態である。
【図22】張力保持された非密閉ガイドチューブにかかる応力を、限界曲線と対比させた図である。
【図23】密閉ガイドチューブの図22の類似体である。
【発明を実施するための形態】
【0039】
一般的な記述で図示された構成要素が、広範囲に異なる構成によって配置されたり、デザインされたりすることは、容易に理解されるであろう。図面で示される、以下の本発明の装置のより具体的な記述は、請求項で記述された本発明の範囲を限定しないが、本発明の様々な選択的実施の形態を単に示しているに過ぎず、任意に本発明の定義に寄与する。
【0040】
図1と図2には、伸長されたメインパイプ2を有するワイヤードドリルパイプ1が示されている。伸長されたメインパイプ2の両端には、ドリルストリング上の隣接するドリルパイプ同士を接合するための第一の接合部4と第二の接合部6を各々備える。
【0041】
US2006/0225926には、ドリルリグとドリルストリングが記述されている。US2006/0225926の内容、特にドリルリグとドリルストリングに関する記述は、参照として組み込まれている。
【0042】
ここで、第一の接合部4と第二の接合部6は相補的な部分として構成されている。すなわち、第一の接合部4は、ドリルストリング上の同様の隣接するワイヤードドリルパイプの第二の接合部6と接合するように適応され、また逆の部分も同様である。
【0043】
第一の接合部4と第二の接合部6の両者は、ドリルストリング上のワイヤードドリルパイプ1から隣接するワイヤードドリルパイプ1へのデータ伝送用の誘導カプラーをそれぞれ有する。例えば、US6,641,434や、US6670880、またUS4605268には、ワイヤードドリルジョイントにおける誘導カプラーが記載されている。
【0044】
US6,641,434や、US6670880、またUS4605268の内容、特に上記誘導カプラーに関する記述は、参照として組み込まれている。
【0045】
第一の接合部4と第二の接合部6は、ドリルパイプ1の「ツール用ジョイント」としても知られる。
【0046】
メインパイプ2は、メインパイプ2の一端から他端まで長手方向に伸びる中央孔8を有する。
【0047】
ドリルパイプ1は、ガイドチューブ10、あるいは、導管を備え、これは、中央孔8内で主に第一の接合部4から第二の接合部6に延在し、伸長された空洞部材となる。ここで、ガイドチューブは金属製であるが、他の物質から形成されても適切となる。ガイドチューブ10は、湾曲しやすい。
【0048】
ガイドチューブ10は、1本以上の電気ワイヤあるいはケーブルを不自由なく収容する。例えば、ドリルパイプ1の両端に配置された誘導カプラー同士を接合するために、このようなワイヤあるいはケーブルを使用することが出来る。
【0049】
ここで、ガイドチューブ10が中央孔8の内面12と接触するように配置されることによって、ガイドチューブ10は、中央孔8内を流れる掘削流体のいかなるダメージからも保護される。
【0050】
ガイドチューブ10は、例えば、溶接あるいは接着接合により、中央孔8の内面12に接着される。
【0051】
ガイドチューブ10自身は、中央孔8内を流れる圧力された掘削流体(掘削泥水)、その他の物質、あるいは物体からも保護される。
【0052】
図3には、ガイドチューブ10が、中央孔8の内面12に形成された保護層13に埋め込まれた状態で示されている。保護層13は、例えば、エポキシ樹脂のような保護材から形成されている。
【0053】
図1と図2の実施の形態では、ガイドチューブ10は、中央孔8内で実質的に真っ直ぐ伸長している。
【0054】
また、図4には、ガイドチューブ10が、他の特異形状に形成された状態で示されている。ここで、ガイドチューブ10は、つる巻き状あるいは渦巻状模様で伸長し、これにより、掘削作業中の湾曲、張力、あるいは圧縮荷重に対するガイドチューブの信頼性を向上している。このような性質に関するより詳細な記述は、US7017667、あるいは、本発明者名での2008年9月30日付で出願されたフランス特許明細書08/05376において見られる。
【0055】
第一の接合部4と第二の接合部6は、メインチューブ2の壁面に沿って配置された第一ホール14と第二ホール16をそれぞれ有する。
【0056】
第一ホール14は、中央孔8を、中央孔8の対応する終端部近くに位置するドリルパイプ1の第一の末端面18に接続する。言い換えると、第一ホール14の片方の終端部は、中央孔8の内部で終端となり、もう一方の終端部は、第一の末端面18で終端となる。
【0057】
第二ホール16は、中央孔8を、中央孔8の対応する終端部近くに位置するドリルパイプ1の第二の末端面20に接続する。第二の末端面20は、第二の接合部6の中央部に位置する。
【0058】
ガイドチューブ10は、部分的に第一ホール14と第二ホール16の両方に収容されている。すなわち、第一ホール14(もしくは第二ホール16)の内径は、少なくとも部分的には、ガイドチューブ10の第一の終端部22(もしくは第二の終端部24)の外径に対応している。
【0059】
この“対応する径”により、例えば、第一ホール14の内径は、ガイドチューブ10の第一の終端部22が自由に第一ホール14を通過するのに十分な大きさを有することが分かる。
【0060】
ここで、ガイドチューブ10は、実質的に、その全長に渡って同じ外径を有する。この一定の外径は、ガイドチューブ10の“名目外径”として指定される。
【0061】
第一ホール14と第二ホール16のそれぞれは、一般的に、メインチューブ2に対して長手方向に延在している。ここで、 第一ホール14と第二ホール16のそれぞれは、メインチューブ2の長手方向軸に実質的に並行して延在する長手方向軸を有する。
【0062】
図5は、本発明の第一の実施の形態による第一の接合部4の詳細図である。
【0063】
ドリルパイプ1の第一の末端面18は、中央孔8の長手方向軸に対して同軸上に延在する環状溝28を有し、上記第一の末端面18で開口している。
【0064】
この環状溝28は、例えば、US6641434あるいはUS4605268に開示されている隣接するドリルパイプ間のデータ伝送において使用される、US6641454に開示されている環状コイルや、高い導電材料から成る環状層29を受けるためのものである。ここで、導電層の断面形状はU字型である。あるいは、環状溝28は、US6670880に開示されているのと同じ目的で、磁気導電/電気絶縁性(MCEI)U字谷部や、導電コイルを受けるためのものであってもよい。
【0065】
