[發明專利]用于連接用于井底組件的管狀元件的聯接件

有效

• 申請號: 201280015304.4
• 申請日: 2012-05-03
• 公開（公告）號: CN103502558B
• 公開（公告）日: 2016-10-19
• 發明（設計）人: J·P·阿梅斯;A·V·卡多索;J·C·達席爾瓦
• 申請（專利權）人: 瓦盧萊克油氣法國公司
• 主分類號: E21B17/02
• 分類號: E21B17/02;F16L15/00
• 代理公司: 中國國際貿易促進委員會專利商標事務所 11038
• 代理人: 羅聞

技術領域

本發明涉及用于薄壁管的聯接件，該薄壁管用于岸上或離岸石油勘探井的建造、操作和維護活動，以及從這些井的油氣生產。在這種情況下，螺紋管狀連接件一般包括在大長度管端部的陽螺紋元件和在較小長度管端部的陰螺紋元件，該較小長度管用術語“聯接件”表示。

本發明還涉及螺紋管狀連接件，其包括在第一大長度管端部的陽螺紋元件和在第二大長度管端部的陰螺紋元件。與上述提及的通過連接大長度管與聯接件而形成連接件的情況不同，這些通過連接兩個大長度管形成的連接件一般被稱為“整體連接件”。

背景技術

開始油氣生產前在油井內進行的操作需要大量設備和材料。在它們到達目的地之前，以及在它們的儲存、安裝、拆卸和后續維護過程中，這些物品，例如管、涂層、密封件、聯接套筒、閥和其他物品，必須經過很多次處理。但是，一直有正確的設備數量可供使用以避免間斷是非常重要的，這種間斷會造成與油井高運營成本相關聯的巨額費用。

使用中，這些部件尤其是聯接套筒承受相當大的壓力，這種壓力通過變形、磨損及疲勞可以導致設備嚴重的損壞及破裂。例如，在聯接套筒上的疲勞裂紋可以導致井作業的完全癱瘓。需要指出的是，這樣的事件和用于修理設備所必需的工作增加了在油井停機內固有的巨額費用。

這些部件與高成本相關聯，涉及生產部件時所用的大量材料，部件復雜的生產過程，以及為了使部件可以經受使用應力并且避免與使用故障相關聯的損失，部件所必須滿足的高質量要求。因此，這些高部件成本證明對這些部件的維護和修復以允許隨后再次使用是合理的。特別地，用于生產聯接件和管的鋼一般可以被再次使用。管和聯接件經過多次修復并在從柱拆卸后直接被再次使用或者返回至其生產商用以回收，降低在原材料上的不必要支出。

相應地，對安裝在柱內的管和聯接件希望存在永久記錄，該記錄包括例如生產商的識別、材料的識別、以及在拆卸柱后可被再次確定的其他部件特征。另外，記錄還可以被用于儲存與使用時間相關的信息，以便允許監控疲勞及與設備使用相關聯的其他因素。

在儲存和運輸設備的過程中對于管和聯接件的特征及性能的識別也很重要，以便每類物品可以被快速定位，并且可靠地識別出來。

如今，在工業流程中慣例地，取決于產品具體標準，通過在管體上多次標記最重要的信息以識別管和其他石油專用管材設備。但是，這類標記在管的運輸、處理、儲存和長期使用過程中容易被損壞或磨掉。這尤其是由于摩擦性物理接觸、加熱和腐蝕。由于用墨水標記沒有任何保護，它還可能被任何非授權第三方擦掉。

電子響應（例如可使用電磁波訪問）的識別標簽可被用于數字化地長期儲存部件特征。但是，在管及聯接件上應用這類標簽，并使其可以經受管承受多年的高壓及高溫、腐蝕環境、磨損和沖擊的嚴峻條件，實現起來相對復雜。

例如套管和油管這類特定管類型有很薄的壁厚，典型地大約在4毫米到25毫米之間，最常在4毫米到20毫米之間，并且被設計用于在另一個油管柱內的最后安裝。因此，在這些管外表面應用的任何額外的材料或部件都增大了外直徑，這可能對將管安裝在為此目的提供的柱內造成困難，甚至使之不可能。

此外，不可能通過在該類管外表面或內表面的槽內附加識別元件來減少該類管已經很薄的壁厚，因為這會影響管的結構強度并會因此增加破裂和損壞的風險。

現有技術已知在用于鉆柱內的管和部件上應用無線射頻識別（RFID）標簽。例如文件US2002/0014966提到一種可被固定在用于鉆打油井的系統的一個或多個部件上的識別標簽。一種可能是將標簽與連接兩鉆桿的連接件相結合。該標簽被布置在鉆柱部件內部大約15毫米到20毫米深處的孔內，并設有保護殼體和罩，保護標簽免受碎片影響或因鉆井環境造成的其他潛在損壞。

該文件示出的連接件包括中心區域，該中心區域在與相鄰鉆桿的陰螺紋相連的陽螺紋附近具有較大厚度。用于鉆孔的鉆桿以及尤其是連接件有相對更大的厚度，該厚度達到50毫米或更高值，以便在外表面任意處的凹部內應用標簽不會顯著降低這些部件的機械完整性。此外，制造這些凹部的過程相對簡單，因為較大的壁厚不需要特別精確的鉆孔或加工操作。

文件US7159654同樣提到通過在部件外表面上應用無線射頻識別標簽來識別油氣產業的設備。例如，展示了用于在管上應用標簽的不同方式，包括插入在管端部陽螺紋附近肩部或連接件較大壁厚的中心區域內設置的凹部中，或在鉆桿外表面上用螺紋擰緊或膠合。所示解決方案沒有考慮保留外直徑或適應薄壁部件，例如套管，因為他們不影響管的機械完整性。