[发明专利]钻杆连接器

说明书

本发明涉及连接器，尤其涉及用于将输泥软管连接到钻杆节段或潜水泵中的侧孔的连接器。

钻井眼或井通常利用称作钻杆或钻柱的钢管执行，在钻柱或钻柱的最底端带有钻头。钻柱包括一系列首尾相接的管状节段。

整个钻柱可利用转盘旋转，或利用安装在钻杆顶上的通常称作“顶部驱动器”的地上钻进马达旋转，或者钻头可利用安装在位于钻头紧上方的钻柱中的液力马达独立于钻柱旋转。在钻进过程中，泥流用于将钻进过程中产生的碎屑带出井眼外。泥浆被沿钻柱向下泵送穿过钻头，并经由钻柱外径与井眼之间的环形空间(通常称为环带)回到地面。泥流也用于冷却钻头，并用于对井眼加压，这样基本上阻止被钻柱穿透的地层产生的流体入流进入井眼。泥浆是广义的钻井术语，在本文中，该词用于描述在钻井中使用的任意流体或流体混合物，涵盖了从空气、氮气、空气或氮气中的雾化流体、带有空气或氮气的泡沫流体、充气或硝化流体到油或水与固体颗粒混合的加重混合物的宽广范围。

需要用显著的压力沿上述流路驱动泥浆，为达到此目的，一般使用一个或更多个正排量泵将泥浆泵入钻柱中，所述正排量泵通过管子和歧管与钻柱的顶端连接。

当通过将泥浆泵入位于钻柱最顶端的主孔中使主要的泥流得以流入井眼中时，还公知的是钻柱设置有侧孔，该侧孔从设置在钻柱一侧的端口延伸至主孔中，这样泥浆可被在钻柱顶端之外的另选位置泵入到主孔中。

例如，在钻进的过程中，孔洞越来越深，有必要增长钻柱的长度，这一般这样实现：使顶部驱动器脱离钻柱顶端，将一段新管道添加到钻柱上，将顶部驱动器接合到新管道节段的自由端，然后重新开始钻进。因此，应理解泥浆沿钻柱向下泵送的动作在此期间终止。

由于若干原因，在钻进的中间过程将泥流中止是成问题的，已经有人提议通过在钻柱的每个节段中设置侧孔而利于穿过钻柱持续泵送泥浆。这意味着，在封闭钻柱顶端，断开顶部驱动器并且连接新的钻柱节段时，可通过侧孔将泥浆泵入钻柱中。

在公开于申请人的共同未决专利申请GB0819340.1中的这样一种装置中，在钻柱每个节段的顶部设置有利用塞子封闭的侧孔，并设置有阀元件，该阀元件可在第一位置和第二位置之间移动，在第一位置中侧孔封闭，而钻柱的主孔打开，在第二位置中侧孔打开，而钻柱的主孔封闭。在钻进期间，阀保持在第一位置中，但当增加钻柱的长度时，从侧孔移除塞子，将从泵延伸出的附加的泥浆软管连接到侧孔上，软管中的阀打开，这样开始通过侧孔将泥浆泵入钻柱中。然后，在从泵到钻柱顶部的主软管中的阀关闭，手动操作阀致动器的动作或者侧孔处的泥浆的压力导致阀元件从第一位置移动到第二位置，因此封闭钻柱的主孔。

其后，断开主软管，将新管道节段安装在钻柱上，然后将主软管连接到新管道节段的顶部。主软管中的阀打开，侧孔上的软管中的阀封闭。之后，手动致动阀元件，或者进入钻柱顶部的泥浆的最终压力导致阀元件回到其第一位置，这使得在基本上不会有泥浆从钻柱泄漏的情况下，从侧孔移除软管。

之后，在钻柱的该节段降入到井中前，可永久密封侧孔，例如通过将塞子焊接到侧孔上。

钻杆也可在被称为“潜水泵”的装置中设置侧孔，该侧孔用于紧急事件，例如利于提供用于控制井眼中压力的激增所需的额外泥浆压力，井眼中压力的激增是由于被井穿透的地层的流体入流进入井中而引起的，这称为“反冲”。

本申请涉及用于将辅助泥浆软管连接到钻杆或潜水泵中的侧孔上的改进了的连接器。

根据本发明的第一方面，提供了一种钻杆和连接器组件，该组件用于将软管连接到所述钻杆的侧孔，所述钻杆具有围绕主孔的壁，并且所述侧孔从所述主孔穿过所述壁延伸至所述钻杆的外部，所述连接器包括：形成所述连接器的第一端的软管连接器主体，所述第一端适合连接到所述软管；以及形成所述连接器的第二端的钻杆连接器主体，所述第二端连接到所述钻杆，所述连接器具有外表面和内表面，该内表面围绕从所述连接器的所述第一端延伸至所述连接器的第二端的孔，所述钻杆连接器主体设置有至少一个卡口连接形成部，所述卡口连接形成部从所述连接器的所述外表面相对于所述孔大致径向向外延伸，所述卡口连接形成部的延伸范围小于所述钻杆连接器主体的外表面的周长的一半，其中所述钻杆连接器主体还设置有用于确保所述连接器与所述钻杆的围绕所述侧孔的表面之间充分流密密封的装置。