[發明專利]改進的短節組件

有效

• 申請號: 201680018187.5
• 申請日: 2016-03-28
• 公開（公告）號: CN107532461B
• 公開（公告）日: 2019-09-03
• 發明（設計）人: G·陳;P·潘;T·J·桂;M·K·C·張
• 申請（專利權）人: 鉆井技術服務（亞洲）私人有限公司
• 主分類號: E21B17/10
• 分類號: E21B17/10;E21B17/06
• 代理公司: 北京戈程知識產權代理有限公司 11314
• 代理人: 程偉;周玉梅

一種用于聯接至鉆柱的短節組件，該組件包括：心軸；套筒，所述套筒圍繞所述心軸同軸設置；第一止動件，所述第一止動件被設置成避免套筒沿著心軸在第一方向上軸向移動；第二止動件，所述第二止動件被設置成避免套筒在第二方向上軸向移動；其中所述第二止動件與心軸可釋放地接合。

技術領域

本發明涉及鉆柱，更具體地涉及限制或避免所述鉆柱的磨損和磨耗的組件。

背景技術

在石油和天然氣工業中，勘探和開發過程通常需要使用在長孔中旋轉的長鉆柱鉆探深井。鉆柱和井壁之間的相互作用引入巨大的磨損負載，所述磨損負載進一步發展成鉆柱上的極高力矩以及鉆柱和壁之間的接觸點處的極大摩擦力。力矩的增加造成更大的能耗，而摩擦可能造成鉆柱以及用于對齊井部段的鋼套管的磨耗和損壞。上述問題都造成經濟損失，造成鉆探服務提供者的競爭劣勢。此外，隨著更多鉆管的加入，鉆柱變得更長且更重，柔性增加并且相對于預期軸線存在更多橫向偏轉的風險。偏轉可能引發鉆頭的顫動，并且進一步降低鉆探速度并且增加孔的嚴重偏差。

該問題是公知的，已經做出了巨大努力克服鉆柱摩擦和偏轉問題。一種解決方案涉及用于井操作的旋轉軸環，從而避免相對于井套管的摩擦，所述旋轉軸環使用滾珠軸承從而允許軸環相對于鉆柱自由旋轉。另一種解決方案涉及鉆柱軸襯工具，所述鉆柱軸襯工具夾在鉆柱上。軸襯工具包括剛性管狀增強金屬內套筒，所述剛性管狀增強金屬內套筒具有模制在套筒的內側和外側上的橡膠類材料。多個鉆柱軸襯工具可以設置在旋轉鉆柱上并且允許相對于其相對旋轉從而避免鉆柱偏轉。

另一種系統涉及使用摩擦減少元件，所述摩擦減少元件作為短節安裝在鉆柱中，所述鉆柱具有經由軸承安裝在心軸上的雙套筒。內套筒固定在心軸上，而外套筒通過軸襯安裝在內套筒上，所述軸襯允許外套筒自由旋轉。由于套筒可以在心軸上旋轉并且相對于井壁不旋轉(靜止)，這種短節被劃分成“非旋轉”短節。

然而，上述方法由于成本、復雜性和操作的問題而具有有限的工業發展。仍然非常需要具有容易制造、操作和維修的簡單構造特征以及合理低成本的摩擦減少元件。

發明內容

在本發明的第一方面，提供一種用于聯接至鉆柱的短節組件，該組件包括：心軸；套筒，所述套筒圍繞所述心軸同軸設置；第一止動件，所述第一止動件被設置成避免套筒沿著心軸在第一方向上軸向移動；第二止動件，所述第二止動件被設置成避免套筒在第二方向上軸向移動；其中所述第二止動件與心軸可釋放地接合。

用于減少短節上的摩擦的元件作為其部件進行調節。公開的元件包括：管狀心軸，所述管狀心軸具有第一端部和第二端部從而連接至鉆柱的相鄰元件；套筒，所述套筒安裝在心軸上，通過心軸上鑄造的第一止動件和附接在心軸上的第二可除去止動件限制套筒相對于心軸的軸向移動。第二可除去止動件可以脫離從而允許通過心軸的第二端部除去套筒。

因此，通過提供與心軸對齊的短節，心軸本身不需要特殊修改。止動件用于將套筒限制或圍繞在短節上，并且套筒相對于心軸保持固定。通過除去可釋放止動件并且使舊套筒從短節上滑掉從而實現更換，允許容易更換。

不修改心軸即可容易更換可以允許根據本發明的短節組件的特殊材料。

在本發明的某些實施方案中，每個凸耳可以包括彈性懸臂，并且每個軸向定向的凹槽可以包括通道，所述通道和懸臂共同限定彈簧鎖接合裝置從而將止動環固定至軸環。

軸環可以包括間隙，所述間隙鄰近通道從而提供通路以便更換懸臂，并且因此釋放所述彈簧鎖接合裝置使止動環與所述軸環脫離。

在本發明的其它實施方案中，懸臂可以包括開口，所述開口被設置成提供通路從而釋放捕獲的鉆探碎片。

在本發明的其它實施方案中，通道可以包括通孔，所述通孔被設置成提供通路從而釋放所述彈簧鎖接合裝置。

在其它實施方案中，凸耳的尺寸可以避免與所述套筒接觸。