钻杆和对应的钻杆柱
阅读：962发布：2020-05-12
专利汇可以提供钻杆和对应的钻杆柱专利检索，专利查询，专利分析的服务。并且钻杆 柱30的钻杆，其用于进行钻孔，钻杆柱包括抽油杆柱32和井底钻具组合31，所述钻杆1包括：第一端部9，第一端部包括阴 螺纹 和具有第一惯性；第二端部10，第二端部包括阳螺纹和具有第二惯性；第一中间区域4，第一中间区域位于第一端部附近和具有第三惯性；第二中间区域5，第二中间区域位于第二端部附近和具有第四惯性；和基本管形的中心区域8，所述中心区域的外径小于至少第一或第二端部的最大外径和具有第五惯性，第三和第四惯性每个都小于第一和第二惯性，以及第五惯性小于第三和第四惯性；和 套管 11，套管固定在钻杆的外表面的一部分上固定在钻杆上；至少一物理量 传感器 15，该物理量传感器布置在套管11中；和至少一数据传输/存储机件，所述数据传输/存储机件与传感器的输出口连接，套管11与第一和第二端部9，10隔开一距离布置，套管11与中心区域8成整体件，与第一和第二中间区域隔开一距离并且具有小于第一和第二惯性的惯性。，下面是钻杆和对应的钻杆柱专利的具体信息内容。
1.钻杆柱(30)的钻杆(1)，其用于进行钻孔，所述钻杆柱(30)包括抽油杆柱(32)和井底钻具组合(31)，所述钻杆(1)包括：第一端部(9)，所述第一端部包括阴螺纹和具有第一惯性；第二端部(10)，所述第二端部包括阳螺纹和具有第二惯性；第一中间区域(4)，所述第一中间区域位于所述第一端部附近和具有第三惯性；第二中间区域(5)，所述第二中间区域位于所述第二端部附近和具有第四惯性；和基本管形的中心区域(8)，所述中心区域的外径小于至少所述第一或第二端部的最大外径和具有第五惯性，所述第三和第四惯性每个都小于所述第一和第二惯性，以及第五惯性小于所述第三和第四惯性，其特征在于，所述钻杆包括：套管(11)，所述套管在所述钻杆的外表面的一部分上固定在钻杆上；至少一物理量传感器(15)，所述物理量传感器布置在所述套管(11)中；和至少一数据传输/存储机件，所述数据传输/存储机件与所述传感器的输出口连接，所述套管(11)与所述第一和第二端部(9，10)隔开一距离布置，所述套管(11)与所述中心区域(8)成整体件，与所述第一和第二中间区域隔开一距离，并且所述套管具有小于所述第一和第二惯性的惯性。
2.根据权利要求1所述的钻杆，其特征在于，所述套管(11)具有内接在一圆中的外表面(11a)，其最大外径小于或等于端部的最大直径。
3.根据权利要求1或2所述的钻杆，其特征在于，在传感器(15)和所述钻杆的镗孔(3)之间的套管的材料厚度大于或等于所述钻杆的中心区域(8)的厚度。
4.根据前述权利要求中任一项所述的钻杆，其特征在于，所述套管(11)包括与所述中心区域成整体件的底座(12)和可拆卸的密封罩盖(13)。
5.根据前述权利要求中任一项所述的钻杆，其特征在于，所述底座(12)具有与所述中心区域的外表面相切的外表面，所述底座相对于所述中心区域(8)形成一凸起部分。
6.根据前述权利要求中任一项所述的钻杆，其特征在于，所述钻杆包括选自以下传感器中的至少一传感器(15)：温度传感器、应力仪、变形传感器、压力传感器、加速计。
7.根据前述权利要求中任一项所述的钻杆，其特征在于，所述数据传输/存储机件包括存储器。
8.根据前述权利要求中任一项所述的钻杆，其特征在于，所述套管(11)被布置距在所述中间区域之间的一半距离的平面最多三米。
9.根据前述权利要求中任一项所述的钻杆，其特征在于，所述套管(11)是单个的。
10.根据权利要求1到8中任一项所述的钻杆，其特征在于，所述钻杆包括附加套管(41)，所述附加套管与一端部或一中间区域成整体件。
11.根据前述权利要求中任一项所述的钻杆，其特征在于，所述钻杆包括防磨损涂层，所述防磨损涂层布置在所述钻杆的至少一端部(10，9)的外表面的或在所述钻杆的一端部上实施的附加套管(41)的外表面的至少一部分上，所述部分的直径是所述钻杆的最大直径。
12.根据前述权利要求中任一项所述的钻杆，其特征在于，所述套管(11)包括多个具有螺纹边部的罩盖。
13.根据前述权利要求中任一项所述的钻杆，其特征在于，至少一套管(11)的长度小于150mm，优选地小于130mm。
14.根据前述权利要求中任一项所述的钻杆，其特征在于，所述套管(11)配有凸起部分。
15.根据权利要求14所述的钻杆，其特征在于，所述凸起部分呈圆形行列布置，行列的至少之一配有防磨损涂层并且其外径大于至少一相邻行列的外径。
16.根据前述权利要求中任一项所述的钻杆，其特征在于，至少一电源(16)布置在所述套管(11)中和对所述传感器(15)进行供电。
17.根据前述权利要求中任一项所述的钻杆，其特征在于，所述钻杆的外表面的所述部分是管形的。
18.根据前述权利要求中任一项所述的钻杆，其特征在于，所述钻杆包括筒体，所述筒体布置在一端部中和配有用于电源的槽座。
19.根据前述权利要求中任一项所述的钻杆，其特征在于，所述钻杆包括用于电源的槽座，所述槽座的轴线与所述钻杆的轴线相交。
20.根据前述权利要求中任一项所述的钻杆，其特征在于，所述套管(11)与所述第一和第二中间区域隔开一距离，所述距离在所述第一中间区域和所述第二中间区域之间的距离的40％到60％之间。
21.钻杆柱(30)，其包括抽油杆柱(32)和井底钻具组合(31)，所述井底钻具组合配有钻头，所述抽油杆柱(32)布置在所述井底钻具组合和所述抽油杆柱的驱动机件之间，所述抽油杆柱包括根据前述权利要求中任一项所述的多个钻杆(1)，所述多个钻杆安装在根据钻杆柱的机械性能的计算模型的指示值所选择的位置。
钻杆和对应的钻杆柱
技术领域
[0001] 本发明涉及油田或气田的勘查和开采领域，在其中使用由管形组件，如标准钻杆和如有需要厚壁钻杆，和其它管形元件，特别是在井底钻具组合(l’ensemble de fond de trou)处的钻铤，所组成的旋转抽油杆柱，这些组件根据钻探需要头尾连接地进行组装。本发明更为特别地涉及用于旋转或非旋转式钻探设备的一型件，如布置在一抽油杆柱(train de tiges de forage)的主体中的一钻杆或一厚壁钻杆。
背景技术
[0003] 在这类斜井钻探的情形中，包括实际上水平的段，源于抽油杆柱在井中的旋转的摩擦力矩在钻探过程中会达到非常高的值。摩擦力矩会危害所使用的设备或钻探对象。此外，考虑到在钻孔中产生的碎屑的沉积，特别地在相对于钻孔的垂线倾斜很大的部分中，由钻探所产生的岩屑的回升经常非常困难。管形组件的机械应力因此增大。
