弹性滚珠式套管和钻杆保护器制造技术

本发明专利技术提供了一种弹性滚珠式套管和钻杆保护器，包括中心套体、固定肋、钢板弹簧和滚珠，主要用于钻井过程中，当钻杆在倾斜井段受自重影响或在弯曲严重井段受井眼轨迹影响贴靠在套管内壁时，滚珠能够以滚动摩擦取代传统钻杆与套管之间的滑动摩擦，从而降低套管受磨损程度，固定肋均匀地安装在中心套体的外壁面上，其内部安装的钢板弹簧为滚珠提供了良好的弹性支撑力，降低了钻柱的旋转扭矩和起钻负压，确保钻压值不失真，保证钻遇弯曲严重井段时钻杆通过的流畅性，滚珠在套管的内表面上做滚动运动，由于其所受到的均匀的弹性力作用，能够保证中心套体与钻杆进行同步旋转运动，降低了中心套体与钻杆之间的摩阻，从而降低了钻杆所受磨损的程度。

Elastic ball type casing and drill rod protector

The invention provides an elastic ball type casing and drill rod protector, including a center sleeve, a fixed rib, a steel plate spring and a ball, which is mainly used in the drilling process. The ball can be replaced by rolling friction when the drill rod is affected by self weight in the inclined shaft or on the inner wall of the casing in the curved section of the well. The sliding friction between the traditional drill rod and the casing can reduce the wear degree of the casing, and the fixed ribs are evenly mounted on the outer wall of the center sleeve. The internal mounting plate spring provides good elastic support for the ball, reduces the rotary torque and the negative pressure of the drill, ensures the drilling pressure value without distortion and ensures the drill. The rolling movement of the ball on the inner surface of the casing is done when the drill rod passes through the flow of the drill pipe in the case of a serious bend, which can ensure the synchronous rotation of the center sleeve and the drill rod and reduce the friction between the center sleeve and the drill rod because of its uniform elastic force. Thus the degree of wear of the drill rod is reduced.

