用于鉆桿和類似物的識別系統(tǒng)的制作方法
【專利摘要】一種用于對在使用中經(jīng)受磨損的部件進(jìn)行標(biāo)記的識別系統(tǒng)，該識別系統(tǒng)包括：識別盤，該識別盤包括大致平行的上部面和下部面以及限定于所述上部面與所述下部面之間的厚度；獨(dú)特的識別標(biāo)記，該識別標(biāo)記設(shè)置在至少上部面上，并且對應(yīng)于部件的身份；腔室，該腔室室形成在該部件的本體中，并且從本體的外表面延伸一深度，該深度大于所述識別盤的厚度；唇部，所述唇部由本體的鄰近腔室的一部分形成，并且，當(dāng)識別盤被定位在腔室中時(shí)，該唇部覆蓋上部面的外周部分，從而將識別盤緊固在腔室內(nèi)而不遮擋識別標(biāo)記。
【專利說明】用于鉆桿和類似物的識別系統(tǒng)
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明針對一種用于標(biāo)記部件以使得它們可以被識別和跟蹤的系統(tǒng)和方法。特別地，本發(fā)明涉及一種包括識別盤的系統(tǒng)和方法，所述識別盤具有設(shè)置在其上的識別標(biāo)記，所述識別標(biāo)記對于識別盤所安裝或?qū)惭b到的特定部件來說是獨(dú)特的?？刹捎帽景l(fā)明的識別系統(tǒng)和方法的一種部件是鉆桿。
【背景技術(shù)】
[0002]鉆桿通常用于油井和氣井的鉆探和服務(wù)。這種鉆桿暴露于極端的溫度、壓力和磨損條件下。在使用過程中鉆桿失效由于經(jīng)受延誤和恢復(fù)費(fèi)用而對于鉆井操作者來說可能產(chǎn)生重大問題。由于它們所經(jīng)受的極端條件以及由于失效的后果，鉆桿通常由高級別的昂貴的材料構(gòu)造而成。因此，用于鉆出典型的油井或氣井的鉆桿存貨代表了很大投資。因此，為要被監(jiān)測和維護(hù)的鉆桿的每個(gè)部段標(biāo)記一個(gè)識別號以允許獲得關(guān)于鉆桿的信息已經(jīng)成為一種比較常見的做法，所述信息包括鉆桿的位置和使用壽命。
[0003]存在多種用來識別鉆桿的各部段方法。在一種方法中，識別號被刻入鉆桿的表面中。只要識別號保持可見，這種方法是相當(dāng)有效的。但是，由于鉆桿經(jīng)受磨損，鉆桿的表面在使用過程中被磨損掉，過了一段時(shí)間，識別號可能消失。
[0004]在另一種用來識別鉆桿的各部段的方法中，一個(gè)小電子模塊可被插入到形成于鉆桿壁中的腔室中，該腔室填充有封裝材料或類似材料以將模塊密封到位，所述電子模塊可通過閱讀器或掃描器單元進(jìn)行讀取。雖然使電子模塊凹進(jìn)到封閉的腔室中有效地保護(hù)其免受磨損，但不能保護(hù)模塊免受鉆桿所經(jīng)受的高溫和溫度變化的影響，因此電子標(biāo)簽的失效率相對高。
[0005]鉆桿所經(jīng)受的磨損最終腐蝕鉆管各部段達(dá)到使得它們由于失效風(fēng)險(xiǎn)增大而不可以再使用的程度。因此，鉆井操作者通常監(jiān)視鉆桿的每個(gè)部段的磨損，當(dāng)磨損達(dá)到預(yù)選界限時(shí)，收回該部段，這預(yù)選界限通常被稱為磨損容許。這種監(jiān)測通常是通過測量鉆管部段的直徑來進(jìn)行的，這需要工人手動地將測量工具或儀表施加于鉆桿。
[0006]于是，應(yīng)理解的是，存在一種需要，需要一種單獨(dú)地為鉆桿的各部段作標(biāo)記以使得每一部段可被識別和跟蹤的有效手段。還存在一種需要，需要一種用于監(jiān)測鉆桿的各部段的磨損程度以及確定何時(shí)一部段應(yīng)取出不用的更有效且勞動強(qiáng)度不太大的手段。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0007]根據(jù)本發(fā)明，通過提供一種用于部件的識別系統(tǒng)來解決現(xiàn)有技術(shù)中的這些和其他限制，該部件包括本體，所述本體的外表面在使用中經(jīng)受磨損。所述識別系統(tǒng)包括:識別盤，所述識別盤包括大致平行的上部面和下部面以及限定于所述上部面與所述下部面之間的厚度；獨(dú)特的識別標(biāo)記，所述識別標(biāo)記設(shè)置在至少上部面上，所述識別標(biāo)記對應(yīng)于部件的身份；腔室，所述腔室形成于所述本體中，并且從所述外表面延伸一深度，所述深度大于所述識別盤的厚度；其中，在使用所述識別系統(tǒng)時(shí)，所述識別盤被定位在腔室中，以使得上部面朝向所述外表面并且布置在外表面的下方；唇部，所述唇部由本體的鄰近腔室的一部分形成，并且，當(dāng)識別盤被定位在腔室中時(shí)，所述唇部覆蓋上部面的外周部分，從而將識別盤緊固在腔室內(nèi)而不遮擋識別標(biāo)記。
