一種無磁近鉆頭型鉆具穩(wěn)定器的制造方法
【專利摘要】本實用新型公開了一種無磁近鉆頭型鉆具穩(wěn)定器，包括打撈頸上端、鉆具扶正部分、打撈頸下端，以及打撈頸上下端分別與鉆具扶正部分之間的過渡圓錐部分；該穩(wěn)定器打撈頸上端的錐體內螺紋帶有內孔應力分散槽，可有效降低疲勞失效的風險；打撈頸下端的錐體內螺紋內連接有帶浮閥孔的結構，內部可放置浮閥，可有效防止井噴、井漏事故的發(fā)生，保護鉆井工人的生命財產安全。穩(wěn)定器材料選用奧氏體型不銹鋼，相對磁導率μr可控制在1.005以下，磁感強度梯度△B最大偏差不超過0.05μT；螺旋槽耐磨帶選用無磁硬質合金，并對其幾何形狀、排列方式、合金釬焊進行優(yōu)化設計，耐磨性、鉆柱穩(wěn)定性大幅提高；該穩(wěn)定器適用于石油、天然氣、煤層氣、頁巖氣的超深井和復雜井況定向鉆探。
【專利說明】一種無磁近鉆頭型鉆具穩(wěn)定器
【技術領域】
[0001]本實用新型涉及一種石油、天然氣鉆探過程中的鉆井工具，尤其是適應超深、復雜井等定向井用的無磁近鉆頭型鉆具穩(wěn)定器。
【背景技術】
[0002]目前，在石油、天然氣、煤層氣的鉆探過程中，經常使用無磁鉆鋌、無磁加重鉆桿，它們的材質是一種不易磁化的鉆具，具有極低的磁導率，其用途是為測井儀器提供一個不受鉆柱磁場影響的測量環(huán)境。通過高靈敏傳感器，將井眼磁方位角、井下鉆壓、扭矩、以及地層電阻率、中子等測井信息傳輸到地面，使司鉆和地質專家能有效地“看”到井下實時發(fā)生的情況，從而提聞鉆探的成功率、保證鉆井的質量。
[0003]無磁鉆柱組合的末端或中間需配套連接一定數量的鉆具穩(wěn)定器，其主要作用是鉆井過程中防止井斜，鉆定向井時可起到控制井眼軌跡的作用。近鉆頭型穩(wěn)定器通常與金剛石鉆頭連接，由于鉆具穩(wěn)定器的材質是4145H或4145H MOD等普通合金鋼，無法對地磁場形成有效屏蔽，給無線/有線隨鉆測斜儀精確定位帶來了部分干擾；同時由于螺紋部分未采用應力分散槽，經常發(fā)生鉆具疲勞失效和斷裂事故。致使鉆井周期延長，井隊生產成本增加。

【發(fā)明內容】

[0004]本實用新型針對上述現(xiàn)有技術存在的問題，提供了一種無磁近鉆頭型鉆具穩(wěn)定器，使鉆柱穩(wěn)定性大幅提聞，鉆具使用壽命延長。
[0005]本實用新型采用的的技術方案如下:
[0006]該無磁近鉆頭型鉆具穩(wěn)定器，包括打撈頸上端、鉆具扶正部分、打撈頸下端，以及打撈頸上端與鉆具扶正部分、鉆具扶正部分與打撈頸下端之間的過渡圓錐部分；所述打撈頸上端的錐體內螺紋帶有內孔應力分散槽，所述打撈頸下端的錐體內螺紋內連接有帶浮閥的內孔結構。
[0007]所述打撈頸上端的錐體內螺紋所帶內孔應力分散槽為錐體內螺紋所連接的擴孔部分，擴孔有與錐體內螺紋相同錐度的錐孔。
[0008]所述鉆具扶正部分帶有螺旋槽耐磨帶，該螺旋槽耐磨帶包括無磁硬質合金塊和填充合金兩部分，所述無磁硬質合金塊部分側面形狀呈梯形結構，先點焊在穩(wěn)定器螺旋槽耐磨帶表面，再用釬焊合金焊條熔化填充其表面縫隙作為填充合金部分。
