專利名稱：上轉(zhuǎn)下滑鉆井減摩降扭工具的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
上轉(zhuǎn)下滑鉆井減摩降扭工具技術(shù)領(lǐng)域[0001]本實(shí)用新型涉及鉆探工程機(jī)械領(lǐng)域的一種鉆井工具，尤其是一種上轉(zhuǎn)下滑鉆井減 摩降扭工具，可廣泛應(yīng)用于大位移井、水平井等鉆井領(lǐng)域中。
背景技術(shù)：
[0002]在石油鉆井行業(yè)，油氣井的水平位移越來(lái)越大。在以滑動(dòng)鉆進(jìn)方式鉆水平位移較 大的井的過(guò)程中，會(huì)產(chǎn)生非常大的摩阻扭矩。摩阻扭矩過(guò)大會(huì)導(dǎo)致一系列的問(wèn)題，如鉆柱屈 曲變形，鉆壓沒(méi)法施加在鉆頭上，鉆柱、套管等工具磨損等，嚴(yán)重的甚至?xí)斐摄@井事故的 發(fā)生。減摩降扭是大位移井、定向井鉆井的非常必要的工作。[0003]現(xiàn)在國(guó)內(nèi)外已有的減摩降扭工具，有的是采用摩擦系數(shù)較小的橡膠材料來(lái)減小扭 矩，有的是通過(guò)滾動(dòng)軸承來(lái)減小扭矩。但是這些工具普遍存在一些問(wèn)題有的工具無(wú)法應(yīng)用 在高溫井段；有的工具應(yīng)用在裸眼井段的時(shí)候效果不好，甚至無(wú)法使用；還有的需要增加 很多接頭，這些接頭雖然能減摩降扭，但是過(guò)多的接頭在很大程度上增加了成本，而且對(duì)井 壁穩(wěn)定造成不利影響。而且所有的已有的工具都對(duì)清除巖屑沒(méi)有太大幫助。發(fā)明內(nèi)容[0004]本實(shí)用新型的目的是針對(duì)現(xiàn)有技術(shù)的不足，提供一種不僅能夠在高溫井段和裸眼 井段實(shí)現(xiàn)減摩降扭，而且有利于清除巖屑的上轉(zhuǎn)下滑鉆井減摩降扭工具。[0005]本實(shí)用新型的技術(shù)方案是滑套I內(nèi)筒壁下半部分布有軸向花鍵10，滑套I內(nèi)沿 軸向滑動(dòng)配合有轉(zhuǎn)換總成；該轉(zhuǎn)換總成由上端蓋2、短鍵槽筒體3和內(nèi)噴嘴6三部分自上而 下整體或分體連接組成的中通結(jié)構(gòu)；其中，上端蓋2位于花鍵10的頂部以上，并與花鍵10 形成限位配合，短鍵槽筒體3外壁軸向間隔分布有短鍵槽9和貫通鍵槽8，短鍵槽9和貫通 鍵槽8均與花鍵10形成軸向插接配合，內(nèi)噴嘴6沿滑套I下部伸出后與長(zhǎng)鍵槽筒體5形成 沿軸向滑動(dòng)、周向旋轉(zhuǎn)配合，長(zhǎng)鍵槽筒體5外壁上部分布有花鍵槽，該花鍵槽同樣與滑套I 內(nèi)的花鍵10構(gòu)成軸向插接配合。[0006]內(nèi)噴嘴6與長(zhǎng)鍵槽筒體5配合方式為內(nèi)噴嘴6下端部設(shè)有外凸沿，長(zhǎng)鍵槽筒體5 下部設(shè)有內(nèi)凸沿，在內(nèi)噴嘴6的外凸沿與長(zhǎng)鍵槽筒體5的內(nèi)凸沿之間設(shè)有軸承7 ;在長(zhǎng)鍵槽 筒體5的上端部連接有下端蓋4，下端蓋4與內(nèi)噴嘴6形成軸向滑動(dòng)配合。[0007]分布在短鍵槽筒體3的短鍵槽9和貫通鍵槽8，以及分布在長(zhǎng)鍵槽筒體5的花鍵槽 數(shù)量都與花鍵10數(shù)量相同，其數(shù)量均為2-8個(gè)。上端蓋2與滑套I的滑行配合面上設(shè)有密 封圈；在滑套I的下端部和長(zhǎng)鍵槽筒體5的下端部分別設(shè)有螺紋接頭。