[0008]根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例，所述腔室包括:內(nèi)部部分，識別盤定位于所述內(nèi)部部分中；外部部分，所述外部部分在所述內(nèi)部部分與所述外表面之間延伸；肩部，所述肩部定位于所述內(nèi)部部分與所述外部部分之間；其中，所述唇部從所述肩部形成。在該實(shí)施例中，所述內(nèi)部部分可包括大于所述識別盤的厚度的深度。
[0009]根據(jù)本發(fā)明的又一個(gè)實(shí)施例，所述內(nèi)部部分包括第一直徑，所述外部部分包括大于所述第一直徑的第二直徑，以及所述肩部包括大致方形的輪廓。在該實(shí)施例中，所述內(nèi)部部分可包括大于所述識別盤的厚度的深度。
[0010]根據(jù)本發(fā)明的另一個(gè)實(shí)施例，所述內(nèi)部部分包括第一直徑，所述外部部分包括大于所述第一直徑的第二直徑，以及所述肩部包括徑向內(nèi)部部分和徑向外部部分，所述徑向內(nèi)部部分定位成距所述外表面第一距離，所述徑向外部部分定位成距所述外表面第二距離。在該實(shí)施例中，所述第一距離小于所述第二距離，在其他構(gòu)造中，所述肩部可包括例如大致三角形的輪廓、凹形的輪廓或凸形的輪廓。
[0011]在上述實(shí)施例的任一個(gè)中，所述唇部可包括上部部分，所述上部部分定位成靠近所述部件的磨損容許區(qū)的底部。
[0012]本發(fā)明還針對一種為部件提供獨(dú)特的識別標(biāo)記的方法。所述方法包括:提供識別盤，所述識別盤包括大致平行的上部面和下部面以及限定于上部面與下部面之間的厚度；在至少上部面上設(shè)置所述識別標(biāo)記；在本體中形成腔室，所述腔室從外表面延伸一深度，所述深度大于所述識別盤的厚度；將所述識別盤定位在所述腔室中，以使得上部面朝向外表面并且設(shè)置在外表面的下方；以及從本體的鄰近所述腔室的一部分形成唇部，以使得當(dāng)所述識別盤被定位在腔室中，所述唇部覆蓋所述上部面的外周部分，從而將所述識別盤緊固在腔室中而不遮擋所述識別標(biāo)記。
[0013]因此，本發(fā)明的識別系統(tǒng)和方法提供了一種用于為部件(諸如鉆桿的各部段)作標(biāo)記以使得它們可被識別和跟蹤的簡單但有效的手段。識別盤優(yōu)選由耐用材料(諸如不銹鋼)制成。因此，該識別盤相對不受極端的溫度和壓力的影響。此外，識別盤通過與部件的本體一體形成的唇部而被保持在腔室中。因此，在部件的使用過程中，很少有或沒有移除識別盤的風(fēng)險(xiǎn)。再者，腔室可被構(gòu)造而且唇部可被形成為使得唇部的上部部分定位成靠近部件的磨損容許區(qū)。因此，當(dāng)部件的表面在使用過程中磨損掉時(shí)，唇部的上部部分的暴露將提供該部件已達(dá)到其磨損容許且應(yīng)進(jìn)行更換的可視化指示。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0014]參考附圖，根據(jù)下述詳細(xì)描述，將使得本發(fā)明的這些和其它目的和優(yōu)點(diǎn)顯而易見。在附圖中，相同的附圖標(biāo)記可用于表示各實(shí)施例中的類似部件。
[0015]圖1是適合在本發(fā)明的識別系統(tǒng)和方法中使用的識別盤的一個(gè)實(shí)施例的俯視平面圖；
[0016]圖2是圖1中所示的識別盤的側(cè)視圖；
[0017]圖3是適合在本發(fā)明的識別系統(tǒng)和方法中使用的二維碼標(biāo)記的一個(gè)說明性實(shí)例；[0018]圖4是圖1中的識別盤的俯視平面圖，該識別盤顯示為安裝在鉆桿的有代表性的部段中；
[0019]圖5是沿圖4中的線5 - 5剖切的鉆桿和識別盤的剖視圖；
[0020]圖6是類似于圖5的剖視圖，但示出了鉆桿已經(jīng)磨損到需要從服務(wù)中取出不用的程度；
[0021]圖7是適合在本發(fā)明的識別系統(tǒng)和方法中使用的識別盤的一個(gè)可替代實(shí)施例的俯視平面圖；
