鉆柱減阻降扭裝置制造方法
【專利摘要】本實(shí)用新型公開了一種鉆柱減阻降扭裝置，由空心軸結(jié)構(gòu)的主體接頭、套接于主體接頭上的外套體構(gòu)成，所述外套體上設(shè)置有至少兩組滾動(dòng)裝置，所述滾動(dòng)裝置均勻布置于外套體外緣，外套體軸線軸線與主體接頭軸線平行，所述滾動(dòng)裝置內(nèi)設(shè)置有至少一個(gè)滾輪，滾輪軸線與外套體垂直。在定向井鉆進(jìn)過程中，此裝置可以承受鉆柱的重量。其外套體上的滾輪與井壁接觸，將鉆柱與井壁的滑動(dòng)摩擦轉(zhuǎn)變?yōu)樵撗b置滾輪與井壁的滾動(dòng)摩擦，極大的減少了鉆進(jìn)過程中的摩擦力，使鉆壓能順利施加到鉆頭上，提高鉆井效率。同時(shí)主體接頭與外套體之間有低摩阻耐磨套，使主體接頭與外套體可以相對(duì)轉(zhuǎn)動(dòng)，減小主體接頭與外套體相對(duì)轉(zhuǎn)動(dòng)的摩阻，從而減少定向鉆井過程中產(chǎn)生的扭矩。
【專利說明】鉆柱減阻降扭裝置
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本實(shí)用新型涉及一種在石油定向鉆井工程中用于減少鉆柱摩阻，降低鉆柱降扭的裝置。
【背景技術(shù)】
[0002]在定向鉆井中，尤其是在大斜度井(即鉆井斜長與垂深之比大于2，井斜角在60°至86°的定向井)水平井段以及頁巖氣水平井水平段(井斜角達(dá)到或接近90° )的鉆井過程中，由于鉆柱自身的重量施加在井壁上，在鉆進(jìn)過程中會(huì)產(chǎn)生很大的摩阻，導(dǎo)致鉆壓無法順利施加到鉆頭上，產(chǎn)生托壓現(xiàn)象，嚴(yán)重影響機(jī)械鉆速和鉆井效率。鉆柱旋轉(zhuǎn)過程中會(huì)產(chǎn)生扭矩，容易造成鉆柱失效?，F(xiàn)有鉆柱激勵(lì)減阻工具，主要通過周期性振動(dòng)將鉆柱與井壁之間的靜摩擦轉(zhuǎn)變?yōu)閯?dòng)摩擦，在一定程度上減小了阻力。但鉆柱激勵(lì)減阻工具結(jié)構(gòu)復(fù)雜，制造成本高，而且劇烈的振動(dòng)很容易造成鉆柱及其它井下工具的破壞。
實(shí)用新型內(nèi)容
[0003]本實(shí)用新型的目的在于克服現(xiàn)有技術(shù)存在的以上問題，提供一種鉆柱減阻降扭裝置，減小大位移井、長水平段水平井等復(fù)雜結(jié)構(gòu)井鉆井過程中的摩阻和扭矩，使鉆壓能順利施加到鉆頭上，提高鉆井效率；同時(shí)將心軸固定在裝置內(nèi)部，避免裝置零件失效落入井中造成卡鉆的危險(xiǎn)；外套體的偏轉(zhuǎn)斜面可以使鉆井液在流過時(shí)產(chǎn)生渦流，可以減少巖屑在裝置上附著。
[0004]為實(shí)現(xiàn)上述技術(shù)目的，達(dá)到上述技術(shù)效果，本實(shí)用新型通過以下技術(shù)方案實(shí)現(xiàn):
[0005]一種鉆柱減阻降扭裝置，由空心軸結(jié)構(gòu)的主體接頭、套接于主體接頭上的外套體構(gòu)成。
[0006]所述外套體上設(shè)有至少兩個(gè)軸向的容置窗口，在每個(gè)容置窗口中設(shè)置一組滾動(dòng)裝置。
[0007]所述滾動(dòng)裝置包括滾輪和滾輪架；所述滾輪架裝在主體接頭與外套體之間，并內(nèi)嵌在所述容置窗口內(nèi)側(cè)，所述滾輪架內(nèi)側(cè)為與主體接頭相配合的弧面，外側(cè)設(shè)置有用于放置滾輪的滾輪容納槽和用于安裝滾輪軸的半圓心軸安裝槽；所述滾輪通過滾輪軸裝于滾輪容納槽中，外側(cè)從所述容置窗口中露出并突出于外套體的外緣，所述滾輪軸線與外套體軸線垂直。
[0008]進(jìn)一步，所述容置窗口的外側(cè)為軸向的扁長方體凸起形狀，扁長方體凸起形狀的兩端分別通過過渡斜面與所述主體接頭相接，兩端的過渡斜面分別向順時(shí)針方向偏轉(zhuǎn)且面積逐漸減小。
[0009]優(yōu)選的，所述滾動(dòng)裝置設(shè)置有六組，所述的每組滾動(dòng)裝置設(shè)置至少一個(gè)滾輪。
[0010]進(jìn)一步，所述主體接頭上設(shè)置有限位軸環(huán)，所述外套體一端緊靠于所述限位軸環(huán)，另一端通過連接在主體接頭上的連接器擠壓固定，連接器與主體接頭通過螺紋連接。
[0011]進(jìn)一步的，所述外套體與所述主體接頭之間設(shè)置有內(nèi)襯套。[0012]本實(shí)用新型的有益效果是:
[0013]1、在定向井尤其是其非直井段鉆進(jìn)過程中，此裝置可以承受鉆柱的重量。其外套體上的滾輪與井壁接觸，將鉆柱與井壁的滑動(dòng)摩擦轉(zhuǎn)變?yōu)樵撗b置滾輪與井壁的滾動(dòng)摩擦，極大的減少了鉆進(jìn)過程中的摩擦力，使鉆壓能順利施加到鉆頭上，提高鉆井效率。同時(shí)主體接頭與外套體之間有低摩阻的內(nèi)襯套，減小了主體接頭相對(duì)外套體轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)的周向摩阻，減少定向鉆井過程中產(chǎn)生的扭矩。
[0014]2、容置窗口兩端的過渡斜面可以使鉆井液在流過該結(jié)構(gòu)與井壁的環(huán)空間隙時(shí)，形成渦流，有利于清除井筒中附著在裝置上的巖屑。
[0015]3、將滾輪心軸固定在裝置內(nèi)部，有效避免了裝置零部件落入井中造成的卡鉆危險(xiǎn)，提聞了安全性。
[0016]4、同一圓周上分布六組滾動(dòng)裝置使?jié)L輪與井壁接觸良好，更好的減少阻力。
[0017]5、外套體與主體之間的內(nèi)襯套可以減小主體相對(duì)外套轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)的周向摩阻，從而減
小扭矩。
[0018]上述說明僅是本實(shí)用新型技術(shù)方案的概述，為了能夠更清楚了解本實(shí)用新型的技術(shù)手段，并可依照說明書的內(nèi)容予以實(shí)施，以下以本實(shí)用新型的較佳實(shí)施例并配合附圖詳細(xì)說明如后。本實(shí)用新型的【具體實(shí)施方式】由以下實(shí)施例及其附圖詳細(xì)給出。
【專利附圖】
【附圖說明】
[0019]此處所說明的附圖用來提供對(duì)本實(shí)用新型的進(jìn)一步理解，構(gòu)成本申請(qǐng)的一部分，本實(shí)用新型的示意性實(shí)施例及其說明用于解釋本實(shí)用新型，并不構(gòu)成對(duì)本實(shí)用新型的不當(dāng)限定。在附圖中:
[0020]圖1鉆柱減阻降扭裝置主視圖；
[0021]圖2鉆柱減阻降扭裝置剖視圖；
[0022]圖3滾輪架結(jié)構(gòu)示意圖；
[0023]圖4外套體結(jié)構(gòu)示意圖；
[0024]圖5外套體的剖面圖。
[0025]圖中標(biāo)號(hào)說明:1、主體接頭，101、限位軸環(huán)，2、外套體，21、容置窗口，22、扁長方體凸起形狀，23、過渡斜面，3、滾動(dòng)裝置，31、滾輪，32、滾輪架，321、弧面，322、滾輪容納槽，323、半圓心軸安裝槽，5、連接器，6、內(nèi)襯套。
【具體實(shí)施方式】
[0026]下面將參考附圖并結(jié)合實(shí)施例，來詳細(xì)說明本實(shí)用新型。
[0027]參照?qǐng)D1和圖2所示，一種鉆柱減阻降扭裝置，由空心軸結(jié)構(gòu)的主體接頭1、套接于主體接頭I上的外套體2構(gòu)成，所述主體接頭I上設(shè)置有限位軸環(huán)101，所述外套體2 —端緊靠于所述限位軸環(huán)101，另一端通過連接在主體接頭I上的連接器5擠壓固定，連接器5與主體接頭I通過螺紋連接。所述外套體2與所述主體接頭I之間設(shè)置有內(nèi)襯套6。內(nèi)襯套6可以減小主體相對(duì)外套轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)的周向摩阻，從而減小扭矩。
[0028]所述外套體2上設(shè)置有上設(shè)有至少兩個(gè)軸向的容置窗口 21,在每個(gè)容置窗口中設(shè)置一組滾動(dòng)裝置3。參見圖3，滾動(dòng)裝置3包括滾輪31和滾輪架32。滾輪架32裝在主體接頭I與外套體2之間，并內(nèi)嵌在所述容置窗口 21內(nèi)側(cè)，所述滾輪架32內(nèi)側(cè)為與主體接頭I相配合的弧面321，外側(cè)設(shè)置有用于放置滾輪31的滾輪容納槽322和用于安裝滾輪軸的半圓心軸安裝槽323。滾輪31通過滾輪軸裝于滾輪容納槽322中，外側(cè)從所述容置窗口中露出并突出于外套體的外緣，所述滾輪31軸線與外套體軸線垂直。這樣將滾輪的心軸固定在滾動(dòng)裝置3內(nèi)部，有效避免了裝置零部件落入井中造成的卡鉆危險(xiǎn)，提高了安全性。
[0029]作為本實(shí)用新型的優(yōu)選實(shí)施例，所述滾動(dòng)裝置3設(shè)置有六組，同一圓周上分布六組滾動(dòng)裝置3使?jié)L輪與井壁接觸良好，更好的減少阻力。作為本實(shí)用新型的優(yōu)選實(shí)施例，所述的每組滾動(dòng)裝置3分別設(shè)置有四個(gè)滾輪31，安裝在滾輪架32中。
