【解決手段】
長手方向に内側表面（１５）を画定した細長いチューブ状体（２）を備え、このチューブ状体（２）が少なくとも１個の回転部（１８）を有し、且つ前記細長いチューブ状体（２）に設けられた第１の孔（２７、３７）を有するドリルストリング要素（１）。前記第１の孔は、前記回転部（１８）で開口する第１の端部を有すると共に、当該第１の端部近傍に交差位置で前記内側表面（１５）と交差する長手方向軸を有する。前記長手方向軸は、前記回転部（１８）の中心軸（１４）を通過し且つ前記交差位置を含む第１の平面への投影において、ゼロ以外の値の第１の角度を形成し、前記交差位置で前記内側表面に接線方向である第２の平面への投影において、ゼロ以外の値の第２の角度を形成する。

【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ドリルストリング要素及びそのような要素から構成されるドリルストリングに関する。
【背景技術】
【０００２】
この種の要素は、掘削、特に石油の採掘の分野で使用され、油井の地表面からその底部に延びるドリルストリングを形成する。
【０００３】
これらの要素は、特に、ドリルパイプ、厚肉ドリルパイプ及びドリルカラーからなる。米国石油協会（即ち「ＡＰＩ」）の規格では、例えばそのような要素が定義されている。
【０００４】
掘削作業の過程では、新しい要素を既にドリルストリングに存在する要素に当接関係で接続してドリルストリングを延長し、更に深くまで掘削を続ける。
【０００５】
現在は、測定デバイスをドリルストリングに配置し、掘削井戸やその環境又はドリルストリング自体に関するある特定の物理的パラメータを測定する。これらのデバイスは、様々な種類のものが考えられるが、特に、ドリルストリングの下端近傍に配置される。
【０００６】
場合によってはメモリシステムを測定デバイスに関係させて測定結果を記録することが出来る。
【０００７】
測定デバイス及びメモリシステムの動作には電気エネルギーが必要である。
【０００８】
従って、従来的には、電池及び／又はタービン型の発電機が測定デバイスに追加される。必要に応じて、ドリルストリングの要素中を循環する掘削流体の流れによってタービンを回転させる。
【０００９】
一方、ドリルストリング全体を掘削井戸の地表面に引き揚げることなく、取得した測定結果を前記地表面に伝達するのがよい。
【００１０】
そのために、テレメトリデバイスを油井内に配置して使用することが出来る。例えば、超低周波で動作する電磁気デバイスを使用することが出来る。
【００１１】
ドリルストリング内部を循環する掘削流体の圧力及び／又は流量における変化を前記地表面で検出出来る様に、その流れを調節することも出来る。
【００１２】
電気エネルギーを供給し測定データを得るための従来のデバイスにおいては、新たな要素がこの構造に接合されるたびに、特に、加えられる負荷に対する抵抗やドリルストリングに沿って異なる要素が互いに接続する複雑な構造といった多くの様々な周知の不利益に悩まされている。
【００１３】
最終的に、電力及び測定信号を送る単純な方法は、固定電線型の導電性要素を使用することであり、従って、ドリルストリング要素内にこれらの導体要素を収容するための様々な配置が提案されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【００１４】
【特許文献１】米国特許出願公開番号２００６／０２２５９２６
【特許文献２】米国特許出願公開番号２００５／００９２４９９
【特許文献３】米国特許第４，０９５，８６５号
【特許文献４】米国特許第６，６７０，８８０号
【特許文献５】米国特許第６，６４１，４３４号
【特許文献６】仏国特許出願番号０８／００９４２
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１５】
しかしながら、それらの配置は、例えば、要素同士の可逆的且つ容易な接続や、ねじり、曲げ、圧縮或いは引張荷重、不測の衝撃及び振動或いは掘削流体による浸食への耐性等、特定の要求を満たす必要がある。
【００１６】
米国特許出願公開番号２００６／０２２５９２６は、ケーブルを備えたドリルストリング要素を開示している。
【００１７】
そのドリルストリング要素はチューブ状である。そのケーブルは、チューブ壁内に配置された通路に収容されることもあれば、その壁に当接してチューブの内側に配置されることもある。チューブの長手方向両端部近傍に電磁結合要素が配置され、このケーブルからドリルストリング内で隣接する同様のチューブのケーブルへデータを送信する。例えばハイドロフォーミングによってチューブの内壁に対して強固に印加されたチューブ状シースによって、このケーブルは保護される。このようなシースは製造が困難で高価であることが分かっている。
【００１８】
米国特許出願公開番号２００５／００９２４９９及び米国特許第４，０９５，８６５号では、チューブ形状のドリルストリング要素が、保護導管の内側に配置されたケーブル要素を備える。保護導管は、チューブに沿って螺旋構造に延びるようチューブの内壁に接触して配置されたシースの形状をしている。シースは、チューブの両端に配置され且つチューブの中心軸と平行に延びる通路を経由してチューブの内側に挿入される。この螺旋形状は、ケーブルに、特に、引張及び圧縮荷重に対する非常に良好な耐性を付与する。
【００１９】
このような配置は、孔の螺旋配置から直線配置への移行時に、応力集中を誘発する。加えて、シースを螺旋構造に整形するのは困難である。
【課題を解決するための手段】
【００２０】