[0022]圖8是圖1中的識別盤的俯視平面圖，該識別盤顯示為安裝到根據(jù)本發(fā)明的另一個(gè)實(shí)施例的鉆桿的有代表性的部段；
[0023]圖9是沿圖8中的線9-9剖切的鉆桿和識別盤的放大剖視圖；
[0024]圖10是圖8的鉆桿的橫截面圖，顯示出圖1的識別盤可以安裝的腔室的一個(gè)實(shí)施例；
[0025]圖1Oa是圖10中所示的腔室的放大圖；
[0026]圖11是圖8的鉆桿的橫截面圖，顯示出圖1的識別盤可以安裝的腔室的另一個(gè)實(shí)施例；
[0027]圖1la是在圖11中所示的腔室的放大圖；
[0028]圖12是類似于圖1la的放大圖，但顯示出圖1的識別盤可以安裝的腔室的又一個(gè)實(shí)施例；
[0029]圖13是類似于圖1la的放大圖，但顯示出圖1的識別盤可以安裝的腔室的再一個(gè)實(shí)施例；
[0030]圖14a_14c是橫截面圖，顯示出根據(jù)本發(fā)明的方法的一個(gè)實(shí)施例將圖1的識別盤安裝到鉆桿的有代表性的部段中的次序；
[0031]圖15是適合與本發(fā)明的識別系統(tǒng)和方法一起使用的識別盤的另一實(shí)施例的放大首丨J視圖;和
[0032]圖16是適合與本發(fā)明的識別系統(tǒng)和方法一起使用的識別盤的又一實(shí)施例的放大剖視圖。
【具體實(shí)施方式】
[0033]本發(fā)明針對一種用于為部件附連獨(dú)特的識別標(biāo)記以使得部件在其整個(gè)壽命期間能夠被識別和跟蹤的系統(tǒng)和方法。本發(fā)明涉及安裝識別盤，所述識別盤包括獨(dú)特的識別標(biāo)記，所述識別標(biāo)記在形成于部件的主體中的腔室內(nèi)。雖然本發(fā)明具有應(yīng)用到各種部件的廣泛應(yīng)用，但在本文的上下文中將所述部件描述為鉆桿的部段。在上下文中，將鉆桿的壁比擬為部件的本體。
[0034]參照圖1和圖2，本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例的識別系統(tǒng)包括:識別盤10，該識別盤具有大致平行的上部面11和下部面12。至少上部面11，優(yōu)選地還有下部面12，設(shè)置有一個(gè)或多個(gè)獨(dú)特的識別標(biāo)記或標(biāo)識，所述獨(dú)特的識別標(biāo)記或標(biāo)識對應(yīng)于識別盤10所安裝或?qū)⒈话惭b到的鉆桿或類似物的一個(gè)獨(dú)特部段的身份。識別標(biāo)記可包括例如機(jī)器可讀碼標(biāo)記13。替代機(jī)器可讀碼標(biāo)記13的是或除了機(jī)器可讀碼標(biāo)記13之外，識別標(biāo)記可包括可由人直接讀出的字母-數(shù)字識別號14。[0035]在本發(fā)明的一個(gè)示例性實(shí)施例中，識別盤10是由316號不銹鋼形成的平面體。此夕卜，識別盤10理想地包括圓形構(gòu)造，該圓形構(gòu)造具有大約一英寸的直徑和在上部面11與下部面12之間的約十分之一英寸的厚度。然而，應(yīng)該認(rèn)識到的是，識別盤10可由其他適當(dāng)?shù)哪陀貌牧闲纬?，并且可以包括其他?gòu)造和/或尺寸。
[0036]如圖3所示，機(jī)器可讀碼標(biāo)記13理想地包括矩陣二維碼。二維碼相對于傳統(tǒng)的一維條形碼有若干優(yōu)點(diǎn)，包括:允許在給定的區(qū)域中存儲明顯更多的信息或數(shù)據(jù)。例如，典型的一維條形碼被限制為14個(gè)字符數(shù)據(jù)，而二維碼可以表示多達(dá)幾百個(gè)字符數(shù)據(jù)。在本發(fā)明的一個(gè)示例性實(shí)施例中，在二維碼標(biāo)記13中存儲大約60個(gè)字符數(shù)據(jù)。
[0037]二維碼還允許數(shù)據(jù)冗余。因此，如果二維碼標(biāo)記13的一部分被損壞，則由該二維碼表示的數(shù)據(jù)可從二維碼標(biāo)記的未損壞部分讀出。當(dāng)所編碼的物品(諸如鉆桿的部段)經(jīng)受代碼標(biāo)記受到損壞的風(fēng)險(xiǎn)增大的情況時(shí)，二維碼標(biāo)記13所提供的數(shù)據(jù)冗余是特別重要的。
