[發明專利]一種深水鉆井隔水管與鉆桿防磨減磨保護裝置

有效

• 申請號: 201510517034.2
• 申請日: 2015-08-21
• 公開（公告）號: CN105134101B
• 公開（公告）日: 2017-05-24
• 發明（設計）人: 毛良杰;劉清友;劉威;徐濤
• 申請（專利權）人: 西南石油大學
• 主分類號: E21B17/10
• 分類號: E21B17/10
• 代理公司: 成都金英專利代理事務所(普通合伙)51218
• 代理人: 袁英

技術領域

本發明涉及海洋油氣開發裝備技術領域，特別是一種深水鉆井隔水管與鉆桿防磨減磨保護裝置。

背景技術

深水鉆井與陸地鉆井的最大差別是鉆井平臺與海底之間存在一個特殊的裝置，即隔水管。隔水管是指連接海底防噴器與海面鉆井平臺的關鍵設備，是從海上鉆井平臺下到海底的一個連接通道，在鉆井作業時，隔水管的主要功能是隔絕海水，形成鉆井液的循環通道，建立鉆具進入地層的通道，串接附加管線等作用。由此可以看出，隔水管一旦事故將無法進行正常的深水鉆井作業。然而，在深水鉆井中，隔水管處于海水中，受到了海洋環境載荷的作用。易發生彎曲變形以及產生渦激振動。此外，隔水管內部存在鉆桿，鉆桿以一定的轉速進行鉆井作業。當隔水管發生彎曲變形和渦激振動時，隔水管內壁將與鉆桿接頭以及外壁發生接觸磨損。若長時間接觸磨損，隔水管壁厚變薄，這將大大降低隔水管的強度，導致隔水管發生斷裂事故。此外，鉆桿接頭處外徑增大以及接頭外壁焊有粗糙的環形加硬層，均加劇了隔水管與鉆柱的磨損。

鉆柱磨損問題在鉆井領域中逐漸受到了重視，譬如，中國專利申請號：201310731497.X公開了一種提高套管井內鉆桿接頭抗磨性能的方法及抗磨接頭，其方法是在接頭本體上增設防磨套以提高鉆桿接頭的強度；防磨套是在聚四氟乙烯中加入二硫化鉬、碳粉以及錫青銅壓制成形，可耐250℃高溫，摩擦系數小于0.1 ；防磨套內孔與接頭本體外圓間隙配合，接頭本體上安裝防磨套的部位設有防磨涂層，防磨涂層通過激光熔覆技術均勻涂在接頭本體上安裝防磨套的部位。在工藝實施難度上來講，其防磨套的制作工藝復雜，成本高；從防磨效果上來講，防磨套與外部的摩擦仍屬滑動摩擦，其所起到的防磨效果仍然無法達到最佳狀態。又如，中國專利申請號：200810044266.0公開了及一種用于泥漿介質深井超深井，接箍外殼安裝在扶正器接頭本體處，外表面開有介質流道和楔形壓力槽，間隔均布于接箍外殼上；內部裝有一對滾動軸承，并直接過盈地安裝于接頭本體；滾動軸承、套筒和自潤滑密封圈組分別對稱的安裝在接箍外殼兩端的內表面；兩滾動軸承間的中部填充腔及軸承與接頭本體間的頂部填充腔內填充石墨。該發明解決的技術問題是鉆具與井壁之間的磨損，而且主要針對于陸地鉆井，然而對于深水鉆井領域來講，其鉆具內部的隔水管與鉆桿之間的磨損仍然無法得到有效解決。

針對隔水管與鉆桿接觸磨損問題，國內外均未有相關的裝置以及方法降低或者減緩隔水管的磨損。

發明內容

本發明的目的在于克服現有技術的缺點，提供一種深水鉆井隔水管與鉆桿防磨減磨保護裝置，本發明結構簡單、設計新穎，可適應不同環境，能有效降低深水鉆井作業中隔水管與鉆桿在經過的所有通道可能發生接觸和摩擦，或作為隔水管或鉆桿單獨作業中各自增強與保護裝置。

本發明的目的通過以下技術方案來實現：一種深水鉆井隔水管與鉆桿防磨減磨保護裝置，包括安裝在鉆桿上的鉆桿磨損保護裝置和安裝在隔水管上的隔水管磨損保護裝置，所述的鉆桿磨損保護裝置包括鉆桿連接短節、外滾珠、上預緊外圈和下預緊外圈，鉆桿連接短節的上部具有外螺紋，并與鉆桿下接頭配合連接，鉆桿連接短節的下部具有內螺紋，并與鉆桿上接頭配合連接，鉆桿連接短節的中部外側壁上沿周向開設有半圓形凹槽，該半圓形凹槽內安裝有多個外滾珠，半圓形凹槽兩側的鉆桿連接短節的外表面分別設有連接螺紋，上預緊外圈與半圓形凹槽上側的設有連接螺紋配合連接，下預緊外圈與半圓形凹槽下側的設有連接螺紋配合連接，上預緊外圈和下預緊外圈將外滾珠限制在半圓形凹槽內；所述的隔水管磨損保護裝置包括隔水管連接短節、上內擰緊螺蓋、上滾珠固定環、上內滾珠、下內擰緊螺蓋、下滾珠固定環和下內滾珠，隔水管連接短節為中空的圓柱結構，隔水管連接短節的上下兩端面分別與隔水管下接頭和隔水管上接頭固定連接，隔水管連接短節內壁上部和下部分別設置有螺紋，中部為光滑柱面，上滾珠固定環和下滾珠固定環配合安裝在光滑柱面內，上內擰緊螺蓋與隔水管連接短節內壁上部的螺紋配合連接，下內擰緊螺蓋與隔水管連接短節內壁下部的螺紋配合連接，上內擰緊螺蓋的下表面、上滾珠固定環的上表面、下滾珠固定環的下表面和下內擰緊螺蓋的上表面分別設置有弧形槽，多個上內滾珠設置于上內擰緊螺蓋的下表面與上滾珠固定環的上表面所形成的腔體內，多個下內滾珠設置于下滾珠固定環的下表面與下內擰緊螺蓋的上表面所形成的腔體內。

所述的上預緊外圈的下表面為圓弧面結構，下預緊外圈的上表面也為圓弧面結構。