[0004] 为了更好地理解在井底发生的事件，在钻头附近井底钻具组合可以配有测量仪表。不过，对在抽油杆柱中，即在井底钻具组合和地表之间所发生的情况的了解仍旧很不完整，这使得对钻杆柱的结构和钻探工艺的优化仍是有问题的。
发明内容
[0005] 本发明旨在改善这种情形。
[0006] 设置一钻杆来安装在一钻杆柱的抽油杆柱中，来进行钻孔，一般伴随有钻井液围绕所述钻杆和在从钻井底向地表的方向的流动。钻杆柱包括抽油杆柱和井底钻具组合。钻杆包括：第一端部，该第一端部包括阴螺纹和具有第一惯性；第二端部，该第二端部包括阳螺纹和具有第二惯性；第一中间区域，该第一中间区域位于第一端部附近和具有第三惯性；第二中间区域，该第二中间区域位于第二端部附近和具有第四惯性；和基本管形的中心区域，该中心区域的外径小于至少第一或第二端部的最大外径和具有第五惯性。第三和第四惯性每个都小于第一和第二惯性以及第五惯性小于第三和第四惯性。钻杆包括：套管，该套管在钻杆的外表面的一部分上固定在钻杆上；至少一物理量传感器，该物理量传感器布置在套管中；和至少一数据传输/存储机件，该数据传输/存储机件与传感器的输出口连接，套管与第一和第二端部隔开一距离，套管与中心区域成整体件与第一和第二中间区域隔开一距离并且具有小于第一和第二惯性的惯性。
[0007] 钻杆柱可以包括一抽油杆柱、一井底钻具组合和一钻头，井底钻具组合与钻头连接，抽油杆柱布置在井底钻具组合和在地表驱动抽油杆柱的驱动机件之间，抽油杆柱包括多个如上所述的钻杆。所述钻杆安装在根据钻杆柱的机械性能的计算模型的指示值选择的位置。附图说明
[0008] 通过阅读对作为非限定性示例给出和通过附图示意的数个实施方式的详细说明，将更好地理解本发明，附图中：
[0009] -图1是一仪表化钻杆的轴向剖视图；
[0010] -图1A到1C是图1的钻杆在一端部段、一中间区域和一中心段中的横向剖视图；
[0011] -图2是图1的钻杆沿一径向平面的剖视图；
[0012] -图3是图1的钻杆的另一实施方式沿一径向平面的剖视图；
[0013] -图4是一仪表化钻杆的轴向剖视图；
[0014] -图5是一仪表化钻杆的轴向剖视图；
[0015] -图6是一仪表化钻杆的轴向剖视图；
[0016] -图7是图1或图4到图6类型的一钻杆的详细轴向剖视图；
[0017] -图8是带有多套管的钻杆的局部立视图；
[0018] -图9是沿图8的IX-IX的剖视图；
[0019] -图10是沿图8的X-X的剖视图；
[0020] -图11和图12是包括在两个不同深度布置的仪表化钻杆的钻杆柱的示意图；
[0021] -图13是测定仪表化钻杆在抽油杆柱中的最优位置的测定方法的简图；
[0022] -图14是评估在抽油杆柱中的机械载荷的评估模型的校准方法的简图；
[0023] -图15给出根据钻杆的行列从离散测量评估的参数的两参数曲线；
[0024] -图16是抽油杆柱的机械性能的评估模型的校准方法的简图；
[0025] -图17给出根据深度从离散测量评估的参数的两参数曲线；
[0026] -图18是图1的钻杆的另一实施方式沿一径向平面的剖视图；
[0027] -图19到图22是图18的钻杆在一端部段、一中间区域和一端部段中的横向剖视图；
[0028] -图23是图18的细部图；
[0029] -图24是图20的细部图；
[0030] -图25是图18的一详细变型；
[0031] -图26是图18的一变型；
[0032] -图27是对于多个载荷状态，根据在钻杆轴线上的位置的一弯曲应力曲线；和[0033] -图28是钻杆的轴向剖视图。
具体实施方式
[0034] 附图包括具有某些特征的元件。因此不仅能用于更好地理解本发明，如有需要也用于对这些元件进行定义。
[0035] 在钻井时，钻探桅塔( de forage)布置在地面或海上平台上，以在地层中钻孔。钻杆柱悬挂在孔中和包括一钻探工具，如在其下端部的一钻头。钻杆柱可以被一驱动机件带动整体转动，驱动机件被未显示的部件例如液压部件致动。驱动机件从而可以在钻杆柱的上端部包括一驱动杆。钻井液或钻井泥浆存储在一容器中。泥浆泵通过注射头的中心孔口将钻井液输送到钻杆柱的内部，迫使钻井液向下流动经过钻杆柱。钻井液继而通过钻头的管道离开钻杆柱，然后在钻杆柱的外部和孔壁之间形成的总体环形的空间中回升。
[0036] 钻井液对钻探工具进行润滑并将由钻头清理的钻井岩屑由井底带至地表。钻井液继而被过滤以能够进行再利用。
[0037] 井底钻具组合可包括钻铤，通过钻铤的质量保证钻头支撑抵靠井底。井底钻具组合还可以包括组件(MWD，LWD，subs...)，组件配有测量传感器，例如压力、温度、应力、倾度、电阻率传感器等。来自传感器的信号可以通过一有线遥测系统回到地表。多个电磁联接器可以在钻杆柱的内部互连，以形成通信连接装置。例如可以参考专利文献US 6 670 880或US 6 641 434。一钻探组件的两端部配有通信联接器。组件的两联接器基本上在组件的长度上通过一电缆连接。
[0038] 通过对钻杆的机械性能的研究，例如对钻杆的疲劳性损伤、钻杆在非常偏斜的管道中的纵向挠曲(flambage)、在套管装置(tubage)和钻杆之间的摩擦接触、振动现象等等的研究，申请人意识到，沿着抽油杆柱对物理参数的精确监测允许使物理模型化有效，特别是机械模型和液压模型。因此产生从技术性能、操作安全性和成本的角度对钻探进程的改善。因此钻探深的大偏移的钻探路径的能力更大。
[0039] 在钻探非常偏斜(大倾度)的钻井时，在钻杆和孔壁之间产生的摩擦非常大，在钻杆中产生压缩。这种压缩是纵向挠曲现象的根源，该纵向挠曲现象会使得抽油杆柱组合在井中卡住，甚至引起钻杆断裂。与钻杆的转动相关的钻杆的纵向挠曲实际上引起疲劳现象。在这两种情形中，造成钻探生产率的损失，甚至不能到达油藏。
[0040] 现有的技术不能提供在抽油杆柱处的物理数据。申请人开发一种装置，旨在改进对抽油杆柱的状态和/或其环境的认知。许多参数对由抽油杆柱所经受的应力有影响，特别是在钻杆的内部和外部的泥浆压力、温度、钻杆对井壁的摩擦、所施加的转动力矩、钻杆的变形、振动等等。在钻孔过程中的操作时间(钻杆柱的完全回升继而重新下降)可能减少，这就减少钻井步骤的时间而言显得特别有利，因此使得经济获益较大。就此将注意的是，接着其重新下降的钻杆柱的完全回升是根据孔的深度大约半个工作日到一个工作日的长时间操作。钻井时间的减少因此是生产率的重要因素。
