[發明專利]一種自潤滑套筒式螺旋扶正器

有效

• 申請號: 201510026480.3
• 申請日: 2015-01-19
• 公開（公告）號: CN105863522B
• 公開（公告）日: 2018-02-23
• 發明（設計）人: 趙錦棟;孫宇;邊培明;宋大林
• 申請（專利權）人: 深圳市百勤石油技術有限公司
• 主分類號: E21B17/10
• 分類號: E21B17/10;F16C25/04;F16C33/04;F16N1/00
• 代理公司: 深圳市順天達專利商標代理有限公司44217
• 代理人: 高占元,吳靜

技術領域

本發明涉及地質鉆探技術領域，更具體地說，涉及一種自潤滑套筒式螺旋扶正器。

背景技術

螺旋扶正器是一種剛性滿眼鉆具穩定器，在鉆柱適當位置組裝一定數量的螺旋扶正器所形成的底部鉆具組合既能在鉆直井時防止井斜，鉆定向井時控制井眼軌跡，又能使鉆柱居中，保證測斜數據的準確性，提高鉆頭工作的穩定性。

現有技術的螺旋扶正器是在一根圓筒狀鋼體的有效扶正段上按照一定的尺寸車幾根螺旋帶，再在螺旋帶上按照一定的排列規則鑲多個保徑合金塊，這種結構設計可以改變環空鉆井液的流速剖面，增加周向剪切驅動力使流經螺旋扶正器的鉆井液做螺旋運動，減小鉆進時的阻力，使鉆井液順暢地返上地面，減少卡鉆事故的發生(梁貴和，關洪軍，毛云.螺旋式扶正器與鉆鋌組合滿眼防斜鉆具在基巖地層深水井施工中的應用[J].水文地質工程地質.2005(1):99)，但是普通的螺旋扶正器在剛性較大的地層即基巖中使用效果明顯，而在塑性較大的地層中效果相對較差，特別在吸水易膨脹的地層中易發生縮徑，造成的卡鉆、粘鉆現象(梁貴和，關洪軍，毛云.螺旋式扶正器與鉆鋌組合滿眼防斜鉆具在基巖地層深水井施工中的應用[J].水文地質工程地質.2005(1):101)，并且在水平井和大斜度井中隨著井斜的增大鉆井液攜帶巖屑越來越困難，鉆井液阻止巖屑沉淀的對流力小于巖屑順粒的重力，巖屑在運移過程中缺乏再次加速的動力，易在環空底部或井眼低邊形成巖屑床，造成井下復雜情況，影響后續施工。

發明內容

本發明的目的在于提供一種工作性能更可靠、具有減少卡鉆風險能力的自潤滑套筒式螺旋扶正器，解決了現有技術中在塑性較大的地層中使用效果差以及振動過大引起的垂直鉆井儀器和隨鉆測井儀器失效的問題。

本發明解決技術問題所采用的技術方案是：一種自潤滑套筒式螺旋扶正器，包括扶正器本體，在所述扶正器本體的外周形成有沿徑向向外凸出的內圈體，所述內圈體沿軸向分別朝向兩端的方向逐漸縮徑形成；在所述內圈體的外周套設有相對于所述內圈體可旋轉的套筒，所述套筒的內表面與所述內圈體的外周表面相適配且相互之間形成有間隙空間。

在本發明的自潤滑套筒式螺旋扶正器中，所述套筒與所述內圈體之間設置有自潤滑軸承結構。

在本發明的自潤滑套筒式螺旋扶正器中，所述自潤滑軸承結構為在所述套筒內表面和/或所述內圈體外周表面鑲設有具有外潤滑面襯里的鑲嵌紡織結構。

在本發明的自潤滑套筒式螺旋扶正器中，所述自潤滑軸承結構為在所述內圈體的外周表面鍍有磷化層、鍍鋅層或鍍鉻層；和/或所述套筒的內表面鍍有磷化層、鍍鋅層或鍍鉻層。

在本發明的自潤滑套筒式螺旋扶正器中，所述套筒的內表面與所述內圈體的外周表面之間的間隙為1mm～5mm。

在本發明的自潤滑套筒式螺旋扶正器中，所述內圈體從中間位置沿軸向朝向兩端逐漸縮徑形成，且所述內圈體的兩端逐漸過渡至所述扶正器本體的外周表面上。

在本發明的自潤滑套筒式螺旋扶正器中，所述內圈體與所述扶正器本體一體成型。

在本發明的自潤滑套筒式螺旋扶正器中，所述套筒的兩端為邊緣修凸結構。

在本發明的自潤滑套筒式螺旋扶正器中，所述套筒的外周表面上形成有均勻排列的依次交替的螺旋凸部和螺旋凹部，所述螺旋凸部的背向所述扶正器本體的一側表面上設置有用于耐磨的保徑合金齒。

在本發明的自潤滑套筒式螺旋扶正器中，所述螺旋凸部的數量為3～6個。

實施本發明的自潤滑套筒式螺旋扶正器，具有以下有益效果：本發明設計的自潤滑套筒式螺旋扶正器，利用套筒和內圈體之間的間隙配合，形成一個類似自潤滑關節軸承的結構，使其具有自潤滑、自調心的技術性能和工作特點，套筒在環空鉆井液的沖擊下能夠類似渦輪一樣連續旋轉，使鉆井液再次加速并產生高速螺旋流場，使遠離扶正器的鉆井液旋流速度降低緩慢，增加旋流的有效長度，有利于進一步破碎巖屑以及攜巖舉升，避免形成巖屑床，尤其是當發生扶正器粘卡時，可以適當增加鉆井液排量，使套筒可以高速旋轉起來，破壞巖屑床，保證鉆柱能夠上提下放和旋轉起來，減少卡鉆風險；另外鉆井液的流動對鉆柱振動的影響是客觀存在的，它對鉆柱的振型和固有頻率的影響不可忽視，鉆井液流體對多扶正器鉆柱橫振振型的影響，主要來源于流體的科氏慣性力，由于本發明的套筒脫離扶正器本體，與之形成間隙配合，使得鉆井液螺旋流動產生的振動主要作用在套筒上，可以使載荷在套筒和本體之間分布合理，減少振動，從而保護底部鉆具組合中的垂直鉆井儀器或隨鉆測井儀器，避免振動過大引起的故障和失效。

附圖說明