Drill pipe fittings

【発明の詳細な説明】 発明の目的 産業上の利用分野 本発明は、循環が失われた領域を通る油井の掘削に関するものである。

従来技術 掘削ツールに負荷を与えると共にそれを回転駆動するドリルパイプの下端に取付けられた掘削ツールを用いた油井の掘削では、掘削ツールがドリルパイプ内の孔を介して掘削液を受入れ、掘削液の目的は一時且つ同時に、掘削ツールを冷却し、カット面を洗浄し、油井とドリルパイプ間の環状空間を介して岩屑を地表へ運ぶことにある。

発明が解決しようとする問題点 しかし、油井が循環の喪失領域を通るときは、掘削液の流れを減少させねばならず、掘削液の地表への戻り循環が妨げられるか完全に損なわれるため、掘削液本来の目的が得られなくなってしまう。 これは、掘削作業の速度を落し、もはや掘削液と接触していない油井壁部分の劣化を生じる危険がある。

発明の構成 問題点を解決するための手段 本発明によれば、、垂直軸に沿って細長く、軸孔を内部に備え、更に継手をドリルパイプに接続するためのネジ接続手段をそれぞれの自由端に備えたほぼ円筒状の上方及び下方部と、外径が上部の外径より大きく、上方部への接続部に上面を与える中間大径部とを備えて成るドリルパイプ継手であって、中間部が少くとも３つの切込みを備え、各切込みが上面及び軸孔へ延びると共に、円周に沿って相互に等しい間隔で分布され、下方端が軸孔に開口し且つ上方端がノズルに終端する上向きの内部通路を備えた取付部材のそれぞれが各切込み内に挿入されており、上記ノズルが中間部の外径と上方部の外径の間の直径上に位置したことを特徴とするドリルパイプ継手が提供される。

使用時、中間部の外径は掘削する油井の直径より小さく選択され、掘削液は上記内部通路で第１の流れと第２の流れに分割され、第１の流れは通常の経路を辿り、ドリルパイプ内を下降し、掘削ツールを経た後、油井とドリルパイプの間の環状空間内を上昇する一方、第２の流れは上記内部通路に入り、油井の壁を侵食することなく環状空間内を直接上昇する。

本発明は、添付の図面を参照し例示としてのみ与える実施例の以下の詳しい説明から充分に理解されるであろう。

実施例 第１図において、ドリルパイプ継手は、上方円筒状部２、下方円筒状部３及び中間円筒状部４から成る単一本体１と、軸孔５とで構成されている。 円筒状と記した上記各部は、ほぼ円筒状でも、わずかに円錐状でもよい。
上方及び下方円筒状部２，３はそれぞれの自由端にネジ山６，７を備え、これらネジ山６，７は各々雌ネジと雄ネジで、第３図に示すようにドリルパイプ継手の上方部８と下方部９の間に接続可能としている。 ドリルパイプ継手の中間円筒状部４の外径は、ドリルパイプ継手の上方円筒状部２及び下方円筒状部３の外径より大きい。 一例として、上下両円筒状部２，３の外径は２０．３cm、
中間円筒状部４の外径は２８．６cmとし得る。 中間円筒状部の上縁周に形成された上端縁１０が上方接続面１１
によって上方円筒状部２に接続され、上方接続面１１は図示のごとくほぼ円錐台状で、その端縁１０が外周を形成する。

中間円筒状部４と上方接続面１１には、第２図に示すごとく、円周に沿い等角度間隔で分布された３つの切欠き１２，１３，１４が形成してある。 処理鋼製の取外し可能な取付部材１５，１６，１７が上記切欠きに導入され、各取付部材は少くとも１本のピンで保持されている。 図示例では、２本のピン１８，１９が設けられ、これらのピンは各取付部材と中間円筒状部４の一致孔内に挿入され、第２図に示したネジ２０等によって固定保持される。

各取付部材は第１図に示すようにその内部を貫通する内部通路２１を有し、該内部通路２１は軸孔５に開口した下方入口２２から上方出口２３へと垂直に延びている。
上方出口２３はノズルを備え、上方円筒状部２と中間円筒状部４の各外径の中間直径位置で垂直方向を向いている。 各ノズル２３は通路２１中に位置されたタングステンカーバイド製の変換可能部材から成り、シール及び保持用サークリップで周知の方法によって設けられる。 中間円筒状部４と各取付部材１５，１６，１７の間には、
シール２４が設けてある。 中間円筒状部４と各取付部材間の液密接続を容易に行なえるように、各取付部材１
５，１６，１７の部分２５と各切欠き１２，１３，１４
の軸孔５に面し上記部分２５を受入れる部分は円筒状に形成されている。 動作中ネジ２６によって閉じられるネジの切り孔が、取付部材１５，１６，１７の位置決めと抜出しを容易化する。 従って摩滅した場合には、単一本体１をそのままに保持しながら、取付部材１５，１６，
１７だけでなくノズル２３も交換できる。