第一ホール14は、中央孔8内で終端となるメイン部30と、第一の末端面18で終端となりメイン部30に隣接する末端部32とから構成される。末端部32は、第一ホール14に延在する追加孔とみなすことが出来る。
【0066】
第一ホール14の長手方向軸は、環状溝28に対して傍心となる。第一ホール14の末端部32は、環状溝28と交わる。
【0067】
第一ホール14のメイン部30は、ガイドチューブ10の名目外径よりもわずかに大きな内径を有する。従って、ガイドチューブは、メイン部30内で自由に移動することができ、これにより、ガイドチューブ10は、第一ホール14内に用意に取り込まれる。
【0068】
また、第一ホール14は、実質的に、ガイドチューブ10のその全長に渡る名目外径に対応した内径を有する。
【0069】
第一ホール14の末端部32は、環状溝28の幅よりも低い直径を有する、あるいは、層29がある場合にはU字型導電層29の両壁間のギャップ幅よりも低い直径を有する。
【0070】
また、第一ホール14の末端部32が、少なくとも末端部近くで、メイン部30の内径よりも大きな内径を有することにより、ショルダー面36が、第一ホール14のメイン部30と末端部32間の界面に形成される。
【0071】
ガイドチューブ10における、末端部32に対応する部分、すなわちガイドチューブ10の末端部38は、ガイドチューブ10の名目直径よりも大きな外径を有する。ショルダー面36は、ガイドチューブ10の末端部38に対する当接面として機能する。ガイドチューブ10が、中央孔8へ長手方向に移動するのを防ぐ。
【0072】
ここで、第一ホール14の末端部32は、長手方向の張力があらかじめガイドチューブにかけられるように、保有部として機能している。真っ直ぐに延在するガイドチューブにあらかじめ張力をかけておくことにより、ガイドチューブがドリルパイプの母線に沿って配置されて圧縮された場合に、ガイドチューブが歪んでしまうのを防ぐのに有効である。ガイドチューブが、ドリルパイプの中央部にある中央孔の表面に付着していないと、この歪みは特に弊害をもたらす。そして、ガイドチューブは、中央孔内で突き出てしまい、泥水の圧力低下を増加させ、ドリルストリングを降下させるツールにより損傷を受けてしまう。
【0073】
ここで、ガイドチューブ10の末端部38は、ガイドチューブの名目外径に対するガイドチューブ10の拡張部としてデザインされている。
【0074】
ガイドチューブ10は、名目外径のまま、第一の末端面18あるいは中央孔8から第一ホール14内に挿入される。その後、ガイドチューブ10の末端部38は、放射状に塑性的に拡張する。このような直径方向の拡張は、管用エキスパンダあるいはダジョニングによって形成され得る。
【0075】
図6に示すように、末端部38を拡張し、更に、末端部38の外周部と第一ホール14の末端部32の内面部との間の接触圧力を維持するために、固定部37が、ガイドチューブ10の末端部38内に取り込まれる。例示された固定部37は、中空の筒状型である。
【0076】
なお、ガイドチューブの使用は、内部を移動するツールにより容易に拡張され、特定位置で作動出来るという点において、特に有用である。
【0077】
図7と図8は、本発明の第二の実施の形態を示している。
【0078】
メイン部30と末端部32との間に、第一ホール14は、その長手方向に、メイン部30と末端部32の両方よりも大きな直径を有する中間部34を有している。
【0079】
従って、第一ホール14は、メイン部30と中間部34との間の界面に(第一の)ショルダー面36を備え、中間部34と末端部32との間の界面にもう一つの(第二の)ショルダー面42を備える。
【0080】
ここで、第一ホール14のメイン部30と末端部32は、実質的に同じ直径を有する。例えば、第一ホール14は、ある直径、すなわち名目直径を有し、この直径は、中間部34に沿った部分以外では、それ自身の長さ方向に渡ってほぼ一定の直径となる。
【0081】
第一ホール14の中間部34に対応して、ガイドチューブ10は、その名目外径よりも大きな外径を有する中間部44をその長手方向に備え、それにより、第一ホール14の第一のショルダー面36と第二のショルダー面42は、ガイドチューブ10の中間部44に対する当接面として機能する。そして、第一ホール14の中間部34は、ガイドチューブ10に対する保有部として機能する。
【0082】
このような構成から、ガイドチューブが、長手両方向へ、すなわち、第一の末端面18と中央孔8へ移動するのを防ぐことが出来る。
【0083】
この実施の形態では、ガイドチューブの長手方向に、あらかじめ張力あるいは圧縮力が保有部によりかけられていてもよい。
【0084】
あらかじめ張力をかけることは、上記第一の実施の形態において述べられた理由により、ガイドチューブ10を真っ直ぐ保つのに有用である。
【0085】
あらかじめ圧縮力をかけることは、つる巻き形ガイドチューブ10にとって、ドリルパイプ1の長手方向中央部でガイドチューブ10を中央孔8の内面12に押し付けるのに、特に有用である。このようなガイドチューブ10の応力によって、中央孔8内の掘削泥水の圧力低下を最小化し、ドリルストリングを降下させるツールによる損傷を防ぐ。
【0086】
また、第二のショルダー面42によって、ガイドチューブ10が、溝28内に収容されているカプラー装置方向へ移動するのを防ぐことが出来る。従って、このカプラー装置の損傷も防ぐことが出来る。
【0087】
中間(保有)部44は、図7に示すように、例えば、ダジョニング(dudgeonning)操作中に、塑性的に放射方向にガイドチューブ10を拡張させることで形成される。典型的には、この拡張が行われるのは、全長に渡る名目直径を有するガイドチューブ10が、第一ホール14内に挿入された後である。
【0088】
第一ホール14の中間部44の内面34には、ねじ山付け、きざみ付け、そして/あるいはろう付けが行われる。これにより、第一ホール14内にガイドチューブ10を保持する特性が向上する。
【0089】
図8は、ガイドチューブ10の中間部44を、拡張ツール45を使用して形成する例示的な拡張方法を示している。
【0090】
拡張ツール45は、2つの金属部45Bと45Cとの間に配置された筒状エラストマー部45Aから構成される。筒状エラストマー部45Aは、金属部に作用する応力により、軸方向に収縮したり、放射状に拡張したりする。
【0091】
この拡張ツール45がガイドチューブ10内に挿入されると、上記応力により、中間部44において、ガイドチューブ10が保有部34に向けて拡張する。
【0092】
ガイドチューブ10を保有部34に向けて拡張させるために、この拡張方法の代わりに、化学製品が使用されてもよい。
