[發(fā)明專利]一種用于水平井造斜用鉆桿的串接式短節(jié)

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• 申請日: 2020-12-10
• 公開（公告）號: CN112647863A
• 公開（公告）日: 2021-04-13
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 劉顯濤;王思敏;郭相龍;張淼
• 申請（專利權(quán)）人: 吉林石油裝備技術(shù)工程服務(wù)有限公司
• 主分類號: E21B17/05
• 分類號: E21B17/05
• 代理公司: 大連格智知識產(chǎn)權(quán)代理有限公司 21238
• 代理人: 劉琦

本發(fā)明公開了一種用于水平井造斜用鉆桿的串接式短節(jié)，包括相對水平井而言的傳動部分和軸承支撐部分；其中，傳動部分包括：公接頭(2)、鎖套(6)、外殼體(3)、對接接頭(11)；軸承支撐部分包括環(huán)抱固定在所述鉆桿短節(jié)外任意位置的軸承。本發(fā)明通過公接頭與鎖套的卡接周向限位傳遞扭矩，再通過可拆卸固定在鎖套外部的對接接頭與公接頭前端直桿部分旋接形成軸向限位防止鉆桿短節(jié)間發(fā)生竄動。公接頭后部球頭與鎖套萬向連接保證鉆桿短節(jié)旋轉(zhuǎn)至一定角度完成水平井造斜作業(yè)。本發(fā)明適應(yīng)井壁的走向克服井壁的阻力保證鉆進平穩(wěn)。本發(fā)明的外部設(shè)有與水平井壁相抵接的軸承，將滑動阻力變成了滾動阻力降低了鉆桿所受摩阻扭矩。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及水平井鉆具的設(shè)計制造領(lǐng)域，更具體地說，涉及一種用于水平井造斜用鉆桿的串接式短節(jié)。

背景技術(shù)

水平井是最大井斜角達到或接近90°(一般不小于86°)，并在目的層中維持一定長度的水平井段的特殊井。有時為了某種特殊的需要，井斜角可以超過90°，“向上翹”。一般來說，水平井適用于薄的油氣層或裂縫性油氣藏，目的在于增大油氣層的裸露面積。在鉆井鉆進的過程中，為了適應(yīng)井壁的走向鉆桿應(yīng)旋轉(zhuǎn)一定角度進行的作業(yè)，并需要克服井壁的阻力保證鉆進平穩(wěn)。其中鉆桿短節(jié)作為鉆桿中的損耗件存在短節(jié)更換麻煩、工作效率低等問題。隨著水平井?dāng)?shù)量、水平段長度的不斷增加鉆進過程中還存在鉆桿所受摩阻扭矩較大等難題。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的目的是解決鉆桿短節(jié)更換麻煩，受摩阻扭矩較大，工作效率低等問題。

為了達到上述目的，本發(fā)明提供一種用于水平井造斜用鉆桿的串接式短節(jié)，包括前部為直桿段后部為球頭的公接頭、前端球形腔容納所述球頭的鎖套，以及套接在所述公接頭直桿段的末端外部并在所述球頭前端形成環(huán)形端蓋卡住所述球頭的所述外殼體。所述外殼體的后部為筒形殼體，可拆卸的套接在所述鎖套的外部；所述鎖套的后端設(shè)置容納所述公接頭直桿段的柱孔，并通過端側(cè)可拆卸方式套接的對接接頭實現(xiàn)短節(jié)的依次連接；所述對接接頭設(shè)置螺紋孔用于旋接所述公接頭直桿段上的螺紋段。所述公接頭和所述鎖套設(shè)置有貫穿的中心孔。所述外殼體、所述鎖套及所述對接接頭整體外周面在一個環(huán)形段上通過周向間隔設(shè)置的滾動體套接了軸承套。配合連接的所述鎖套和所述公接頭的球頭部分在周向上間隔設(shè)置了容納鋼球的槽口。

為了更好的傳遞鉆桿的轉(zhuǎn)動扭矩，所述公接頭直桿段與所述鎖套可拆卸的套接在一起，優(yōu)選的是，所述鎖套后端的柱孔內(nèi)設(shè)置若干鍵槽用于卡接所述公接頭直桿段上對應(yīng)的鍵。

所述滾動體和所述軸承套可組合設(shè)置在所述外殼體、所述鎖套及所述對接接頭整體外周面上的任意位置處，考慮到鉆桿短節(jié)的外徑與水平井壁的間隙有限，故所述鎖套的外徑應(yīng)最接近鉆桿的外徑，優(yōu)選的是，所述滾動體與所述軸承套設(shè)置在所述外殼體與所述對接接頭之間的所述鎖套外周處。

為保證所述公接頭與所述鎖套在周向上同步傳動、并繞所述球頭的球心在一定角度范圍內(nèi)旋轉(zhuǎn)，優(yōu)選的是，所述鎖套和所述公接頭的球頭的槽口的上部為軸向開設(shè)的長圓狀槽、下部為容許所述鋼球通過的通孔。

所述滾動體有多種形式，例如滾珠、滾針等等，為提高機械傳遞效率和降低機械性損傷，優(yōu)選的是，所述滾動體為滾針。

所述公接頭和所述鎖套內(nèi)貫穿的中心孔供鉆井液流通用，因所述公接頭與所述鎖套是繞球頭的球心轉(zhuǎn)動的，為了不影響鉆井液流通量及流通速率，其中一種優(yōu)選的方式是，所述公接頭的中心孔后段逐漸擴大成喇叭口。

因串接的所述短節(jié)之間的中心孔中流通有鉆井液，故在鉆井液流通的部分上應(yīng)設(shè)有密封裝置，優(yōu)選的是，所述公接頭直桿的前端設(shè)有第一密封圈，所述公接頭球頭與所述鎖套半球窩狀口連接處的后端設(shè)有第二密封圈。

所述第一密封圈和所述第二密封圈的種類有V型、Y型和O型等，為了便于安裝和拆卸，優(yōu)選的是，所述第一密封圈和所述第二密封圈均為O型密封圈。