石油鉆井用球式減磨減扭減阻工具的制作方法
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種石油鉆井用球式減磨減扭減阻工具。包括中間管體和兩端加工的上接頭和下接頭，中間管體外周邊設(shè)有至少一組包角為360°的螺旋狀弧形槽；套筒套裝在中間管體外圍，套筒上設(shè)有與中間管體上的螺旋狀弧形槽一一對(duì)應(yīng)的螺旋狀帶孔；中間管體上的螺旋狀弧形槽與套筒上的螺旋狀帶孔共同構(gòu)成鋼球跑道的螺旋槽；鋼球放置在螺旋槽內(nèi)，鋼球的外徑略小于螺旋槽的內(nèi)徑，且略大于套筒外周邊的螺旋狀帶孔寬度；在套筒的螺旋狀帶孔的某一部位設(shè)有鋼球安裝孔，鋼球安裝孔的直徑大于鋼球的直徑。它不僅能夠?qū)@柱旋轉(zhuǎn)、上提、下放三個(gè)方向的運(yùn)動(dòng)由滑動(dòng)摩擦改變?yōu)闈L動(dòng)摩擦，而且無論接頭處于任何狀態(tài)，均可保證有鋼球與井眼低邊或套管下內(nèi)壁接觸目的。
【專利說明】石油鉆井用球式減磨減扭減阻工具
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及石油勘探開發(fā)工具領(lǐng)域的一種鉆具接頭工具，主要針對(duì)定向井、套管開窗側(cè)鉆井、水平井、分支井和大位移井的一種石油鉆井用球式減磨減扭減阻工具。
【背景技術(shù)】
[0002]世界范圍內(nèi)定向井、套管開窗側(cè)鉆井、水平井、分支井和大位移井鉆井?dāng)?shù)量呈現(xiàn)出持續(xù)快速增長的勢(shì)頭，這一類能夠降低開發(fā)成本、提高開發(fā)效率的斜井都要面對(duì)以下三個(gè)技術(shù)挑戰(zhàn)，一是套管的防磨問題，二是鉆柱與井眼之間的高摩阻問題，三是鉆柱與井眼之間的高扭矩問題。上述三個(gè)問題解決不好，不僅會(huì)導(dǎo)致鉆井作業(yè)無法正常進(jìn)行，影響鉆井作業(yè)效率，而且嚴(yán)重時(shí)會(huì)直接造成井下復(fù)雜甚至鉆井故障的發(fā)生，會(huì)直接威脅到人身、設(shè)備、井眼或環(huán)境。
[0003]盡管國內(nèi)外多家公司已經(jīng)成功研制出了各種各樣的減磨、減扭、減阻工具，但多數(shù)工具只具有減磨與/或減扭的單一作用或兩個(gè)作用，很少工具同時(shí)具備減磨減扭減阻三種作用，國內(nèi)外僅有一種工具同時(shí)具有前述三種作用，但其結(jié)構(gòu)復(fù)雜，容易出現(xiàn)井下失效，工具配件落井，因此，非常有必要研究開發(fā)結(jié)構(gòu)更為簡單、便于現(xiàn)場操作、能連續(xù)長時(shí)間在井下工作、能適應(yīng)大角度井段并同時(shí)具有減磨減扭減阻三種作用的新型工具，以進(jìn)一步提高定向井、套管開窗側(cè)鉆井、水平井、分支井和大位移井鉆井綜合技術(shù)能力和技術(shù)水平。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]本發(fā)明的目的是為了克服現(xiàn)有技術(shù)的不足，提供一種結(jié)構(gòu)更為簡單、便于現(xiàn)場操作、能連續(xù)長時(shí)間在井下工作、能適應(yīng)大角度井段并同時(shí)具有減磨減扭減阻三種作用的石油鉆井用球式減磨減扭減阻工具。
[0005]本發(fā)明的技術(shù)方案包括:中間管體和兩端加工的上接頭和下接頭，中間管體外周邊設(shè)有至少一組包角為360°的螺旋狀弧形槽；套筒套裝在中間管體外圍，套筒上設(shè)有與中間管體上的螺旋狀弧形槽一一對(duì)應(yīng)的螺旋狀帶孔；中間管體上的螺旋狀弧形槽與套筒上的螺旋狀帶孔共同構(gòu)成鋼球跑道的螺旋槽；鋼球放置在螺旋槽內(nèi)，鋼球的外徑略小于螺旋槽的內(nèi)徑，且略大于套筒外周邊的螺旋狀帶孔寬度；在套筒的螺旋狀帶孔的某一部位設(shè)有鋼球安裝孔，鋼球安裝孔的直徑大于鋼球的直徑。
[0006]上述方案進(jìn)一步包括:所述的中間筒體為上接頭和下接頭對(duì)接后組成的中間體，套筒與上接頭或下接頭之間采用平扣連接。
[0007]所述鋼球安裝孔設(shè)有堵頭。
[0008]所述鋼球跑道的螺旋槽的數(shù)量為1-5條，每條鋼球數(shù)量不少于三個(gè)。