【0093】
保有部34は、必須ではないが、第一ホール14の終端部近くに配置される。
【0094】
図9は、本発明の第三の実施の形態を示している。
【0095】
第一ホール14は、自身のメイン部30よりも大きな直径を有する末端部32を備える。これにより、第一ホール14は、末端部32とメイン部30との間の界面に配置された第一のショルダー面36を備える。
【0096】
ガイドチューブ10は、第一のショルダー面36に当接するように、名目外径よりも大きな外径を有する末端部38を有する。ガイドチューブの末端部38は、ガイドチューブ10の長手方向拡張部として形成される。
【0097】
ガイドチューブ10に対する止め部材46が、第一ホール14の末端部32内に収容されている。ここで、この止め部材46は、ガイドチューブ10の終端面50に対する当接面48を形成している。
【0098】
止め部材46は、第一ホール14の末端部32の内径に対応した外径を持つ中空筒状部としてデザインされている。
【0099】
好ましくは、第一ホール14の末端部32は、ドリルパイプ1の末端面18で終端となる。この場合、止め部材46は、この末端面18から第一ホール14内に向かって挿入される。
【0100】
止め部材46は、少なくとも長手方向で、第一ホール14の末端部32に固定されている。
【0101】
例えば、止め部材46は、自身の外周面と第一ホール14の末端部32の内面との間の摩擦継手手段により固定される。この摩擦継手は、例えば、ダジョニングのように、止め部材46を放射状に塑性的に拡張させて形成される。
【0102】
あるいは、止め部材46は、第一ホール14の末端部32の内面に接着されてもよい。
【0103】
止め部材46の長さは、好ましくは、必要とされる継手強度に基づいて選択される。この継手長さは、ドリルパイプ1において予想される圧縮/屈曲/張力の強度によって判断される。
【0104】
本実施の形態では、第一ホール14の末端部32は、ガイドチューブ10に対する保有部として機能する。ガイドチューブ10が、長手両方向へ移動、すなわち、第一の末端面18や中央孔8へ移動するのを防ぐ。これによって、ガイドチューブ10の長手方向に、あらかじめ張力あるいは圧縮力をかけることが出来る。
【0105】
この第三の実施の形態を特別に改良したものを、図10に示す。
【0106】
ここで、第一ホール14の末端部32は、保有部・終端環状溝28内で終端となる。
【0107】
止め部材46は、保有溝28内に形成された導電層29の固定要素としてデザインされている。
【0108】
例えば、この止め部材46は、第一ホール14の末端部32の内径よりも大きな外径を有するフランジ部54あるいは襟部から構成され、止め部材46が導電層29の対応する開口部を通過すると、このフランジ部54は、導電層29を溝部28の底面31に押し付けることになる。
【0109】
同様のことが、U字型環状MCEI要素においても行われる。
【0110】
止め部材46は、第一ホール14の末端部32の内面に対して拡張あるいは接着される。
【0111】
図11は、本発明の第四の実施の形態を示す。
【0112】
第一ホール14の末端部32は、メイン部30よりも小さな直径を備える。末端部32の直径は、ガイドチューブ10の名目外径よりも小さい。
【0113】
従って、第一ホール14は、自身のメイン部30と末端部32との間の界面に位置するショルダー面36を有する。
【0114】
ショルダー面36は、ガイドチューブ10の末端面50に対する当接面として機能する。
【0115】
ガイドチューブ10は、上記末端部32の内径よりも大きな名目外径を備えているので、第一ホール14の末端部32には収容されない。ここで、ガイドチューブ10には、拡張部は必要とされない。
【0116】
本実施の形態では、第一ホール14の末端部32は、ガイドチューブ部10の保有部として機能する。ガイドチューブ10が、長手方向に、ドリルパイプ1の第一の末端面18へ移動するのを防ぐ。これにより、ガイドチューブ10が移動して、溝部28内のカプラー装置、そして/あるいは、ガイドチューブ10に収容されているワイヤと上記カプラー装置との間の電気コネクタに損傷を与えることを防ぐ。更に、ガイドチューブ10の長手方向に、あらかじめ圧縮力をかけることを可能にする。
【0117】
図12は、本発明の第五の実施の形態を示す。
【0118】
第一ホール14は、自身の長さ方向に渡って、実質的に一定な直径を有する。すなわち、第一ホール14は、メイン部30と末端部32の両方を有していない。言い換えれば、メイン部30と末端部32は、同じ直径を有する。
【0119】
止め部材46と同様の止め部材58をガイドチューブ10に対する当接面として作用させるために、止め部材は、第一ホール14内のガイドチューブ10の末端面50と末端面18との間あるいは溝部28との間に収容される。
【0120】
本実施の形態では、ガイドチューブ10が、長手方向に、ドリルパイプ1の第一の末端面18へ移動するのを防ぐ。更に、ガイドチューブ10の長手方向に、あらかじめ圧縮力をかけることが可能になる。
【0121】
止め部材58は、第一ホール14の内面に対して拡張あるいは接着される。あるいは、摩擦継手が、止め部材58と第一ホール14の内面との間に備えられてもよい。
【0122】
図13は、本発明の第六の実施の形態を示す。
【0123】
第一ホール14は、その長手方向に、中間部34を介して接合されたメイン部30と末端部32を有する。
【0124】
第一ホール14の末端部32は、少なくともこの末端部32近くにおいて、メイン部30よりも大きな直径を備えている。メイン部30は、必須ではないが、自身の全長に渡って同じ内径を有している。
【0125】
第一ホール14の中間部34は、末端部32をメイン部30に接続するテーパー部のようにデザインされている。ガイドチューブ10は、自身の名目直径よりも大きな直径を有する末端部と、末端部38をガイドチューブ10の残りの部分に接続して第一ホール14の中間部34に対応させた中間部と、を備える。ガイドチューブ10の中間部は、放射状に塑性的に拡張している。
【0126】
ガイドチューブ10の保持能力を向上するために、特に、きつく引っ張った状態で、テーパーV字部61が、ガイドチューブ10内の中間部に配置されている。
【0127】
中間部34は任意なものである。
【0128】
テーパーV字部61は、摩擦溶接を起こすように、比較的高い回転速度で挿入されてもよい。
【0129】
テーパーV字部61の使用により、ガイドチューブ10と第一ホール14との間に、金属封止部を形成する。
【0130】