本発明は、この状況を改善することを目的とする。この目的のために、長手方向に内側表面を画定する細長いチューブ状体を備え、このチューブ状体が、少なくとも１個の回転部を有し、前記細長いチューブ状体内に設けられ且つ前記回転部で開口する第１の端部を有する第１の孔を有し、前記第１の孔が交差位置で前記内側表面と交差する長手方向軸を前記第１の端部近傍に有する種類のドリルストリング要素であって、前記長手方向軸は、前記回転部の中心軸を通過し且つ前記交差位置を含む第１の平面への投影において、ゼロ以外の値の第１の角度を形成し、前記交差位置で前記内側表面に接線方向である第２の平面への投影において、ゼロ以外の値の第２の角度を形成する点で特徴づけられるドリルストリング要素を提案する。
【００２１】
このドリルストリング要素の特定の配置により、シース又は導管又はその他の細長い可撓性要素を前記第１の孔を介して円筒形空洞内に導入することが出来る。このシースは、丁度、前記孔の形状及び位置により、長手方向中心穴の壁に圧接した螺旋形状を有する。
【００２２】
加えて、ケーブルは、貫通導管に収容された部分とその部分に隣接し且つ中心穴内で自在に伸長する部分との間が連続構造のものである。そして、特に最先端の技術水準における構造ではこの位置に存在した屈曲ゾーンが取り除かれるため、ケーブルは掘削力に対するより良好な耐性を得ることができる。
【００２３】
また、上記種類の要素を当接関係で接合することにより形成されるドリルストリングを提案する。
【００２４】
本発明の任意の特徴は、補完的又は代替的なものであり、以下に明記する。
―前記細長いチューブ状体が、その長手方向両端の少なくとも一方に、他のドリルストリング要素と協力することが意図され且つ実質的に横断方向に配置された座面を備える連結部を有し、少なくとも前記第１の孔及び第１の補助孔によって形成される群の一要素が前記座面で開口する。
―前記第１の孔が前記細長いチューブ状体の周辺凹み内に開口し、前記周辺凹みは外部に開口している。
―前記第１の補助孔が前記周辺凹み内に開口する。
―前記第１の補助孔が前記座面及び前記第１の孔内に開口する。
―前記第１の孔が前記周辺凹み内に開口する。
―前記連結部が、実質的に横断方向に配置された補助座面を更に備え、前記群の他方の要素が前記補助座面で開口する。
―前記座面は、雄型の連結部の自由端に、又は雌型の連結部の内側ショルダーの形状で配置される。
―前記補助座面は、雄型の連結部の中間ショルダーの形状で、又は雌型の連結部の自由端に配置される。
―前記細長いチューブ状体が、前記内側表面で開口している第１の端部を有する第２の孔を有し、前記第２の孔は、前記第１の端部近傍に、第２の位置で前記内側表面と交差する長手方向軸を有する。
―前記第２の角度の値が、前記第２の位置から前記第１の位置を隔てる長手方向距離に依存して選択される。
―前記内側表面が、前記第１の位置と前記第２の位置との間に少なくとも１個の直線円筒部を有する。
―前記直線円筒部が、実質的に第２の位置から第１の位置を隔てる長手方向距離に渡って延出する。
―前記第２の孔が第２の回転部内で開口し、前記第２の孔の長手方向軸が、前記第２の回転部の中心軸を通過し且つ前記第２の位置を含む第３の平面への投影において、ゼロ以外の値の第３の角度を形成し、前記第２の位置で前記内側表面に接線方向である第４の平面への投影において、ゼロ以外の値の第４の角度を形成する。
―前記第４の角度の値は、前記第２の角度の値に近い。
―前記第１の孔は、事実上その全長が直線的関係で延出する。
―当該要素は更に、少なくとも部分的に前記孔に収容され、略螺旋を描きながら前記内側表面上に延出する可撓性チューブ状要素を備える。
―前記螺旋は前記第２の角度の値に依存する角度を備える。
―当該要素は更に、前記細長いチューブ状体の厚壁部内に収容される電気的接続デバイスを備える。
―前記第２の角度の値が５度乃至４０度である。
【００２５】
本発明のその他の特徴及び利点は、以下の詳細な記述、及び図面から明らかになる。
【図面の簡単な説明】
【００２６】
【図１】本発明によるドリルパイプを示す正面図である。
【図２】図１のドリルパイプを拡大し部分的に省略して示した正面図である。
【図３】図１のドリルパイプの端部を示す正面図である。
【図４】図３の端部を示す斜視図である。
【図５】図５Aおよび図５Bは図３の端部を示す簡易図であり、夫々、長手方向断面図と、当該端部の穴部に対して接線方向にその穴部の特定の点を通過する投影面を上方から見た図である。
【図６】図３及び図４の端部と反対側の、図１のドリルパイプの端部を示す斜視図である。
【図７】図６における端部を示す正面図である。
【図８】図６及び図７の端部に接続された図３及び図４の端部を示す正面図である。
【図９】図８と同様の斜視図である。
【図１０】図６及び図７の端部の第１の変形の正面図である。
【図１１】図１０と同様の斜視図である。
【図１２】図６及び図７の端部の第２の変形の正面図である。
【図１３】図１２と同様の斜視図である。
【図１４】図６及び図７の端部の第３の変形の正面図である。
【図１５】図１４と同様の斜視図である。
【図１６】図３及び図４の端部の第１の変形の正面図である。
【図１７】図１６と同様の斜視図である。
【図１８】図１６及び図１７の端部に接続された図１４及び図１５の端部を示す正面図である。
【図１９】図１８と同様の斜視図である。
【図２０】図６及び図７の端部の第４の変形の正面図である。
【図２１】図１０と同様の斜視図である。
【図２２】図３及び図４の端部の第２の変形の正面図である。
【図２３】図２２と同様の斜視図である。
【図２４】ドリルパイプ１の変形に関する図３と同様の図である。
【発明を実施するための形態】
【００２７】
添付の図面は、本発明を完成するのに役立つだけでなく、適切であれば本発明の定義づけに寄与することも出来る。
【００２８】
図１及び図２は、ドリルパイプ１の形状のドリルストリング要素を例示する。ドリルパイプは、主に、細長い中心部３を有する細長いチューブ２からなる。
【００２９】
