井下自动调节钻柱摩擦力的装置制造方法及图纸

本发明专利技术公开了一种井下自动调节钻柱摩擦力的装置，该装置包括：设置在井壁与钻柱之间用于阻碍所述钻柱与所述井壁接触的多个弹性摩擦机构，其中：所述弹性摩擦机构包括：弹簧和滑片；所述弹簧的一端与所述井壁连接，另一端与所述滑片连接；所述滑片贴合在所述钻柱上。本发明专利技术解决了现有技术由于钻柱与井壁进行接触，使得钻柱和井壁之间的摩擦阻力急剧增大，导致钻井效率低、且容易引发钻井事故的技术问题。

【技术实现步骤摘要】
井下自动调节钻柱摩擦力的装置
本专利技术涉及石油开采领域，具体而言，涉及一种井下自动调节钻柱摩擦力的装置。
技术介绍
在石油开采过程中，钻井管柱往往会与井壁进行接触产生摩擦阻力，根据钻柱运动形式的不同可以将此摩擦阻力分为轴向摩擦阻力和周向摩擦扭矩。随着高斜度井、大位移井以及水平井的广泛运用，钻具在井底所遇的摩擦阻力越来越受到广泛的重视。在复杂结构井造斜段以下的滑动钻井中，会出现钻柱倚靠在井壁上的情况出现，使得钻柱和井壁之间的摩擦阻力急剧增大，导致钻压不能有效地传递至钻头，降低钻井效率。此外钻柱和井壁之间的摩擦阻力过大还会引发钻杆屈曲，并最终锁死，导致钻井事故的发生。为了解决上述的现有技术中的至少一个技术问题，本专利技术提出了一种井下自动调节钻柱摩擦力的装置。
技术实现思路
本专利技术的主要目的在于提供一种井下自动调节钻柱摩擦力的装置，以解决现有技术由于钻柱与井壁进行接触，使得钻柱和井壁之间的摩擦阻力急剧增大，导致钻井效率低、且容易引发钻井事故的技术问题。为了实现上述目的，本专利技术提供了一种井下自动调节钻柱摩擦力的装置，该装置包括：设置在井壁与钻柱之间用于阻碍所述钻柱与所述井壁接触的多个弹性摩擦机构，其中：所述弹性摩擦机构包括：弹簧和滑片；所述弹簧的一端与所述井壁连接，另一端与所述滑片连接；所述滑片贴合在所述钻柱上。进一步的，所述弹簧采用线膨胀系数大于或等于13×10-6/℃的材料制成。进一步的，所述滑片采用导热系数大于或等于50W/mK的材料制成。进一步的，所述多个弹性摩擦机构均布在所述井壁与所述钻柱之间。进一步的，所述弹簧的一端固定在所述井壁上，另一端与所述滑片固定连接。进一步的，所述钻柱在所述多个弹性摩擦机构的弹力作用下位于井筒的中央位置。进一步的，所述弹性摩擦机构的数量小于或等于1000。进一步的，所述弹簧采用金属材料。进一步的，所述滑片采用导热系数大于或等于100W/mK的金属材料制成。进一步的，所述滑片采用导热系数大于或等于100W/mK的陶瓷材料制成。本专利技术的有益效果为：本专利技术通过在井壁与钻柱之间设置多个弹性摩擦机构，以阻碍钻柱与井壁进行接触，有效的防止了由于钻柱与井壁接触造成的摩擦阻力急剧增大，保证了钻柱受到的摩擦阻力在理想范围内，减少卡钻的危险，尤其适合大位移、大斜度及水平井。附图说明为了更清楚地说明本专利技术实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本专利技术的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。在附图中：图1是本专利技术实施例井下自动调节钻柱摩擦力的装置的结构示意图。具体实施方式为了使本
的人员更好地理解本专利技术方案，下面将结合本专利技术实施例中的附图，对本专利技术实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本专利技术一部分的实施例，而不是全部的实施例。基于本专利技术中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都应当属于本专利技术保护的范围。需要说明的是，本专利技术的说明书和权利要求书及上述附图中的术语“包括”和“具有”以及他们的任何变形，意图在于覆盖不排他的包含，例如，包含了一系列单元的产品或设备不必限于清楚地列出的那些单元，而是可包括没有清楚地列出的或对于这些产品或设备固有的其它单元。在本专利技术中，术语“上”、“下”、“中”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系。这些术语主要是为了更好地描述本专利技术及其实施例，并非用于限定所指示的装置、元件或组成部分必须具有特定方位，或以特定方位进行构造和操作。并且，上述部分术语除了可以用于表示方位或位置关系以外，还可能用于表示其他含义，例如术语“上”在某些情况下也可能用于表示某种依附关系或连接关系。