ガイドチューブ10に対する保持、あらかじめの応力負荷、そして/あるいは封止を補強するために、テーパーV字部61の数は、末端部38の異なる直径を有する様々な長手部分の数に対応させる。
【0131】
図14は、本発明の第七の実施の形態を示す。
【0132】
第一ホール14は、長手方向に、自身の末端部32を自身のメイン部30に接合する中間部34を有する。ここで、末端部32の内径と、中間部34に近いメイン部30の内径は同じであり、すなわち、中間部34の名目直径となる。
【0133】
この中間部34は、長手方向に、中間部34の残りの部分、すなわち、中間部34の名目直径よりも大きな内径を有する多数の保有部63を有する。
【0134】
ここで、中間部34の名目直径と、第一ホール14の名目直径は同じとなる。
【0135】
保有部63は、例えば、ターニング、スロッティング、あるいはミリングによって、中央孔8の内面12を放射状に加工した溝のようにデザインされている。
【0136】
ガイドチューブ10は、長手方向に、自身の第一の末端部38を自身のメイン部に接続する中間部を備えている。ガイドチューブ10の中間部は、第一ホール14の中間部34に対応している。ガイドチューブ10の中間部は、第一ホール14の保有部63に対応する、放射状に塑性的に拡張する部分を有する。
【0137】
選択的には、ガイドチューブ10を保護し、第一ホール14内のガイドチューブ10に対する保有、あらかじめの応力負荷、そして/あるいは封止性を向上させるために、第一ホール14の保有部63を形成する溝部には、溶融金属物質あるいは合成物質が満たされている。
【0138】
図15は、本発明の第八の実施の形態を示す。
【0139】
第一ホール14の中間部34は、ドリルパイプ1の中央孔8で開口し、この中央孔8の内面12に形成されたポケット65を備える。ここで、ポケット65は、平行管形状を有しているが、例えば、筒状にデザインされた他の形状でもよい。
【0140】
第一ホール14の中間部34に対応するガイドチューブ10の中間部は、放射状に塑性的に拡張する拡張部75を備える。これにより、ガイドチューブ10に対する第一の当接面71が、ポケット65の一方の長手終端部に配置され、ガイドチューブ10に対する第二の当接面72が、ポケット65のもう一方の長手終端部に配置される。
【0141】
言い換えれば、ポケット65は、ガイドチューブ10の保有部として作用し、このガイドチューブ10が、長手両方向に移動するのを防ぐ。更に、ガイドチューブ10に、あらかじめ張力あるいは圧縮力をかけることが可能となる。
【0142】
選択的には、付属保有部67を使用して、ガイドチューブ10に対する保有特性、そして/あるいは、あらかじめの応力負荷特性を向上させる。
【0143】
例示的な付属保有部67は、2つの環状リング69から構成される。環状リング69は、第一の当接面71と第二の当接面72のうちの片方と、それぞれ当接する。
【0144】
ガイドチューブ10は、環状リング69の片方ずつを通過する。環状リング69は、ガイドチューブ10に対する環状シート面73を、それぞれ備える。
【0145】
各環状シート面73は、ガイドチューブの拡張部75とそれ以外の部分との間のガイドチューブ10の移行部に連動するテーパー部としてデザインされている。
【0146】
保有要素67が、この環状リング69同士を接合する外側袖部77から構成されてもよい。
【0147】
選択的には、この外側袖部77とガイドチューブ10の間の空間には、封止のために溶融金属あるいは合成物質がみたされている。
【0148】
図16は、本発明の第九の実施の形態を示す。
【0149】
第八の実施の形態で示したように、第一ホール14の中間部34は、中央孔8の内面12に配置されたポケット65から構成される。
【0150】
ここで、ガイドチューブ10の第一の末端部38は、ポケット65近くで、第一ホール14のメイン部30内に収容されている。
【0151】
機械的保有部79が、ガイドチューブ10を、例えばきつく引っ張った状態で維持するようにポケット65内に配置されている。
【0152】
機械的保有部79として、ねじ/留めねじシステムが例示される。上記ねじ/留めねじシステムの留めねじは、第一の当接面71と、第一ホール14のメイン部30に近い方の第二の当接面72のうちの一方に適用される。上記ねじ/留めねじシステムのねじは、ガイドチューブ10に対して引っ張り応力を負荷する。
【0153】
あるいは、機械的保有要素79は、伸筋のようにデザインされてもよい。
【0154】
選択的には、ポケット65は、袖部によって保護されている。
【0155】
図17は、本発明の第十の実施の形態を示す。
【0156】
ここで、少なくとも第一ホール14の一部分は、中央孔8の内面12に配置される溝としてデザインされている。
【0157】
ガイドチューブ10は、上記溝内に収容され、例えば溶接により、その内面に固定される。
【0158】
ガイドチューブは、長手方向に、あらかじめ張力あるいは圧縮力がかけられた状態で固定される。
【0159】
溝部は、メインパイプ2の第一の末端面18で終端となる。
【0160】
図18は、本発明の第十一の実施の形態を示す。
【0161】
第一ホール14のメイン部は、中央孔8の内面12に、典型的には長手方向に、配置された溝部81としてデザインされている。
【0162】
第一ホール14は、長手方向に、自身のメイン部を末端部32に接合する中間部を備える。第一ホール14の中間部は、中央孔8の内面12に配置されたポケット85としてデザインされている。
【0163】
ここで、第一ホール14の末端部32は、終端溝部28内で終端している。
【0164】
ガイドチューブ10のメイン部は、長手方向に溝堀されたメイン部81内に収容されており、少なくともその内面の一部分で、例えば溶接により固定されている。ガイドチューブ10は、あらかじめ張力あるいは圧縮力がかけられた状態で保有される。ポケット85は、袖部により保護される。
【0165】
溝領域は、例えばミリングすることにより平らに、あるいは、例えばターニングで加工することにより円形に形成される。第一ホール14の末端部32は、例えば一対の溝28から作業を行い、ガンドリルのように奥方向に削ることによって、加工される。
【0166】
別の実施の形態として、第一ホール14の溝部81とこの第一ホール14の末端部32との間にポケットを配置していない。
【0167】
更に、ガイドチューブ10は、例えば、スエージ加工あるいは溶接加工により、第一ホール14の末端部32内部に保持される。
【0168】
溝部が、中央孔8に対して同心円状である場合、溝部81は、バックボーリング加工により加工される。