[0042] 在抽油杆柱中，钻杆可以包括螺纹元件和一管体，所述螺纹元件和管体头尾地进行焊接。管体在元件上的焊接可以通过摩擦执行。所述元件可以从一大直径的短构件进行机加工，而管体的直径可以较小，因此待机加工的金属质量和待机加工的废料数量极大减少。所述元件的长度可以大约为0.2米到1.5米。钻杆柱还可以包括钻杆、厚壁钻杆、钻铤、稳定器等。
[0043] 至少一钻杆包括配有测量传感器的一套管。套管可以配有至少一温度传感器、一变形传感器(或应力仪)、一压力传感器、一加速计、一磁力计等。应力仪能够测量变形和应力(张力和剪应力)的张量的各种分量，和以此测定轴向应力、周向应力、扭转应力或弯曲应力和变形，特别是纵向挠曲。如果加速计在与钻杆的轴线正交的一平面中取向，加速计允许测量侧向加速和由钻杆所经受的振动。如果在钻杆的轴线中取向，加速计允许测量轴向加速和钻杆的倾度。磁力计(方向和磁场强度传感器)允许知晓与地球磁场相关的仪表化钻杆的角度取向和钻杆的转动速度。
[0044] 在一实施方式中，抽油杆柱包括根据专利申请FR 2 851 608和/或根据专利申请FR 2 927 936的至少一钻杆，读者可以参考上述专利申请。
[0045] 钻杆柱的组件以管形实施并头尾相接地相互连接，以使得它们的中心管道位于相互的延伸部分中和组成用于钻井液从高到低流动的连续中心空间，钻井液在从之实施钻探的地表到在其作业的井底之间流动。钻井液或泥浆继而在钻孔壁和钻杆柱的外表面之间限定的一环形空间中回升。
[0046] 在其回升到钻杆的外部的过程中，钻井液将由钻探工具穿过的来自地质层组的碎屑带至从之实施钻探的地表。钻杆柱被设计以方便钻井液在钻杆柱和井壁之间的环形空间中的上升流动。寻求有效地带出钻探碎屑和产生对钻孔壁和钻杆柱的支撑面的清扫，以方便钻杆柱在钻孔的内部的推进。
[0047] 钻杆柱的特征贡献于：确切地说在钻井阶段或在井底和地表之间的操作阶段中的一般钻探工艺的质量、性能和安全性的基础特性。烃研究的发展要求实施越来越复杂的路径型面和在越来越极端的地质条件中实施路径型面。现今在通常超过四千米的深度和在相对于固定设备可能超过数十千米的水平距离处开采烃。
[0048] 申请人意识到在抽油杆柱区域中的特别是地质的、机械的和液压的特征并不为人熟知。井底钻具组合可以配有传感器，以提供与在井底发生的事件相关的数据。文献US2005/0279532描述具有分布的传感器的一钻杆柱的原理。然而，传感器和钻杆的精确布置仍被忽视。
[0049] 文献WO 2005/086691述及在非常厚的一区域中安装在钻杆端部的传感器，以及此外容置在一覆盖元件中的传感器。非常厚的、惯性大的和因此较不易于弯曲和扭转的区域不允许对对应的作用力进行精确探测。在钻孔内外覆盖元件显得同样脆弱。
[0050] 不过，钻杆的组成应响应厚度，在拉伸、纵向挠曲和扭转方面的刚度，耐疲劳度、耐内部压力和外部压力性，和可拆卸性(松旋)，连接密封性、外径，内部和外部的液压载荷损失、外侧的泥浆运动，在井壁上的摩擦较小，对腐蚀性化学成分如H2S的耐抗性，数据传输等的高要求和经常相悖的要求。为此，加上这样的事实：布置至少一传感器，同时在机械上、液压上和化学上进行保护和置于所述传感器被设计进行测量的现象中。
[0051] 申请人开发一种改良型钻杆，配有至少一传感器，该传感器特别是允许测量钻杆和周围的钻杆的纵向挠曲性能。将该计算模型称为钻杆柱的机械性能的计算模型。
[0052] 如在图1上可以看见，钻杆1具有围绕轴线2旋转的总体形状，当一钻杆柱的钻杆1位于通过一工具——如布置在钻杆柱的端部的一钻头——实施的钻孔的内部的作业位置时，轴线2基本组成钻探轴线。轴线2是抽油杆柱的转动轴线。钻杆1具有管形形状，基本为圆柱形的回转管道3设置在钻杆1的中心部分中。
[0053] 钻杆柱的组件，特别是钻杆柱的钻杆，以管形形状实施并头尾相接地相互连接，以使得它们的中心管道3位于相互的延伸部分中和组成用于钻井液从高到低流动的连续中心空间，钻井液在从之实施钻探的地表到在其作业的井底之间流动。钻井液或钻井泥浆继而在钻孔壁和抽油杆柱的外表面之间限定的一环形空间中回升。钻杆柱可以包括钻杆、厚壁钻杆、钻铤、稳定器或连接件。除了相反的描述，术语钻杆或这里所使用的杆体都表示通常位于钻杆柱和井底钻具组合(英语术语“bottom hole assembly”)之间的钻杆和厚壁钻杆(英语术语“heavy weight drill pipe”)。通过拧紧钻杆头尾连接组装成一抽油杆柱，抽油杆柱组成钻杆柱的长度的一重要部分。
[0054] 申请人意识到沿着钻杆柱的物理量即在地表和井底钻具组合之间的物理量更具重要性。重要的是测量和利用这些测量值。实际上，抽油杆柱挨着钻孔壁转动地且平移地摩擦。摩擦引起抽油杆柱的组件的缓慢的、但还是显著的摩损，和钻孔壁或已经安装的套管装置的相对快速的摩损，会损害套管装置的机械完整性和因此引起井壁的稳定性问题。在钻杆和钻孔壁之间的摩擦可能引起对钻探操作不利的钻杆(键槽)卡紧。本发明允许降低这些风险。
[0055] 钻杆1可以由高机械强度的钢制成、呈原始整体件的形式或通过段部继而焊接在一起获得。更为特别地，型杆1可以包括：相对短的两端部型段6和7(长度小于1米，例如接近0.5米)，参考图1A，形成称为“工具接头”的用于组装钻杆的连接件；两中间区域4、5，所述两中间区域的长度小于1米，例如接近0.5米，参考图1B；和一管形的中心段8，所述管形的中心段的长度可以超过10米，参考图1C，这些部分焊接在一起。中心段8的外径可大致小于端部段(例如分别是149.2mm和184.2mm)，和内径可大致大于端部段(例如分别是120.7mm和111.1mm)。这样端部段6、7相对于钻杆1的轴线的惯性(或二次动量)会比中心段8大很多(例如大3到6倍)。除短端部段6、7外的长中心段8的制造允许显著地减少废料的数量，特别是要机加工的切屑。这样获得显著提高的材料产量。中心段8可以具有这样的管体的中心部分的形式：具有基本恒定的镗孔和基本恒定的外径(钻杆的标称直径)，具有通过内径的减小(英语术语“internal upset”)获得的向段6、7在端部的超厚，以方便在所述段6和7的焊接连接。中间区域4和5包括这些超厚端部和将段6和7连接到中心段8。中间区域相对于钻杆1的轴线的惯性小于段6和7的惯性和大于中心段8的惯性。