[0030]參見圖4和圖5,容置窗口 21的外側(cè)為軸向的扁長方體凸起形狀22,扁長方體凸起形狀的兩端分別通過過渡斜面23與所述主體接頭I相接，兩端的過渡斜面23分別向順時(shí)針方向偏轉(zhuǎn)且面積逐漸減小，可以使鉆井液在流過該裝置與井壁的環(huán)空間隙時(shí)，形成渦流，有利于清除附著在裝置上的巖屑。
[0031]在定向井非直井段鉆進(jìn)時(shí)，此裝置與鉆柱連接在一起，可以承受鉆柱的重量。具體數(shù)量和安放距離根據(jù)現(xiàn)場實(shí)際工況確定。該裝置外套體2上的滾輪31與井壁接觸，將鉆柱與井壁的滑動(dòng)摩擦轉(zhuǎn)變?yōu)樵撗b置的滾輪與井壁的滾動(dòng)摩擦，極大的減少了鉆進(jìn)過程中的摩擦力，使鉆壓能順利施加到鉆頭上，提高鉆井效率。同時(shí)主體接頭I與外套體2之間有低摩阻的內(nèi)襯套6，減小了主體接頭相對(duì)外套體轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)的周向摩阻，從而減少定向鉆井過程中產(chǎn)生的扭矩。
[0032]以上所述僅為本實(shí)用新型的優(yōu)選實(shí)施例而已，并不用于限制本實(shí)用新型，對(duì)于本領(lǐng)域的技術(shù)人員來說，本實(shí)用新型可以有各種更改和變化。凡在本實(shí)用新型的精神和原則之內(nèi)，所作的任何修改、等同替換、改進(jìn)等，均應(yīng)包含在本實(shí)用新型的保護(hù)范圍之內(nèi)。
【權(quán)利要求】
1.一種鉆柱減阻降扭裝置，由空心軸結(jié)構(gòu)的主體接頭(I)、套接于主體接頭(I)上的外套體(2)構(gòu)成，其特征在于: 所述外套體(2)上設(shè)有至少兩個(gè)軸向的容置窗口(21),在每個(gè)容置窗口中設(shè)置一組滾動(dòng)裝置(3)； 所述滾動(dòng)裝置包括滾輪(31)和滾輪架(32 );所述滾輪架(32 )裝在主體接頭(I)與外套體(2)之間，并內(nèi)嵌在所述容置窗口(21)內(nèi)側(cè)，所述滾輪架(32)內(nèi)側(cè)為與主體接頭(I)相配合的弧面(321)，外側(cè)設(shè)置有用于放置滾輪(31)的滾輪容納槽(322)和用于安裝滾輪軸的半圓心軸安裝槽(323);所述滾輪(31)通過滾輪軸裝于滾輪容納槽(322)中，外側(cè)從所述容置窗口中露出并突出于外套體的外緣，所述滾輪(31)軸線與外套體軸線垂直。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的鉆柱減阻降扭裝置，其特征在于:所述容置窗口(21)的外側(cè)為軸向的扁長方體凸起形狀(22)，扁長方體凸起形狀的兩端分別通過過渡斜面(23)與所述主體接頭(I)相接，兩端的過渡斜面(23)分別向順時(shí)針方向偏轉(zhuǎn)且面積逐漸減小。
3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的鉆柱減阻降扭裝置，其特征在于:所述滾動(dòng)裝置(3)均勻設(shè)置有六組。
4.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的鉆柱減阻降扭裝置，其特征在于:所述的每組滾動(dòng)裝置(3)設(shè)置至少一個(gè)滾輪(31)。
5.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的鉆柱減阻降扭裝置，其特征在于:所述主體接頭(I)上設(shè)置有限位軸環(huán)(101)，所述外套體(2)—端緊靠于所述限位軸環(huán)(101)，另一端通過連接在主體接頭(I)上的連接器(5 )擠壓固定，連接器(5 )與主體接頭(I)通過螺紋連接。
6.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的鉆柱減阻降扭裝置，其特征在于:所述外套體(2)與所述主體接頭(I)之間設(shè)置有內(nèi)襯套(6 )。
【文檔編號(hào)】E21B17/02GK203796184SQ201420136531
【公開日】2014年8月27日 申請(qǐng)日期:2014年3月25日 優(yōu)先權(quán)日:2014年3月25日
【發(fā)明者】蘇堪華, 劉洪偉, 萬立夫, 劉繼林, 齊成偉, 王梓航 申請(qǐng)人:重慶科技學(xué)院