钻柱减阻降扭装置制造方法及图纸

本实用新型专利技术公开了一种钻柱减阻降扭装置，由空心轴结构的主体接头、套接于主体接头上的外套体构成，所述外套体上设置有至少两组滚动装置，所述滚动装置均匀布置于外套体外缘，外套体轴线轴线与主体接头轴线平行，所述滚动装置内设置有至少一个滚轮，滚轮轴线与外套体垂直。在定向井钻进过程中，此装置可以承受钻柱的重量。其外套体上的滚轮与井壁接触，将钻柱与井壁的滑动摩擦转变为该装置滚轮与井壁的滚动摩擦，极大的减少了钻进过程中的摩擦力，使钻压能顺利施加到钻头上，提高钻井效率。同时主体接头与外套体之间有低摩阻耐磨套，使主体接头与外套体可以相对转动，减小主体接头与外套体相对转动的摩阻，从而减少定向钻井过程中产生的扭矩。

【技术实现步骤摘要】
钻柱减阻降扭装置
本技术涉及一种在石油定向钻井工程中用于减少钻柱摩阻，降低钻柱降扭的装置。
技术介绍
在定向钻井中，尤其是在大斜度井(即钻井斜长与垂深之比大于2，井斜角在60°至86°的定向井)水平井段以及页岩气水平井水平段(井斜角达到或接近90° )的钻井过程中，由于钻柱自身的重量施加在井壁上，在钻进过程中会产生很大的摩阻，导致钻压无法顺利施加到钻头上，产生托压现象，严重影响机械钻速和钻井效率。钻柱旋转过程中会产生扭矩，容易造成钻柱失效。现有钻柱激励减阻工具，主要通过周期性振动将钻柱与井壁之间的静摩擦转变为动摩擦，在一定程度上减小了阻力。但钻柱激励减阻工具结构复杂，制造成本高，而且剧烈的振动很容易造成钻柱及其它井下工具的破坏。
技术实现思路
本技术的目的在于克服现有技术存在的以上问题，提供一种钻柱减阻降扭装置，减小大位移井、长水平段水平井等复杂结构井钻井过程中的摩阻和扭矩，使钻压能顺利施加到钻头上，提高钻井效率；同时将心轴固定在装置内部，避免装置零件失效落入井中造成卡钻的危险；外套体的偏转斜面可以使钻井液在流过时产生涡流，可以减少岩屑在装置上附着。为实现上述技术目的，达到上述技术效果，本技术通过以下技术方案实现:一种钻柱减阻降扭装置，由空心轴结构的主体接头、套接于主体接头上的外套体构成。所述外套体上设有至少两个轴向的容置窗口，在每个容置窗口中设置一组滚动装置。所述滚动装置包括滚轮和滚轮架；所述滚轮架装在主体接头与外套体之间，并内嵌在所述容置窗口内侧，所述滚轮架内侧为与主体接头相配合的弧面，外侧设置有用于放置滚轮的滚轮容纳槽和用于安装滚轮轴的半圆心轴安装槽；所述滚轮通过滚轮轴装于滚轮容纳槽中，外侧从所述容置窗口中露出并突出于外套体的外缘，所述滚轮轴线与外套体轴线垂直。进一步，所述容置窗口的外侧为轴向的扁长方体凸起形状，扁长方体凸起形状的两端分别通过过渡斜面与所述主体接头相接，两端的过渡斜面分别向顺时针方向偏转且面积逐渐减小。优选的，所述滚动装置设置有六组，所述的每组滚动装置设置至少一个滚轮。进一步，所述主体接头上设置有限位轴环，所述外套体一端紧靠于所述限位轴环，另一端通过连接在主体接头上的连接器挤压固定，连接器与主体接头通过螺纹连接。进一步的，所述外套体与所述主体接头之间设置有内衬套。本技术的有益效果是:1、在定向井尤其是其非直井段钻进过程中，此装置可以承受钻柱的重量。其外套体上的滚轮与井壁接触，将钻柱与井壁的滑动摩擦转变为该装置滚轮与井壁的滚动摩擦，极大的减少了钻进过程中的摩擦力，使钻压能顺利施加到钻头上，提高钻井效率。同时主体接头与外套体之间有低摩阻的内衬套，减小了主体接头相对外套体转动时的周向摩阻，减少定向钻井过程中产生的扭矩。2、容置窗口两端的过渡斜面可以使钻井液在流过该结构与井壁的环空间隙时，形成涡流，有利于清除井筒中附着在装置上的岩屑。3、将滚轮心轴固定在装置内部，有效避免了装置零部件落入井中造成的卡钻危险，提闻了安全性。4、同一圆周上分布六组滚动装置使滚轮与井壁接触良好，更好的减少阻力。5、外套体与主体之间的内衬套可以减小主体相对外套转动时的周向摩阻，从而减小扭矩。上述说明仅是本技术技术方案的概述，为了能够更清楚了解本技术的技术手段，并可依照说明书的内容予以实施，以下以本技术的较佳实施例并配合附图详细说明如后。本技术的【具体实施方式】由以下实施例及其附图详细给出。【附图说明】此处所说明的附图用来提供对本技术的进一步理解，构成本申请的一部分，本技术的示意性实施例及其说明用于解释本技术，并不构成对本技术的不当限定。在附图中:图1钻柱减阻降扭装置主视图；图2钻柱减阻降扭装置剖视图；图3滚轮架结构示意图；图4外套体结构示意图；图5外套体的剖面图。