第１の連結部５及び第２の連結部７は、前記中心部３の両端に配置される。
【００３０】
第１の連結部５及び第２の連結部７は、互いに対応する構造である。このことは、第１の連結部５及び第２の連結部７がそれぞれ、同様の細長いチューブの第２の連結部７及び第１の連結部５と協力することでドリルパイプ同士を接続出来ることを意味する。
【００３１】
ここで、第１の連結部５は「雄」型であり、第２の連結部７は「雌」型であり、これらは相補的関係に整形されている。このことは、雄連結部５が、ドリルパイプ１の組立体を製造するために同様の細長いチューブの雌連結部７に嵌合可能であることを意味する。
【００３２】
ドリルストリングは、第１の連結部５及び第２の連結部７が協力して複数のドリルパイプの細長いチューブ同士を接続することにより製造することが出来る。
【００３３】
ここで、この細長いチューブ２同士の接続は、雄連結部５及び雌連結部７が形状の点で協力することにより行われる。
【００３４】
雄連結部５は主副部分８を備え、主副部分８は、細長いチューブ２を終端させる固定副部分９と主副部分８を中心部３に接続する移行副部分１０との間に配置される。
【００３５】
固定副部分９は、中間にある副部分８から軸方向に突出する。
【００３６】
固定副部分９は、ドリルパイプ１の第２の連結部７の内部に設けられた固定穴１１に受容されることが出来るように外面が整形され且つ対応するドリルパイプ２の端部に対して開口する。
【００３７】
第２の連結部７は、細長いチューブ２を終端させる主副部分１２、及び主副部分１２を中心部３に接続する移行副部分１３を備える。
【００３８】
ここで、固定副部分９が外面にねじ山が形成されたチューブ状円錐台形状であるのに対し、固定穴１１は相補的なねじ山が形成された円錐形状である。
【００３９】
細長いチューブ２は、直線状長手方向中心軸１４を有する回転部の形状である。
【００４０】
第１の連結部５及び第２の連結部７は、好ましくは、別個の、例えば摩擦溶接作業によって細長い中心部３に嵌合する機械的部品の形状を有する。
【００４１】
第１の連結部５及び第２の連結部７はしばしば、「ツールジョイント」という用語で称される。
【００４２】
一変形として、細長いチューブ２は１個の部品で作られてもよい。
【００４３】
細長いチューブ２は環状断面をしており、その内径及び外径は細長いチューブ２の長さに渡って変化し、チューブ２の様々な部分を形成して画定する。細長いチューブ２の壁の厚みも、その長さに渡って変化してよい。
【００４４】
細長いチューブ２は、その細長いチューブ２の一端から他端まで貫通している長手方向中心穴１５を有する。言い換えれば、中心穴１５は、中心部３、第１の連結部５及び第２の連結部７を貫通している。具体的には、この長手方向中心穴１５は、固定穴１１内に開口し、固定副部分９を貫通している。
【００４５】
図１及び図２では、長手方向中心穴１５は、この中心穴１５の様々な部分を形成して画定するように、細長いチューブ２の長さに渡ってその直径が変化する円形断面を有している。
【００４６】
具体的には、ここでは、中心穴１５は第１の直径値ＩＤ１の中心部１６を有し、この中心部１６は、値ＩＤ１未満の第２の直径値ＩＤ２の２個の連結部１７間に配置される。常に、移行部１８は中心部１６を連結部１７に接続する。
【００４７】
ここで、穴１５の連結部１７は、第１の連結部５及び第２の連結部７の各連結部内に常に配置される。
【００４８】
加えて、第１の連結部５及び第２の連結部７の各々は、中心部３の外径よりも実質的に大きな外径である。
【００４９】
言い換えれば、細長いチューブ２は、中心部３よりも第１及び第２の連結部５及び７にて実質的により大きな壁厚を有する。これにより、特に、２本の隣接するパイプが掘削井戸内に降ろされる際に回転しても、ドリルストリングにおけるその接続を確実にするのに十分な締め付けトルクを伝達することが可能になる。
【００５０】
第１の連結部５が第１の座面１９を有するのに対し、第２の連結部７は第１の座面２１を有し、第１の座面１９及び２１は相補的関係に配置される。このことは、同様の細長いチューブ２の第１の座面１９及び２１の協力によって表面支持が行われうることを意味する。
【００５１】
ここでは、第１の座面１９及び２１は、中心軸１４に実質的に垂直に配置された平らな形状を有する略環状面である。
【００５２】
第１の連結部５の第１の座面１９は、主副部分８と固定副部分９との間の外径の急激な変化によって生ずる。言い換えれば、第１の座面１９は、ショルダー形状に作られる。
【００５３】
第２の連結部７の第１の座面２１は、固定穴１１が開口している細長いチューブ２の端面によって形成される。
【００５４】
固定副部分９及び固定穴１１は、２本の同様なドリルパイプ１が互いに接続される際に第１の座面１９と２１との間で互いに平面的に支持し合う長さである。
【００５５】
ここで、第１の連結部５は、更に、第２の座面２３すなわち補助的な座面を有する一方、第２の連結部７は、第２の座面２５すなわち補助的な座面を更に有し、第２の座面２３及び２５は相補的関係に整形される。
【００５６】
第２の座面２３は、固定部９の自由端に配置される。第２の座面２５は、固定穴１１の底部に配置される。
【００５７】
第２の座面２３及び２５は、長手方向中心軸１４に実質的に垂直に配置された平らな形状の略環状面に配置される。
【００５８】
第１の連結部５の第２の座面２３は、中心穴１５が開口している固定副部分９の端面によって形成される。
【００５９】
第２の連結部７の第２の座面２５は、固定副部分１１の底部と中心穴１５との間の直径の急激な変化によって生ずる。
【００６０】
固定部９及び固定穴１１は、２本のドリルパイプ１が互いに接続される際に第２の座面２３と２５との間で互いに平面的に支持し合う長さである。
【００６１】