[0038]雖然在本文中描述了代碼標(biāo)記13包括二維碼，但應(yīng)當(dāng)理解的是，本發(fā)明的系統(tǒng)并不局限于此，代碼標(biāo)記可包括任何可用的代碼，包括但不限于傳統(tǒng)的一維條形碼。
[0039]代碼標(biāo)記13和識別號14 (如果使用的話)優(yōu)選被激光雕刻在識別盤10上。雖然不脫離本發(fā)明的原理的情況下，可以使用將這些標(biāo)記施加到識別盤10上的其他方式，但激光雕刻是優(yōu)選的，因?yàn)樗鼤沟脴?biāo)記稍微切割識別盤的材料，這提供了對標(biāo)記來說改進(jìn)的耐用性和可讀性。通過激光雕刻形成的標(biāo)記也具有對在典型的鉆井操作中遇到的對化學(xué)制品的高耐降解性，并不會受鉆桿在使用過程中可能經(jīng)受的高溫和高壓的影響。雖然優(yōu)選的是代碼標(biāo)記13不設(shè)置在識別盤的外周部分處，但代碼標(biāo)記13和可選的識別號14設(shè)在識別盤10的至少上部面11上的具體設(shè)置不是關(guān)鍵的。
[0040]包括代碼標(biāo)記13和可選的識別號14的識別標(biāo)記表示離散且獨(dú)特的代碼，其可以被用來識別識別盤10所安裝或?qū)⒈话惭b到的鉆桿或類似物的每個(gè)單獨(dú)部段。本發(fā)明系統(tǒng)的每個(gè)使用者可確定由識別標(biāo)記所表示的特定數(shù)據(jù)。如上所述，對于代碼標(biāo)記13而言，所用的二維碼的數(shù)據(jù)存儲能力允許存儲大量數(shù)據(jù)，可以按任何期望的方式利用這種能力。
[0041]在本發(fā)明的一個(gè)優(yōu)選實(shí)施例中，包括代碼標(biāo)記13和可選的識別號14的識別記號的至少一部分代表用于識別盤10所安裝或?qū)⒈话惭b到的鉆桿或類似物的每個(gè)部段的獨(dú)特的序列號。以這種方式，可建立和保存一個(gè)全面的數(shù)據(jù)庫，以用于記錄鉆桿的部段的完整歷史，該歷史可通過該序列號進(jìn)行訪問。因此，當(dāng)從鉆桿的部段讀出序列號時(shí)，可以很容易地從數(shù)據(jù)庫中訪問關(guān)于鉆桿的期望信息。二維碼標(biāo)記13的數(shù)據(jù)存儲能力還允許將關(guān)于鉆桿的部段的信息直接存儲在鉆桿上，以便它可立即通過掃描儀讀取而獲得，而無需訪問例如遠(yuǎn)程保存的數(shù)據(jù)庫。
[0042]如在圖4和圖5中總體示出的，在本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例，每個(gè)識別盤10與鉆桿15的部段通過將識別盤嵌入到腔室16內(nèi)而相關(guān)聯(lián)，所述腔室從鉆桿的外表面延伸到鉆桿的主體或壁內(nèi)。如圖5中所示，腔室16的深度優(yōu)選大于識別盤10的厚度，使得識別盤的上部面11沉入外表面下方。上部面11位于外表面下方的設(shè)置保護(hù)識別標(biāo)記免受磨損和腐蝕，從而對識別標(biāo)記在鉆桿的使用壽命期間的持續(xù)可讀性做出貢獻(xiàn)。
[0043]在本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例中，識別盤10借助于設(shè)置在腔室的底部與識別盤的下部面12之間的粘合材料17而被緊固在腔室16內(nèi)。可替代地，可以采用用于將識別盤10緊固在腔室16中的其他方式，只要上部面11上的識別標(biāo)記沒有被遮蓋住即可。再者，優(yōu)選的是識別盤10可從腔室中去除，以使得在上部面11上的識別標(biāo)記變得不可讀的情況下，可以從腔室16中去除識別盤，并可讀取在識別盤下部面12上的相同標(biāo)記。然后，可以將更換的識別盤10緊固在腔室16中，以確保對鉆桿15的持續(xù)跟蹤。
[0044]在本發(fā)明的一個(gè)優(yōu)選實(shí)施例中，腔室16在識別盤10的上部面11上方開口。雖然在鉆桿的使用過程中一些碎屑可能堆積在腔室16的該部分中，但可在掃描代碼標(biāo)記13或讀取識別號14之前很容易去除這些碎屑。而且，碎屑的存在實(shí)際上可保護(hù)識別盤10的上部面11。雖然不是優(yōu)選的，腔室16可在識別盤10的上方填充有例如透明材料或可去除的插塞。