[0056] 通常地，接下来的描述自段6的自由端部到段7的自由端部给出。段6(或阴钻杆接头)包括带有圆柱形环形外表面的阴连接部分9，该阴连接部分包括镗孔，镗孔配有阴螺纹9a，以便与另一钻杆1的阳螺纹连接。连接部分9可以根据规格API 7或根据专利文献US 6153840或US 7210710，读者可以参考上述文献。连接部分9组成端部段6的自由端部。段7(阳钻杆接头)包括带有圆柱形环形外表面的阳连接部分10，该阳连接部分包括阳螺纹
10a，以便与另一钻杆1的阴螺纹连接。阳螺纹10a与另一钻杆的阴螺纹形状一致。连接部分10组成端部段7的自由端部。
10a，以便与另一钻杆1的阴螺纹连接。阳螺纹10a与另一钻杆的阴螺纹形状一致。连接部分10组成端部段7的自由端部。
[0057] 在图1的实施方式中，钻杆1包括一套管11，套管围绕中心段8布置，基本在段6和7之间的一半距离处。套管11可以布置与段6和7隔开一距离，该距离大于或等于所述段6、7的长度，优选地与中间区域4和5隔开一距离，该距离大于或等于所述段6、7的长度。套管11可以与第一和第二中间区域4、5隔开一距离，该距离在第一中间区域4和第二中间区域5之间的距离的40％到60％之间。
[0058] 套管11具有基本环形的外部形状。套管11这里具有与中心段8同心的外圆柱形回转表面11a，通过基本截锥形的上游表面11b和基本截锥形的下游表面11c——形成沿纵向限制负载有钻探碎屑的钻井液流围绕钻杆(在孔壁和钻杆之间的环形空间中)的载荷损失的型面——与中心段8的外表面连接。这些截锥形表面11b、11c的母线的角度因此可小于或等于30°。基本截锥形的上游表面11b和下游表面11c具有与相邻的圆柱形表面连接的连接倒圆角(这些倒圆角的半径优选地大于10mm)。外表面11a的外径小于或等于端部段6、7的外径。更为确切地说，为了考虑到套管11和端部段6、7的圆度缺陷，外表面11a可以内接在一圆中，该圆的最大外径小于或等于端部段6、7的最大直径。
[0059] 套管11可以包括一主体12，也被称为基座，和一个或多个罩盖13。主体12形成相对于中心段8的凸起部分。主体12具有与中心段8的外表面相切的外表面。主体12优选地与中心段8成整体件，例如通过锻造(英语术语“external upset”)或机加工，特别是使得主体12经受与中心段8相同的应力。主体12和罩盖13界定这里基本是平行六面体形状的槽座14。套管11的外径小于钻杆的最大直径以通过孔壁对磨损进行保护，和长度尽可能地短，小于200mm，例如为大约150mm，以最低程度地干扰中心段8的液压特征和中心段所经受的应力。套管11的外径有利地被选择以使得套管11相对于轴线的惯性不过于超过相邻中心段的惯性，例如在中心段的惯性的100％到200％之间，并优选地在130％到180％之间。仍优选的是，相对于套管11的轴线的惯性小于或等于中间区域4和5的惯性。罩盖13可以具有一板体的形状，该板体具有在横剖面方面凸出鼓起的外表面，参考图2，与主体
12的外表面的形状一致，和具有平坦的或凹进的内表面。例如通过弹性体类型的合成材料制成的一周向密封垫圈，罩盖13可以液体密封地封塞槽座14，甚至在对在烃或地热钻探时所遇到的强作业压力下液体密封地封塞槽座。罩盖13的固定可通过螺钉进行保证。罩盖
13与主体12接触的边缘可以配有至少一凸缘或槽道，形成改善密封性的挡板。
12的外表面的形状一致，和具有平坦的或凹进的内表面。例如通过弹性体类型的合成材料制成的一周向密封垫圈，罩盖13可以液体密封地封塞槽座14，甚至在对在烃或地热钻探时所遇到的强作业压力下液体密封地封塞槽座。罩盖13的固定可通过螺钉进行保证。罩盖
13与主体12接触的边缘可以配有至少一凸缘或槽道，形成改善密封性的挡板。
[0060] 钻杆1包括至少一传感器15，传感器布置在槽座14中，例如这里在一攻丝盲孔中拧紧，盲孔在槽座14的底部中刺穿并作为槽座的一部分。有利地，所述盲孔的深度如下：在所述盲孔下(在盲孔底部和镗孔3之间)的材料厚度至少等于中心段8的常规部分的厚度，以不影响钻杆的机械完整性。换句话说，在传感器15和钻杆的镗孔3之间的套管的材料厚度大于或等于钻杆的中心区域8的厚度。作为变型，传感器15可以通过任何其它方式——例如通过在槽座14的底部的一平坦部分上胶接(材料厚度因此在所述平坦部分和镗孔3之间进行考虑)——来固定在主体12上。钻杆1可以包括一电源16，电源布置在槽座14中。电源16或供电源可以包括例如布置在一圆柱形回转槽座17中的一电池或一电池组。所述圆柱形回转槽座17可以通过一螺纹塞18封塞，该螺纹塞与罩盖13相区别并且与布置在主体12的壁中的阴螺纹进行配合。供电电缆19将电源16与传感器15连接。槽座14还可以包括对来自传感器15的信号进行处理特别是用于对所述信号进行数字化的一电子处理元件。
[0061] 存储器20可以布置在槽座14中，与传感器15连接和被构型以记录来自传感器15的数据。存储器20可以作为一存储卡的组成部分。作为选择或在存储器20之外，钻杆1可以配有一远程通信连接装置，以使得操作者可以实时处理来自传感器15的数据，或根据连接装置的流量非常接近实时的数据。在钻杆1中远程通信连接装置可以是有线的，例如通过一通信电缆21，和在两钻杆之间是电磁的。可以参考关于在两相邻钻杆之间的通信联接的专利文献US 6 670 880、US 6 641434、US 6 516 506或US 2005/115717。还可使用其它类型的联接(直接接触，通过天线等)。
[0063] 传感器15可以是一磁场方向和强度传感器。磁力计因此允许知晓与地球磁场相关的仪表化钻杆的角度取向。还可以允许测量钻杆的有效转动速度和通过这种方式探测扭转振动问题(“stick slip”)。
[0064] 传感器15可以是一压力传感器，例如在可达到在35＊106Pa(基本上5100psi)到7
25＊10Pa(基本上36300psi)之间的值的范围内。压力传感器可以具有通向管道3的一机件，以测量内部压力。压力传感器可以具有通向套管11的外部的一机件，以测量在钻孔壁和钻杆之间的环形空间中的外部压力。可以在槽座14中布置两压力传感器。因此这些传感器允许测量钻井液的载荷损失(perte de charge)，和在载荷损失很大的情况下探测在钻杆和井壁之间的胶接现象和这类现象的开始。