２本のドリルパイプ１の接続には、接触する第１の座面１９と２１及び第２の座面２３と２５によって夫々生じる第１の連結部５と第２の連結部７との間の２つの平面支持部すなわちショルダーが携わる。所与の締め付けトルクの下、掘削流体のための密閉完全性のあるドリルパイプ同士の接続がこれらのショルダーによって可能になる。
【００６２】
このような配置は、「二重当接」又は「ダブルショルダー」と称される。即ち、第１の座面１９及び２１が外部当接部を構成し、第２の座面２３及び２５すなわち補助的な座面同士が内部当接部を構成する。ドリルパイプ１同士を締め付けによって互いに接続する際のその表面間の力の配分とは無関係に、座面を「第１の」、「第２の」或いは「補助的な」と呼ぶ。即ち、第１の座面１９と２１との接触圧力よりも補助的な座面２３と２５との接触圧力が高いという点で、補助的な座面２３及び２５が主座面であると考えてもよい。
【００６３】
内部当接部及び外部当接部の一方及び／又は他方のショルダー部によって、電磁結合による一つのドリルパイプから他のドリルパイプへの電気信号の送信用デバイスを収容することが可能になる。
【００６４】
図３及び図４は、第２の連結部７に対応する細長いチューブ２の端部を例示する。
【００６５】
この第２の連結部７において、細長いチューブは、細長いチューブ２の厚壁部内に設けられ且つ中心穴１５に開口している第１の孔２７をここでは対応する移行部１８に有する。
【００６６】
ここで、第１の孔２７は主副部分１２及び移行副部分１３のレベルに設けられる。
【００６７】
ここで、この第１の孔２７は図３及び図４には図示しない長手方向軸２９に沿って直線状に延びる。長手方向軸２９は第１の位置３１で中心穴１５と交差する。
【００６８】
この第１の位置３１で、中心穴１５は、長手方向中心軸１４を含む中心平面Ｐ１及び図３及び図４には図示しない接平面Ｐ２を含む。ここで、接平面Ｐ２は移行部１８に対して接線方向である。
【００６９】
第２の連結部７のレベルでは、細長いチューブ２がその厚壁部内に設けられた周辺凹み３２を有し、第１の孔２７が穴１５と反対側の端部で周辺凹み３２内に開口している。
【００７０】
周辺凹み３２は、細長いチューブ２の外側に、ここでは連結部７の外周に開口する。
【００７１】
周辺凹み３２は、概略矩形の平行６面体の構造をしている。この平行６面体のベース面３３は長手方向中心軸１４に略平行である。このベース面３３は、その長さが前記中心軸１４と平行に延びる。第１の孔２７は、小さい方の側面３４、即ち周辺凹み３２の長手方向端部で開口する。
【００７２】
周辺凹み３２から導入されるケーブル保護シース３５すなわち導管の一部は、第１の孔２７内に収容される。保護シース３５は、第１の孔２７内に無い部分に関しては、長手方向中心穴１５によって画定される空間の内側に延出出来る可撓性を有するものである。
【００７３】
第２の連結部７では、細長いチューブ２は、その厚壁部内に設けられ、第１の孔２７内に開口した第１の迂回孔３６すなわち第1の補助孔も有する。
【００７４】
第１の迂回孔３６は、第１の孔２７と反対側の端部では、第２の連結部７の第２の座面２５で開口する。ここで、第１の迂回孔３６は１個の直線部を有する。
【００７５】
第１の迂回孔３６を使用して、第２の座面２５の近傍に配置されたエネルギー／データ送信要素に接続された１本以上のケーブルを保護シース３５の内側に通し、そこから細長いチューブ２全体を貫通させることが出来る。典型的に、この送信要素は、少なくとも１本の送信ケーブルが延出する磁気コイルを備える。
【００７６】
言い換えれば、第１の迂回孔３６は、第２の連結部７の第２の座面２５と第１の孔２７との間を連結する。第２の連結部７は、例えば米国特許第６，６７０，８８０号及び米国特許第６，６４１，４３４号に記載された種類の信号送信デバイス用環状ハウジングを備えていてもよい。
【００７７】
保護シース３５は、ケーブルを導入する作業を簡易化するため、部分的に横断方向に切断してもよく、また、専用のオリフィスを備えてもよい。
【００７８】
周辺凹み３２は、保護シース３５にプレストレスを与えるために使用されるケーシング（図示せず）を収容していてもよい。
【００７９】
保護シース３５は、凹み３２から導入される追加のケーブルまたは他の十分に細く可撓性のある要素を収容してもよい。その場合、後者はこれらの追加のケーブルのために１個以上の接続ケース（図示せず）を収容してもよい。
【００８０】
周辺凹み３２は、更に又は代わりに、信号増幅器、センサ、トランスデューサ、フィルタ等、様々な種類の電子部品を収容してもよい。
【００８１】
図２４に例示された一変形において、第１の迂回孔３６は、一方で、周辺凹み３２に開口し、他方で、第２の連結部７の第２の座面２５で開口している。
【００８２】
図５Ａは、中心平面Ｐ１に沿う細長いチューブ２の断面を概略的に示し、図５Ｂは、中心平面Ｐ１に垂直な平面において上方から見た細長いチューブ２を概略的に示す。
【００８３】
図５Ａにおける平面では、第１の孔２７の長手方向軸２９は、接平面Ｐ２と第１の角度Ａ１すなわち侵入角を成す。言い換えれば、中心平面Ｐ１への第１の孔２７の長手方向軸２９の投影は、この平面への中心平面Ｐ２の投影とゼロ以外の角度を形成する。
【００８４】
図５Ｂにおける平面では、第１の孔２７の長手方向軸２９は、長手方向中心軸１４と第２の角度Ａ２すなわちバイアス角を成す。言い換えれば、平面Ｐ２への第１の孔２７の長手方向軸２９の投影は、長手方向中心軸１４のこの平面への投影とゼロ以外の選択された値の角度を形成する。
【００８５】
この第１の孔２７の特有の構造によって、保護シース３５の螺旋形状及び長手方向中心穴１５に対する一定の支持が保証される。この整形効果は、上述の特有の構造に基づき、実質的に自然に発生する。
【００８６】