[0045]應(yīng)當(dāng)指出的是，鉆出或以其他方式形成到鉆桿的壁中的相對小的腔室16不會損害鉆桿的強(qiáng)度或耐用性或降低其效用。腔室16的位置經(jīng)受的一些變化，并且在使用者或制造商的自由裁量范圍內(nèi)；然而，腔室理想地設(shè)置在經(jīng)受磨損和侵蝕的位置中，以充分利用本發(fā)明的特征的功能。例如，腔室16可以設(shè)置在鉆桿的接箍或工具接頭中。
[0046]除了為鉆桿的部段和類似物提供一種牢固且和受保護(hù)的識別系統(tǒng)之外，本發(fā)明的系統(tǒng)還提供了一種簡單且可靠的手段，該手段用于監(jiān)測鉆桿的部段所經(jīng)歷的磨損以便可判定出該部段是否應(yīng)該從服務(wù)中取出不用。在使用過程中，鉆桿的部段的表面被磨損掉，當(dāng)鉆桿的被監(jiān)視區(qū)域的直徑減小到預(yù)定的最小尺寸時(shí)，可不再使用鉆桿的該部段。
[0047]因此，根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例，腔室16被鉆出的深度約等于識別盤10加上鉆桿磨損容許區(qū)的厚度。以這種方式，鉆桿的外表面與識別盤的上部面11之間的距離將等于磨損容許區(qū)域的深度。在鉆桿的使用過程中，隨著鉆桿磨損，磨損容許區(qū)將逐漸減小，而且鉆桿的直徑減小。如圖6所示，由于鉆桿的橫截面結(jié)構(gòu)為圓形的而識別盤10的上部面11是平的，鉆桿的侵蝕將在上部面11的中央部分經(jīng)受磨損之前暴露出識別盤的周邊邊緣。因此，當(dāng)鉆桿的部段已經(jīng)磨損到在它必須從服務(wù)中取出不用的程度時(shí)，識別標(biāo)記仍然是可讀的。因此，利用本發(fā)明的系統(tǒng)，監(jiān)測鉆桿的部段的磨損可以可靠地、可視化地進(jìn)行，而不需要實(shí)際測量鉆桿的直徑。
[0048]很多變型和可替代的實(shí)施例在本發(fā)明的范圍內(nèi)。在一種變型中，從識別盤10的下部面12可以省略識別標(biāo)識。在另一種變型中，識別標(biāo)識可被雕刻或以其他方式施加到薄的、優(yōu)選金屬的標(biāo)簽18上，該標(biāo)簽被附接到識別盤10的上部面11，如在圖7中所示。
[0049]在圖8和圖9示出了本發(fā)明的識別系統(tǒng)的另一個(gè)實(shí)施例。在本實(shí)施例中，識別盤10通過環(huán)形唇部20被保持在腔室16中。在識別盤10已被定位在腔室16中之后形成該唇部20。此外，唇部20被構(gòu)造成僅僅覆蓋識別盤10的周邊，以使得它將可靠地將識別盤保持在腔室16中而不遮擋位于上部面11上的識別標(biāo)記。此外，唇部20可形成為使得唇部的上部部分定位成靠近鉆桿15的磨損容許區(qū)W的底部。因此，通過使用，隨著鉆桿15的表面被磨損，唇部20的上部部分的暴露將提供鉆桿已達(dá)到其磨損容許量且應(yīng)予以更換的可視化指示。
[0050]根據(jù)本發(fā)明，腔室16被特別地構(gòu)造成便于從鉆桿的與腔室相鄰的壁的一部分形成唇部20。參照圖10和IOa中，例如，在本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例中，腔室16包括:內(nèi)部部分16a,識別盤10定位在該內(nèi)部部分內(nèi)；外部部分16b,該外部部分在內(nèi)部部分與鉆桿15的表面之間延伸；和環(huán)形肩部22，該環(huán)形肩部位于內(nèi)部部分與外部部分之間。在本實(shí)施例中，內(nèi)部部分16a和外部部分16b中包括大致圓筒形的構(gòu)造，內(nèi)部部分的直SD1小于外部部分的直徑D2，肩部22包括大致方形的輪廓。如將在下面更充分地討論的，唇部20例如使用壓力鍛造工藝通過將肩部22壓縮到識別盤10的外周邊上而形成。因此，唇部22包括鉆桿15的一體部分，該一體部分將識別盤10牢固地保持在腔室16內(nèi)而不遮擋識別盤10的上部面11上的識別標(biāo)記。
[0051]在圖10和IOa所示的本發(fā)明的實(shí)施例中，腔室的內(nèi)部部分16a的直徑D1與識別盤10的直徑大約相同或稍大。此外，腔室的內(nèi)部部分16a的深度Cl1也對應(yīng)于從腔室的底部到肩部22的高度，該深度被設(shè)計(jì)為以一定量大于識別盤10的厚度，該一定量足以為肩部在識別盤上方提供用于形成具有期望的厚度和徑向?qū)挾鹊拇讲?0的足夠材料。此外，腔室的外部部分16b的深度d2可以選擇成使得唇部20的上部部分定位成靠近鉆桿15的磨損容許區(qū)W的底部。在本發(fā)明的一種示例性、非限制性實(shí)施例，在識別盤10包括1.00’’的直徑，