【0169】
図19は、本発明の第十二の実施の形態を示す。
【0170】
ガイドチューブ10の第一の末端部38は、第一ホール14の末端部32で保持される。
【0171】
ガイドチューブ10の第一の末端部38は、ガイドチューブ10に対して当接面を形成するフランジ部91から構成される。フランジ部91は、ガイドチューブ10が、第二の接合部6に向かう長手方向に移動するのを防ぐ。ガイドチューブ10は、長手方向にあらかじめ応力(張力)がかけられた状態で保有されていてもよい。
【0172】
フランジ部91は、ドリルパイプの第一の末端面18上に溶接することにより、更に、ガイドチューブの長手方向に、あらかじめ圧縮力をかけることが出来る。本実施の形態では、好ましくはステンレス鋼が使用される。
【0173】
選択的には、溶接能力を上げるために、例えば、ガイドチューブ10内部にくさびを挿入するなど、機械的な構成要素が使用される。
【0174】
上記実施の形態によれば、ガイドチューブ10が、ドリルパイプ1の中央孔8へ、そして/あるいは、ドリルパイプ1の第一の末端面18あるいは第二の末端面20へ、長手方向に移動するのを防ぐ。これにより、ガイドチューブ10に、長手方向の圧縮力と/あるいは張力といった応力がかけられる。言い換えると、ドリルパイプ1に作用する張力、圧縮力、そして/あるいは湾曲負荷により、ガイドチューブ10に圧縮力と/あるいは張力といった応力がかけられる。
【0175】
保有部材により、少なくともメインチューブにかかる応力のいくらかは、ガイドチューブ10に対応する応力を発生させ、その応力は、保有部材の適切なデザインにより反発されている。
【0176】
ここまで述べてきた実施の形態のほとんどに関連するように、ガイドチューブ10を第一の接合部4と第二の接合部6に対して封止した場合、ガイドチューブ10の外面に、特に、第一ホール14と第二ホール16のうちのガイドチューブが収容されていない方に、更に、泥水の圧力が負荷される。
【0177】
ガイドチューブ10を第一の接合部4と第二の接合部6に対して封止しない場合、ガイドチューブ10の外面と内面両方に、おおまかには同じ圧力がかかる。この場合、ガイドチューブ10には泥水の圧力が負荷されない。
【0178】
図22は、異なった低圧力がガイドチューブ10に負荷された時の、ガイドチューブ10に生じる応力を示す。張力と圧縮力負荷が横軸に置かれ(張力は正の値)、上記異なった応力が縦軸に置かれている(内部圧力は正の値)。ガイドチューブ10のイールド(塑性変形)の限界曲線も、図22に示す。この限界曲線は、フォンミーゼス等価応力理論により楕円形を成す。
【0179】
図23は、異なった高圧力負荷の図22の類似形態を示す。
【0180】
両者とも、ガイドチューブには、ドリルパイプに使用荷重や泥水の圧力が負荷される前の、あらかじめ長手方向に張力がかけられた状態である。
【0181】
図22では、応力の代表点が横軸上に位置しており、ガイドチューブ全体で応力に差はない。これら応力の代表点は、フォンミーゼスの楕円形内側に存在している。
【0182】
図23では、応力の代表点がフォンミーゼスの楕円形外側に位置している。すなわち、ガイドチューブ10が破壊されるリスクがある。
【0183】
圧力差が大きい場合には、例えば、低炭素鋼(235MPAの降伏応力を有する)やインコネル825(1000MPAの降伏応力を有する)を使用して、ガイドチューブ10の材料を性能向上させることが必要である。
【0184】
図20は、本発明の第十三の実施の形態を示す。
【0185】
上記実施の形態のうちのひとつによれば、ガイドチューブ10は、好ましくは、パイプの両側に保持される。これにより、ガイドチューブ10が長手両方向へ移動するのを防ぐ。好ましくは、ガイドチューブ10が矢印95で示された張力を維持している状態である。
【0186】
ガイドチューブ10は、データ伝送ワイヤ収納用の付属ガイドチューブ93を収容している。
【0187】
付属ガイドチューブ93は、両端に保持も保有もされていない。これにより、付属ガイドチューブが、第一の接合終端部4と第二の接合終端部6に保持されているガイドチューブ10内部で、長手両方向へ自由に移動することが出来る。
【0188】
ここで、ガイドチューブ10は、封止ではなく、ここまで開示されてきた手段のいずれかにより、維持あるいは保有され、これにより、図20の太線矢印で示された泥水の圧力が、付属ガイドチューブ93に作用する。
【0189】
付属ガイドチューブ93は、封止システム94の使用により、泥水漏れのないように配置されている。封止システム94は、エラストマー材料の弾力性のある封止リングであってもよい。
【0190】
これにより、圧力と湾曲の影響が組み合わさって主にガイドチューブ10に湾曲応力が作用することは生じず、これに対して、付属ガイドチューブ93に泥水の圧力が作用する。
【0191】
これにより、ドリルパイプ1を用意にデザインすることが出来る。ガイドチューブ10が軸方向応力(張力や圧縮力)に耐え得るように、ガイドチューブ10の寸法と材料が選択され、これに対し、付属ガイドチューブ93では、泥水の圧力による破壊に耐え得るようにのみ、付属ガイドチューブ93の寸法と材料が選択される。言い換えると、ガイドチューブ10と付属ガイドチューブ93は、個別に最適化が行われる。
【0192】
選択的には、ガイドチューブ10はホールを備え、ガイドチューブ10の外面と内面の間の圧力差を低く保たせる。
【0193】
図20の実施の形態の変形例として、付属ガイドチューブ93と内包されているワイヤは、特有の装甲同軸ケーブルとして形成される。
【0194】
図21は、更に別の実施の形態を示す。
【0195】
ここで、ガイドチューブ10は、データ伝送ワイヤを収容しており、上記実施の形態のうちのいずれかの手段により、矢印98で示したように、ドリルパイプ1の両端に維持あるいは保有される。
【0196】
ガイドチューブ10は、ドリルパイプ1に対して長手両方向に自由に移動する付属鞘96内に収容されている。付属鞘96には、外的(泥水の)圧力が負荷されるが、封止システム97により、この圧力に抵抗している。これにより、ガイドチューブ10にはこの外的圧力がかからない。
【0197】
別の実施の形態においても、長手方向負荷と泥水の圧力の組み合わせを、ワイヤ保護システムに生じないような効果が可能となる。
【0198】
上記実施の形態では、第一ホール14に保有手段を設けて、ガイドチューブ10が片方あるいは両方の長手方向に移動するのを防ぐ。
【0199】