[0009]所述無磁硬質合金塊硬度HRA ^ 85。
[0010]所述釬焊合金焊條為銅鎳合金。
[0011]所述過渡圓錐部分有R25.4mm~R127mm的過渡圓?。贿^渡圓錐部分與扶正部分的
夾角為20°~50°。
[0012]該穩(wěn)定器材料選用奧氏體型不銹鋼。
[0013]本實用新型的有益效果是，該無磁近鉆頭型鉆具穩(wěn)定器打撈頸上端錐體內螺紋后連接有應力分散槽，可有效降低疲勞失效的風險；打撈頸下端的錐體內螺紋內連接有帶浮閥孔的結構，內部可放置浮閥，可有效防止井噴、井漏事故的發(fā)生，保護鉆井工人的生命和財產安全。該穩(wěn)定器材料選用奧氏體型不銹鋼，相對磁導率μι*可控制在1.005以下，磁感強度梯度Λ B最大偏差不超過0.05 μ T ;螺旋帶耐磨層選用無磁硬質合金，并對其幾何形狀、排列方式、合金釬焊進行了優(yōu)化設計，不僅鉆井井眼軌跡質量得到有效控制，也能較好地保證鉆頭的工作穩(wěn)定性，延長鉆柱使用壽命，從而縮短建井周期。該穩(wěn)定器適用于石油、天然氣、煤層氣、頁巖氣的超深井和復雜井況的定向鉆探。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0014]圖1為無磁近鉆頭型鉆具穩(wěn)定器的結構示意圖；
[0015]圖2為無磁近鉆頭型鉆具穩(wěn)定器螺旋槽耐磨帶的局部剖視圖。
【具體實施方式】
[0016]以下結合附圖進一步介紹本實用新型的實施例。
[0017]如圖1和圖2所示，該無磁近鉆頭型鉆具穩(wěn)定器包括打撈頸上端1、鉆具扶正部分
3、打撈頸下端5，打撈頸上端I與鉆具扶正部分3之間有過渡圓錐部分2，鉆具扶正部分3與打撈頸下端5之間有過渡圓錐部分4 ;打撈頸上端I的錐體內螺紋Ia帶有內孔應力分散槽Ib，打撈頸下端5的錐體內螺紋5a內連接有帶浮閥的內孔結構5b。
[0018]以Φ 660.4mmX Φ 241.3mmX Φ 76.2mmX 2616.2mm 的鉆具穩(wěn)定器為例:打榜頸上端1、打撈頸下端5分別與鉆具扶正部分3的過渡圓錐部分2、4的過渡圓弧為R50.8mm,過渡圓錐部分2、4分別與鉆具扶正部分3的夾角為33°，鉆具扶正部分3的長度為457.2mm。
[0019]鉆具扶正部分3具有三個螺旋槽耐磨帶6，其每個螺旋槽法向寬度127mm。每個螺旋槽耐磨帶6包括無磁硬質合金塊部分7和填充合金部分8,無磁硬質合金塊部分7側面形狀呈梯形結構，先點焊在穩(wěn)定器螺旋槽耐磨帶6表面，沿穩(wěn)定器軸向方向排列，行間距為25.4mm,每個合金塊間隔4mm?5mm,均布排列。其間再用釬焊合金焊條熔化填充其表面縫隙作為填充合金部分8。
