帶螺紋結(jié)構(gòu)、適配器和聯(lián)接裝置的制造方法
【專利說明】帶螺紋結(jié)構(gòu)、適配器和聯(lián)接裝置
[0001]本申請(qǐng)是2011年11月29日提交的PCT/US2011/062356的分案申請(qǐng)。
[0002]本申請(qǐng)案作為以美國本土公司維米爾制造公司(被指定為除了美國以外的所有國家的申請(qǐng)人)以及美國公民Michael D.Langenfeld和Randy R.Runquist (被指定為僅美國的申請(qǐng)人)的名義于2011年11月29日提交的PCT國際專利申請(qǐng)案，并且要求了 2010年12月I日提交的美國臨時(shí)專利申請(qǐng)案系列號(hào)61/418,783和2011年I月24日提交的美國臨時(shí)專利申請(qǐng)案系列號(hào)61/435，689的優(yōu)先權(quán)，其通過參考的方式在此并入。
技術(shù)領(lǐng)域
[0003]本發(fā)明公開內(nèi)容提供一種用于將鉆具連接至鉆柱的聯(lián)接裝置以及相關(guān)方法。
【背景技術(shù)】
[0004]地下鉆孔操作通常需要將鉆具(例如，鉆頭、回?cái)U(kuò)鉆頭等)連接至鉆柱。理想的是，將鉆具以有利于快速簡(jiǎn)單的裝配和拆卸的方式連接至鉆柱。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0005]本實(shí)用新型旨在提供一種帶螺紋結(jié)構(gòu)、聯(lián)接裝置、適配器，以便降低安裝成本，縮短安裝時(shí)間。
[0006]根據(jù)本實(shí)用新型的一方面，提供一種用于在鉆柱的連接部件中使用的帶螺紋結(jié)構(gòu)，包括:具有第一直徑的無螺紋的非錐形的第一圓柱形部分；具有大于第一直徑的第二直徑的無螺紋的非錐形的第二圓柱形部分；在第一圓柱形部分和第二圓柱形部分之間延伸的帶螺紋的錐形部分；和環(huán)形應(yīng)力消除切口，提供帶螺紋的錐形部分與第一圓柱形部分和第二圓柱形部分中的一個(gè)之間的過渡。
[0007]根據(jù)本實(shí)用新型的一方面，其中所述第一圓柱形部分、第二圓柱形部分和帶螺紋的錐形部分由公連接結(jié)構(gòu)的外部限定。
[0008]根據(jù)本實(shí)用新型的一方面，其中所述環(huán)形應(yīng)力消除切口設(shè)置在所述帶螺紋的錐形部分和所述第二圓柱形部分之間。
[0009]根據(jù)本實(shí)用新型的一方面，其中所述公連接結(jié)構(gòu)為設(shè)置在適配器本體的第一端處的第一公連接結(jié)構(gòu)，其中所述適配器本體具有限定第二公連接結(jié)構(gòu)的第二端，其中所述第二公連接結(jié)構(gòu)限定具有大外直徑和小外直徑的帶螺紋的錐形部分，其中所述適配器本體在第一公連接結(jié)構(gòu)和第二公連接結(jié)構(gòu)之間限定中間區(qū)域，并且其中多個(gè)扳手扁平部或扳手平面設(shè)置在中間區(qū)域處。
[0010]根據(jù)本實(shí)用新型的一方面，其中所述第一公連接結(jié)構(gòu)的帶螺紋的錐形部分上的螺紋是非對(duì)稱的，一些具有在1.25至3.0之間的牙寬和牙高比。
[0011]根據(jù)本實(shí)用新型的一方面，其中所述第一圓柱形部分、所述第二圓柱形部分和所述帶螺紋的錐形部分由母連接結(jié)構(gòu)的內(nèi)部限定。
[0012]根據(jù)本實(shí)用新型的一方面，其中所述環(huán)形應(yīng)力消除切口設(shè)置在所述帶螺紋的錐形部分和所述第一圓柱形部分之間。
[0013]根據(jù)本實(shí)用新型的一方面，母連接結(jié)構(gòu)設(shè)置在啟動(dòng)桿的端部。
[0014]根據(jù)本實(shí)用新型的一方面，其中所述帶螺紋的錐形部分上的螺紋是非對(duì)稱的，一些具有在1.25至3.0之間的牙寬和牙高比。
[0015]根據(jù)本實(shí)用新型的一方面，其中帶螺紋的錐形部分上的螺紋是非對(duì)稱的，其中相鄰的谷部之間的距離是峰部和谷部之間的徑向距離限定的螺紋的高度的1.25至3倍。
[0016]根據(jù)本實(shí)用新型的一方面，提供一種在鉆柱中使用的適配器，包括:具有第一接合區(qū)的遠(yuǎn)端，被配置成為具有第一直徑的非錐形的圓柱形部分；具有第二接合區(qū)的近端，被配置成為具有比第一直徑大的第二直徑的非錐形的圓柱形部分；在遠(yuǎn)端和近端之間的錐形部分，所述錐形部分具有帶螺紋的部分以及鄰近第二接合區(qū)的應(yīng)力消除區(qū)。
[0017]根據(jù)本實(shí)用新型的一方面，其中所述應(yīng)力消除區(qū)包括位于第二接合區(qū)和錐形部分之間的環(huán)形切口。