螺旋状整形は、掘削過程又はパイプ１を引き揚げる際にパイプ１に発生する可能性のある撓み（曲げ）力に対する良好な耐性を付与する。即ち、外弧面関係にある部分に働く引張力は、内弧面関係にある部分に働く圧縮力によって相殺される。
【００８７】
更に、この螺旋状整形によって、保護シース３５を長手方向中心穴１５内に膨出させる可能性のある圧縮力の下での保護シース３５の座屈が回避される。
【００８８】
第１の孔２７によって、この螺旋形状が保護シース３５に簡単に提供される。
【００８９】
この第１の孔２７の構造により、ドリルパイプ１は、可撓性を有する保護要素がパイプと同軸関係で延出する孔を介して導入される最先端の技術水準におけるドリルパイプよりも優れている。最先端の技術水準におけるパイプでは、問題の可撓性要素が螺旋形状を採用するため、非常に大きな軸圧縮力を受ける。可撓性要素は、また、同軸孔の出口開口で方向の急激な変化を受け、この方向の変化により、ドリルパイプの作動中の可撓性要素の疲労破裂に繋がる有害な応力集中が生ずる。
【００９０】
例えば凹み３２内に収容されたプレストレスを与えるケーシングを使用することによって、細長いチューブ２が掘削荷重、特に曲げを受ける場合も含め、保護シース３５が中心穴１５に対して強固に圧接された状態を保つことが保証される。言い換えれば、軸方向圧縮力は、導管の端部においてその軸方向のバルクを減じるように有利に発揮される。
【００９１】
侵入角度Ａ１はゼロ以外であり、第１の孔２７は長手方向中心穴１５内に貫通出来る。しかし、角度Ａ１は、保護シース３５の第１の孔２７に収容される部分と長手方向中心穴１５に及ぶ部分との間の良好な連続性のために、出来る限り小さくなるように選択される。過度に大きな変形又は屈曲は、保護シース１５に脆化点を形成する。ここで、移行部１８は、ドリルパイプ１の中心に向かってそれるやや円錐台形構造であり、第１の孔２７の貫通をアシストする。移行部１８は、例えば、５乃至１０度の頂点の半角であってよい。
【００９２】
侵入角度Ａ１は、例えば、２乃至２０度の値をとることが出来る。
【００９３】
バイアス角度Ａ２は、保護シース３５によって長手方向中心穴１５上、特にその中心部１６において描かれる螺旋の角度に近い。そのバイアス角度Ａ２の値は、螺旋のピッチと細長いチューブ２の長さに関連する。このバイアス角度Ａ２の値は、保護シースが特定の所望の螺旋構造を描くことで決定されうる。この値は、適切な値の範囲から任意に選択してよい。これは、特に、特定の螺旋形状を必要とせずに、概略の螺旋形状で満足されうる用途の場合である。
【００９４】
バイアス角度Ａ２の値が小さいほど、長手方向中心穴１５によって画定される空間内での圧力ドロップの低減は大きくなる。
【００９５】
バイアス角度Ａ２の値が大きいほど、保護シース３５は、ドリルパイプ１に働く軸引張及び圧縮力を多く吸収することが出来る。
【００９６】
想定される様々な用途に合うように釣り合いをとることで、バイアス角度Ａ２の値の範囲又は特定の値が選択される。
【００９７】
現時点では、２乃至４０度のバイアス角度Ａ２の値は十分であって、従って好適であると考えられる。この値の範囲は、機械加工耐性とは別個に解釈される。
【００９８】
この構造では、第１の孔２７は、保護シース３５によって採用される螺旋形状の直接の延長部として事実上配置される。従って、この可撓性要素は、事実上、接平面Ｐ１への投影において、長手方向中心穴１５に収容される部分と第１の孔２７に収容される部分との間に屈曲を含まない。保護シース３５のこれらの部分間に残る屈曲は、事実上、侵入角度Ａ１に制限され、バイアス角度Ａ２は螺旋角度に相当する。
【００９９】
このようにして、特に回転たわみモードで作動しているドリルパイプ１の場合、保護シース３５の破裂が回避され、又は少なくとも可能性は非常に低くなる。言い換えれば、この第１の孔２７の特有の構造によって、保護シース３５が破裂する可能性が低くなる。
【０１００】
ここで、第１の孔２７は保護シース３５を整形する目的で使用するが、この第１の孔２７を介して長手方向中心穴１５内に導入されるその他の十分に可撓性を有する長尺要素でも、穴１５の周囲面に圧接することにより、この略螺旋構造に沿って穴内を無理なく延出する。
【０１０１】
言い換えれば、この貫通導管２７の特有の構造によって、ケーブル等のあらゆる可撓性要素を螺旋構造に容易に整形することが可能になる。
【０１０２】
この実施形態において、第１の孔２７は、長手方向中心穴１５によって画定される空間を細長いチューブ２の外周に接続する。それによって、特に細長いチューブ２と同軸関係に延出する導入孔に関して、保護シース３５の導入が容易になる。
【０１０３】
適切な場合、第１の孔２７と第１の迂回孔３６が接合される位置は、後者の長手方向軸が、特に横断中心平面Ｐ１において保護シース３５へのケーブルの導入が容易になるような小さな角度を成すように選択されてもよい。
【０１０４】
第１の孔２７及び第１の迂回孔３６は、異なるプロセスによって、例えば「ガンドリリング」によって作られる。
【０１０５】
図６及び図７は、細長いチューブ２の第１の連結部５を示す。
【０１０６】
この第１の連結部５では、細長いチューブ２は、細長いチューブ２の厚壁部内に設けられ且つ中心穴１５に、ここでは対応する移行部１８で開口している第２の孔３７を有する。
【０１０７】
ここで、第２の孔３７は第１の連結部５の主副部分８及び移行副部分１０のレベルに設けられる。
【０１０８】
ここで、この第２の孔３７は長手方向軸（図６及び図７には示さず）に沿って直線状に延出する。
【０１０９】
第２の孔３７の長手方向軸は、第２の位置３８で中心穴１５と交差する。
【０１１０】
第２の孔３７は、第１の孔２７と同じように配置される、即ち、
―第２の位置３８では、中心穴１５は、長手方向中心軸１４を含む中心平面Ｐ３及び接平面Ｐ４（図６及び図７には示さず）を含み、
