[發明專利]一種自適應降摩阻扶正器

在審

• 申請號: 202010905961.2
• 申請日: 2020-09-01
• 公開（公告）號: CN111878007A
• 公開（公告）日: 2020-11-03
• 發明（設計）人: 吳澤兵;黃海;鄭維新;張文超;周珂飛;趙海超;王勇勇;王杰;席凱凱;郭禹倫
• 申請（專利權）人: 西安石油大學
• 主分類號: E21B17/10
• 分類號: E21B17/10
• 代理公司: 西安智大知識產權代理事務所 61215
• 代理人: 王晶

一種自適應降摩阻扶正器，包括圓環形的外擋圈和圓環形的內擋環，外擋圈外側等間距設置有扶正筋，所述外擋圈上開有凹槽，內擋環上開有圓形通孔，所述凹槽與圓形通孔相互之間對應設置，所述凹槽上設置有球形滾子，圓形通孔用于限制限制球形滾子在內擋環徑向的位移，所述球形滾子與鉆桿直接接觸。本發明能針對鉆桿本體同時實現扶正及降摩作用。

技術領域

本發明涉及油田鉆井鉆具技術領域，特別涉及一種自適應降摩阻扶正器。

背景技術

目前，大位移井和水平井鉆進過程中，鉆桿與井壁或套管因摩擦而產生的摩阻扭矩是限制鉆井技術向深井、超深井邁進的關鍵問題。另外，維持底部鉆具組合及其附近鉆桿的穩定性是確保井身結構標準的前提，偏移的井身會使鉆具受到更大的側向力，側向力在加劇了鉆具磨損的同時反過來影響井身結構，形成惡性循環。鉆具與井壁或套管的長時間摩擦會磨穿套管，嚴重時會卡鉆，甚至導致全井報廢。

安裝降摩阻工具是現階段鉆井現場最常采用的降摩阻手段，但是，降摩效果較佳的國外鉆井工具價格昂貴，對于效益一般的井場難以支撐其費用。國內降摩減阻主要采用兩種方法，一是給鉆具上噴涂特殊材料，但此類方法因井下環境惡劣，對涂層的破壞極為嚴重，難以保證很好的降摩效果。二是設計降摩減阻短節，此類工具結構復雜，且大多只具備一個方向的降摩效果，雖然能起到一定降摩作用，但效果欠佳且壽命偏短。總體而言，能同時滿足扶正、降摩要求的井下工具較少，但扶正、降摩卻是提高水平井、定向井延伸鉆進能力的關鍵問題。

發明內容

為了克服上述現有技術的不足，本發明的目的在于提供一種自適應降摩阻扶正器，能針對鉆桿本體同時實現扶正及降摩作用。

為了實現上述目的，本發明采用的技術方案是：

一種自適應降摩阻扶正器，包括圓環形的外擋圈3和圓環形的內擋環5，外擋圈3外側等間距設置有扶正筋2，所述外擋圈3上開有凹槽，內擋環5上開有圓形通孔，所述凹槽與圓形通孔相互之間對應設置，所述凹槽上設置有球形滾子4，圓形通孔用于限制限制球形滾子4在內擋環5徑向的位移，所述球形滾子4與鉆桿直接接觸。

所述外擋圈3是兩個半外擋圈，半外擋圈拼接處設置有內六角圓柱頭螺釘和定位銷及定位銷孔、階梯螺紋孔。

所述外擋圈3軸線上均布4個直徑為25mm的半球形凹槽，以軸線為基準，上下偏移60度各均布5個半球形凹槽，直徑均為25mm。

所述外擋圈3外側的扶正筋2為流線型扶正筋。

所述外擋圈3內表面用陶瓷材料涂成耐磨層，所述凹槽為半球形。

所述的內擋環5為兩個半圓環結構，內擋環5端部設置有用于固定的端蓋1。

所述內擋環5設置的圓形通孔的圓心在內擋環5的外圓柱面母線上，中心位置均布4個圓形孔，以中心圓孔圓心連線為基準上下偏移60度各均布5個圓形通孔。

所述球形滾子4直徑為24mm。

本發明的有益效果：

本發明安裝在鉆桿本體上，隨著鉆桿的運動而運動，起到扶正鉆桿，提高鉆柱穩定性的作用。

在因地層因素，摩擦力太大導致鉆桿不能運動時，因該工具直徑大于鉆桿本體，該工具直接與井壁接觸，從而在此處釋放了鉆桿的軸向運動及繞軸向旋轉的自由度，還將鉆桿本體與巖層或套管的滑動摩擦轉變為滾動摩擦，起到降摩阻的作用。

完整的擋圈內表面將會奇偶交錯(5-4-5，5-4-5)分布半球形凹槽，避免因應力集中對鉆桿造成疲勞損傷。

內擋環的圓形孔與外擋圈的球形凹槽同軸，起到限位球形滾子的作用。

流線型扶正筋對鉆井液的阻礙作用最小，便于鉆井液攜帶巖屑排出。

附圖說明