0.10”的厚度的情況下，腔室16可以包括如下尺寸=D1=L 000’’ ^1=0.200” ;D2=1.250” ；以及d2=0.200’ ’。例如，當(dāng)腔室16形成于鉆桿的工具接頭中時(shí)，這些尺寸將是適當(dāng)?shù)?，該工具接頭包括6.625，’的新外直徑和0.3125，’的磨損容許區(qū)”(即，6.3125，’的最小外直徑)。
[0052]圖11和Ila示出了本發(fā)明的另一個(gè)實(shí)施例。類似于上面剛剛描述的實(shí)施例，本發(fā)明的本實(shí)施例的腔室16’包括:內(nèi)部部分16a’，識別盤10定位在該內(nèi)部部分內(nèi)；外部部分16b’，該外部部分在內(nèi)部部分與鉆桿的表面之間延伸；和環(huán)形肩部22’，該環(huán)形肩部位于內(nèi)部部分與外部部分之間。此外，內(nèi)部部分16a’的直徑D1小于外部部分16b’的直徑D2。然而，與前述實(shí)施例的肩部22相對照地，在肩部22’包括傾斜的輪廓。特別地，肩部22’包括徑向內(nèi)部部分S1和徑向外部分S2，徑向內(nèi)部部分位于距鉆桿的外表面的第一距離Ill處，該徑向外部分位于距鉆桿的外表面的第二距離匕處，第二距離大于第一距離。因此，肩部22’包括一個(gè)大致三角形的輪廓，該輪廓與腔室的外部部分16b’形成角度α，并且包括匕-匕的高度Ah。然而，肩部22’可以包括其他構(gòu)造，包括但不限于如在圖12中所示的凹形的輪廓或者如在圖13中所示的凸形的輪廓。
[0053]正如在前面的實(shí)施例中，唇部20例如使用壓力鍛造工藝通過將肩部22’壓縮在識別盤10外周邊而形成。由于肩部22’是傾斜的而不是正方形的，肩部的徑向外表面或斜邊沒有連接到鉆桿的壁。因此，需要少得多的力來將肩部壓縮成唇部20的形狀。另外，肩部22’的傾斜形狀允許在成形過程中在唇部20的形狀上保持更好的控制。
[0054]在圖11和Ila中所示的本發(fā)明的實(shí)施例中，腔室的內(nèi)部部分16a’的直徑D1與識別盤10的直徑大致相同或稍大。此外，腔室的內(nèi)部部分16a’的深度也對應(yīng)于肩部22’在腔室底部上方的高度，該深度被設(shè)計(jì)為以一定量大于識別盤10的厚度，該一定量足以為肩部在識別盤上方提供用于形成具有期望的厚度和徑向?qū)挾鹊拇讲?0的足夠材料。而且，腔室的外部部分16b’的深度d2可以選擇成使得唇部20的上部部分定位于靠近鉆桿15的磨損容許區(qū)W的底部。在本發(fā)明的一個(gè)示例性的和非限制性的實(shí)施例，在識別盤10包括1.00’ ’的直徑，0.10”的厚度的情況下，腔室16，可以包括如下尺寸=D1=L 000’’ M1=0.200’’ ；D2=L 250，，;以及 d2=h2=0.200，，； α =60。;以及Λ h=0.045，，。例如，當(dāng)腔室 16 形成于鉆桿的工具接頭中時(shí)，這些尺寸將是適當(dāng)?shù)模ぞ呓宇^包括6.625’’的新外直徑和0.3125’’的磨損容許區(qū)”(即，6.3125’’的最小外直徑)。
[0055]現(xiàn)在將參照圖14a_14c來描述根據(jù)本發(fā)明的用于將識別盤10安裝在鉆桿15的部段上的方法。該方法的第一步驟涉及在鉆桿15的壁中形成腔室(諸如腔室16’)。這可通過在鉆桿的壁中鉆出具有直徑Di和總深度di+4- Δ h的第一孔以形成腔室的內(nèi)部部分16a’來實(shí)現(xiàn)。然后，第一孔被擴(kuò)孔成具有直徑D2和深度(12的第二孔以形成腔室的外部部分16b’。最后，使用合適的切削頭來研磨第二孔以形成三角形的肩部22’。圖14a示出了由此所產(chǎn)生的腔室16’。
[0056]在鉆桿15中形成腔室16a’之后，將識別盤10放置在腔室的內(nèi)部部分16a’，如在圖14b中所示。然后，使用例如壓力鍛造工藝在識別盤10上形成唇部20。壓力鍛造工藝采用安裝在鍛壓機(jī)上的模具24 (未示出)，并且包括對應(yīng)于唇部20的期望形狀的凹入輪廓
26。唇部20通過將模具24插入到腔室16’并且將模具壓靠在肩部22’上而形成。模具24以足夠的力前進(jìn)，以確保唇部20獲得期望的形狀而不損壞識別盤10。在圖14c中示出了由此所產(chǎn)生的唇部20。