―中心平面Ｐ３内では、第２の孔３７の中心軸の投影は、接平面Ｐ４の投影とでゼロ以外の侵入角度を成し、
―接平面Ｐ４内では、第２の孔３７の中心軸の投影及び長手方向中心軸１４の投影は、ゼロ以外であって且つ長手方向中心穴１５上の保護シース３５によって採用される螺旋形状に関連して選択された角度を形成する。
【０１１１】
第２の孔３７の中心軸の侵入角の値は、特に機械加工範囲を単純化するために、第１の孔２７の中心軸２９の侵入角度Ａ１の値に近づけることが出来る。これらの角度値は、場合により、特に第１の連結部５及び第２の連結部７の移行部１８が異なる円錐度値を有する場合、異なった値を取り得る。
【０１１２】
第２の孔３７の中心軸のバイアス角度の値は、特に長手方向中心穴１５に圧接する部分と中心孔３７に収容される部分との間で保護シース３５によって採用される形状の連続性を保証するために、第１の孔２７の中心軸２９のバイアス角Ａ２の値に近いことが有利である。
【０１１３】
細長いチューブ２の横断投影面内の第１の位置２７と第２の位置３７の相対的角度位置は、保護シース３５にとって望ましい螺旋形状及び長手方向中心穴の長さによって決定することが出来る。
【０１１４】
ほとんどの用途において、細長いチューブ２の長さは、第１の位置２７と第２の位置３７の前記相対的角度位置が、保護シース３５によって採用される形状に僅かな影響しか及ぼさず、事実上任意の方法で選択可能な長さである。言い換えれば、第１の位置２７及び第２の位置３７を長手方向に隔てる距離と組み合わせてバイアス角度Ａ２の値を選択することにより、保護シース３５によって描かれる巻数が決まるが、この巻数は、最大でも１巻きしか第１の位置２７と第２の位置３７の相対的角度位置による影響を受けない。巻数が増えるほど、この相対的角度位置の影響は無視出来るものとなる。
【０１１５】
第１の連結部５では、細長いチューブ２はその厚壁部内に設けられた第２の周辺凹み３９を有し、第２の孔２７は穴１５と反対側の端部で第２の周辺凹み３９内に開口している。
【０１１６】
第２の周辺凹み３９は、細長いチューブ２の外側に、ここでは第１の連結部５の外周に開口している。
【０１１７】
ここでは、第２の周辺凹み３９は、第２の連結部７の周辺凹み３３と同様の形状である。
【０１１８】
第１の連結部５では、細長いチューブ２は、その厚壁部内に設けられ、第２の孔３７内に開口している第２の迂回孔４１すなわち第２の補助孔も有する。
【０１１９】
第２の孔３７と反対側の端部では、第２の迂回孔４１は第１の連結部５の第２の座面２３で開口する。残りの部分に関しては、第２の迂回孔４１は第１の迂回孔３６と同様である。
【０１２０】
第２の迂回孔４１は、第２の連結部７の第２の座面２５の近傍に収容された要素と同様の、第２の座面２３の近傍に収容されたエネルギー／データ送信要素に接続された１本以上のケーブルを保護シース３５内部に通すために使用することが出来る。
【０１２１】
言い換えれば、第２の迂回孔４１は、第１の連結部５の第２の座面２３と第２の孔３７との間を連結する。
【０１２２】
図８及び図９は、第２のドリルパイプ１の第２の連結部７に接続された第１のドリルパイプ１の第１の連結部５を示す。
【０１２３】
これらの隣接するドリルパイプ１間のデータ及び／又はエネルギーの送信は、典型的には第１の座面１９及び２１の環状溝内の互いに対向関係に配置された磁気コイルによって行われるため、一つのパイプからもう一つのパイプへ電気ケーブルを通す必要はない。細長いチューブ２を横断する投影面内の第１の迂回孔３６及び第２の迂回孔４１の出口端同士の相対的角度位置は、実際には重要ではない。
【０１２４】
言い換えれば、これらの端部は、第１及び第２のパイプ１が組み立てられる際、必ずしも互いに対向関係にあるわけではない。しかし、このような相対的配置を排除するべきではなく、前記口端同士が図８及び図９に示すように互いに対向関係にある状況にすることが出来る。
【０１２５】
図１０及び図１１は、ドリルパイプ１の第１の連結部５の第１の変形を示す。前述の図面の機能的要素と同一の機能的要素は、同一の参照記号で示す。
【０１２６】
第１の連結部５の主副部分８で、細長いチューブ２がここでは主副部分８の残りの部分より大きな外径の中間部分４３を有する。言い換えれば、細長いチューブ２は、主副部分８の残りの部分よりも中間部分４３の位置において大きな壁厚を有する。
【０１２７】
中間部分４３及びそれに隣接するゾーンは、本発明の出願日には公表されていない仏国特許出願番号０８／００９４２に記述された方法で整形可能である。
【０１２８】
第２の周辺凹み３９は、中心部４３によって固定副部分９から隔てられた主副部分８の一部に設けられる。第２の孔３７は、周辺凹み３９の第１の小横断面４５でこの凹み３９内に開口する。
【０１２９】
この実施形態において、第２の迂回孔４１も第２の周辺凹み３９内に、ここでは第１の小横断面４５と反対の第２の小横断面４７で開口する。第２の迂回孔４１は、第１の孔３７内に直接には開口しない。
【０１３０】
第２の迂回孔４１に収容された電気ケーブルは、ここでは、第２の周辺凹み３９のレベルで保護シース３５に導入される。一変形として、この第２の周辺凹み３９は電気的連結装置（図示せず）を収容出来、この装置によって第２の迂回孔４１に収容されたケーブルと保護シース３５に収容された追加のケーブルが互いに接続される。これによって、保護シース３５を設置した時点でその内側にケーブルを導入する必要が無くなる。
【０１３１】
図１２及び図１３は、細長いチューブ２の第１の連結部５の第２の変形を示す。
【０１３２】
この第２の変形は、第２の周辺凹み３９が、ここでは、接続副部分９に近い第１の連結部５の主副部分８のレベルに設けられる点で、第１の変形とは異なる。
【０１３３】
図１４及び図１５は、細長いチューブ２の第１の連結部５の第３の変形を示す。