25＊10Pa(基本上36300psi)之间的值的范围内。压力传感器可以具有通向管道3的一机件，以测量内部压力。压力传感器可以具有通向套管11的外部的一机件，以测量在钻孔壁和钻杆之间的环形空间中的外部压力。可以在槽座14中布置两压力传感器。因此这些传感器允许测量钻井液的载荷损失(perte de charge)，和在载荷损失很大的情况下探测在钻杆和井壁之间的胶接现象和这类现象的开始。
[0065] 传感器15可以是一加速传感器(加速计)，例如在0ms-2到100ms-2的范围内。加速传感器可以探测例如到1000Hz的高频加速度。通过轴向地、切向地和侧向地布置的加速计的对加速度的测量允许测量轴向的、扭转的和侧向的振动。轴向加速计此外允许间接测量倾度和切向加速计允许间接测量钻杆的转动速度。因此有利地是，安装传感器15以测量在这些多个方向上的加速度。
[0066] 传感器15可以是一变形传感器(或应力仪)，允许测量扭转、弯曲、张力、压缩、延长、剪应力等的几何分量，和因此测量应力，特别是张力和剪应力的张量的分量，以及测定轴向的、周向的、扭转的或弯曲的应力和变形，特别是纵向挠曲。
[0067] 在图1的实施方式的未显示的一变型中，钻杆1与前述的实施方式相似，除了套管11相对于钻杆1中部(位于在中间区域4和5之间的一半距离的平面)偏移布置，例如可以到相对于中部大约3米的一距离，不过优选地到所述中部的大约1米的一距离。
[0068] 在图3上示出的实施方式中，套管11与在图2上示出的实施方式相似，除了罩盖13具有至少一塞的形状，塞在其外表面上配有阳螺纹，阳螺纹被设置以与布置在主体12中的对应的阴螺纹进行配合。罩盖13可以配有例如呈六侧面的盲孔的形状的驱动元件，允许通过一合适的阳扳手对罩盖13进行拧紧或松旋。这种实施方式具有结构特别简单和塞牢固的优点。套管11的这种实施方式与套管11沿着钻杆1的不同的可能定位相兼容。罩盖可以包括多个塞。
[0069] 在图4上示出的实施方式与图1的实施方式相似，除了附加套管41与端部段7接触(或集成在端部段7中)外。附加套管41的外径大于端部段7的外径。附加套管41在与连接部分10相对的边侧部分地覆盖端部段7。附加套管41具有圆柱形回转的或略微鼓起的外表面41a，通过母线是直线形的或凸出鼓起的基本截锥形的一导向面41b与端部段7的外表面连接，和通过长度和/或坡度大于前者不过形状基本相似的基本截锥形的一导向面41c与中间区域5的外表面连接。外表面41a具有一直径，该直径是钻杆的最大直径并能够支撑抵靠钻孔壁或装衬钻孔的上部分的套筒(tube de cuvelage)。外表面41a有利地包括寿命超过钻杆的其它外表面的寿命的一防磨损涂层。这类外表面和这类导向面可以根据前述的专利文献FR 2 851 608和FR 2 927936的说明实施。导向面41b、41c的一个和/或另一个可以特别是包括螺旋形槽道，能够舀出碎屑和从在地表41a和孔壁或套筒之间的接触区域排出所述碎屑。附加套管41包括一分级镗孔，该分级镗孔具有与中心段8的外表面接触的一小直径部分、与端部段7的外表面接触的一大直径部分和一截锥形连接表面。附加套管41的内部结构可以是在图2或图4上示出的类型。附加套管41尤其可以容置用于套管11的一电源和/或一电子元件，这可以允许减小所述套管11的尺寸和因此减小相对于轴线的惯性。可以在套管11和附加套管41之间设置一电缆通道。根据专利文献FR 2 851 608和FR 2 927 936的教导，相对的端部段6也可以具有基本与外表面41a的外径和型面相同的外径和型面。附加套管41可以与端部段7和/或中间区域5成整体件。
[0070] 在图5上示出的实施方式中，附加套管41具有与前面的实施方式的形状相似的形状并布置在相对的边侧，与端部段6接触和局部覆盖该端部段。直径最大的其外表面41a可以配有一防磨损涂层。根据专利文献FR 2 851 608和FR 2 927 936的教导，相对的端部段7还可以具有基本与附加套管41的大直径表面的外径和型面相同的外径和型面。可以在至少一端部段6、7的一最大直径部分上设置一防磨损涂层。
[0071] 如图6所示，附加套管41可以布置在中间区域4、5处。至少一且优选地两端部段6、7可以具有外径对应钻杆的最大直径的一部分38，所述部分配有一防磨损涂层37。根据专利文献FR 2 851 608和FR 2 927 936的教导，可以实施该部分的型面。套管11和41通过一有线连接装置39进行连接。
[0072] 在图7上示出的实施方式中，套管11布置在中心段8上，如在图1和图3上示出。主体12与中心段8成整体件，例如通过锻造或机加工。槽座14通过两密封罩盖13进行封塞，两密封罩盖是板式类型的，截然相反地进行布置和通过拧紧固定在主体12上。多个传感器15安装在槽座14中，例如六个，以两行、每行三个传感器成180°布置，以优化对应力的测量。传感器15可以包括一压力传感器，该传感器与管道3通过一孔22进行联通以测量内部压力，和与钻杆1的外部通过一孔23进行联通，所述孔23通向中心段8附近的一截锥形连接表面。传感器可以包括多个应力仪，允许评估变型和三维作用力，特别是张力、压缩、扭转、弯曲动量、纵向挠曲。传感器15通过一电缆24配有有线连接装置，电缆经过在主体12和中心段8的厚度中布置的一对应孔与中心管道3接合。另一通信电缆25通过对应的一孔——其通向主体12的截锥形端面中——通向中心段8附近的套管11的外部，形成在插座12和另一套管之间的连接装置，例如图5的套管41。
[0073] 套管11还包括连接件26，所述连接件布置在一腔洞27中，腔洞自截锥形连接表面布置在主体12中和配有一密封塞。连接件26通过一通信电缆28与传感器15连接。连接件26允许加载来自传感器15的数据和在钻杆回升到地表后将数据存储在存储器20中。连接件26可以通过允许与一合适的接收器进行无接触加载的一wi-fi发射器进行替代。
[0074] 在图8上示出的实施方式中，钻杆包括多个套管11、111、211，例如三个套管，每个套管长度较小，例如小于150mm，甚至小于130mm。每个套管11包括多个腔室14，腔室在从主体12的外表面布置的盲孔中形成。腔室14可以对应一凸起部分。套管的凸起部分布置呈至少一圆形行列。至少一行列可以配有一防磨损涂层。所述行列的外径可以大于至少一相邻行列的外径。
