滚珠弹性扶正器制造技术

本实用新型专利技术公开了滚珠弹性扶正器，包括一体成型的扶正器本体和安装在扶正器本体上的若干万向滚珠，所述扶正器本体包括两个圆环和多根沿两个圆环圆心连线周向等距设置在两个圆环之间的扶正条，所述扶正条为弧形延伸的弧形条；每个所述扶正条的外侧面固定安装有多个万向滚珠，所述扶正器本体采用弹性钢材制备。本实用新型专利技术在弹性钢材一体成型的扶正器本体上安装万向滚珠，且所述扶正条采用中间直径大，环直径小的弧形设置，保证了扶正器的顺利下入、套管居中度、恢复力，同时万向滚珠在多个方向减小套管在各个角度和各个方位的下入阻力，本实用新型专利技术结构简单，适用性广。

Ball elastic centralizer

【技术实现步骤摘要】
滚珠弹性扶正器
本技术涉及一种油、气井固井装置
，具体涉及滚珠弹性扶正器。
技术介绍
扶正器是属固井工具，它制造简单，结构美观，牢固耐用，扶正力大，克服了原焊接式扶正器易发生脱焊的不足，是一种能保证钻井固井质量的扶正器。根据扶正器的结构和样式，扶正器可分为弹性扶正器、刚性扶正器、滚珠扶正器和滚轮扶正器四种。传统的弹性扶正器的设计尺寸大于尺寸，在入井时会产生较高的下入阻力，不适用于高侧向力的斜井或水平井。同时，传统的弹性扶正器一般由多个部件组成，具有多个应力薄弱点，且两端通过编制固定扶正条，导致扶正条的恢复力较弱。传统的刚性扶正器在设计时为了确保顺利下入，常常设计为外径小于井眼尺寸，导致套管居中度不如弹性扶正器。由于其结构和材质均没有弹性，无法确保通过缩径井段，容易造成环空堵塞或环空过流面积，且一旦发生了塑性变形难以恢复。传统的刚性扶正器在实际应用过程中无法达到83％的偏心间隙，且通常无法承受较高的轴向力。传统的滚轮扶正器和滚珠扶正器均是采用在扶正器的外表面设置可以转动的滚轮或滚珠，来降低扶正器的下入阻力，使管套下入顺利。但由于没有弹性形变，且为了确保顺利下入，其设计需要外径小于井眼尺寸，牺牲了部分套管居中度，且无法确保通过缩径井段，容易造成环空堵塞或降低环空过流面积，一旦发生了塑性变形也难以恢复。四川田野石油钻采器材有限公司在2013年公开了一种超导扶正器，采用整体结构的弹性扶正器，避免分离的组件或焊接，避免扶正器组件分离或脱焊，消除需要井下打捞的可能性，且强度高，无应力薄弱点，可靠性高。
技术实现思路
本技术针对现有技术，提供了一种滚珠弹性扶正器，在弹性钢材一体成型的扶正器本体上安装万向滚珠，且所述扶正条采用中间直径大，环直径小的弧形设置，保证了扶正器的顺利下入、套管居中度、恢复力，同时万向滚珠在多个方向减小套管在各个角度和各个方位的下入阻力。本技术通过下述技术方案实现：滚珠弹性扶正器，包括一体成型的扶正器本体和安装在扶正器本体上的若干万向滚珠，所述扶正器本体包括两个圆环和多根沿两个圆环圆心连线周向等距设置在两个圆环之间的扶正条，所述扶正条为弧形延伸的弧形条；每个所述扶正条的外侧面固定安装万向滚珠，所述扶正器本体采用弹性钢材制备。优选的，每个所述扶正条的外侧面固定安装的万向滚珠的数量不少于6个，且每个所述扶正条上的万向滚珠等距分布在扶正条的外侧面。所述两个环与扶正条形成一个整体，无需焊接或编织，减少扶正器组件的脱焊或分离，且增加扶正器本体的强度，减少应力薄弱点，提高可靠性。所述扶正器的弹性采用弹性钢材本身的弹性来提供，无需另外增加弹性部件，使扶正器本体在提供弹性的过程中，不降低强度，具有较好的复位力。进一步地，所述万向滚珠包括设置有凹腔的底座、安装在凹腔内的主钢球和设置在凹腔与主钢球之间的若干支撑球，所述凹腔的开口方向上设置有固定安装在底座上的盖板，所述盖板上设置有供主钢球部分伸出的圆孔；所述万向滚珠通过所述底座固定安装在扶正条上。所述支撑球的直径小于主钢球，使多个支撑球与主钢球的接触，减少主钢球带动支撑球转动的作用力，减少主钢球与支撑球之间的摩擦，提高万向滚珠的使用寿命。特别是对扶正器用于倾斜井时，支撑球回最低处移动，减少主钢球与支撑球之间的摩擦力，使其主钢球在凹腔内多方向内实现低摩擦力转动，极大的降低扶正器使用时的摩擦阻力。进一步地，所述底座包括一体成型的安装板和圆柱形的安装座，所述凹腔设置安装座上且开口远离安装板；所述扶正条上设置有通孔；所述安装座穿过通孔且主钢球伸出扶正条外表面，所述安装板与扶正条内表面固定连接。所述万向滚珠与扶正条的安装位置设置在扶正条的内侧面，保证扶正条外侧面的光滑弧形，同时避免扶正器在使用过程中，由于井内凹凸不平，安装位置被磕碰，导致万向滚珠脱落的可能性。进一步地，所述盖板远离凹腔的一面与扶正条外侧面在同一弧形面上。进一步地，所述扶正条的弧度为0.5～2.8弧度。进一步地，所述环的侧壁厚度为3.0～8.0mm。进一步地，所述扶正条的宽度为30～80mm。进一步地，所述扶正条的数目为4～8根。进一步地，每根所述扶正条上的万向滚珠数量为6～88颗。进一步地，所述扶正器本体经过无氧淬火处理，HRC＝41～43。本技术与现有技术相比，具有以下优点及有益效果：(1)本技术所提供的滚珠弹性扶正器设计简单，且无初始下入阻力，摩擦阻力低，扭矩低。(2)本技术所提供的滚珠弹性扶正器强度高、无应力薄弱点，可靠性高，可以与套管和井眼很好的贴合，实现套管保护和套管在井眼中的居中。(3)本技术所提供的滚珠弹性扶正器适用范围广，可适用于直井、斜井、大斜度井、水平井、长井段水平井、空向井、扩眼井及井眼不稳定的井、高温高压井或地热井等。附图说明图1为本技术的结构示意图；图2为本技术的侧视图；图3为本技术万向滚珠的结构示意图；其中：1—扶正器本体，11—环，12—扶正条，13—通孔，2—万向滚珠，21—底座，211—安装板，212—安装座，22—主钢球，23—支撑球，24—盖板，25—凹腔。具体实施方式下面结合实施例对本技术作进一步地详细说明，但本技术的实施方式不限于此。实施例1如图1所示，滚珠弹性扶正器，包括一体成型的扶正器本体1和安装在扶正器本体1上的若干万向滚珠2，所述扶正器本体1包括两个圆环11和多根沿两个圆环11圆心连线周向等距设置在两个圆环11之间的扶正条12，所述扶正条12为弧形延伸的弧形条，使扶正器本体1形成中间大两端小的结构。使用过程中，选择圆环11直径小于井眼直径且扶正器本体1最大直径等于或大于井眼直径的扶正器，使扶正器使用时无初始下入阻力且保证了套管的居中度。每个所述扶正条12的外侧面固定安装万向滚珠2，所述万向滚珠2固定安装在扶正条12的中间，以降低扶正器使用时的摩擦阻力，所述扶正器本体1采用弹性钢材制备，使扶正器本体1具有弹性，在出现塑性形变时，具有良好的回复力。优选地，每个所述扶正条12的外侧面固定安装不少于6个万向滚珠2，所述万向滚珠2沿扶正条12延伸方向等距安装，且扶正条12的中间安装有万向滚珠2。所述两个环11与扶正条12形成一个整体，无需焊接或编织，减少扶正器组件的脱焊或分离，且增加扶正器本体1的强度，减少应力薄弱点，提高可靠性。所述扶正器的弹性采用弹性钢材本身的弹性来提供，无需另外增加弹性部件，使扶正器本体1在提供弹性的过程中，不降低强度，具有较好的复位力。优选的，所述扶正条12的弧度为0.5～2.8弧度，优选的，所述扶正条12的弧度为0.61弧度。优选的，所述环11的侧壁厚度为3.0～8.0mm。优选的，所述扶正条12的宽度为30～80mm，所述扶正条12的宽度和环11的侧壁厚度可根据使用需求在范围内进行调整，使其更符合使用需求。优选的，所述扶正条12的数目为4～8根，优选的，所述扶正条12的数目为6根。优选的，每根所述扶正条12上的万向滚珠2数量为6～88颗。优选的，所述扶正器本体1经过无氧淬火处理，HRC＝41～43。本技术的扶正器放入φ216mm的井眼里测试起动力、下放力和复位力。采用的扶正器的扶正条12数目为6根，总长为346.0mm，外径为216.41mm，内径179.13mm，扶正本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.滚珠弹性扶正器，其特征在于：包括一体成型的扶正器本体（1）和安装在扶正器本体（1）上的若干万向滚珠（2），所述扶正器本体（1）包括两个圆环（11）和多根沿两个圆环（11）圆心连线周向等距设置在两个圆环（11）之间的扶正条（12），所述扶正条（12）为弧形延伸的弧形条；所述万向滚珠（2）均匀固定安装在每个所述扶正条（12）的外侧面，所述扶正器本体（1）采用弹性钢材制备。