位于長(zhǎng)鍵槽筒體5 的花鍵槽和短鍵槽筒體3的短鍵槽9上端口處均設(shè)有加寬的引導(dǎo)槽；位于短鍵槽筒體3的 貫通鍵槽8上下端口均設(shè)有加寬的引導(dǎo)槽。位于滑套I內(nèi)的花鍵10下端部為弧形斷面。[0008]本實(shí)用新型的有益效果是首先，能使得鉆柱部分旋轉(zhuǎn)、部分滑動(dòng)，能有效降低摩 阻扭矩，攪動(dòng)巖屑床、清除巖屑；而且對(duì)裸眼井段同樣適用，對(duì)高溫井段的適應(yīng)性也比以往 的減摩降扭工具要好。其次，還能減少手工操作、減少立柱長(zhǎng)度、不需要使用多個(gè)工具。另外，還可以減少與之相關(guān)的非生產(chǎn)時(shí)間以及累積成本。


[0009]圖1為本實(shí)用新型的一種實(shí)施例在工具“離開”狀態(tài)時(shí)的示意圖。[0010]圖2為本實(shí)用新型的一種實(shí)施例在工具“離開”狀態(tài)時(shí)的工具剖視圖。[0011]圖3為本實(shí)用新型的一種實(shí)施例在工具“結(jié)合”狀態(tài)時(shí)的示意圖。[0012]圖4為本實(shí)用新型的一種實(shí)施例在工具“結(jié)合”狀態(tài)時(shí)的工具剖視圖。[0013]圖5是圖4中的A-A向剖視圖。[0014]圖中標(biāo)記1.滑套；2.上端蓋；3.短鍵槽筒體；4.下端蓋；5.長(zhǎng)鍵槽筒體； 6.內(nèi)噴嘴；7.軸承；8.貫通鍵槽；9.短鍵槽；10.花鍵。
具體實(shí)施方式
[0015]
以下結(jié)合附圖和具體實(shí)施例對(duì)本實(shí)用新型做進(jìn)一步的詳細(xì)說(shuō)明。[0016]實(shí)施例1，上轉(zhuǎn)下滑鉆井減摩降扭工具由長(zhǎng)鍵槽筒體5、軸承7、內(nèi)噴嘴6、下端蓋 4、短鍵槽筒體3、上端蓋2、滑套I七個(gè)部件組成。工具的最下面是一個(gè)長(zhǎng)鍵槽筒體5，筒體 上部外壁設(shè)有半封閉鍵槽，筒體下部?jī)?nèi)壁帶有內(nèi)凸沿，筒體上端設(shè)有母螺紋扣(以下簡(jiǎn)稱母 扣)。將下端部帶有外凸沿、上端帶有公螺紋扣(以下簡(jiǎn)稱公扣)的內(nèi)噴嘴6置于長(zhǎng)鍵槽筒體 5內(nèi)，軸承7置于長(zhǎng)鍵槽筒體下部?jī)?nèi)凸沿和內(nèi)噴嘴6下部的外凸沿之間，使內(nèi)噴嘴6與長(zhǎng)鍵 槽筒體5形成周向旋轉(zhuǎn)配合。帶有公扣的下端蓋4與長(zhǎng)鍵槽筒體5的母扣連接后，內(nèi)噴嘴 6從下端蓋4的中孔穿過(guò)，通過(guò)內(nèi)噴嘴6的外凸沿與下端蓋4的限位配合，長(zhǎng)鍵槽筒體5與 內(nèi)噴嘴6之間又形成了軸向滑動(dòng)配合關(guān)系。上、下兩端均帶有母扣的短鍵槽筒體3分別與 上蓋體2和內(nèi)噴嘴6的公扣相連。短鍵槽筒體3外部均布半封閉的短鍵槽9和貫通鍵槽8， 短鍵槽9和貫通鍵槽8兩種鍵槽間隔分布，且數(shù)量與花鍵槽的數(shù)量同為4個(gè)?；譏內(nèi)部 下半部帶花鍵10，滑套內(nèi)的花鍵數(shù)量也為4個(gè)(也可以采用2個(gè))，花鍵10處的內(nèi)徑小于上 部光滑內(nèi)筒壁部分的內(nèi)徑，相當(dāng)于花鍵10突出在滑套內(nèi)壁上。上端蓋2置于滑套I內(nèi)的花 鍵10上，下部縮徑處理后與短鍵槽筒體3的母扣相連接。