[發(fā)明專利]一種空氣潛孔錘用螺旋翼扶正器

在審

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201710453835.6
• 申請(qǐng)日: 2017-06-15
• 公開（公告）號(hào): CN107100557A
• 公開（公告）日: 2017-08-29
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 陳怡;王虎;李勇;巴特爾;王劍;秦世夕
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 貴州省地質(zhì)礦產(chǎn)勘查開發(fā)局111地質(zhì)大隊(duì)
• 主分類號(hào): E21B17/10
• 分類號(hào): E21B17/10
• 代理公司: 北京酷愛智慧知識(shí)產(chǎn)權(quán)代理有限公司11514
• 代理人: 安娜

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及空氣鉆井設(shè)備領(lǐng)域，具體涉及一種空氣潛孔錘用螺旋翼扶正器。

背景技術(shù)

使用空氣潛孔錘鉆井時(shí)，當(dāng)井深到達(dá)一定程度之后，鉆具經(jīng)常會(huì)因長(zhǎng)度過長(zhǎng)而發(fā)生變形，導(dǎo)致井身傾斜，為消除或減小這種井斜現(xiàn)象，工程上通常采用在鉆具下部加裝扶正器的方式來進(jìn)行鉆具扶正，以達(dá)到消除或減小井斜的效果。

目前空氣潛孔錘用的扶正器主要有兩種，一種是根據(jù)空氣潛孔錘的現(xiàn)場(chǎng)使用情況設(shè)計(jì)的簡(jiǎn)單扶正器100＇，參見附圖1，簡(jiǎn)單扶正器100＇即在一個(gè)管體狀的扶正器本體1＇的外表面上直接焊接幾個(gè)沿其長(zhǎng)度方向布置的鋼板作為扶正翼2＇，在鋼板扶正翼2＇的頂端焊有合金以減小磨耗。這種簡(jiǎn)單扶正器100＇結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，制作成本低，現(xiàn)在的空氣潛孔錘上使用的扶正器以此為主；但其扶正翼2＇豎直焊接的形式，不利于鉆屑上返，且旋轉(zhuǎn)阻力較大，容易導(dǎo)致扶正翼2＇折斷，導(dǎo)致簡(jiǎn)單扶正器100＇的使用壽命較低。另一種則是套用石油鉆井用的螺旋扶正器100＂，參見附圖2，石油鉆井用的螺旋扶正器100＂的扶正器本體1＂采用一體鑄造成型，結(jié)構(gòu)強(qiáng)度高，在其外圓周上開設(shè)螺旋槽3＂進(jìn)而形成螺旋狀的扶正翼2＂，抗偏折能力強(qiáng)；但其扶正翼2＂間的螺旋槽3＂的槽深較淺、槽寬較小，在高壓泥漿環(huán)境下使用時(shí)，可以保證鉆屑上返的順暢，但在壓力相對(duì)較低的空氣壓力鉆進(jìn)中，空氣和鉆屑上返的通道受限，排屑不暢且容易卡鉆，特別是在停止供氣的情況下，下落的巖屑易在扶正翼2＂上以及螺旋槽3＂中堆積，極大的增加了卡鉆或埋鉆的風(fēng)險(xiǎn)。

前述的簡(jiǎn)單扶正器100＇以及螺旋扶正器100＂，前者大多為現(xiàn)場(chǎng)自制，后者為直接借用石油鉆井的扶正器，并非真的適合空氣鉆井的實(shí)際工作條件和環(huán)境，嚴(yán)格來說都不是真正適合空氣潛孔錘使用的扶正器；而隨著空氣鉆井技術(shù)的逐漸進(jìn)步和大面積使用，尤其是空氣潛孔錘鉆井技術(shù)在現(xiàn)代工程上的應(yīng)用愈加成熟，為提高空氣潛孔錘鉆井的質(zhì)量和效率，消除或減小井斜現(xiàn)象，保證空氣上返的攜渣能力，減低卡鉆或埋鉆的風(fēng)險(xiǎn)，非常有必要為空氣潛孔錘設(shè)計(jì)一種專用的扶正器。