同様に、第二ホール16は、上記で開示した保有手段のいずれかを有してもよい。好ましくは、第一の接合部4と第二の接合部6に対して同様の形成作業が行えるので、第一ホール14と第二ホール16の両者は、同じ保有手段を備える。
【0200】
極めて特異的な応用例としては、第二ホール16が、全く保有手段を有しないことである。
【0201】
ドリルパイプが湾曲されたり、軸方向に圧縮される、あるいは引き伸ばされたりする時に重要となる、ガイドチューブ10の長手方向への移動が防がれる。
【0202】
(一般的には、中央孔に沿って真っ直ぐに延在している)ガイドチューブ10が、中央孔の内面に接着されていたり、コーティング層に埋め込まれていたりするようなドリルパイプでは、本発明により、接着手段の適用あるいはコーティング層を形成させる前に、ガイドチューブに張力を保有させる(あらかじめかける)ことができ、これにより、メインチューブ内面に対してガイドチューブを引き伸ばすことが出来る。従って、メインパイプ2に負荷するすべての荷重、特に圧縮力と/あるいは張力によって、ガイドチューブ10に対応する応力を負荷させて、この応力強度は、保有手段のデザイン重要性を低くするような(メインチューブ内面に接着されない)フリー(自由移動)ガイドチューブを使用した場合よりも低くなる。
【0203】
また、本発明では、溝部28内部の導電層やカプラー装置といったその他手段、あるいはその他導電要素が、ドリルパイプにかかる圧縮力により、ガイドチューブ10の終端部を介して損傷するのも防ぐ。
【0204】
ガイドチューブが中央孔に沿って真っ直ぐに延在し、中央孔8の内面に接着されていないドリルパイプでは、ガイドチューブの圧縮と/あるいは湾曲による中央孔でのガイドチューブ10の突き抜け、そして/あるいは、導電層29の損傷を防ぐために、ガイドチューブ10には、あらかじめ応力(張力)が負荷される。本発明を適用することにより、上記のようにあらかじめ応力を負荷されたガイドチューブ10が提供される。
【0205】
ガイドチューブがつる巻き状に延在する場合、ガイドチューブをメインパイプ2の中央孔8に押し付けるには、圧縮力をあらかじめ負荷することが適している。
【0206】
上記いくつかの実施の形態では、特に、摩擦継手を使用すると、保有手段により、第一ホール内のガイドチューブが固定されている。このような固定は、本発明のいくつかの利点を得るのに必要ではないということは理解されるであろう。
【0207】
本発明は、限られた数の実施の形態によって述べられている。しかしながら、この開示による利益を享受する当業者は、その他の実施の形態を本発明の範囲から逸脱しないように考案出来ることを、十分に理解されるであろう。例えば、以下のようである。
【0208】
ガイドチューブの終端部は、第一/第二ホール内の長手方向のどの位置においても配置され得る。
【0209】
第一/第二ホールに関して、例えば、仏国特許出願FR08/05376で見られるように、一般的に(ホールは、中央孔軸に並行ではないように延在する)あるいは明確に(ホールは、中央孔8から環状溝部28まで多数の調節部分を有する)これまで述べられてきたよりも、第一/第二ホールは更に複雑なパターンを有し得る。
【0210】
第一/第二ホールは、環状溝部28以外の場所で終端となってもよく、仏国特許出願FR08/05376で見られるように、選択的に考慮され得る。
【0211】
ガイドチューブは、中央孔8の後に異なるパターンが続いて延在することが出来る。
【0212】
保護層は、中央孔8の内面上のガイドチューブに適応される。あるいは、溶接や接着結合のような異なった接着手段も使用され得る。
【0213】
第一ホール14と第二ホール16、対応するガイドチューブ10の第一の終端部22とガイドチューブ10の第二の終端部24は、上記のような異なる実施の形態に基づいて配置される。
【0214】
本発明は、ドリルパイプに限定されず、重量ドリルパイプ、ドリルカラー、あるいはその他のいかなるドリルストリング構成要素にも適応され得る。
【特許請求の範囲】
【請求項1】
ドリルストリング要素(1)が、接合終端部(4、6)を有するメインパイプ(2)と、少なくとも1本のワイヤに対する保護手段と、を備え、
上記保護手段は、メインパイプ(2)の中央孔(8)内部に延在し、
メインパイプ(2)は、上記接合終端部のうちの片方(4)において第一ホール(14)と、もう一方の接合終端部(6)において第二ホール(16)を備え、
両ホールは、中央孔(8)で繋がっている特徴を有するドリルストリングであって、
保護手段は、上記ワイヤを収容するように配置されたガイドチューブ(10)を備え、
ガイドチューブ(10)の両終端部は第一ホール(14)と第二ホール(16)内部にそれぞれ配置され、
保有手段が、ガイドチューブ10の各終端部において、少なくとも第一ホール(14)と第二ホール(16)のうちの一方に配置され、
上記保有手段は、上記第一ホール(14)と第二ホール(16)のうちの一方に対して、上記ガイドチューブ10の各終端部が、少なくとも上記ホールの長手方向に移動するのを防ぐようにデザインされている。
【請求項2】
請求項1に記載のドリルストリング要素であって、
上記保有手段は、ガイドチューブ(10)が、上記ホール(14、16)の長手両方向に移動するのを防ぐように配置される。
【請求項3】
請求項1〜2のいずれか1項に記載のドリルストリング要素であって、
上記保有手段は、ガイドチューブ(10)に対する少なくともひとつの当接面(36、42、48)を備え、上記当接面は、上記ホール(14、16)において放射状に延在している。
【請求項4】
請求項3に記載のドリルストリング要素であって、
上記当接面(36、42、48)は、ガイドチューブ(10)の放射状終端面(50)と連動する。
【請求項5】
請求項3〜4のいずれか1項に記載のドリルストリング要素であって、
上記少なくともひとつの当接面(36、42、48)は、ガイドチューブ(10)の放射状拡大部(44)と連動する。
【請求項6】
請求項3〜5のいずれか1項に記載のドリルストリング要素であって、
上記少なくともひとつの当接面(36、42)は、上記ホール(14、16)のショルダー面として配置される。
【請求項7】
請求項3〜5のいずれか1項に記載のドリルストリング要素であって、
上記少なくともひとつの当接面(48)は、上記ホール(14、16)内部に位置する付属部材(46、58)の終端面として配置され、上記付属部材が相対的に上記ホール(14、16)の長手方向どちらにも移動するのを防ぐように固定手段が上記ホール(14、16)に備えられる。
【請求項8】
請求項7に記載のドリルストリング要素であって、