[0017]實(shí)施例2，結(jié)合實(shí)施例1的結(jié)構(gòu)，可以將上端蓋2、短鍵槽筒體3和內(nèi)噴嘴(6)三部 分整體加工為一體。[0018]另外結(jié)合上述實(shí)施例，還可以就如下內(nèi)容進(jìn)行相關(guān)的技術(shù)改進(jìn)上端蓋2與滑套I 的滑行配合面上設(shè)有密封圈；在滑套I的下端部和長(zhǎng)鍵槽筒體5的下端部分別設(shè)有螺紋接 頭；位于長(zhǎng)鍵槽筒體5的花鍵槽和短鍵槽筒體3的短鍵槽9上端口處均設(shè)有加寬的引導(dǎo)槽; 位于短鍵槽筒體3的貫通鍵槽8上下端口均設(shè)有加寬的引導(dǎo)槽；位于滑套I內(nèi)的花鍵10下 端部為弧形斷面。[0019]應(yīng)用說(shuō)明上提滑套并旋轉(zhuǎn)45°或90°角，可以選擇性的讓滑套內(nèi)的花鍵插入到 短鍵槽筒體的短鍵槽或貫通鍵槽，插入貫通鍵槽后再插入到長(zhǎng)鍵槽筒體的花鍵槽中，這樣 可以選擇性的與兩個(gè)筒體中的某一個(gè)咬合?；着c上面的鉆柱相連接，上面的鉆柱的旋轉(zhuǎn) 運(yùn)動(dòng)傳遞到滑套的時(shí)候，當(dāng)滑套內(nèi)的花鍵與插入到短鍵槽筒體的短鍵槽時(shí)(參照附圖1和 2)，此時(shí)和短鍵槽筒體咬合，則工具處于“離開”工作狀態(tài)，轉(zhuǎn)盤的旋轉(zhuǎn)只帶動(dòng)工具到井口這 部分鉆柱的旋轉(zhuǎn)，旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)不向下繼續(xù)傳遞給工具下面的鉆柱，只傳遞到軸承處。當(dāng)下放滑套并旋轉(zhuǎn)，讓滑套內(nèi)的花鍵插 入到貫通鍵槽位置，花鍵就會(huì)繼續(xù)向下插入到長(zhǎng)鍵槽筒體的花鍵槽(參照附圖3和4)，此時(shí)和長(zhǎng)鍵槽筒體咬合，則工具處于“結(jié)合”工作狀態(tài)，長(zhǎng)鍵槽筒體旋轉(zhuǎn)，并將旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)傳遞給工具下面在鉆柱。
權(quán)利要求1.上轉(zhuǎn)下滑鉆井減摩降扭工具，其特征在于滑套(I)內(nèi)筒壁下半部分布有軸向花鍵(10)，滑套(I)內(nèi)沿軸向滑動(dòng)配合有轉(zhuǎn)換總成；該轉(zhuǎn)換總成由上端蓋(2)、短鍵槽筒體(3)和內(nèi)噴嘴(6)三部分自上而下整體或分體連接組成的中通結(jié)構(gòu)；其中，上端蓋(2)位于花鍵(10)的頂部以上，并與花鍵(10)形成限位配合，短鍵槽筒體(3)外壁軸向間隔分布有短鍵槽(9 )和貫通鍵槽(8 )，短鍵槽(9 )和貫通鍵槽(8 )均與花鍵(10 )形成軸向插接配合，內(nèi)噴嘴(6)沿滑套(I)下部伸出后與長(zhǎng)鍵槽筒體(5)形成沿軸向滑動(dòng)和周向旋轉(zhuǎn)配合，長(zhǎng)鍵槽筒體(5)外壁上部分布有花鍵槽，該花鍵槽同樣與滑套(I)內(nèi)的花鍵(10)構(gòu)成軸向插接配合。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的上轉(zhuǎn)下滑鉆井減摩降扭工具，其特征在于內(nèi)噴嘴(6)與長(zhǎng)鍵槽筒體(5 )配合方式為內(nèi)噴嘴(6 )下端部設(shè)有外凸沿，長(zhǎng)鍵槽筒體(5 )下部設(shè)有內(nèi)凸沿，在內(nèi)噴嘴(6)的外凸沿與長(zhǎng)鍵槽筒體(5)的內(nèi)凸沿之間設(shè)有軸承(7);在長(zhǎng)鍵槽筒體(5)的上端部連接有下端蓋(4)，下端蓋(4)與內(nèi)噴嘴(6)形成軸向滑動(dòng)配合。