图中标号说明:1、主体接头，101、限位轴环，2、外套体，21、容置窗口，22、扁长方体凸起形状，23、过渡斜面，3、滚动装置，31、滚轮，32、滚轮架，321、弧面，322、滚轮容纳槽，323、半圆心轴安装槽，5、连接器，6、内衬套。【具体实施方式】下面将参考附图并结合实施例，来详细说明本技术。参照图1和图2所示，一种钻柱减阻降扭装置，由空心轴结构的主体接头1、套接于主体接头I上的外套体2构成，所述主体接头I上设置有限位轴环101，所述外套体2 —端紧靠于所述限位轴环101，另一端通过连接在主体接头I上的连接器5挤压固定，连接器5与主体接头I通过螺纹连接。所述外套体2与所述主体接头I之间设置有内衬套6。内衬套6可以减小主体相对外套转动时的周向摩阻，从而减小扭矩。所述外套体2上设置有上设有至少两个轴向的容置窗口 21,在每个容置窗口中设置一组滚动装置3。参见图3，滚动装置3包括滚轮31和滚轮架32。滚轮架32装在主体接头I与外套体2之间，并内嵌在所述容置窗口 21内侧，所述滚轮架32内侧为与主体接头I相配合的弧面321，外侧设置有用于放置滚轮31的滚轮容纳槽322和用于安装滚轮轴的半圆心轴安装槽323。滚轮31通过滚轮轴装于滚轮容纳槽322中，外侧从所述容置窗口中露出并突出于外套体的外缘，所述滚轮31轴线与外套体轴线垂直。这样将滚轮的心轴固定在滚动装置3内部，有效避免了装置零部件落入井中造成的卡钻危险，提高了安全性。作为本技术的优选实施例，所述滚动装置3设置有六组，同一圆周上分布六组滚动装置3使滚轮与井壁接触良好，更好的减少阻力。作为本技术的优选实施例，所述的每组滚动装置3分别设置有四个滚轮31，安装在滚轮架32中。参见图4和图5,容置窗口 21的外侧为轴向的扁长方体凸起形状22,扁长方体凸起形状的两端分别通过过渡斜面23与所述主体接头I相接，两端的过渡斜面23分别向顺时针方向偏转且面积逐渐减小，可以使钻井液在流过该装置与井壁的环空间隙时，形成涡流，有利于清除附着在装置上的岩屑。在定向井非直井段钻进时，此装置与钻柱连接在一起，可以承受钻柱的重量。具体数量和安放距离根据现场实际工况确定。该装置外套体2上的滚轮31与井壁接触，将钻柱与井壁的滑动摩擦转变为该装置的滚轮与井壁的滚动摩擦，极大的减少了钻进过程中的摩擦力，使钻压能顺利施加到钻头上，提高钻井效率。同时主体接头I与外套体2之间有低摩阻的内衬套6，减小了主体接头相对外套体转动时的周向摩阻，从而减少定向钻井过程中产生的扭矩。以上所述仅为本技术的优选实施例而已，并不用于限制本技术，对于本领域的技术人员来说，本技术可以有各种更改和变化。凡在本技术的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本技术的保护范围之内。本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种钻柱减阻降扭装置，由空心轴结构的主体接头（1）、套接于主体接头（1）上的外套体（2）构成，其特征在于：所述外套体（2）上设有至少两个轴向的容置窗口（21)，在每个容置窗口中设置一组滚动装置（3）；所述滚动装置包括滚轮（31）和滚轮架（32）；所述滚轮架（32）装在主体接头（1）与外套体（2）之间，并内嵌在所述容置窗口（21)内侧，所述滚轮架（32）内侧为与主体接头（1）相配合的弧面（321），外侧设置有用于放置滚轮（31）的滚轮容纳槽（322）和用于安装滚轮轴的半圆心轴安装槽（323）；所述滚轮（31）通过滚轮轴装于滚轮容纳槽（322）中，外侧从所述容置窗口中露出并突出于外套体的外缘，所述滚轮（31）轴线与外套体轴线垂直。

【技术特征摘要】
1.一种钻柱减阻降扭装置，由空心轴结构的主体接头(I)、套接于主体接头(I)上的外套体(2)构成，其特征在于: 所述外套体(2)上设有至少两个轴向的容置窗口(21),在每个容置窗口中设置一组滚动装置(3)； 所述滚动装置包括滚轮(31)和滚轮架(32 );所述滚轮架(32 )装在主体接头(I)与外套体(2)之间，并内嵌在所述容置窗口(21)内侧，所述滚轮架(32)内侧为与主体接头(I)相配合的弧面(321)，外侧设置有用于放置滚轮(31)的滚轮容纳槽(322)和用于安装滚轮轴的半圆心轴安装槽(323);所述滚轮(31)通过滚轮轴装于滚轮容纳槽(322)中，外侧从所述容置窗口中露出并突出于外套体的外缘，所述滚轮(31)轴线与外套体轴线垂直。2.根据权利要求1所述的钻柱减阻降扭装置，其特征在于:所述容置窗口(21)的外侧为轴...

【专利技术属性】
技术研发人员：苏堪华，刘洪伟，万立夫，刘继林，齐成伟，王梓航，
申请(专利权)人：重庆科技学院，
类型：新型
国别省市：重庆;85