[發明專利]一種用于井眼軌跡控制的防旋轉裝置

在審

• 申請號: 201810361780.0
• 申請日: 2018-04-20
• 公開（公告）號: CN108643836A
• 公開（公告）日: 2018-10-12
• 發明（設計）人: 張劍;趙興華;朱華
• 申請（專利權）人: 張劍
• 主分類號: E21B7/04
• 分類號: E21B7/04
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

本發明涉及一種用于井眼軌跡控制的防旋轉裝置，屬于石油鉆采工具技術領域。本發明將鉆桿穿過防旋轉裝置內部，將防旋轉裝置設置在套筒內部，防滑座內部的活動件在復位彈簧的作用下緊貼套管內壁，防滑輥同樣緊貼套管內壁，當鉆桿旋轉時，鉆桿會帶動防旋轉裝置轉動，由于防滑輥緊貼套筒內壁，防旋轉裝置與套筒內壁的摩擦力遠大于鉆桿與鉆桿套筒之間的摩擦力，所以當鉆桿旋轉時防旋轉裝置能夠確保套筒不動，從而防止套筒的旋轉。本發明中采用防滑輥來增大防旋轉裝置與套筒之間的摩擦力，將防滑輥設置為棱形增大了接觸面積和摩擦力，且防滑輥與套筒內壁為面接觸，防滑輥不易損傷套筒內壁。

技術領域

本發明涉及一種用于井眼軌跡控制的防旋轉裝置，屬于石油鉆采工具技術領域。

背景技術

在鉆井過程中，井眼發生傾斜現象和變向是很難避免的。從降低成本，安全鉆進，有利于機械釆油，有利于開發方案的正確實施諸多方面考慮，希望將井斜控制在某一范圍內。理論和實踐均已表明，在鉆鋌上優化鉆具組合，能夠在鉆進過程中有效的增斜、穩斜和造斜，解決了上述鉆進過程中的問題，因此穩定器得到了迅速的發展和應用。

穩定器類型繁多，按穩定器與井壁相對運動形式可分為三類：旋轉葉片型、不轉動套型和滾輪穩定器；按穩定器的安裝位置可分為井底型穩定器和鉆柱型穩定器；按直徑可調節性能劃分，穩定器可分為兩類：固定直徑穩定器和可調節直徑穩定器。此外，還有一種類型變徑穩定器，即可換套穩定器。它是將工作棱機械聯接在工作段上，當穩定器上井后，由于工作棱的磨損需要換上新的工作棱，或者換上其它類型的工作棱以改變穩定器的工作外徑，實現變徑。

穩定器在鉆具組合中主要起著支點和扶正作用，多個穩定器安裝在不同位置將井斜角和井眼曲率控制在規定范圍內，也使鉆挺的絕大部分重量集中在鉆頭上，減少鉆柱和鉆頭上所承受的非井眼中心力的其它外力。保證底部鉆柱與井眼基本上同軸，減少鉆具上的扭矩，防止鉆鋌與井壁長距離接觸，相應地減少形成鍵槽卡鉆和產生壓差卡鉆的可能性。從而提高了鉆頭工作的穩定性，延長其壽命，這對金剛石鉆頭尤為重要。隨著穩定器的發展和大量的開采水平井和定向井，穩定器在鉆井過程中逐漸由單一的扶正作用演化為造斜、穩斜和降斜，成為現代井眼軌跡控制技術中不可或缺的井底鉆具。

高造斜率井眼軌跡控制工具中，工具面是以不旋轉外殼為基準進行控制的，因此在導向鉆進過程中，需要外殼相對于井壁保持靜止，以便保持旋轉導向鉆井工具的工具面穩定，實現井眼軌跡的控制。但是由于不旋轉外殼和主軸之間安裝有軸承支撐系統和密封系統，存在摩擦力，這樣在導向鉆井時不旋轉外殼將隨著主軸的轉動而發生緩慢的旋轉，從而使旋轉導向鉆井工具的工具面發生改變，影響鉆井的導向控制。高造斜率井眼軌跡控制工具的主軸直接與鉆奸相連接，因此就將鉆奸旋轉動力傳到了主軸上，主軸采用高強度不誘鋼材料制造，在滿足高強度的同時還能保證有一定的撓曲變形。

防旋轉裝置的壽命、可靠性以及失效形式取決內部因素（如強度、剛度、耐磨性和結構合理性）和外部因素（即工況條件或稱服役條件）。只有在掌握其失效客觀規律的前提下，才有可能對其做出正確的分析，從而正確選用材料及合理的表面強化方式。

防旋轉裝置的服役條件就是鉆柱的服役條件，包括所承受載荷的性質（靜、交變、沖擊載荷）、加載順序（載荷譜）、應力狀態（拉、壓、彎、扭、接觸及各種復合力）、溫度、地層與巖性、環境介質（鉆井液、腐燭性氣體介質等）。

發明內容

本發明主要解決的技術問題：針對現有的防旋轉裝置中防滑輥易損傷套筒內壁的問題，本發明提供了一種用于井眼軌跡控制的防旋轉裝置。

為了解決上述技術問題，本發明所采用的技術方案：

一種用于井眼軌跡控制的防旋轉裝置，包括鉆桿套筒和鉆桿，所述的鉆桿套筒外表面設置有防滑座，防滑座內部設置有防滑輥，防滑輥通過旋轉軸安裝在防滑座內部的活動件上，防滑輥兩端設置有彈簧，活動件與防滑座之間設置有復位彈簧，所述的鉆桿穿過防旋轉裝置內部，防旋轉裝置設置在套筒內部。