[實用新型]耐磨弱研磨性仿生鉆桿接頭

有效

• 申請號: 201220470007.6
• 申請日: 2012-09-14
• 公開（公告）號: CN202866670U
• 公開（公告）日: 2013-04-10
• 發明（設計）人: 孫友宏;高科;馬宇;劉寶昌;徐小健
• 申請（專利權）人: 吉林大學
• 主分類號: E21B17/02
• 分類號: E21B17/02
• 代理公司: 長春市四環專利事務所 22103
• 代理人: 張建成

技術領域

本實用新型屬于仿生耦合技術領域，涉及用于石油、煤炭等勘探鉆進，尤其涉及仿生學的非光滑表面及材料、非光滑形態和結構三元耦元，特別涉及一種耐磨弱研磨性的仿生鉆桿接頭，廣泛用于各種鉆桿。?

背景技術

目前，國內外普遍采用在鉆桿接頭的某個位置覆焊一層特殊的耐磨帶來提高耐磨性和減輕對套管的磨損。然而，耐磨層與鉆桿接頭本體間材質特性差異大，焊接后二者結合力差，受環境和人為因素影響較大，容易形成裂紋。在鉆進中耐磨帶材料容易發生局部脫落，導致鉆桿接頭上部和套管內壁磨損加劇。從節能方面考慮，由于耐磨帶高出接頭外徑一定尺寸，增加泥漿的沿程損失，壓耗增加。從套管保護方面看，因炭化鎢對套管壁磨損較大，故要求耐磨帶中炭化鎢（耐磨材料）成份含量要在一定范圍內，而且其壽命也遠遠不能滿足鉆井提速的需求。?

目前對蜣螂腹部表面非光滑特性研究表明，其體表的微小凸凹不平，使土壤中水膜不易連續，弱化水化層，減小實際觸土面積和摩擦系數，從而降低了土壤對其體表的黏附阻力和摩擦力。解決目前鉆桿接頭耐磨帶耐磨性不強研磨性不弱的難題，將仿生耦合理論應用到鉆桿接頭耐磨帶設計中，采用防碰技術和互不磨損理念實現耐磨帶的強耐磨性和弱研磨性的目的。?

發明內容

本實用新型要解決的技術問題在于克服上述現有技術的不足，提供一種耐磨弱研磨性仿生鉆桿接頭。?

本實用新型是在鉆桿接頭的仿生耐磨帶上設置有數個規律排列的凹坑非光滑結構單元，每個凹坑非光滑結構單元中設置有凸包型非光滑結構單元，凹坑非光滑結構單元的深度與凸包非光滑結構單元整個高度相等，凹坑非光滑結構單元的孔徑小于凸包非光滑結構單元的直徑0.001~0.1mm，凹坑非光滑結構單元的頂部為凹坑棱面圓弧過渡，與低摩擦系數高耐磨凸包非光滑結構單元通過過盈配合的方式結合在一起，形成耐磨非光滑結構表面，結合后的凸包非光滑結構單元的頂面與鉆桿接頭的表面平齊，凹坑非光滑結構單元的排布區域為普通接頭敷焊仿生耐磨帶的區域。?

所述凹坑非光滑結構單元形狀有兩種，一種是棱面有圓弧過渡，另一種是棱面無過渡；凸包非光滑結構單元的形狀有四種。?

本實用新型在鉆桿接頭表面結合若干由低摩擦系數高耐磨材料組成的結構單元，能夠形成非光滑表面，在設計中要達到接頭材料、形態及結構的三元耦合效果，結構單元是通過過盈配合的工藝方式與接頭表面結合，且要求結構單元的頂面要與接頭表面平齊（可以近似看做是孕鑲于接頭表面），這樣使兩者結于一體的，使強度得到更好的保證。而且，由于仿生非光滑結構單元與接頭表面共同形成了仿生非光滑表面，仿生非光滑結構自身具有的低摩擦系數等原因，能有效提高接頭表面的耐磨性，并保證對套管的低研磨性。?

本實用新型的有益效果：本實用新型具有延長鉆桿壽命，減小對套管磨損，防粘能力強，提高鉆桿耐磨性等特點，能有效減小井下事故發生幾率，提高鉆井質量，節約鉆井成本。?

附圖說明

圖1是本實用新型實施例的立體示意圖。?

圖2是本實用新型實施例的主視圖。?

圖3是本實用新型實施例的剖面圖。?

圖4是圖3中A處的局部放大圖。?

圖5是本實用新型凸包非光滑結構單元的主視圖一。?

圖6是圖5中的B—B向剖視圖。?

圖7是本實用新型凸包非光滑結構單元的主視圖二。?

圖8是圖7中的C—C向剖視圖。?

圖9是本實用新型凸包非光滑結構單元的主視圖三。?

圖10是圖9中的D—D向剖視圖。?

圖11是本實用新型凸包非光滑結構單元的主視圖四。?

圖12是圖11中的E—E向剖視圖。?

圖13是本實用新型凸包非光滑結構單元的主視圖五。?

圖14是圖13中的F—F向剖視圖。?

圖15是本實用新型凸包非光滑結構單元的主視圖六。?

圖16是圖15中的G—G向剖視圖。?

具體實施方式