【技术实现步骤摘要】
弹性滚珠式套管和钻杆保护器
本专利技术提供了一种钻井作业时所使用的套管和钻杆保护器，具体提供了一种当钻杆在倾斜井段受自重影响或在弯曲严重井段受井眼轨迹影响贴靠在套管内壁时，为减小钻杆对套管的磨损程度以及钻杆自身所受磨损程度所使用的弹性滚珠式套管和钻杆保护器。
技术介绍
在钻井过程中，钻柱在拉力作用下被拉向井眼的上侧，随着管柱的旋转，会导致套管的上侧发生磨损。钻柱在重力和钻压作用下，被压在了套管下侧，随着钻杆与套管之间的滑动和旋转，会导致套管的下侧发生磨损。套管被磨损后，其抗挤压强度、抗内压强度降低，导致套管变形，严重影响钻采及测试工具的通过，无法完成进一步的工作，套管被磨穿或爆裂后会引起更加严重的问题。为了有效解决钻井过程中套管磨损的问题，实际施工时需在钻杆上安装套管保护器用以避免钻杆与套管内壁的直接接触，由于套管保护器所使用的材质的硬度低于套管的材质硬度，因此当套管保护器与套管发生相对运动时，磨损的将是套管保护器而不是套管本身，从而有效地减小了套管的磨损程度。弹性滚珠式套管和钻杆保护器除了具备上述特点外，其固定肋内的钢板弹簧为滚珠提供了均匀的弹性支撑力，降低了钻杆旋转扭矩和起钻负压，确保钻压值不失真，保证钻遇弯曲严重井段时钻杆通过的流畅性。滚珠在套管内表面做滚动运动，又由于其受到均匀的弹性支撑力作用，保证了中心套体与钻杆进行同步旋转运动，降低了中心套体与钻杆之间的摩阻，从而降低了钻杆所受磨损的程度。中心套体的材质硬度低于钻杆的材质硬度，因此在钻进过程中不会对钻杆产生磨损。该保护器上18个固定肋均匀的安装方式保证了钻液井在井筒当中流动的均质性，更有利于控制井筒内的压力。
技术实现思路
本专利技术的目的在于提供一种弹性滚珠式套管和钻杆保护器，能够有效地降低钻杆在钻进过程中对套管的磨损程度以及钻杆自身所受磨损程度。为了实现上述目的，本专利技术采取如下的技术方案：(1)一种弹性滚珠式套管和钻杆保护器，该保护器包括中心套体、固定肋、钢板弹簧和滚珠。(2)每个固定肋内，在靠近中心套体外壁面的位置处设置有带多个中孔的钢板弹簧一条。(3)每条固定肋内的钢板弹簧上的中孔孔面都打磨成与滚珠相配合的凹球面，为滚珠提供均匀的弹性支撑力，降低了钻杆旋转扭矩和起钻负压，确保钻压值不失真，保证钻遇弯曲严重井段时钻杆通过的流畅性。(4)每两个固定肋之间的圆心角为20°，在中心套体的外壁面上共均匀安装着18个固定肋，均匀的安装方式能够保证钻井液在井筒当中流动的均质性，有利于控制井筒内的压力。(5)每颗滚珠对应钢板弹簧上的一个中孔。(6)每颗滚珠设计为空心，与实心滚球相比，其减轻了保护器自身的重量，减小了保护器作用在套管上的压力，从而降低了套管的磨损程度。(7)每颗滚珠与套管内壁相接触时，滚珠以滚动摩擦取代了传统的钻杆与套管内壁之间的滑动摩擦，极大地降低了套管的磨损程度。(8)每颗滚珠在套管内表面做滚动运动，又由于其受到良好的弹性支撑力作用，保证了中心套体与钻杆进行同步旋转运动，降低了中心套体与钻杆之间的摩阻，从而降低了钻杆所受磨损的程度。(9)每颗滚珠的材质硬度低于套管的材质硬度，当滚珠与套管相接触时，发生磨损的将是滚珠，从而降低了套管的磨损程度。(10)中心套体的材质硬度低于钻杆的材质硬度，当钻杆在中心套体内进行旋转时，发生磨损的将是中心套体，从而降低了钻杆的磨损程度。本专利技术的优点：(1)本专利技术固定肋内安装的滚珠以滚动摩擦取代了传统的钻杆与套管内壁之间的滑动摩擦，更大程度地减小了套管的磨损程度。(2)本专利技术中滚珠设计为空心，与实心滚球相比，其减轻了保护器自身的重量，减小了保护器作用在套管上的压力，从而降低了套管的磨损程度。(3)本专利技术中钢板弹簧为滚珠提供了均匀的弹性支撑力，降低了钻杆旋转扭矩和起钻负压，确保钻压值不失真，保证了钻遇弯曲严重井段时钻杆通过的流畅性。(4)本专利技术中每颗滚珠在套管内表面做滚动运动，又由于其受到均匀的弹性支撑力作用，保证了中心套体与钻杆进行同步旋转运动，降低了中心套体与钻杆之间的摩阻，从而降低了钻杆所受磨损的程度。(5)本专利技术中18个固定肋均匀分布的排列方式能够保证钻井液在井筒当中流动的均质性，有利于控制井筒内的压力。附图说明图1为本专利技术的俯视图。图2为本专利技术的正视图。具体实施方式下面将结合附图对本专利技术做进一步说明。本专利技术的中心套体1安装在钻杆的指定位置上，能过与钻杆发生相对滚动。本专利技术的中心套体1所使用的材质硬度要低于钻杆的材质硬度，因此当中心套体1与钻杆发生相对滚动时，发生磨损的将是中心套体1。本专利技术的固定肋2均匀地安装在中心套体1的外壁面上，每两个固定肋2之间的圆心角为20°，总共均匀分布有18个固定肋2。本专利技术中18个固定肋2呈均匀分布的安装方式能够保证钻井液在井筒当中流动的均质性，有利于控制井筒内的压力。本专利技术的每个固定肋2内安装有带多个中孔的钢板弹簧4，每个中孔打磨成与滚珠3相配合的凹球面，能够为滚珠3提供均匀的弹性支撑力，降低了钻杆旋转扭矩和起钻负压，确保钻压值不失真，保证了钻遇弯曲严重井段时，钻杆通过的流畅性。本专利技术中每颗滚珠3对应钢板弹簧4上的一个中孔。本专利技术中每颗滚珠3在套管的内表面上做滚动运动，以滚动摩擦的方式取代了传统的钻杆与套管内壁之间的滑动摩擦，极大地减小了套管的受磨损程度。本专利技术中每颗滚珠3设计为空心，与实心滚球相比，其减轻了保护器自身的重量，减小了保护器作用在套管上的压力，从而降低了套管的磨损程度。本专利技术中每颗滚珠3的材质硬度低于套管的材质硬度，当滚珠3与套管相接触时，发生磨损的将是滚珠3，从而降低了套管的磨损程度。本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种弹性滚珠式套管和钻杆保护器，包括中心套体、固定肋、钢板弹簧和滚珠，其特征在于，每个固定肋内，在靠近中心套体外壁面位置处设置有带多个中孔的钢板弹簧一条。

【技术特征摘要】
1.一种弹性滚珠式套管和钻杆保护器，包括中心套体、固定肋、钢板弹簧和滚珠，其特征在于，每个固定肋内，在靠近中心套体外壁面位置处设置有带多个中孔的钢板弹簧一条。2.根据权利要求1所述的弹性滚珠式套管和钻杆保护器，其特征在于，钢板弹簧上的中孔孔面都打磨成与滚珠相配合的凹球面，为滚珠提供均匀的弹性支撑力，降低了钻杆旋转扭矩和起钻负压，确保钻压值不失真，保证钻遇弯曲严重井段时钻杆通过的流畅性。3.根据权利要求1所述的弹性滚珠式套管和钻杆保护器，其特征在于，每两个固定肋之间的圆心角为20°，在中心套体的外壁面上共均匀安装着18个固定肋。4.根据权利要求3所述的弹性滚珠式套管和钻杆保护器，其特征在于，18个固定肋均匀的安装方式能够保证钻井液在井筒当中流动的均质性，有利于控制井筒内的压力。5.根据权利要求1所述的弹性滚珠式套管和钻杆保护器，其特征在于，每颗滚珠对应钢板弹簧上的一个中孔。6.根据权利要求5所述的弹性滚珠式套管和钻杆保护器，其特征在于，每颗滚珠设计为...

【专利技术属性】
技术研发人员：张杰，李鑫，李翠楠，马玲，
申请(专利权)人：西南石油大学，
类型：发明
国别省市：四川,51