3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的上轉(zhuǎn)下滑鉆井減摩降扭工具，其特征在于分布在短鍵槽筒體(3)的短鍵槽(9)和貫通鍵槽(8)，以及分布在長(zhǎng)鍵槽筒體(5)的花鍵槽數(shù)量都與花鍵(10 )數(shù)量相同，其數(shù)量均為2-8個(gè)。
4.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的上轉(zhuǎn)下滑鉆井減摩降扭工具，其特征在于上端蓋(2)與滑套(I)的滑行配合面上設(shè)有密封圈；在滑套(I)的下端部和長(zhǎng)鍵槽筒體(5)的下端部分別設(shè)有螺紋接頭。
5.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的上轉(zhuǎn)下滑鉆井減摩降扭工具，其特征在于位于長(zhǎng)鍵槽筒體(5 )的花鍵槽和短鍵槽筒體(3 )的短鍵槽(9 )上端口處均設(shè)有加寬的引導(dǎo)槽；位于短鍵槽筒體(3)的貫通鍵槽(8)上下端口均設(shè)有加寬的引導(dǎo)槽。
6.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的上轉(zhuǎn)下滑鉆井減摩降扭工具，其特征在于位于滑套(I)內(nèi)的花鍵(10)下端部為弧形斷面。
7.根據(jù)權(quán)利要求5所述的上轉(zhuǎn)下滑鉆井減摩降扭工具，其特征在于位于滑套(I)內(nèi)的花鍵(10)下端部為弧形斷面。
專利摘要本實(shí)用新型涉及一種鉆井用上轉(zhuǎn)下滑的減摩降扭工具。其技術(shù)方案上轉(zhuǎn)下滑鉆井減摩降扭工具主要由長(zhǎng)鍵槽筒體、短鍵槽筒體和轉(zhuǎn)換總成組成?；變?nèi)有花鍵，該轉(zhuǎn)換總成由上端蓋、短鍵槽筒體和內(nèi)噴嘴組成；短鍵槽筒體外壁軸向間隔分布有與花鍵插接配和的短鍵槽和貫通鍵槽，內(nèi)噴嘴與長(zhǎng)鍵槽筒體形成沿軸向滑動(dòng)、周向旋轉(zhuǎn)配合，長(zhǎng)鍵槽筒體外壁上部分布有花鍵槽，該花鍵槽同樣與滑套內(nèi)的花鍵構(gòu)成插接配合。該工具安裝于兩根鉆柱間，當(dāng)滑套與短鍵槽筒體結(jié)合時(shí)，轉(zhuǎn)盤的旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)只傳遞到短鍵槽筒體；當(dāng)滑套與長(zhǎng)鍵槽筒體結(jié)合時(shí)，旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)會(huì)傳遞給下面的鉆柱。本實(shí)用新型與其它鉆井工具相比，能降低滑動(dòng)鉆進(jìn)的摩阻扭矩，提高鉆井效率，降低鉆井成本。
文檔編號(hào)E21B17/02GK202882783SQ20122045429
公開日2013年4月17日 申請(qǐng)日期2012年9月7日 優(yōu)先權(quán)日2012年9月7日
發(fā)明者陳帥, 韓來(lái)聚, 溫林榮, 牛洪波, 宿振國(guó), 周富剛 申請(qǐng)人:中國(guó)石油化工股份有限公司, 中國(guó)石化集團(tuán)勝利石油管理局鉆井工藝研究院