[發明專利]防磨接頭

有效

• 申請號: 201310635695.6
• 申請日: 2013-12-03
• 公開（公告）號: CN103670291A
• 公開（公告）日: 2014-03-26
• 發明（設計）人: 吳華;王建東;彭文玥
• 申請（專利權）人: 成都恩承油氣有限公司
• 主分類號: E21B17/02
• 分類號: E21B17/02
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

技術領域

本發明涉及一種石油鉆井井下工具，具體涉及套管、鉆柱的保護工具。

背景技術

目前的鉆井方式離不開轉盤鉆井和頂部驅動鉆井口，而這2?種鉆井方式都是將地而動力通過鉆具旋轉傳遞給鉆頭，從而破碎巖石.?這樣，?在有套管井段，?鉆具和套管就會產生摩擦，鉆具先期磨損，?套管壁變薄甚至磨穿，嚴重情況下套管被擠毀，?影響井壁的穩定性，或者使井壁胡塌。如果套管封隔的是高壓油氣層，會產生油氣侵，使鉆井液密度降低，引發井涌事故;?若套管封隔的是低壓泊氣層，會產生井漏，污染儲層。在裸眼井段，?鉆具直接和巖層摩擦，不僅磨損鉆具，而且也影響井壁穩定性。?鉆具旋轉時，鉆具和套管(或巖層)摩擦，增大了反扭矩，尤其是方鉆桿承受的反組矩非常大，?方鉆桿長期期承受過大的反扭矩會發生早期疲勞破壞。

近年來，隨著鉆井技術的不斷發展，鉆井深度的不斷增加、井眼軌跡的日趨復雜，導致鉆桿與套管之間的摩擦不斷加劇。鉆桿與套管之間的磨損一方面會使鉆桿接頭磨損，造成鉆桿早起失效，鉆柱扭矩過高還容易造成鉆具斷裂事故。另外一方面會使套管嚴重磨損，影響隨后的鉆井、完井及開采作業質量和安全性。

我國現在的井身結構設計中主要是<244.?6?mm?(95/?8)?和<3?39.?7?mm(133/8)技術套管最為典型在這兩層技術套管之下的<215.9?mm?(81/?2)?和<3?11mm（121/?4)?井段裸眼段很長，起下鉆次數多，旋轉小時數多，而且出現嚴重狗腿的幾率大，這些因素都會對技術套管產生嚴重磨損。國內外均有大量的例子，我國典型的技術套管磨損的油井有：車古204井、新851、圣科1井、英科1井、牙哈7井、克參1井、東秋5井、崖城132123井、郝科1井、卻勒1井、、?陽霞1井、渤海曹紀甸182221井和潮中132122井。其中陽霞1井因<244.?5mm?SM?110TT?套管多處嚴重磨損，在試油中用青水替換泥漿而造成套管擠毀，最后該并報廢，損失近億元人民幣。新851?井由于技術套管磨損，高壓氣體使油層套管破裂，進而使投術套管破裂導致井口冒氣。渤海曹紀甸12221井和潮中13212井發生3?次套管磨穿現象。

為了減少鉆桿和套管的摩擦磨損，目前所常采用的方法之一是采用非旋轉防磨接頭。該防磨接頭直接連接在鉆柱上，在接頭位置由金屬外滑套和芯軸之間的滑動來避免鉆桿接頭與套管的磨損，同時降低鉆井扭矩。但是類似的現有技術都存在著需要特殊的耐磨層，且采用金屬防磨套對套管的磨損也較大，影響固井質量及安全性。

為了解決現有技術中的上述不足，本發明提出了一種新的解決方案。

發明內容

本發明克服現有技術的不足，提供一種能有效保護井下管柱，又可以降低鉆井過程中鉆柱旋轉摩擦阻力的裝置，且該裝置滿足井下作業要求，使用壽命長。

為達上述發明目的，本發明所采用的技術方案是：提供了一種防磨接頭，包括接頭本體、防磨套、防磨套夾塊和防磨套安裝座；所述接頭本體中部開有凹槽，防磨套設置接頭本體的凹槽中；

防磨套兩端分別設置有子臺階，防磨套夾塊放入防磨套的子臺階上；防磨套兩端分別設置有安裝槽，防磨套安裝座分別設置在安裝槽中，壓住防磨套兩端和防磨套夾塊；防磨套安裝座和防磨套夾塊通過螺釘緊固連接；所述的防磨套、防磨套夾塊、防磨套安裝座可以繞接頭本體自由轉動。

所述的凹槽的兩個端面敷焊有耐磨鎳基合金層。

所述的接頭本體的兩端分別設置有標準的鉆桿內螺紋和外螺紋。

所述的防磨套外圓開有兩道以上弧形槽。

螺釘與防磨套安裝座永久性固定連接。

所述的防磨套由兩半扣合而成，其水平剖面成齒輪狀。

所述的防磨套采用高鉻鑄鐵或錳鋼合金制造，防磨套表面敷焊有低硬度鎳基合金層、鎢鈷系列硬質合金、ARNCO?100XT或ARNCO200XT。

所述的防磨套采用非金屬耐磨材料制造；所述非金屬耐磨材料為鑄石、碳化硅、氧化鋁或氧化鋯陶瓷。

綜上所述，本發明所提供的防磨接頭具有如下優點：結構簡單，制造低廉，能有效減低鉆柱摩擦扭矩，同時保護鉆桿和套管，防止硬金屬物落入井下，增加井下管柱的壽命，降低鉆井成本。

附圖說明

圖1是本發明的結構圖；

圖2是接頭本體1的結構圖；

圖3是本發明A-A剖視圖；

圖4是本發明B-B剖視圖。

圖5中顯示了采用上述不同材料作為耐磨層時，各材料耐磨性能的比較。