[0009]與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明的有益效果是:1、工具上、下兩端為普通鉆桿扣，上接頭留有打大鉗的長度以便實(shí)現(xiàn)工具的上、卸扣操作，使用時(shí)，可將工具直接在鉆桿單根之間，通過控制工具的長度，實(shí)現(xiàn)不對(duì)立柱擺放造成影響。2、工具中間體和套筒共同構(gòu)成的包角為360°鋼球跑道螺旋槽，并可避免鋼球脫落。3、采用包角為360°呈螺旋狀分布的鋼球作為減磨減扭減阻的主要元件，不僅能夠?qū)@柱旋轉(zhuǎn)、上提、下放三個(gè)方向的運(yùn)動(dòng)由滑動(dòng)摩擦改變?yōu)闈L動(dòng)摩擦，而且，無論接頭處于任何狀態(tài)，均可保證有鋼球與井眼低邊或套管下內(nèi)壁接觸，從而達(dá)到減磨減扭減阻的目的。4、工具的最大外徑大于鉆桿接頭的外徑，裝配后軸向鋼球有效直徑大于工具的最大外徑。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0010]圖1為本發(fā)明的一種石油鉆井用球式減磨減扭減阻工具結(jié)構(gòu)示意圖。
[0011]圖中標(biāo)記:1.上端螺紋；2.上接頭；3.套筒；4.下接頭；5.螺旋槽；6.鋼球；
7.鋼球安裝孔；8.鋼球安裝孔堵頭；9.內(nèi)通孔；10.下端螺紋。
【具體實(shí)施方式】
[0012]現(xiàn)結(jié)合說明書附圖和【具體實(shí)施方式】對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步的描述。
[0013]實(shí)施例1，參照附圖1，石油鉆井用球式減磨減扭減阻工具，包括上接頭2和下接頭4，套筒3和鋼球6。下接頭4上設(shè)有一組包角為360°的螺旋狀弧形槽，套筒3套裝在下接頭4外圍，套筒3上設(shè)有一組與下接頭4上的螺旋狀弧形槽對(duì)應(yīng)分布的螺旋狀帶孔，共同構(gòu)成鋼球跑道螺旋槽5。鋼球5放置在螺旋槽5內(nèi)，鋼球6的外徑略小于螺旋槽5的內(nèi)徑，且略大于套筒3外側(cè)的帶孔寬度。上接頭2與套筒4之間采用平扣連接成一體，套筒的螺旋狀帶孔的端部(也可以是中間任意部位)上設(shè)有鋼球安裝孔7，鋼球安裝孔7上焊接有安裝孔堵頭8，鋼球6數(shù)量10個(gè)。上端螺紋I加工在上接頭2的上部，可實(shí)現(xiàn)與上部鉆桿的直接連接；下端螺紋10加工在下接頭4的下部，可實(shí)現(xiàn)與下部鉆桿的直接連接；套筒3上的內(nèi)凹槽與下接頭4上的外凹槽共同構(gòu)成螺旋槽5，鋼球6通過鋼球安裝孔7逐個(gè)裝入螺旋槽5中，裝完后采用焊接方式將鋼球安裝孔堵頭8裝于鋼球安裝孔7上；上接頭2與套筒4之間采用平扣連接成一體，防止套筒4沿軸向竄動(dòng)；內(nèi)通孔9為鉆井液通道，不影響正常的鉆井循環(huán)。
[0014]實(shí)施例2，借鑒實(shí)施例1的基礎(chǔ)上，上下接頭和中間筒體采用一體結(jié)構(gòu)，在中間筒體和套筒之間設(shè)置2條平行的包角為360°鋼球跑道螺旋槽。
[0015]實(shí)施例3，借鑒實(shí)施例1的基礎(chǔ)上，上接頭和套筒之間設(shè)置I條的包角為360°鋼球跑道螺旋槽。
【權(quán)利要求】
1.一種石油鉆井用球式減磨減扭減阻工具，包括中間管體和兩端加工的上接頭和下接頭，其特征在于:中間管體外周邊設(shè)有至少一組包角為360°的螺旋狀弧形槽；套筒套裝在中間管體外圍，套筒上設(shè)有與中間管體上的螺旋狀弧形槽一一對(duì)應(yīng)的螺旋狀帶孔；中間管體上的螺旋狀弧形槽與套筒上的螺旋狀帶孔共同構(gòu)成鋼球跑道的螺旋槽；鋼球放置在螺旋槽內(nèi)，鋼球的外徑略小于螺旋槽的內(nèi)徑，且略大于套筒外周邊的螺旋狀帶孔寬度；在套筒的螺旋狀帶孔的某一部位設(shè)有鋼球安裝孔，鋼球安裝孔的直徑大于鋼球的直徑。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的石油鉆井用球式減磨減扭減阻工具，其特征在于:所述的中間筒體為上接頭和下接頭對(duì)接后組成的中間體，套筒與上接頭或下接頭之間采用平扣連接。
3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的石油鉆井用球式減磨減扭減阻工具，其特征在于:所述鋼球安裝孔設(shè)有堵頭。
4.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的石油鉆井用球式減磨減扭減阻工具，其特征在于:所述鋼球跑道 螺旋槽的數(shù)量為1-5條,每條鋼球數(shù)量不少于三個(gè)。
【文檔編號(hào)】E21B17/04GK103899255SQ201210580005
【公開日】2014年7月2日 申請(qǐng)日期:2012年12月28日 優(yōu)先權(quán)日:2012年12月28日
【發(fā)明者】溫林榮, 吳仲華, 莊偉 , 寧仁磊, 任紅, 左靈, 孫艷軍, 劉峰, 于文濤, 王朝平 申請(qǐng)人:中國石油化工股份有限公司, 中國石化集團(tuán)勝利石油管理局鉆井工藝研究院