取付部材１５，１６，１７が中間部４の円筒状面を設けられているが、円錐台状の上方接続面１１によって形成される接続的に開口凹部を残している。 これらの開口は、上方接続面１１のほぼ半径方向内側に延びた端縁間に位置する。 これらの端縁がノズル２３を保護する。 また、上方接続面１１はドリルパイプ継手の上昇中に一定の掘削を可能にするため、タングステンカーバイト等硬質材料製の補強物２７とし、切欠き１２，１３，１４を形成した残りの端縁１０上と、ドリルパイプの回転方向に応じて前端を形成する上記各開口の端縁上に設けられる。

第３図に、掘削ツール３０を支持するドリル支持２９上方でドリルパイプに取付けられた継手１を示す。 掘削ツールは、壁に循環喪失領域３２を含む油井３１を掘削するものとして示してある。 掘削液の循環は矢印で示されている。

継手１は、循環喪失領域３２の上方に配置される。 同領域に近いほどその作用は有効だが、その領域を横切ってはいけない。 従って、ドリルパイプが領域３２に接近したら、ドリルパイプを引上げ、継手１をもっと高い位置へ取付へ直す必要がある。 この引上作業は、掘削ツールが最終的な掘削レベルに達しケーシングを設置できるようになるまで、必要に応じて何回も行なわれる。 継手１
と掘削ツール間の距離は一般に、１５０ｍ以上である。

中間円筒状部４の外径が２８．６cmである継手１は、例えば直径４４．３cmの油井に適する。 同じ継手１はもっと細い油井、例えば直径３１．１cmの油井にも使えるが、その場合には中間円筒状部４の円筒状表面に第１図に示すごとき溝３３等のラセン溝を形成した継手１を用い、油井と中間部４の間を掘削液が容易に通過できるようにするのが好ましい。

発明の効果 上記のドリルパイプ継手は、逸れた流れを止める為のノズルを備えた中間大径部を設け、ノズルが垂直方向に向いているため、掘削液の噴流が油井の壁に与える有害な作用を防止すると共に、掘削液の平常循環を維持したまま、掘削作業の速度を落すことなく循環喪失領域を通過できることが認められた。 これまで全く予期されなかったこの結果は、内部通路で生じる負圧効果と、中間円筒状部上方における掘削液の循環速度の加速によって生じる岩屑の巻込み効果との組合せで説明できる一方、本発明のドリルパイプ継手を設けないと、循環喪失領域の存在によって掘削液内に掘削岩屑が堆積し、その結果環状空間内における静水圧が上昇する。 更に、中間円筒状部が広がっているため、本発明のドリルパイプ継手は油井孔内におけるロッド索のスタビライザとしても機能する。

又、中間円筒状部の上面に硬質材料製の補強物を設けるとによって、本ドリルパイプ継手はドリルパイプの引上げ時に上向きに作用するドリルとしても使え、ドリルパイプが油井孔内で引掛り動かなくなるのを防止できる。

以上述べたように、循環喪失領域の上方でドリルパイプに設けることにより、この領域の通過を容易とし且つ前述の欠点を回避できるドリルパイプ継手が得られる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明によるドリルパイプ継手の実施例を示す軸方向半断面、半正面図； 第２図は第１図のドリルパイプ継手の拡大した部分断面平面図；及び 第３図は掘削中の油井内に下降されたドリルパイプに挿着された第１図の継手の垂直断面図である。 ＜符号の説明＞ １……本体（継手）、２……上方部、３……下方部、４
……中間大径部、５……軸孔、６，７……ネジ接続手段、１０……外周端縁、１１……上面、１２，１３，１
４……切欠き、１５，１６，１７……取付部材、２１…
…内部通路、２２……内部通路下方端、２３……ノズル、２７，２８……補強物、３３……ラセン状溝。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (56)参考文献 米国特許2765146（ＵＳ，Ａ) 英国特許2127466（ＧＢ，Ａ)