对于本领域普通技术人员而言，可以根据具体情况理解这些术语在本专利技术中的具体含义。此外，术语“设置”、“设有”、“连接”应做广义理解。例如，“连接”可以是固定连接，可拆卸连接，或整体式构造；可以是机械连接，或电连接；可以是直接相连，或者是通过中间媒介间接相连，又或者是两个装置、元件或组成部分之间内部的连通。对于本领域普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本专利技术中的具体含义。需要说明的是，在不冲突的情况下，本专利技术中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。下面将参考附图并结合实施例来详细说明本专利技术。随着高斜度井、大位移井以及水平井的广泛运用，钻具在井底所遇的摩阻越来越受到广泛的重视。本专利技术提供一种井下自动调节钻柱摩擦力的装置，由弹簧和滑片构成，能够有效的防止由于钻柱与井壁接触造成的摩擦阻力急剧增大，保证了钻柱受到的摩擦阻力在理想范围内，可减少卡钻的危险，尤其适合大位移、大斜度及水平井。图1是本专利技术实施例井下自动调节钻柱摩擦力的装置的第一结构示意图，如图1所示，本专利技术实施例的井下自动调节钻柱摩擦力的装置包括：设置在井壁2与钻柱1之间的多个弹性摩擦机构，该多个弹性摩擦机构用于阻碍钻柱1与井壁2接触，防止由于钻柱1与井壁2接触造成摩擦阻力急剧增大。如图1所示，每个弹性摩擦机构由弹簧3和滑片4组成。弹簧3的一端与井壁2连接，另一端与滑片4连接，滑片4贴合在钻柱1的表面上。滑片4的形状与钻柱1的表面相适配。优选的，弹簧3的一端固定在井壁2上，另一端与滑片4固定连接。在一实施例中，在初始状态时，钻柱1在上述多个弹性摩擦机构的弹力作用下位于井筒的中央位置附近。在钻柱1开始工作时，当钻柱1向井壁2靠近时，对应的弹簧3受到挤压被压缩，压缩的弹簧3会产生一个回弹力，该回弹力可以将钻柱1推回正常的位置。在本专利技术的实施例中，上述多个弹性摩擦机构均匀的分布在钻柱1与井壁2之间，上述弹性摩擦机构的数量小于或等于1000个。由以上描述可以看出，本专利技术通过在井壁2与钻柱1之间设置多个弹性摩擦机构，以阻碍钻柱1与井壁2进行接触，有效的防止了由于钻柱1与井壁2接触造成的摩擦阻力急剧增大，保证了钻柱1受到的摩擦阻力在理想范围内，减少卡钻的危险。在本专利技术的实施例中，弹簧3采用热胀冷缩性材料，滑片4采用导热性良好的材料。在钻柱1开始工作时，当钻柱1向井壁2靠近时，不仅对应的弹簧3受到挤压产生一个回弹力，而且接触钻柱1表面的滑片4也会受到较大的摩擦力，从而产生较大的热量，由于滑片4导热性良好，热量大量传导至弹簧3上，弹簧3采用热胀冷缩性材料，弹簧3受热后发生膨胀会增加弹簧3的尺寸，进一步增加受压弹簧3产生的弹力，在弹簧3的弹力作用下钻柱1被推回正常的位置。胡克的弹性定律指出：弹簧在发生弹性形变时，弹簧的弹力F和弹簧的伸长量(或压缩量)x成正比，即F＝-k·x。在本实施例中，被压缩的弹簧不仅受到钻柱挤压产生弹力，而且由于受到额外的热量(该热量由滑片与钻柱摩擦产生)，因而形变x进一步变大，从而有更多的本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种井下自动调节钻柱摩擦力的装置，其特征在于，包括：设置在井壁与钻柱之间用于阻碍所述钻柱与所述井壁接触的多个弹性摩擦机构，其中：/n所述弹性摩擦机构包括：弹簧和滑片；所述弹簧的一端与所述井壁连接，另一端与所述滑片连接；所述滑片贴合在所述钻柱上。/n

【技术特征摘要】
1.一种井下自动调节钻柱摩擦力的装置，其特征在于，包括：设置在井壁与钻柱之间用于阻碍所述钻柱与所述井壁接触的多个弹性摩擦机构，其中：
所述弹性摩擦机构包括：弹簧和滑片；所述弹簧的一端与所述井壁连接，另一端与所述滑片连接；所述滑片贴合在所述钻柱上。


2.根据权利要求1所述的井下自动调节钻柱摩擦力的装置，其特征在于，所述弹簧采用线膨胀系数大于或等于13×10-6/℃的材料制成。


3.根据权利要求1所述的井下自动调节钻柱摩擦力的装置，其特征在于，所述滑片采用导热系数大于或等于50W/mK的材料制成。


4.根据权利要求1所述的井下自动调节钻柱摩擦力的装置，其特征在于，所述多个弹性摩擦机构均布在所述井壁与所述钻柱之间。


5.根据权利要求1所述的井下自动调节钻柱摩擦力的装置，...

【专利技术属性】
技术研发人员：张立新，
申请(专利权)人：中国石油天然气股份有限公司，
类型：发明
国别省市：北京;11