[0057]如果存在去除識別盤10的需要，則可以使用合適的孔鋸從鉆桿15的壁切掉唇部
20。這將留下識別盤10不受約束，從而允許從腔室16’很容易地去除識別盤。
[0058]雖然上面已經(jīng)描述了具有平行的上部面11、下部面12和垂直的周邊邊緣的識別盤10，但識別盤不需要如此構(gòu)造。例如，上部面11相對于下部面12可以是傾斜的。此外，識別盤10的周邊邊緣可以是傾斜的或開槽的。參照圖15，例如，示出了一種可替代的識別盤10’，其中上部面11的直徑小于下部面12的直徑。結(jié)果，識別盤10’的周邊邊緣28從下部面12沿徑向向內(nèi)傾斜到上部面11。這種傾斜的外周邊邊緣28提出了識別盤10’的一種合適的外周邊部分，唇部20可以形成在該外周邊部分上從而將識別盤緊固在腔室16內(nèi)。在圖16中所示的本發(fā)明的另一個(gè)示例性實(shí)施例中，識別盤10’’包括外周邊邊緣，周向的、大致V形的凹槽30形成于外周邊邊緣上。與傾斜的周邊邊緣28 —樣地，凹槽30提出了識別盤10’的一種合適的外周邊部分，唇部20可以形成在該外周邊部分上從而將識別盤緊固在腔室16內(nèi)。
[0059]本文已經(jīng)描述了腔室為圓形的，這是因?yàn)檫@樣的腔室可以容易鉆出并且使鉆桿上的結(jié)構(gòu)應(yīng)力最小化。然而，應(yīng)該理解的是，本發(fā)明的范圍包括使用非圓形腔室和非圓形的識別盤10。例如，本發(fā)明也可以與矩形的腔室和識別盤一起使用。因此，除非另有說明，在前述描述中的術(shù)語“腔室”和“識別盤”應(yīng)理解為包括非圓形的構(gòu)造。
[0060]還應(yīng)當(dāng)理解的是，雖然本發(fā)明的系統(tǒng)和方法對于識別、跟蹤和監(jiān)測鉆桿的情況是特別有用的，但本發(fā)明可被有效地用于識別、跟蹤和/或監(jiān)視其他部件。本發(fā)明的系統(tǒng)與經(jīng)受燒蝕磨損和/或極端環(huán)境的部件一起使用也是特別有利的。
[0061]應(yīng)當(dāng)認(rèn)識到的是，雖然本發(fā)明已就其優(yōu)選實(shí)施例進(jìn)行了描述，但本領(lǐng)域技術(shù)人員在不脫離本發(fā)明原理的情況下可對結(jié)構(gòu)和操作的細(xì)節(jié)進(jìn)行廣泛改變。因此，所附的權(quán)利要求將被解釋為涵蓋落入本發(fā)明的真正范圍和精神內(nèi)的所有等同方案。
【權(quán)利要求】
1.一種用于部件的識別系統(tǒng)，該部件包括本體，所述本體的外表面在使用中受到磨損，所述識別系統(tǒng)包括: 識別盤，所述識別盤包括上部面、下部面以及限定于所述上部面與所述下部面之間的厚度； 獨(dú)特的識別標(biāo)記，所述識別標(biāo)記設(shè)置在至少上部面上，所述識別標(biāo)記對應(yīng)于所述部件的身份； 腔室，所述腔室形成于所述本體中，并且從所述外表面延伸一深度，所述深度大于所述識別盤的厚度； 其中，在使用所述識別系統(tǒng)時(shí)，所述識別盤被定位在腔室中，以使得上部面朝向所述外表面并且布置在外表面的下方； 唇部，所述唇部由本體的鄰近腔室的一部分形成，并且，當(dāng)識別盤被定位在腔室中時(shí)，所述唇部覆蓋識別盤的外周部分，從而將識別盤緊固在腔室內(nèi)而不遮擋識別標(biāo)記。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的識別系統(tǒng)，其中，所述唇部包括上部部分，所述上部部分定位成靠近所述部件的磨損容許區(qū)的底部。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的識別系統(tǒng)，其中，所述識別標(biāo)記也設(shè)置在識別盤的下部面上。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的識別系統(tǒng)，其中，所述腔室包括: 內(nèi)部部分，識別盤定位于內(nèi)部部分中； 外部部分，所述外部部`分在所述內(nèi)部部分與所述外表面之間延伸； 肩部，所述肩部定位于所述內(nèi)部部分與所述外部部分之間； 其中，所述唇部從所述肩部形成。