[0075] 每个腔室14通过一外侧罩盖13进行封闭和在其底部接纳一传感器15或一电池组16或一电子组件或一存储器20。罩盖13可以具有一塞的形式，塞在其螺纹外边部与在盲孔的壁中布置的内螺纹配合。套管11、111、211可以具有基本相等的外径。有利地，中心套管211的外径小于侧套管11、111的外径，这允许保护外表面不被磨损。套管11、111、211可以具有基本圆柱形的大直径表面，所述大直径表面具有直线形的或略微鼓起凸出的母线，通过一上游截锥形区域和一下游截锥形区域与中心区域8的常规部分的外表面连接，所述上游和下游截锥形区域以合适的圆角连接。大直径表面可以通过一硬质涂层37进行保护。
[0076] 如在图9和图10上可以看见，套管可以具有在横截面方面不同的形状。在图9上示出的侧套管111(或未显示的侧套管11)具有一圆形外表面。高硬度磨损区域(zones rechargées de haute dureté)可以布置在腔室之间。如在图10上所示，套管211具有凹空部分，凹空部分成角度地分开基本布置在同一径向平面中的两腔室。腔室布置在向外凸出的凸起部分中。
[0077] 布置长度较小的一系列套管的事实允许分析中心区域8的常规部分的机械特征，特别是在弯曲和扭转方面的特征。因此产生对待测量或待评估的机械参数的更好的理解。在图10上示出的套管211对于钻井泥浆流提供较小的载荷损失。在摩擦钻孔的或预布置的套管装置的外壁时，在图9上示出的套管111获益较小的磨损和钻孔的或套管装置的内壁的较小磨损。套管111和211以在100mm到300mm之间的一距离并置显得有利。
[0078] 如在图11和图12上所示，钻杆柱30包括井底钻具组合31和布置在井底钻具组合和地表设备33之间的抽油杆柱32。抽油杆柱32包括多个钻杆1，钻杆的间隔根据通过钻杆柱的机械性能的数字或分析模型所提供的结果进行选择。出于附图简洁性的原因，钻杆1以数目四个(图11)或五个(图12)示出。实际上，钻杆的数目取决于抽油杆柱的长度和可以钻杆数目的百分比进行表示，特别是大于1％，优选地大于5％。钻杆1的分布可以是规则的或不规则的。抽油杆柱32的其它钻杆可以是集成式传动类型的，例如在一钻杆的内部是有线的和在两钻杆之间是电磁的。通过钻杆1的传感器提供的数据因此在地表进行通信和可以存储在存储器中，继而通过一模型进行处理，以将其展示给人机界面。模型可以是用于计算钻杆柱的机械性能的一数字或分析模型。因此可以具有与抽油杆柱32的钻杆的性能相关的信息且不再仅仅是与井底钻具组合31的组件的性能相关的信息。因为钻孔是长的和具有较大的曲度或甚至根据钻探路径的类型变换曲度，布置在钻杆1中的传感器15的测量数据显得更加有利。
[0079] 图11和图12示出井底钻具组合和抽油杆柱组合——配有仪表化钻杆——在两个连续钻探深度MDj和MDj+1的定位示例。行列1的仪表化钻杆(IDP1)例如配有三个传感器，允许测量物理量M1、M′1和M″1，M可以是一变形传感器的测量值(张力、压力、扭转、弯曲动量、变形的测量值)或一加速计的测量值(轴向加速度、扭转加速度和侧向加速度的测量值)。行列i的仪表化钻杆(IDPi)可以具有一个或多个传感器，用于一个或多个测量值Mi、M′i、M″i等。将Mi，j称为在深度j(MDj)或在钻探中的给定时刻所执行的行列i(IDPi)的仪表化钻杆的物理量的测量值。
[0080] 钻杆柱的机械性能的计算模型(数字模型或分析模型)，见图13、图14和图16，允许根据钻探路径(深度、倾度和方位角)、钻井泥浆的特征(密度、类型、流变)、抽油杆柱组合和井底钻具组合的特征(钻杆和连接件的长度、内径和外径、每个元件的单位长度质量、杨氏模量等)、安装的套管装置的特征(桩靴的深度、内径和外径)、操作参数(钻探的前进速度、操作速度、转动速度、在钻头上的重量等)和在钻杆和钻井壁之间的摩擦系数，来计算张力、力矩、弯曲动量、切断力、钻杆-钻井接触作用力、延长、翘曲、抽油杆柱的任意元件和/或在给定元件的任意位置的变形。在本领域中，经常被称为“摩阻和扭矩”模型的该计算模型，在阳开文献SPE 98965“3D钻杆柱力学的发展：从钻头到顶部驱动钻井装置”(Menand等，2006)中进行过描述。该模型还可以计算抽油杆柱的固有模式，即抽油杆柱可以进入振动的固有频率。
[0081] 仪表化钻杆的数目和位置的测定方法在图13上进行描述。所述的方法学允许测定在抽油杆柱中的仪表化钻杆的数目和位置，以用于一给定钻井的钻探。该测定一般发生在称为钻井计划的阶段，在该阶段，测定实施钻探操作所需的设备。在规定定位在所选择的地点的仪表化钻杆的足够数目以能够知晓抽油杆柱组合的机械性能的意义上，具有仪表化钻杆的数目和位置的优化的该测定是重要的。考虑到已知的计算模型的参数，在重复的工序开始时，数目为n的仪表化钻杆以任意给定的间隔(根据路径的特征是规则的或不规则的间隔)定位。从而用计算模型实施在不同钻探深度(MD1到MDn)的一组m次模拟。这些m次模拟的结果从而被分析以知晓是否仪表化钻杆的定位对于合适地描述抽油杆柱组合的机械性能和在相继的两仪表化钻杆之间正确地插入测量值是最优的。还期望，通过使用沿着钻杆柱的离散位置的测量值，来知晓抽油杆柱组合的机械性能。通过计算模型的插入测量值的质量因此是重要的。如果仪表化钻杆的数目和位置被判定最优，那么每个仪表化钻杆的数目和位置被限定。行列1的仪表化钻杆与钻探工具隔开一距离DB1，行列i的仪表化钻杆与钻探工具隔开一距离DBi。如果位置没有被判定最优，那么仪表化钻杆沿着抽油杆柱的数目和位置被修改，以重新开始工序直到获得仪表化钻杆沿着抽油杆柱的最优位置。该最优位置将旨在保证计算模型能够令人满意地插入在沿着抽油杆柱的离散位置实施的仪表化钻杆的测量值。插入可以是线性的、平方的或立方的。仪表化钻杆具有与称为标准的其它钻杆相似的尺寸，抽油杆柱组合的机械性能得到保留。此外，出于几何相似性，这还方便仪表化钻杆的测量值在称为标准钻杆的其它钻杆上的插入。给出仪表化钻杆的实施例和使用例以便于对该方法的理解(图15和图17)。模拟的数目m可以与仪表化钻杆的数目n不同。