[0018]根據(jù)本實(shí)用新型的一方面，其中所述圓錐部分上的螺紋是非對(duì)稱的，一些具有在1.25至3.0之間的牙寬和牙高比。
[0019]根據(jù)本實(shí)用新型的一方面，提供一種用于將探頭外殼連接至導(dǎo)引鉆桿的聯(lián)接裝置，包括:第一端部分，包括位于第一無螺紋部分和第二無螺紋部分之間的帶螺紋的錐形部分；與第一端部分相對(duì)的第二端部分，包括帶螺紋的錐形部分；其中第一端部分的第一無螺紋部分具有非錐形圓柱形形狀；其中第一端部分的第二無螺紋部分具有非錐形的圓柱形狀并且具有大于第一無螺紋部分的直徑；和其中帶螺紋的錐形部分上的螺紋是不對(duì)稱的并且至少一些具有1.25至3.0之間的牙寬和牙高比。
[0020]根據(jù)本實(shí)用新型的一方面，其中帶螺紋的錐形部分上的螺紋配置成接合匹配構(gòu)件上的螺紋以使得相對(duì)地轉(zhuǎn)動(dòng)帶螺紋的錐形部分和匹配構(gòu)件將帶螺紋的錐形部分連接至匹配構(gòu)件。
[0021]根據(jù)本實(shí)用新型的一方面，其中所述帶螺紋的錐形部分上的螺紋被配置成接合匹配構(gòu)件上的螺紋以使得在帶螺紋的錐形部分上的螺紋和匹配構(gòu)件上的螺紋之間的中徑偏移至少0.030英寸。
[0022]根據(jù)本實(shí)用新型的一方面，提供一種用于在鉆柱和鉆頭之間傳遞扭矩、張力、推力和彎曲力的適配器，所述鉆柱和鉆頭能夠由操作者用手工工具連接和斷開連接，所述適配器包括:本體，包括第一圓柱形突出部、第二圓柱形突出部和位于第一圓柱形突出部和第二圓柱形突出部之間的中央部分；其中，本體的第一圓柱形突出部配置成可滑動(dòng)地容納在匹配構(gòu)件的第一圓柱形孔洞內(nèi)并且配置成在本體和匹配構(gòu)件之間傳遞至少彎曲力；和其中本體的中央部分被容納在匹配構(gòu)件的內(nèi)部孔洞之內(nèi)并且配置成在第一構(gòu)件和匹配構(gòu)件之間傳遞至少張力；其中，本體的第二圓柱形突出部配置成可滑動(dòng)地容納在匹配構(gòu)件的第二圓柱形孔洞內(nèi)并配置成在本體和匹配構(gòu)件之間傳遞至少彎曲力；其中本體的中央部分是錐形的且?guī)菁y；和其中，中央部分包括位于其上的不對(duì)稱的螺紋。
[0023]根據(jù)本實(shí)用新型的一方面，其中中央部分上的至少一些螺紋具有1.25至3.0之間的牙寬和牙高比。
[0024]本實(shí)用新型的低扭矩聯(lián)接裝置，通常被稱為“無扭矩”連接，可以提供這種功能。本實(shí)用新型的帶螺紋結(jié)構(gòu)、聯(lián)接裝置以及適配器使用壽命和強(qiáng)度增加，具有改善的強(qiáng)度和耐用性的優(yōu)點(diǎn)。
【附圖說明】
[0025]圖1是在操作中的一種鉆機(jī)的示意圖；
[0026]圖2是根據(jù)本發(fā)明公開內(nèi)容的原理的一種聯(lián)接裝置的立體圖；
[0027]圖3是圖2中的聯(lián)接裝置的一部分的剖面圖；
[0028]圖4是圖3中所示的聯(lián)接裝置的可選實(shí)施例的剖面圖；
[0029]圖5是圖2中的聯(lián)接裝置的一部分的剖面圖，顯示處于完全接合位置；
[0030]圖6是沿圖5中的線6-6的剖面圖；
[0031]圖7是圖6中標(biāo)號(hào)為7的部分的放大圖；
[0032]圖8是圖6中標(biāo)號(hào)為8的部分的放大圖；
[0033]圖9是圖7中的對(duì)象在所述聯(lián)接裝置被圖示處于部分接合位置情況下的視圖；
[0034]圖10是圖2中的聯(lián)接裝置的可選實(shí)施例的剖視圖；
[0035]圖11是圖2中的聯(lián)接裝置的可選實(shí)施例的剖視圖；
[0036]圖12是圖11中的聯(lián)接裝置沿線12-12的剖面圖；
[0037]圖13是圖11中的聯(lián)接裝置的一部分的側(cè)視圖；和
[0038]圖14是圖13中所示的聯(lián)接裝置的部分的備選實(shí)施例的側(cè)視圖。
【具體實(shí)施方式】
[0039]參見圖1，顯示了一種鉆機(jī)10，驅(qū)動(dòng)鉆柱20進(jìn)入地面中。鉆柱的遠(yuǎn)端包括鉆具組件100。在圖2-9中更詳細(xì)地顯示了鉆柱20的端部和鉆具組件100之間的聯(lián)接裝置。
[0040]概括地，參見圖2-9，顯示了起動(dòng)桿12和探頭外殼14之間的聯(lián)接裝置。起動(dòng)桿12，又被稱為導(dǎo)引桿或者籠統(tǒng)地第一構(gòu)件，經(jīng)扭矩連接(torque connect1n)螺紋連接至最遠(yuǎn)端(最下面的孔)的鉆桿16。探頭外殼14配置成將探頭容納在其中并且在其遠(yuǎn)端24支撐鉆頭(未顯示)。<