【技术特征摘要】
1.滚珠弹性扶正器，其特征在于：包括一体成型的扶正器本体（1）和安装在扶正器本体（1）上的若干万向滚珠（2），所述扶正器本体（1）包括两个圆环（11）和多根沿两个圆环（11）圆心连线周向等距设置在两个圆环（11）之间的扶正条（12），所述扶正条（12）为弧形延伸的弧形条；所述万向滚珠（2）均匀固定安装在每个所述扶正条（12）的外侧面，所述扶正器本体（1）采用弹性钢材制备。2.根据权利要求1所述的滚珠弹性扶正器，其特征在于：所述万向滚珠（2）包括设置有凹腔（25）的底座（21）、安装在凹腔（25）内的主钢球（22）和设置在凹腔（25）与主钢球（22）之间的若干支撑球（23），所述凹腔（25）的开口方向上设置有固定安装在底座（21）上的盖板（24），所述盖板（24）上设置有供主钢球（22）部分伸出的圆孔；所述万向滚珠（2）通过所述底座（21）固定安装在扶正条（12）上。3.根据权利要求2所述的滚珠弹性扶正器，其特征在于：所述底座（21）包括一体成型的安装板（211）和圆柱形的安装座（212），所述凹腔（25）设置安装座（212）上且开口远离安装板（21...

【专利技术属性】
技术研发人员：蓝莛焱，张顺发，
申请(专利权)人：四川田野石油钻采器材有限公司，
类型：新型
国别省市：四川,51