[0082] 图14示出在钻探时仪表化钻杆的测量值的使用，以通过计算模型进行处理，来探测在钻探(称为实时处理)时的功能故障(振动、纵向挠曲等)。考虑到已知的计算模型的参数、规定的仪表化钻杆的数目和定位，计算模型被使用于实施在深度MDj的模拟。在可以通过传动机件回到地表的仪表化钻杆上执行的测量值被分析和过滤，以通过计算模型可直接使用。这些测量值从而直接与计算模型的结果进行比较。如果通过模型计算的值与仪表化钻杆的测量值相符，那么计算模型允许评估抽油杆柱组合的机械性能，包括非仪表化的、定位在仪表化钻杆之间的称为标准钻杆的机械性能。张力、在钻杆和井壁之间的接触作用力、弯曲动量、变形、延长、翘曲从而在抽油杆柱组合上是已知的，特别是通过在离散点，即在仪表化钻杆中的测量值的生效。仪表化钻杆的缺少不能允许获得这类结果。实际上，仅仅在井底和地表上的测量值不允许知晓在抽油杆柱组合中的情况。可以探测在抽油杆柱组合中的纵向挠曲、振动或在抽油杆柱中的任何其它钻探功能故障。如果通过模型计算的值不与仪表化钻杆的测量值相符，那么调节计算模型的参数以重新进行在同一深度MDj的模拟。该重复性工序进行反复，直到理论值与测量值一致。使用计算模型和在上文中所描述的重复性工序的人机界面从而可以具有对于钻机有用的信息，以控制在抽油杆柱组合中的机械性能，以用于对可能的功能故障进行更好的分析。
[0083] 在图15上示出一实施例。井底钻具组合和配有仪表化钻杆的抽油杆柱组合布置在一深度MDj。两个不同的物理参数或在两不同位置测量的相同物理参数在离散点通过仪表化钻杆和在根据在图14上所描述的模式插入后通过模型计算的相同物理参数进行测量。该物理参数可以是张力、扭转、弯曲动量、侧向加速度等。可以评估在两测量点之间的物理值，因此可以评估在两仪表化钻杆之间的物理值。可以通过离散测量点的调节，评估抽油杆柱组合的机械性能，和具有对在抽油杆柱中发生的状况的良好了解。
[0084] 图16示出在钻探操作后对仪表化钻杆的测量值组的使用，以对钻探进行优化(后分析)，例如抽油杆柱的结构的优化。考虑到已知的计算模型的参数、规定的仪表化钻杆的数目和位置，计算模型被使用于在多个深度MDj，从1到n实施m次模拟。在仪表化钻杆上传输的或存储的测量值组被恢复、分析和过滤，以通过计算模型直接可使用。这些测量值从而直接与计算模型的结果进行比较。如果通过模型计算的值与仪表化钻杆的测量值相符，那么计算模型允许评估抽油杆柱组合的机械性能，包括非仪表化的称为标准的钻杆的机械性能，和在不同钻探深度的机械性能。张力、在钻杆和井壁之间的接触作用力、弯曲动量、变形、延长、翘曲从而在抽油杆柱组合上是已知的。此外这允许探测在抽油杆柱组合中的纵向挠曲、振动或在抽油杆柱中的任何其它钻探功能故障。如果通过模型计算的值不与仪表化钻杆的测量值相符，那么调节计算模型的参数以重新在多个深度MDj进行m次模拟。该重复工序被反复直到理论值与测量值一致。
[0085] 在图17上示出一实施例。附图示出在根据在图16上所描述的方法学插入后的，通过模型计算的在两仪表化钻杆上测量的物理参数的变化，并且这在不同的深度MDj.进行。通过视图更好地理解该方法学因此允许追溯在钻杆上经受的应力的变化，尤其对于疲劳和磨损问题是有效的。此外，通过量化在通过计算模型计算的值和仪表化钻杆的测量值之间的差异，这允许探测功能故障(振动、纵向挠曲)的抽油杆柱的区域和知晓钻杆处于功能故障的时间。实际上，计算模型的静态使用允许知晓抽油杆柱组合的正常机械性能(无功能故障)。相对于该称为正常的机械趋势的各种差异因此可被理解为异常的，并因此潜在地作为功能故障。计算模型因此继而允许测试抽油杆柱的特征，所述特征允许避免这些功能故障，使得钻杆柱的结构的优化变得可能。
[0086] 在图18上示出的实施方式中，一钻杆包括至少一仪表化端部段6、7。段6包括：一标称外径区域61，位于钻杆的端面附近；和一直径大于标称外径的区域62，位于中间区域4附近。大外径区域62的惯性大于标称外径区域61的惯性。大外径区域62轴向地位于阴连接部分9和中间区域4之间。区域61和62的外表面通过一整体上截锥形的中间表面连接。大外径区域62的外表面和中间区域4的外表面通过一整体上截锥形的中间表面连接。大外径区域62形成一附加套管41。
[0087] 槽座14布置在大外径区域62中，也见图19。槽座14，这是数目为四个，规则地周向分布。槽座14被刺穿呈盲孔的形状。槽座14的轴线是径向的。槽座14径向地对齐。电子处理模块63布置在槽座14中。电子处理模块63可以相互连接。电子处理模块63连接到套管11。电子处理模块63可以是柔性的，以永久性地适于一不平坦的槽座表面或一圆形表面。电子处理模块63包括中继器。
[0088] 段7包括：一标称外径区域71，位于钻杆的一端面附近；和一外径大于标称外径的区域72，位于中间区域5附近。大外径区域72的惯性大于标称外径区域71的惯性。大外径区域72轴向地位于阳连接部分10和中间区域5之间。区域71和72的外表面通过一整体上截锥形的中间表面连接。大外径区域72和中间区域5的外表面通过一整体上截锥形的中间表面连接。大外径区域72配有一硬质涂层37。大外径区域72形成一附加套管41。更为特别地，大外径区域72包括一大直径轴套(manchon)73，部分地形成所述区域72的外表面。轴套73包括硬质涂层37。作为选择，轴套73以硬质材料制成，特别是硬度大于中间区域5的硬度的材料，例如硬度大于35洛氏硬度HRC。轴套73通过拧紧固定在大外径区域
72的主体上。大外径区域72包括一环形筒体74，环形筒体布置在与区域71成整体件的大外径区域72的主体和轴套73之间。环形筒体74布置在一环形槽道中，槽道从一外表面开始布置在大外径区域72的主体中。环形筒体74可以柔性材料制成，例如以合成材料制成。
环形筒体74可以互补的两个半环形构件制成。圆形筒体74通过轴套73进行保持。
72的主体上。大外径区域72包括一环形筒体74，环形筒体布置在与区域71成整体件的大外径区域72的主体和轴套73之间。环形筒体74布置在一环形槽道中，槽道从一外表面开始布置在大外径区域72的主体中。环形筒体74可以柔性材料制成，例如以合成材料制成。
环形筒体74可以互补的两个半环形构件制成。圆形筒体74通过轴套73进行保持。