【０１３４】
ここでは、第１の連結部５は第２の周辺凹み３９を有さない。
【０１３５】
第２の孔３７は、第１の連結部５の第１の座面１９に直接開口する。第２の迂回孔４１は第２の孔３７内に開口する。
【０１３６】
この変形では、保護シース３５は、第１の座面１９から、即ち、細長いチューブ２の外側から直接、長手方向中心穴によって画定される空間へ導入される。
【０１３７】
図１６及び図１７は、細長いチューブ２の第２の連結部７の第１の変形を示す。
【０１３８】
ここでは、第２の連結部７は、周辺凹み３２を有さない。第１の孔２７は、第２の連結部７の第１の座面２１に直接開口する。第１の迂回孔３６は第１の孔２７内に開口する。
【０１３９】
保護シース３５は、第２の連結部７の第１の座面２１から導入可能である。
【０１４０】
この変形は、図１８及び図１９に示すように、第３の変形の第１の連結部５と組み合わせて使用することが出来る。この細長いチューブ２の有利な構造は必須ではない。
【０１４１】
第１の迂回孔３６及び第２の迂回孔４１は、図１８及び図１９では、互いに対向関係に開口しているように示されている。これは、もっぱらここでの特有の構造であって、必須ではない。ほとんどの用途において、上記で説明したように、一方のドリルパイプ１からもう一方へ固定ワイヤ要素は通らない。これは、非常に特殊な用途において魅力的な案である図１８及び図１９の構造の発展性を排除するものではない。
【０１４２】
第１の孔２７及び第２の孔３７は、必ずしも互いに対向関係に開口するわけではない。
【０１４３】
図２０及び図２１は、細長いチューブ２の第１の連結部５の第４の変形を示す。
【０１４４】
ここでは、細長いチューブ２は、第２の凹み３９及び第２の迂回孔４１を有さない。
【０１４５】
第２の孔３７は、第１の連結部５の第２の座面２３に直接開口する。特に単純な設計形状であり従って経済的なこの変形では、保護シース３５は、その内側に既にケーブルが収納された状態で導入することが出来、送信要素への接続はその後に行う。
【０１４６】
図２２及び図２３は、細長いチューブ２の第２の連結部７の第２の変形を示す。
【０１４７】
細長いチューブ２は、ここでは第１の周辺凹み３２及び第１の迂回孔３６を有さない。保護シース３５の導入及び保護シース３５が保護するケーブル要素の接続は、上述した第４の変形と同様の方法で行うことが出来る。
【０１４８】
絶対必要な訳ではないが、この連結部７の第２の変形は、特に機械加工範囲を単純化するために、第１の連結部５の第４の変形と合わせて使用することが有益である。
【０１４９】
第１の孔２７のこの特有の構造により、本発明において、保護シースを容易に螺旋形状に整形し、保護シースを長手方向中心穴に圧接した状態で伸長させることが出来る。加えて、この構造により、第１の孔２７に収容された保護シースの部分とこのシースの長手方向中心穴１５に延出する部分との連結位置の応力集中が減少される。
【０１５０】
上述した複数の実施形態において、第１の孔２７及び第２の孔３７は、長手方向中心穴１５の第１の孔２７と第２の孔３７との間を延出する保護シース３５の「自由な」部分とは対照的に、「導かれている」と見なすことが出来る保護シースの部分を収容する。保護シース３５を部分的に導くことによって、特にこの自由部分において保護シース３５に螺旋構造をもたらす。
【０１５１】
幾つかの非常に特別な用途に関しては、この自由部分は、例えばエポキシ系樹脂によって、長手方向中心穴１５内で螺旋形状に保持されうる。この特別な実施形態においても、第１の孔２７及び第２の孔３７のこの特別な配置が有利である。
【０１５２】
バイアス角度Ａ２は、第１の交差位置３１で長手方向中心穴１５に接線方向である平面Ｐ２内に画定されている。本発明は、中心平面Ｐ１に垂直で且つ前記第１の位置３１を含む平面内に画定されるバイアス角度Ａ３と同等な方法で画定することが出来る。この場合、バイアス角度Ａ３は、中心平面Ｐ１に垂直な前記平面内へのバイアス角度Ａ２の投影と等しい。
【０１５３】
本発明は、単に一例として本明細書に記述された実施形態に限定されず、当業者が想定可能な全ての変形を包含する。
【０１５４】
具体的には、
―第１の孔２７及び第２の孔３７の一方又は他方は、上述した直線的部分に加えて、細長いチューブ２の外側に前記直線部分を接続するどのような形状の部分を有してもよい。
―例えば複数の保護シースが長手方向中心穴１５に対して延出するような状況では、細長いチューブ２は第１の孔２７と同じ種類の複数の孔を有してもよい。
―第１の孔２７又は第２の孔３７は、特に保護シース３５に導入されるケーブルとなされる接続に従って、細長いチューブ２の外側表面に直接開口可能である。
―細長いチューブ２は中心線が湾曲していてもよい。
―第１の孔２７又は第１の孔３７は、長手方向中心穴１５の様々な部分で、例えば中心部１６で直接開口可能である。
―細長いチューブ２は、第１の孔２７のみを有してもよく、更に、第２の孔３７は、第１の角度Ａ１及び第２の角度Ａ２の値の点で第１の孔２７とは異なって配置されてもよい。
―第１の連結部５及び第２の連結部７は、様々な構造のドリルストリングへの接続に適応出来、非相補的関係で配置可能である。
―第１の迂回孔３６又は第２の迂回孔４１は、第２の座面２３及び２５以外の個所で、特に電気接続される要素が第１の座面１９及び２１の近傍に配置される場合、特に第１の座面１９及び２１で開口してもよい。
―第１及び第２の孔２７は、例えば中心穴が特にかなり厚い保護被膜層を有する状況では、ドリルパイプ１の厚みを超えて延出されてもよい。
―本発明は、厚肉パイプ及びドリルカラーと称されるパイプを含むあらゆる種類のドリルパイプに適用される。
―本発明は、ドリルパイプ１同士を当接関係で接続することによって提供されるドリルストリングも包含する。この当接関係は、ドリルパイプ１同士を端部と端部の当接関係に設置して互いに固定することからなる。

