[發明專利]一種鉆具減阻短節

有效

• 申請號: 201210564866.6
• 申請日: 2012-12-24
• 公開（公告）號: CN103015906A
• 公開（公告）日: 2013-04-03
• 發明（設計）人: 武恒志;歐彪;練章華;蔣祖軍;肖國益;朱化蜀;林鐵軍;孟英峰;李群生;王希勇;范希連;嚴焱誠
• 申請（專利權）人: 中國石油化工股份有限公司;中國石油化工股份有限公司西南油氣分公司
• 主分類號: E21B12/00
• 分類號: E21B12/00
• 代理公司: 成都蓉信三星專利事務所 51106
• 代理人: 劉克勤;賀元

技術領域

本發明涉及油氣井的鉆采工具，具體是一種鉆具減阻短節。

背景技術

鉆具是油氣井鉆采的重要設備之一，鉆具的兩端分別與鉆頭和井口的動力設備連接，在井口動力設備的驅動下，鉆具在井壁內及置于井壁上的套管內實現旋轉，從而給鉆頭傳遞鉆壓，驅使鉆頭進行鉆進作業。然而，鉆具在旋轉過程中會與井壁及套管產生摩擦阻力，該摩擦阻力隨著油氣井的井深增長而急劇增大，當摩擦阻力大于鉆具屈服的壓力時，鉆具被卡死，鉆壓無法傳遞至鉆頭，從而使油氣井的鉆進作業陷入停頓。為此，需要給鉆具增設減阻工具，通過減阻工具降低鉆具在井壁及套管內產生的摩擦阻力?，F有的減阻工具結構有很多種，都是通過在其本體上設置的滾輪或滾珠，將鉆具與井壁及套管產生的接觸摩擦阻力轉換滾動摩擦阻力，進而降低鉆具在鉆進過程中產生的摩擦阻力。但是，這些減阻工具為了實現在鉆具上的裝配，需要將減阻工具加工成多段或多塊分體，在鉆具上裝配時，將各段或各塊分體依次拼接到一起，其結構非常復雜，加工成本高，可靠性和整體強度差，使用壽命短。

發明內容

本發明的目的在于：針對上述現有技術的不足，提供一種結構簡單、加工成本低、可靠性和整體強度高、能夠有效地將鉆具旋轉過程中產生的接觸摩擦阻力轉換成滾動摩擦阻力的鉆具減阻短節。

本發明采用的技術方案是：一種鉆具減阻短節，包括芯軸本體和減阻器，所述芯軸本體上具有中心孔，在芯軸本體的中部外周上設有環形凹槽，該環形凹槽用作裝配減阻器；所述減阻器主要由軸承套和多副減阻滾輪構成，所述軸承套為組合軸承套，由第一半環軸承套和第二半環軸承套經連接件組合構成，軸承套的內徑略大于芯軸本體環形凹槽的外徑，在軸承套的外周上設有多個滾輪槽，每個滾輪槽內通過銷軸裝配有一副減阻滾輪，減阻滾輪在軸承套圓周上的最高點大于芯軸本體及軸承套的外徑。

所述第一半環軸承套和第二半環軸承套分別為半環結構的異形體，二者的一個組合端邊為直邊，另一個組合端邊為階梯邊，二者的階梯邊相匹配。

所述第一半環軸承套和第二半環軸承套的頂、底端均設有未貫通至環向端部的止環槽，在每道止環槽的環向端部設有螺栓孔，第一半環軸承套頂、底端止環槽上的螺栓孔分別與第二半環軸承套頂、底端止環槽上的螺栓孔對應、匹配，通過在二者的螺栓孔中穿入螺栓，將二者組合成一體。

所述軸承套的內壁上設有至少一道磨損指示槽。

所述減阻器通過兩端的止推環和間隙調節環裝配在芯軸本體的環形凹槽內。

所述軸承套上的滾輪槽以縱向劃分為三組，這三組滾輪槽均布在軸承套的圓周上。

所述多副減阻滾輪中的每一副減阻滾輪由兩個旋轉時互不干擾的滾輪構成，每個滾輪呈橢圓形。

所述芯軸本體環形凹槽的外壁和軸承套的內壁上分別設有耐磨層，芯軸本體環形凹槽外壁上的耐磨層硬度大于軸承套內壁上的耐磨層硬度。

所述芯軸本體上部和下部的外壁分別設有螺旋導流槽，且在芯軸本體的上部設有吊鉗扣合部位。

所述芯軸本體的頂、底端分別設有連接用的第一錐螺紋和第二錐螺紋，所述第一錐螺紋設在芯軸本體的中心孔頂端，所述第二錐螺紋設在芯軸本體的外壁底端。

本發明的有益效果是：上述減阻短節由芯軸本體和減阻器構成，通過芯軸本體與鉆具進行可靠連接；減阻器由兩塊半環軸承套和布置在兩塊半環軸承套上的多副減阻滾輪構成，兩塊半環軸承套并非為簡單的瓦狀結構，而是類似于太極圖案的兩塊異形狀半環軸承套，兩塊半環軸承套能夠在芯軸本體上輕松組裝，組裝可靠、牢固，強度高，無論是軸向受力，還是徑向受力，均能可靠承受，減阻滾輪的滾輪設計成橢圓形，有效避免了滾輪變形對井下工具的磨損（如柱形滾輪）及嵌入井壁的意外情況（如球形滾輪）發生，通過減阻滾輪可以有效地將鉆具在旋轉過程中產生的接觸摩擦阻力轉換成滾動摩擦阻力，從而實現減摩降阻目的，整體結構簡單，可靠性和強度高，實用性強，加工成本低；此外，芯軸本體和減阻器的裝配組合面設有耐磨層，芯軸本體上的耐磨層硬度大于減阻器上的耐磨層硬度，以減阻器作為磨損犧牲的一方，避免了芯軸本體磨損，減阻器更換方便，便于鉆具維護、更換，而且在構成減阻器的在兩塊半環軸承套的內壁設有磨損指示槽，通過該槽可以觀察減阻器的磨損情況，亦能通過該槽注入潤滑油，有助于降低減阻器與芯軸本體的摩擦系數，延長整個減阻短節的使用壽命。

附圖說明

下面結合附圖對本發明作進一步的說明。

圖1是本發明的一種結構示意圖。

圖2是圖1的A-A視圖。

圖3是圖1的B-B視圖。

圖4是圖1的C-C視圖。