[0089] 环形筒体74包括多个槽座75，也见图22。槽座75，这里数目为16个，呈圆周形规则地分布。槽座75被刺穿呈盲孔的形状。槽座75轴向地取向。槽座75径向地对齐。电源76布置在槽座75中。电源76与套管11连接。电源76可以包括呈回转圆柱体的电池或电池组。槽座75可以适于在商业中可用的标准尺寸的电源。轴线平行的槽座75的布置允许容置大量的电源。可存储大量的电能，因此可以长期运行。槽座75的轴线平行于钻杆的轴线。大外径区域72配有具有一互补插座的一连接插座77，未显示和在钻杆外。互补插座可以与一电池充电器连接、与一存储器连接以提取数据，与一处理装置连接等。电子或电气模块79布置在凹空部分中，凹空部分布置在大外径区域72的主体中。模块79被筒体74的镗孔围绕。模块79可以包括传感器、发射器等。模块79可以包括一电子处理元件。模块79与电源76连接。模块79与插座77连接。
[0090] 在图18上示出的实施方式中，钻杆包括两套管11、111。在图26上示出的实施方式中，钻杆包括一套管11。套管11、111与中心段8成整体件。套管11、111具有鼓起的外表面，在轴向剖面上曲度半径较大。作为示例，曲度半径可以大于钻杆的标称直径。套管11、111包括四个腔室14。腔室14轴向地对齐。腔室14圆周地分布。套管11、111具有圆形外表面。套管11、111的圆形外表面的直径大于中心段8的直径，例如大约15％到30％。
至少一传感器15，特别是变形传感器或应力仪，布置在一腔室14中。硬质材料例如碳化钨制成的销137，设置在套管11、111的表面，所述销是埋入的，参考图23。销137可以具有块体(pastille)的形状，特别是圆形的块体。块体的直径从5毫米到15毫米。销137可以围绕腔室14的罩盖13布置。销137可以围绕腔室14布置呈两环冠。作为选择，销137可以围绕套管11、111布置呈两环冠。
至少一传感器15，特别是变形传感器或应力仪，布置在一腔室14中。硬质材料例如碳化钨制成的销137，设置在套管11、111的表面，所述销是埋入的，参考图23。销137可以具有块体(pastille)的形状，特别是圆形的块体。块体的直径从5毫米到15毫米。销137可以围绕腔室14的罩盖13布置。销137可以围绕腔室14布置呈两环冠。作为选择，销137可以围绕套管11、111布置呈两环冠。
[0091] 在电子处理模块63和套管11之间的连接和/或在电子处理模块63和套管111之间的连接可以通过一联通管体(tube de communication)64保证，该联通管体至少布置在中心段8的镗孔中并与所述镗孔接触。信号和/或能量传输电缆可以布置在联通管体内。联通管体64可以包括主体，该主体由具有一环形组件设置的至少一金属带形成。在沿着经过联通管体的轴线的一平面的截面中，主体包括至少两个轴向延长的段，所述至少两个轴向延长的段局部地相互覆盖，具有一轴向间隙，该轴向间隙被选择以吸收在轴向压力载荷和/或弯曲载荷(effort decompression axiale et/ou de flexion)下组件的最大弹性变形。可以参考专利文献FR 2 940 816。
[0092] 联通管体64在大外径区域62和72和在套管11中的插入可以根据专利文献FR 2936 554在一孔中执行，读者可以参考上述专利文献。
[0093] 在图18和图23上示出的实施方式中，传输电缆65将套管11的腔室14连接到套管111的腔室14。在图20和图21上，传输电缆66将相同套管11、111的两腔室14连接。为此，在套管11、111的厚度中设置孔，例如每个从一腔室14出发和在半途接合的两直孔。
套管11、111的所有腔室14可以这样进行连接。在图24上示出的实施方式中，传输电缆66经过三个直孔，所述三个孔相交接合，例如三个孔之一从一腔室14到附加套管41的外表面，第二孔从第一孔的出口(débouché)开始，第三孔从另一腔室14延伸到附加套管41的外表面，在壁体的厚度中与第二孔相遇。在图19上，传输电缆67连接附加套管41的腔室
14。在图22上，传输电缆78连接附加套管41的模块79。
套管11、111的所有腔室14可以这样进行连接。在图24上示出的实施方式中，传输电缆66经过三个直孔，所述三个孔相交接合，例如三个孔之一从一腔室14到附加套管41的外表面，第二孔从第一孔的出口(débouché)开始，第三孔从另一腔室14延伸到附加套管41的外表面，在壁体的厚度中与第二孔相遇。在图19上，传输电缆67连接附加套管41的腔室
14。在图22上，传输电缆78连接附加套管41的模块79。
[0094] 在图25的变型中，大外径区域72包括与区域62的槽座14相似的槽座14。大外径区域72包括呈具有圆形截面的盲孔形式的槽座114。槽座114从整体上截锥形的中间表面115、116布置，所述中间表面分别地在中间区域5和大外径区域72之间，以及在大外径区域72和标称外径区域71之间。槽座114根据轴线布置，所述轴线布置在经过钻杆的轴线的一平面中并与钻杆的轴线相交。槽座114的轴线可以相对于钻杆的轴线倾斜10°到40°。槽座114通过罩盖113进行封塞。电源76布置在槽座114中。槽座114的倾度允许利用大外径区域72的厚度以组成一储能容器。槽座114与联通管体64连接。槽座114通过电缆80与模块79连接。
[0095] 钻杆可包括一能量存储区域、一数据处理区域和一机械量探测区域。能量存储区域可以包括用于能源的多个槽座。能量存储区域可以位于一端部。数据处理区域可以包括用于电子处理模块的多个槽座。数据处理区域可以位于一端部。机械量探测区域可以包括多个机械量传感器。机械量探测区域位于一套管中，该套管布置在与端部和中间区域隔开一距离的中心区域。套管的最大外径可以小于端部之一和另一个的最大外径。
[0096] 图27和图28示出沿着钻杆以MPa表示的弯曲应力的变化。如前所述，钻杆包括一中心段8、端部段6、7和中间区域4、5。图28的钻杆相对于图27的曲线对齐，以使得曲线和沿钻杆的型面相对应。图28包括建立的三个曲线，关于三种轴向应力状态(张力/压缩)。这些曲线包括相互区别的和对应中心段8，端部段6、7，和中间区域4、5的特征区域。虚线曲线通过压缩状态建立，而没有钻杆与井壁的侧向接触。实线曲线通过张力状态建立，而没有钻杆与井壁的侧向接触。短线曲线通过大于前述情形的张力状态建立，而没有钻杆与井壁的侧向接触。在侧向接触的情形下，实线曲线和短线曲线取W形，在中心具有小的局部最大值，而不是V形的形态。因此有利地是，在中心段8中布置机械量传感器。在中间区域4、5中也设计传感器，参考围绕中间区域的附加套管41的实施方式。
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