上記付属部材(46、58)に対する固定手段は、付属部材の外面と上記ホール(14、16)の内面との間に、摩擦継手を備える。
【請求項9】
請求項8に記載のドリルストリング要素であって、
上記摩擦継手は、上記付属部材(46、58)の直径方向への拡大から派生している。
【請求項10】
請求項7〜9のいずれか1項に記載のドリルストリング要素であって、
上記ホール(14、16)は、環状溝部(28)の底面(31)で終端となり、この環状溝部は、信号を別のドリルストリング要素に伝送するためのカプラー装置の対応する環状要素(29)を受け、
付属部材は、上記環状要素の開口部を通過する対応する環状要素(29)の固定要素として配置される。
【請求項11】
請求項3〜5のいずれか1項に記載のドリルストリング要素であって、
上記少なくともひとつの当接面(73)は、ガイドチューブ(10)が通過する付属部材(69)の内面としてデザインされる。
【請求項12】
請求項11に記載のドリルストリング要素であって、
付属部材(69)は、中央孔(8)上の開口部となる内部くぼみ(65)内に位置し、上記ホール(14、16)は、内部くぼみ内を通過、あるいは内部くぼみで終端となる。
【請求項13】
先行する請求項のいずれか1項に記載のドリルストリング要素であって、
保有手段は、上記ホール(14、16)のメイン部(32)よりも大きな断面直径を有する該ホールの長手部分において、上記ホール(14、16)の少なくともひとつの保有部(34)を備える。
【請求項14】
請求項13に記載のドリルストリング要素であって、
上記保有部(34)は、ガイドチューブ(10)の放射状拡大部(44)と連動する。
【請求項15】
請求項13〜14のいずれか1項に記載のドリルストリング要素であって、
上記保有部(34)は、中央孔(8)上の開口部となる少なくともひとつのくぼみ(63)を備え、この奥行きは、ホール(14、16)のメイン部(32)の直径よりも大きい。
【請求項16】
請求項15に記載のドリルストリング要素であって、
上記少なくともひとつのくぼみは、金属材料あるいは合成材料で満たされている。
【請求項17】
請求項12〜16のいずれか1項に記載のドリルストリング要素であって、
ガイドチューブ(10)に対する固定部材(79)は、くぼみ(65)内部に配置される。
【請求項18】
請求項17に記載のドリルストリング要素であって、
上記固定手段は、ガイドチューブ(10)の長手方向終端部の片方と連動するねじ/留めねじ保有部を備える。
【請求項19】
先行する請求項のいずれか1項に記載のドリルストリング要素であって、
上記保有手段は、上記ホール(14、16)の長手部分の内面と、ガイドチューブ(10)の長手部分の外面との間に配置された摩擦継手を備える。
【請求項20】
先行する請求項のいずれか1項に記載のドリルストリング要素であって、
上記ホール(14、16)は、中央孔(8)の内面(12)上に開口する長手方向溝部(81)として形成された長手部分を備える。
【請求項21】
先行する請求項のいずれか1項に記載のドリルストリング要素であって、
上記ホール(14、16)は、対応する接合終端部の末端面で終端となり、ガイドチューブ(10)は、上記末端面で当接するフランジ部(91)としてデザインされた長手方向末端部を備える。
【請求項22】
先行する請求項のいずれか1項に記載のドリルストリング要素であって、
上記保有手段は、ガイドチューブと、対応する接合終端部との間に、封止部を形成する。
【請求項23】
先行する請求項のいずれか1項に記載のドリルストリング要素であって、
ガイドチューブ(10)は、上記少なくとも1本のワイヤを収容する付属ガイドチューブ(93)を収容して、ガイドチューブの外周面と内周面との間で泥水をやり取りする手段を備え、
付属ガイドチューブ(93)は、ガイドチューブ(10)に対して、長手方向に自由に移動することが出来るように配置される。
【請求項24】
先行する請求項のいずれか1項に記載のドリルストリング要素であって、
ガイドチューブ(10)は、接合終端部を封止するような筒状鞘部に収容され、上記接合終端部に対して、自由に移動することが出来るように配置される。
【請求項25】
先行する請求項のいずれか1項に記載のドリルストリング要素であって、
ガイドチューブは、その長手方向に張力あるいは圧縮力が負荷されるように、あらかじめ応力が負荷された状態で保持される。
【請求項1】
ドリルストリング要素(1)が、接合終端部(4、6)を有するメインパイプ(2)と、少なくとも1本のワイヤに対する保護手段と、を備え、
上記保護手段は、メインパイプ(2)の中央孔(8)内部に延在し、
メインパイプ(2)は、上記接合終端部のうちの片方(4)において第一ホール(14)と、もう一方の接合終端部(6)において第二ホール(16)を備え、
両ホールは、中央孔(8)で繋がっている特徴を有するドリルストリングであって、
保護手段は、上記ワイヤを収容するように配置されたガイドチューブ(10)を備え、
ガイドチューブ(10)の両終端部は第一ホール(14)と第二ホール(16)内部にそれぞれ配置され、
保有手段が、ガイドチューブ10の各終端部において、少なくとも第一ホール(14)と第二ホール(16)のうちの一方に配置され、
上記保有手段は、上記第一ホール(14)と第二ホール(16)のうちの一方に対して、上記ガイドチューブ10の各終端部が、少なくとも上記ホールの長手方向に移動するのを防ぐようにデザインされている。
【請求項2】
請求項1に記載のドリルストリング要素であって、
上記保有手段は、ガイドチューブ(10)が、上記ホール(14、16)の長手両方向に移動するのを防ぐように配置される。
【請求項3】
請求項1〜2のいずれか1項に記載のドリルストリング要素であって、
上記保有手段は、ガイドチューブ(10)に対する少なくともひとつの当接面(36、42、48)を備え、上記当接面は、上記ホール(14、16)において放射状に延在している。
【請求項4】
請求項3に記載のドリルストリング要素であって、
上記当接面(36、42、48)は、ガイドチューブ(10)の放射状終端面(50)と連動する。
【請求項5】
請求項3〜4のいずれか1項に記載のドリルストリング要素であって、
上記少なくともひとつの当接面(36、42、48)は、ガイドチューブ(10)の放射状拡大部(44)と連動する。
【請求項6】
請求項3〜5のいずれか1項に記載のドリルストリング要素であって、
上記少なくともひとつの当接面(36、42)は、上記ホール(14、16)のショルダー面として配置される。
【請求項7】
請求項3〜5のいずれか1項に記載のドリルストリング要素であって、