[0020]打撈頸上端I錐體內螺紋規(guī)格型號為7 5/8REG，螺紋牙型V-050，錐度1/4，螺紋密封臺肩端面至最后一牙螺紋刻痕長度120.65mm，錐體內螺紋Ia所帶內孔應力分散槽Ib為其所連接的后擴孔部分，該擴孔部分直徑Φ 148.83+0.38 0mm，內螺紋密封臺肩端面至擴孔末端長度171.45±7.9mm,擴孔部分末端是錐度1/4的錐孔,長度50+6 Omm (不同無磁近鉆頭型鉆具穩(wěn)定器的打撈頸上端錐體內螺紋規(guī)格與其所帶內孔應力分散槽的大小也有所不同，應視其實際需求進行設計)；它比普通鉆具錐體螺紋多出來的應力分散槽，在鉆具承受拉伸、壓縮工作時，有緩沖減壓的作用，可有效降低鉆具疲勞失效所帶來的風險，防止鉆具早期疲勞損壞和斷裂。打撈頸下端5錐體內螺紋內加工有帶浮閥孔的結構，直徑Φ 122.2+0.4 Omm,長度438.2±1.6mm (不同無磁近鉆頭型鉆具穩(wěn)定器的打撈頸下端錐體內螺紋規(guī)格與其所帶浮閥孔大小也有所不同，應視其實際需求進行設計)，浮閥孔內部配裝浮閥，可直接與PDC金剛石鉆頭連接，當鉆井液正常循環(huán)時，閥芯落到下支座，鉆井液無壓降地通過浮閥。當發(fā)生回流時，閥芯緊壓閥座，液體不能通過浮閥內單向止回閥向上流。不僅減少了鉆具組合，并可有效防止井噴、井漏事故的發(fā)生，保護鉆井工人的生命和財產安全。[0021] 以上結合附圖對本實用新型優(yōu)選實施方式作了詳細說明，但是本實用新型并不限于上述實施方式，所有在本實用新型的實質范圍內作出的變化、改型、添加或替換，都應屬于本實用新型的保護范圍。
【權利要求】
1.一種無磁近鉆頭型鉆具穩(wěn)定器，其特征在于:包括打撈頸上端、鉆具扶正部分、打撈頸下端，以及打撈頸上端與鉆具扶正部分、鉆具扶正部分與打撈頸下端之間的過渡圓錐部分；所述打撈頸上端的錐體內螺紋帶有內孔應力分散槽，所述打撈頸下端的錐體內螺紋內連接有帶浮閥的內孔結構。
2.根據權利要求1所述的無磁近鉆頭型鉆具穩(wěn)定器，其特征在于:所述打撈頸上端的錐體內螺紋所帶內孔應力分散槽為錐體內螺紋所連接的擴孔部分，擴孔末端有與錐體內螺紋相同錐度的錐孔。
3.根據權利要求2所述的無磁近鉆頭型鉆具穩(wěn)定器，其特征在于:所述鉆具扶正部分帶有螺旋槽耐磨帶，該螺旋槽耐磨帶包括無磁硬質合金塊和填充合金兩部分，所述無磁硬質合金塊部分側面形狀呈梯形結構，先點焊在穩(wěn)定器螺旋槽耐磨帶表面，再用釬焊合金焊條熔化填充其表面縫隙作為填充合金部分。
4.根據權利要求3所述的無磁近鉆頭型鉆具穩(wěn)定器，其特征在于:所述無磁硬質合金塊硬度HRA≥85。
5.根據權利要求3所述的無磁近鉆頭型鉆具穩(wěn)定器，其特征在于:所述釬焊合金焊條為銅鎳合金。
6.根據權利要求1-5任一所述的無磁近鉆頭型鉆具穩(wěn)定器，其特征在于:所述過渡圓錐部分有R25.4mm~R127mm的過渡圓??；過渡圓錐部分與扶正部分的夾角為20°~50°。
7.根據權利要求6所述的無磁近鉆頭型鉆具穩(wěn)定器，其特征在于:該穩(wěn)定器材料選用奧氏體型不銹鋼。
【文檔編號】E21B17/10GK203702022SQ201420024036
【公開日】2014年7月9日 申請日期:2014年1月15日 優(yōu)先權日:2014年1月15日
【發(fā)明者】趙紅星, 王銳利, 牛戰(zhàn)波, 李利霞, 張軍紅, 郭超 申請人:河南神龍石油鉆具有限公司