[發(fā)明專利]石油鉆井用球式減磨減扭減阻工具

無效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201210580005.7
• 申請日: 2012-12-28
• 公開（公告）號: CN103899255A
• 公開（公告）日: 2014-07-02
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 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（專利權(quán)）人: 中國石油化工股份有限公司;中國石化集團勝利石油管理局鉆井工藝研究院
• 主分類號: E21B17/10
• 分類號: E21B17/10;E21B17/04
• 代理公司: 東營雙橋?qū)＠碛邢挢熑喂?37107
• 代理人: 侯華頌

技術(shù)領(lǐng)域

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)

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數(shù)量呈現(xiàn)出持續(xù)快速增長的勢頭，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以下三個技術(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。上述三個問題解決不好，不僅會導致鉆井作業(yè)無法正常進行，影響鉆井作業(yè)效率，而且嚴重時會直接造成井下復雜甚至鉆井故障的發(fā)生，會直接威脅到人身、設(shè)備、井眼或環(huán)境。

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作用，很少工具同時具備減磨減扭減阻三種作用，國內(nèi)外僅有一種工具同時具有前述三種作用，但其結(jié)構(gòu)復雜，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)長時間在井下工作、能適應(yīng)大角度井段并同時具有減磨減扭減阻三種作用的新型工具，以進一步提高定向井、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

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)長時間在井下工作、能適應(yīng)大角度井段并同時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。

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。

上述方案進一步包括：所述的中間筒體為上接頭和下接頭對接后組成的中間體，套筒與上接頭或下接頭之間采用平扣連接。

所述鋼球安裝孔設(shè)有堵頭。?

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。

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現(xiàn)工具的上、卸扣操作，使用時，可將工具直接在鉆桿單根之間，通過控制工具的長度，實現(xiàn)不對立柱擺放造成影響。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、下放三個方向的運動由滑動摩擦改變?yōu)闈L動摩擦，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。

附圖說明

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。

圖中標記：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。

具體實施方式

現(xiàn)結(jié)合說明書附圖和具體實施方式對本發(fā)明作進一步的描述。

實施例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。上端螺紋1加工在上接頭2的上部，可實現(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；內(nèi)通孔9為鉆井液通道，不影響正常的鉆井循環(huán)。