[實用新型]陶瓷涂層防偏磨鉆柱降摩減扭短節(jié)

有效

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• 申請日: 2014-03-21
• 公開（公告）號: CN203783484U
• 公開（公告）日: 2014-08-20
• 發(fā)明（設計）人: 徐小峰;胡中志;王在明;朱寬亮;李云峰;徐吉;李睿;馮京海
• 申請（專利權）人: 中國石油天然氣股份有限公司冀東油田分公司鉆采工藝研究院
• 主分類號: E21B17/02
• 分類號: E21B17/02;E21B17/10
• 代理公司: 唐山永和專利商標事務所 13103
• 代理人: 王永紅

技術領域

本實用新型涉及油田鉆井領域使用的鉆具，特別是涉及一種安裝

在井下鉆柱之間，降低鉆桿與套管摩擦阻力和磨損的陶瓷涂層防偏磨鉆柱降摩減扭短節(jié)。

背景技術

目前，大位移井和深井鉆井時，鉆桿柱與套管摩擦而產(chǎn)生的摩阻扭矩，這是制約鉆井延伸長度和安全的關鍵問題之一。高摩阻、大扭矩使鉆井設備選型受限，成本大幅度增加；鉆桿接頭與套管長時間的摩擦會磨穿套管，安全風險較大，甚至會導致全井報廢。目前降低摩阻扭矩和套管磨損的最直接和最常用的手段是鉆桿柱接頭附近或接頭之間安裝降摩減扭工具，將鉆桿接頭與套管間的摩擦轉換為鉆桿與降摩減扭工具或其內部的摩擦，來減小摩擦阻力和套管磨損。應用最多，效果較好是進口工具，價格昂貴。主要有兩種：一種是分體式聚酯或橡膠護套，效果較好，但是強度較低，不能滿足高負荷井的鉆井要求；另一種是短節(jié)結構，也具有較好的效果，但與國產(chǎn)鉆桿配套使用范圍受限。國產(chǎn)工具應用也較多，但只能較低扭矩，不能降低摩阻，效果有限，尤其在深井和復雜軌跡井中效果較差，有時甚至起反作用。

發(fā)明內容

本實用新型的發(fā)明目的在于針對現(xiàn)有技術的不足，提供一種有效降低、鉆柱起下鉆阻力和轉動的扭矩，大幅度降低套管磨損，具備低摩阻系數(shù)、減震防偏磨、耐磨性強、強度高、安全可靠、使用壽命

長能夠大幅度降低鉆柱的摩阻與扭矩的陶瓷涂層防偏磨鉆柱降摩減扭短節(jié)。

實現(xiàn)上述目的采用以下技術方案：

一種陶瓷涂層防偏磨鉆柱降摩減扭短節(jié)，該降摩減扭短節(jié)安裝在井下鉆柱之間，包括雙公主軸和雙母固定接頭，該短節(jié)還包括減摩襯套、橡膠軸套；

a.?減摩襯套主要由減摩擋圈和減摩嵌套組成，減摩嵌套的表面噴涂有厚度為0.05-1.5mm的低阻耐磨陶瓷材料，減摩襯套與橡膠軸套形成滑動摩擦副；

b.?橡膠軸套由骨架和橡膠體組成，起加強作用的骨架被硫化在橡膠體內，橡膠軸套表面設有防偏磨的螺旋水力流道槽；

c.雙公主軸分前接頭和尾接頭，前接頭的后圓柱段依次套有減摩擋圈和減摩嵌套，其中前接頭和減摩擋圈分別設有凸起的矩形槽，減磨嵌套的一端設有與矩形槽配合的矩形鍵，裝配時，將減磨嵌套的矩形鍵嵌入到前接頭和減摩擋圈的矩形槽中，尾接頭與雙母固定接頭通過螺紋連接。

進一步，所述的陶瓷涂層防偏磨鉆柱降摩減扭短節(jié)總長937mm，最大外徑209mm，等效外徑199mm。

進一步，雙公主軸的前接頭和雙母雙母固定接頭與鉆柱通過標準的5¹/₂〞FH鉆桿接頭螺紋連接。

進一步，減摩嵌套為空心圓柱體，總長280mm，內徑為146.7mm，外徑156.7mm，斷面最大外徑185mm。

進一步，橡膠軸套與減摩襯套形成分體式的滑動摩擦副。

進一步，橡膠軸套總長240mm，內徑為160mm。

進一步，橡膠軸套表面設有八個螺旋水力流道槽，水力流道槽與軸線夾角為7°-25°。

采用上述技術方案，與現(xiàn)有技術相比，本實用新型的主體降摩減扭部件為橡膠軸套和減摩襯套，傳遞動力和連接部件是雙公主軸和雙母固定短節(jié)。整體結構基于滑動摩擦，在減摩襯套與橡膠軸套形成滑動摩擦副。開式潤滑方式從整體結構上起到了降摩減扭的作用。鉆井過程中，根據(jù)井下工況選擇合適的數(shù)量和安放位置連接在鉆桿之間，減摩襯套與外徑較大橡膠軸套相對轉動、避免了鉆桿接頭與套管之間的摩擦；另外由于滑動摩擦副的摩擦系數(shù)非常低，且橡膠軸套與套管間摩擦系數(shù)也有所降低，大幅度降低鉆井負荷。鉆柱和外部不旋轉防磨套之間相互轉動，外部不旋轉防磨套和套管之間沒有高速的相對轉動，從而避免了鉆柱旋轉磨損套管；另外，由于滑動摩擦副的摩擦系數(shù)非常低，同時大幅度地降低了鉆井扭矩。

本實用新型總長937mm，模擬井下高負荷工況下的摩擦系數(shù)在0.05～0.3之間，降幅30%以上。抗扭強度不低于50KN.m，最大拉力不低于350t。在扣型為51/2FH抗拉強度測試，內徑78mm最大拉力不低于399t，以保證了連接處的強度，密封效果好。