上記少なくともひとつの当接面(48)は、上記ホール(14、16)内部に位置する付属部材(46、58)の終端面として配置され、上記付属部材が相対的に上記ホール(14、16)の長手方向どちらにも移動するのを防ぐように固定手段が上記ホール(14、16)に備えられる。
【請求項8】
請求項7に記載のドリルストリング要素であって、
上記付属部材(46、58)に対する固定手段は、付属部材の外面と上記ホール(14、16)の内面との間に、摩擦継手を備える。
【請求項9】
請求項8に記載のドリルストリング要素であって、
上記摩擦継手は、上記付属部材(46、58)の直径方向への拡大から派生している。
【請求項10】
請求項7〜9のいずれか1項に記載のドリルストリング要素であって、
上記ホール(14、16)は、環状溝部(28)の底面(31)で終端となり、この環状溝部は、信号を別のドリルストリング要素に伝送するためのカプラー装置の対応する環状要素(29)を受け、
付属部材は、上記環状要素の開口部を通過する対応する環状要素(29)の固定要素として配置される。
【請求項11】
請求項3〜5のいずれか1項に記載のドリルストリング要素であって、
上記少なくともひとつの当接面(73)は、ガイドチューブ(10)が通過する付属部材(69)の内面としてデザインされる。
【請求項12】
請求項11に記載のドリルストリング要素であって、
付属部材(69)は、中央孔(8)上の開口部となる内部くぼみ(65)内に位置し、上記ホール(14、16)は、内部くぼみ内を通過、あるいは内部くぼみで終端となる。
【請求項13】
先行する請求項のいずれか1項に記載のドリルストリング要素であって、
保有手段は、上記ホール(14、16)のメイン部(32)よりも大きな断面直径を有する該ホールの長手部分において、上記ホール(14、16)の少なくともひとつの保有部(34)を備える。
【請求項14】
請求項13に記載のドリルストリング要素であって、
上記保有部(34)は、ガイドチューブ(10)の放射状拡大部(44)と連動する。
【請求項15】
請求項13〜14のいずれか1項に記載のドリルストリング要素であって、
上記保有部(34)は、中央孔(8)上の開口部となる少なくともひとつのくぼみ(63)を備え、この奥行きは、ホール(14、16)のメイン部(32)の直径よりも大きい。
【請求項16】
請求項15に記載のドリルストリング要素であって、
上記少なくともひとつのくぼみは、金属材料あるいは合成材料で満たされている。
【請求項17】
請求項12〜16のいずれか1項に記載のドリルストリング要素であって、
ガイドチューブ(10)に対する固定部材(79)は、くぼみ(65)内部に配置される。
【請求項18】
請求項17に記載のドリルストリング要素であって、
上記固定手段は、ガイドチューブ(10)の長手方向終端部の片方と連動するねじ/留めねじ保有部を備える。
【請求項19】
先行する請求項のいずれか1項に記載のドリルストリング要素であって、
上記保有手段は、上記ホール(14、16)の長手部分の内面と、ガイドチューブ(10)の長手部分の外面との間に配置された摩擦継手を備える。
【請求項20】
先行する請求項のいずれか1項に記載のドリルストリング要素であって、
上記ホール(14、16)は、中央孔(8)の内面(12)上に開口する長手方向溝部(81)として形成された長手部分を備える。
【請求項21】
先行する請求項のいずれか1項に記載のドリルストリング要素であって、
上記ホール(14、16)は、対応する接合終端部の末端面で終端となり、ガイドチューブ(10)は、上記末端面で当接するフランジ部(91)としてデザインされた長手方向末端部を備える。
【請求項22】
先行する請求項のいずれか1項に記載のドリルストリング要素であって、
上記保有手段は、ガイドチューブと、対応する接合終端部との間に、封止部を形成する。
【請求項23】
先行する請求項のいずれか1項に記載のドリルストリング要素であって、
ガイドチューブ(10)は、上記少なくとも1本のワイヤを収容する付属ガイドチューブ(93)を収容して、ガイドチューブの外周面と内周面との間で泥水をやり取りする手段を備え、
付属ガイドチューブ(93)は、ガイドチューブ(10)に対して、長手方向に自由に移動することが出来るように配置される。
【請求項24】
先行する請求項のいずれか1項に記載のドリルストリング要素であって、
ガイドチューブ(10)は、接合終端部を封止するような筒状鞘部に収容され、上記接合終端部に対して、自由に移動することが出来るように配置される。
【請求項25】
先行する請求項のいずれか1項に記載のドリルストリング要素であって、
ガイドチューブは、その長手方向に張力あるいは圧縮力が負荷されるように、あらかじめ応力が負荷された状態で保持される。
【図1】
【図2】
【図3】
【図4】
【図5】
【図6】
【図7】
【図8】
【図9】
【図10】
【図11】
【図12】
【図13】
【図14】
【図15】
【図16】
【図17】
【図18】
【図19】
【図20】
【図21】
【図22】
【図23】
【図2】
【図3】
【図4】
【図5】
【図6】
【図7】
【図8】
【図9】
【図10】
【図11】
【図12】
【図13】
【図14】
【図15】
【図16】
【図17】
【図18】
【図19】
【図20】
【図21】
【図22】
【図23】
【公表番号】特表2012−522194(P2012−522194A)
【公表日】平成24年9月20日(2012.9.20)
【国際特許分類】
【出願番号】特願2012−502479(P2012−502479)
【出願日】平成22年3月4日(2010.3.4)
【国際出願番号】PCT/EP2010/001338
【国際公開番号】WO2010/115492
【国際公開日】平成22年10月14日(2010.10.14)
【出願人】(510225579)ヴァム・ドリリング・フランス (3)
【氏名又は名称原語表記】VAM DRILLING FRANCE
【Fターム(参考)】
【公表日】平成24年9月20日(2012.9.20)
【国際特許分類】
【出願日】平成22年3月4日(2010.3.4)
【国際出願番号】PCT/EP2010/001338
【国際公開番号】WO2010/115492
【国際公開日】平成22年10月14日(2010.10.14)
【出願人】(510225579)ヴァム・ドリリング・フランス (3)
【氏名又は名称原語表記】VAM DRILLING FRANCE
【Fターム(参考)】
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