5.如權(quán)利要求4所述的識別系統(tǒng)，其中，所述內(nèi)部部分包括大于所述識別盤的厚度的深度。
6.如權(quán)利要求5所述的識別系統(tǒng)，其中，所述內(nèi)部部分包括第一直徑，所述外部部分包括大于所述第一直徑的第二直徑，以及所述肩部包括大致方形的輪廓。
7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的識別系統(tǒng)，其中，所述唇部包括上部部分，所述上部部分定位成靠近所述部件的磨損容許區(qū)的底部。
8.根據(jù)權(quán)利要求4所述的識別系統(tǒng)，其中，所述內(nèi)部部分包括第一直徑，所述外部部分包括大于所述第一直徑的第二直徑，以及所述肩部包括徑向內(nèi)部部分和徑向外部部分，所述徑向內(nèi)部部分定位成距所述外表面第一距離，所述徑向外部部分定位成距所述外表面第二距離，所述第一距離小于所述第二距離。
9.根據(jù)權(quán)利要求8所述的識別系統(tǒng)，其中，所述肩部包括大致三角形的輪廓。
10.根據(jù)權(quán)利要求8所述的識別系統(tǒng)，其中，所述肩部包括凹形的輪廓。
11.根據(jù)權(quán)利要求8所述的識別系統(tǒng)，其中，所述肩部包括凸形的輪廓。
12.根據(jù)權(quán)利要求8所述的識別系統(tǒng)，其中，所述唇部包括上部部分，所述上部部分定位成靠近所述部件的磨損容許區(qū)的底部。
13.一種為部件提供獨(dú)特的識別標(biāo)記的方法，所述部件具有本體，所述本體的外表面在使用時(shí)受到磨損，所述方法包括: 提供識別盤，所述識別盤包括上部面、下部面以及限定于上部面與下部面之間的厚度；在至少上部面上設(shè)置所述識別標(biāo)記； 在所述本體中形成腔室，所述腔室從所述外表面延伸一深度，所述深度大于所述識別盤的厚度；將所述識別盤定位在腔室中，使得上部面朝向外表面并且設(shè)置在外表面下方；以及從本體的鄰近所述腔室的一部分形成唇部，使得當(dāng)所述識別盤被定位在腔室中時(shí)，所述唇部覆蓋所述識別盤的外周部分，從而將所述識別盤緊固在腔室中而不遮擋所述識別標(biāo)記。
14.根據(jù)權(quán)利要求13所述的方法，其中，所述唇部包括上部部分，所述上部部分定位成靠近所述部件的磨損容許區(qū)的底部。
15.根據(jù)權(quán)利要求13的方法，其中，所述識別標(biāo)記也設(shè)置在所述識別盤的下部面上。
16.根據(jù)權(quán)利要求13所述的方法，其中，所述腔室包括: 內(nèi)部部分，所述識別盤定位在所述內(nèi)部部分中； 外部部分，所述外部部分在內(nèi)部部分與外表面之間延伸；以及 肩部，所述肩部位于內(nèi)部部分與外部部分之間，其中，從所述肩部形成所述唇部。
17.根據(jù)權(quán)利要求16的方法，其中，所述內(nèi)部部分的深度大于所述識別盤的厚度。
18.根據(jù)權(quán)利要求17所述的方法，其中，所述內(nèi)部部分包括第一直徑，所述外部部分包括大于所述第一直徑的第二直徑，以及所述肩部包括大致方形的輪廓。
19.根據(jù)權(quán)利要求18所述的方法，其中，所述唇部包括上部部分，所述上部部分定位成靠近所述部件的磨損容許區(qū)的底部。`
20.根據(jù)權(quán)利要求16所述的方法，其中，所述內(nèi)部部分包括第一直徑，所述外部部分包括大于所述第一直徑的第二直徑，以及所述肩部包括徑向內(nèi)部部分和徑向外部部分，所述徑向內(nèi)部部分定位成距所述外表面第一距離，所述徑向外部部分定位成距所述外表面第二距離，所述第一距離小于所述第二距離。
21.如權(quán)利要求20所述的方法，其中，所述肩部包括大致三角形的輪廓。
22.如權(quán)利要求20所述的方法，其中，所述肩部包括凹形的輪廓。
23.如權(quán)利要求20所述的方法，其中，所述肩部包括凸形的輪廓。
24.根據(jù)權(quán)利要求20所述的方法，其中，所述唇部包括上部部分，所述上部部分定位成靠近所述部件的磨損容許區(qū)的底部。
【文檔編號】G09F3/00GK103688300SQ201180070719
【公開日】2014年3月26日 申請日期:2011年3月24日 優(yōu)先權(quán)日:2011年3月24日
【發(fā)明者】C·T·埃金斯 申請人:管道維修股份限公司