【特許請求の範囲】
【請求項１】
長手方向に内側表面（１５）を画定する細長いチューブ状体（２）を備え、このチューブ状体（２）が、少なくとも１個の回転部（１８）を有し、前記細長いチューブ状体（２）内に設けられ且つ前記回転部（１８）で開口する第１の端部を有する第１の孔（２７、３７）を有し、前記第１の孔（２７、３７）が交差位置（３１）で前記内側表面（１５）と交差する長手方向軸（２９）を前記第１の端部近傍に有する種類のドリルストリング要素（１）であって、前記長手方向軸（２９）は、前記回転部（１８）の中心軸（１４）を通過し且つ前記交差位置（３１）を含む第１の平面（Ｐ１）への投影において、ゼロ以外の値の第１の角度（Ａ１）を形成し、前記交差位置（３１）で前記内側表面（１５）に接線方向である第２の平面（Ｐ２）への投影において、ゼロ以外の値の第２の角度（Ａ２）を形成することを特徴とする要素。
【請求項２】
前記細長いチューブ状体（２）が、その長手方向両端の少なくとも一方に、他のドリルストリング要素と協力することが意図され且つ実質的に横断方向に配置された座面を備える連結部（５、７）を有し、少なくとも前記第１の孔（２７、３７）及び第１の補助孔（３６、４１）によって形成される群の一要素が前記座面で開口する、請求項１に記載の要素。
【請求項３】
前記第１の孔（２７、３７）が前記細長いチューブ状体（２）の周辺凹み（３２、３９）内に開口し、前記周辺凹み（３２、３９）は外部に開口している、請求項１又は２に記載の要素。
【請求項４】
前記第１の補助孔（３６、４１）が前記周辺凹み（３２、３９）内に開口する、請求項２と組み合わせた請求項３に記載の要素。
【請求項５】
前記第１の補助孔が前記座面及び前記第１の孔（２７、３７）内に開口する、請求項２乃至４のいずれか一項に記載の要素。
【請求項６】
前記第１の孔（２７、３７）が前記周辺凹み内に開口する、請求項４に記載の要素。
【請求項７】
前記連結部（５、７）が、実質的に横断方向に配置された補助座面を更に備え、前記群の他方の要素が前記補助座面で開口する、請求項２乃至６のいずれか一項に記載の要素。
【請求項８】
前記座面は、雄型の連結部（５）の自由端に、又は雌型の連結部（７）の内側ショルダーの形状で配置される、請求項２乃至７のいずれか一項に記載の要素。
【請求項９】
前記補助座面（２３、２５）は、雄型の連結部（５）の中間ショルダーの形状で、又は雌型の連結部（７）の自由端に配置される、請求項７と組み合わせた請求項８に記載の要素。
【請求項１０】
前記細長いチューブ状体（２）が、前記内側表面（１５）で開口している第１の端部を有する第２の孔（２７、３７）を有し、前記第２の孔（２７、３７）は、前記第１の端部近傍に、第２の位置（３１、３８）で前記内側表面（１５）と交差する長手方向軸を有する、先行する請求項のいずれか一項に記載の要素。
【請求項１１】
前記第２の角度（Ａ２）の値が、前記第２の位置（３８）から前記第１の位置（３１）を隔てる長手方向距離に依存して選択される、請求項１０に記載の要素。
【請求項１２】
前記内側表面（１５）が、前記第１の位置（３１）と前記第２の位置（３８）との間に少なくとも１個の直線円筒部（１６）を有する、請求項１０又は１１に記載の要素。
【請求項１３】
前記直線円筒部（１６）が、実質的に第２の位置（３８）から第１の位置（３１）を隔てる長手方向距離に渡って延出する、請求項１２に記載の要素。
【請求項１４】
前記第２の孔（３７、２７）が第２の回転部（１８）内で開口し、前記第２の孔（３７）の長手方向軸が、前記第２の回転部（１８）の中心軸（１４）を通過し且つ前記第２の位置（３８）を含む第３の平面への投影において、ゼロ以外の値の第３の角度を形成し、前記第２の位置（３１、３８）で前記内側表面（１５）に接線方向である第４の平面への投影において、ゼロ以外の値の第４の角度を形成する、請求項１０乃至１３のいずれか一項に記載の要素。
【請求項１５】
前記第４の角度の値は、前記第２の角度（Ａ２）の値に近い、請求項１０に記載の要素。
【請求項１６】
前記第１の孔（２７、３７）は、事実上その全長が直線的関係で延出する、先行する請求項のいずれか一項に記載の要素。
【請求項１７】
更に、少なくとも部分的に前記孔（２７、３７）に収容され、略螺旋を描きながら前記内側表面（１５）上に延出する可撓性チューブ状要素を備える、先行する請求項のいずれか一項に記載の要素。
【請求項１８】
前記螺旋は前記第２の角度（Ａ２）の値に依存する角度を備える、請求項１７に記載の要素。
【請求項１９】
更に、前記細長いチューブ状体（２）の厚壁部内に収容される電気的接続デバイスを備える、先行する請求項のいずれか一項に記載の要素。
【請求項２０】
前記第２の角度（Ａ２）の値が５度乃至４０度である、先行する請求項のいずれか一項に記載の要素。
【請求項２１】
先行する請求項のいずれか一項に記載の要素同士を当接関係で接続することにより形成されるドリルストリング。

【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２４】

【公表番号】特表２０１２−５０４１９８（Ｐ２０１２−５０４１９８Ａ）
【公表日】平成２４年２月１６日（２０１２．２．１６）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１１−５２８３８６（Ｐ２０１１−５２８３８６）
【出願日】平成２１年９月２２日（２００９．９．２２）
【国際出願番号】ＰＣＴ／ＦＲ２００９／００１１１７
【国際公開番号】ＷＯ２０１０／０３７９１９
【国際公開日】平成２２年４月８日（２０１０．４．８）
【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）】