發(fā)明內(nèi)容

針對(duì)上述問題，發(fā)明人結(jié)合空氣潛孔錘的實(shí)際工作條件，經(jīng)過多方計(jì)算和現(xiàn)場(chǎng)試驗(yàn)，提出一種空氣潛孔錘專用的扶正器，能有效扶正鉆具以減小井斜，同時(shí)保證空氣上返的攜渣能力，減低卡鉆或埋鉆的風(fēng)險(xiǎn)，提高空氣潛孔錘鉆井的質(zhì)量和效率。

為達(dá)到上述技術(shù)效果，本發(fā)明所采用的技術(shù)方案是：

一種空氣潛孔錘用螺旋翼扶正器，包括：扶正器本體和扶正翼；所述扶正器本體呈管狀，扶正器本體的兩端分別設(shè)置有公扣和母扣，扶正器本體中段的外壁上設(shè)置至少一個(gè)所述扶正翼；所述扶正翼用鋼板制成，呈螺旋狀繞設(shè)在所述扶正器本體上，并在扶正翼之間形成螺旋狀的導(dǎo)流槽，扶正翼的外表面以及上下端面上均鑲有復(fù)合材料片。

上述結(jié)構(gòu)的扶正器，能有效扶正鉆具、減小井斜；其扶正翼采用石油鉆井用螺旋扶正器的螺旋翼形式，旋轉(zhuǎn)扭矩小，極大的提高了扶正翼的抗偏折能力，使扶正翼不易折斷和脫落；使用窄鋼板制作扶正翼，增大了導(dǎo)流槽的寬度和深度，為空氣上返攜渣提供了充分的空間，增強(qiáng)空氣潛孔錘鉆井的攜渣能力，減低卡鉆或埋鉆的風(fēng)險(xiǎn)；扶正翼的的具體設(shè)置數(shù)量，視不同的鉆井環(huán)境可酌情增減，兼顧扶正效果和攜渣能力即可；扶正翼表面鑲有復(fù)合材料片，提升扶正器的抗磨能力，提高使用壽命。

進(jìn)一步地，所述扶正翼設(shè)置有三個(gè)，沿周向均勻設(shè)置在所述扶正器本體的外壁上。設(shè)置三個(gè)扶正翼，可兼顧扶正器的扶正效果，以及導(dǎo)流槽的攜渣能力，可在常規(guī)的空氣潛孔錘鉆井中通用。

進(jìn)一步地，所述扶正翼兩端外側(cè)的扶正器本體上凹設(shè)有至少一組供動(dòng)力鉗或扳手夾持的夾持槽；方便拆裝鉆具和扶正器。

進(jìn)一步地，所述夾持槽設(shè)置有多組，且每組所述夾持槽的夾持角度不同；可在鉆具處于不同角度時(shí)直接拆裝鉆具和扶正器，使用更方便。

進(jìn)一步地，所述扶正翼的厚度為24mm-30mm；結(jié)合力學(xué)計(jì)算和現(xiàn)場(chǎng)實(shí)驗(yàn)情況，扶正翼厚度小于24mm之后，強(qiáng)度不足，易損壞，使用壽命短，扶正翼厚度大于30mm之后，導(dǎo)流槽的寬度減小，空氣上返攜渣通道受限，卡鉆或埋鉆的概率會(huì)急劇上升。

進(jìn)一步地，所述扶正翼的高度為55mm-63mm；結(jié)合力學(xué)計(jì)算和現(xiàn)場(chǎng)實(shí)驗(yàn)情況，扶正翼高度小于55mm之后，空氣上返攜渣的能力不足，扶正翼高度大于63mm之后，扶正翼旋轉(zhuǎn)扭矩太大，易折斷和脫落。

進(jìn)一步地，所述扶正翼的螺旋角度19°-24°；結(jié)合力學(xué)計(jì)算和現(xiàn)場(chǎng)實(shí)驗(yàn)情況，扶正翼的螺旋角度小于19°時(shí)，旋轉(zhuǎn)扭矩過大，鉆進(jìn)時(shí)振動(dòng)較大，螺旋角度大于24°之后，穩(wěn)定鉆具的效果較差，且起下鉆時(shí)摩擦阻力較大。