一种钻杆扶正器制造技术

本发明专利技术公开了一种钻杆扶正器，包括扶正翼、上返流道、通孔，通孔内密封配合有锥形件，锥形件通过第一剪切销钉与通孔孔壁连接；还包括滑套，滑套密封连接在扶正器的内壁，滑套底部设置单向阀，且滑套与扶正器之间通过第二剪切销钉连接；第一加压流道、第二加压流道均开设在扶正器内壁，滑动推块内还设置有第三加压流道；当滑套下行至行程低位时，第一加压流道的上端位于滑套外；当滑动推块下行至行程低位时，第二加压流道与第三加压流道连通；锥形件远离尖锥端的一端还设置若干螺旋叶。本发明专利技术用以解决现有技术中钻杆扶正器容易泥包进而诱发井下事故的问题，实现为钻杆扶正器提供自解堵功能、降低扶正器泥包卡钻风险的目的。

【技术实现步骤摘要】
一种钻杆扶正器
本专利技术涉及油气钻井领域，具体涉及一种钻杆扶正器。
技术介绍
钻井工程是石油天然气开采过程中的重要中间环节，其中钻杆是必不可少的工具之一。钻杆扶正器是井下钻具组合中十分重要的一个钻具，其主要功能有：(1)扶正底部钻具组合，提高底部钻具组合在井眼中的居中度，降低压差卡钻卡钻、粘附卡钻的风险；(2)在直井钻进作业中作为钟摆钻具组合的一部分，起到防斜打直，提高井眼垂直度的目的；(3)在采用螺杆钻具的定向井甚至水平井作业过程中，作为定向造斜的杠杆支点，对井眼轨迹的控制起到关键性作用。钻杆扶正器从扶正翼的布局上来看，可以分为直翼扶正器和螺旋翼扶正器，其中直翼扶正器一般用于直井的钻进，而螺旋翼扶正器常用于定向井作业。无论是哪种类型的扶正器，其相邻两个扶正翼之间都会形成供钻井液回流的上返流道。对于钻杆扶正器而言，其外径是井下底部钻具组合中最大之处，且上返流道相较于两侧的扶正翼内凹，因此该位置是最容易堆积岩屑造成返出不畅的地方。一旦岩屑返出不畅则极易导致扶正器泥包，进而引发憋压、卡钻等一系列井下事故。现场起钻后，经常能够看到钻杆扶正器的上返流道内被致密的泥岩岩屑所包覆的现象。
技术实现思路
本专利技术的目的在于提供一种钻杆扶正器，以解决现有技术中钻杆扶正器容易泥包进而诱发井下事故的问题，实现为钻杆扶正器提供自解堵功能、降低扶正器泥包卡钻风险的目的。本专利技术通过下述技术方案实现：一种钻杆扶正器，包括若干扶正翼、位于相邻两个扶正翼之间的上返流道，所述上返流道上开设若干通孔，所述通孔内密封配合有锥形件，所述锥形件的尖锥端朝向通孔外侧，且锥形件通过第一剪切销钉与通孔孔壁连接；还包括与所述通孔一一对应的滑套，所述滑套密封连接在扶正器的内壁，滑套底部设置单向阀，且滑套与扶正器之间通过第二剪切销钉连接，所述第二剪切销钉的剪切应力大于第一剪切销钉的剪切应力；每个滑套内均设置有滑动推块、第一加压流道、第二加压流道，每个滑套均滑动配合在一第一滑槽内，每个滑动推块均滑动配合在一第二滑槽内，所述第一加压流道、第二加压流道均开设在扶正器内壁，且第一加压流道位于滑动推块上方，滑动推块内还设置有第三加压流道，第三加压流道的上端开设在滑动推块朝向扶正器内壁的一侧，第三加压流道的下端开设在滑动推块的底面；当滑套下行至行程低位时，第一加压流道的上端位于滑套外；当第一剪切销钉、第二剪切销钉均保持连接时，所述锥形件自底部托住所述滑动推块，此时滑动推块位于行程高位，第二加压流道与第三加压流道不连通；当滑动推块下行至行程低位时，第二加压流道的上端与滑动推块上方区域连通，且第二加压流道的下端与第三加压流道连通；所述锥形件远离尖锥端的一端还设置若干螺旋叶。针对现有技术中钻杆扶正器容易泥包进而诱发井下事故的问题，本专利技术提出一种钻杆扶正器，本申请在扶正器的每个上返流道上均开设若干通孔，通孔内设置有用于解堵的锥形件，且锥形件与通孔内壁之间密封配合。锥形件顾名思义呈锥形，其尖锥端朝向通孔外侧，即当扶正器入井后、尖锥端朝向井壁方向。锥形件与通孔孔壁之间还通过第一剪切销钉进行连接，在第一剪切销钉的作用下，本申请中的扶正器在正常井况下，能够保证锥形件始终位于通孔内，其尖锥端不会伸出至外侧，不会对正常的井口组合钻具、入井钻进等作业造成干扰。每个通孔都对应一个滑套，滑套设置在扶正器管体的内壁，其滑动方向平行于扶正器轴线方向，且滑套与扶正器内壁之间动密封连接。此外，滑套与扶正器之间还通过第二剪切销钉连接，第二剪切销钉的剪切应力大于第一剪切销钉的剪切应力，确保当第二剪切销钉都能够被剪断时，第一剪切销钉也能够稳定的被剪断。每个滑套内均设置有一滑动推块，用于推动锥形件快速向外运动。第一加压流道、第二加压流道的两端均开设在扶正器的内壁上。其中，第一加压流道平时被完全包覆在滑套内，只有当滑套下行时，第一加压流道才会起到引流钻井液的作用。第三加压流道位于滑动推块内，其上端开设在滑动推块朝向扶正器内壁的一侧，其下端开设在滑动推块的底面，在井况正常时，第三加压流道的上端直面扶正器内壁，因此其处于不连通的状态，不起任何作用。当滑动推块下行时，带动第三加压流道移动至低位，此时第三加压流道才能够与第二加压流道连通，起到引流钻井液的作用。本申请在常态下，第一剪切销钉、第二剪切销钉均保持连接，滑套位于第一滑槽顶部，滑动推块位于第二滑槽顶部，锥形件自底部托住所述滑动推块，且锥形件藏匿于通孔内；此时锥形件被第一剪切销钉锁定在通孔内无法移动，滑动推块被锥形件托住无法下行，第一加压流道完全被滑套包覆，滑套被第二剪切销钉锁定，因此，本申请在常态下与传统的钻杆扶正器无异。在使用本申请中钻杆扶正器的钻井作业过程中，当环空堵塞导致井口返出下降甚至返出为0时，此时井况已经相当严峻，甚至已经发生了泥包卡钻风险。在此情况下，在进行常规解堵作业仍无效后，可以缓慢增大排量尝试主动加压，以使本申请发挥作用，具体的：首先增大泥浆泵泵压，直至剪断第二剪切销钉、解除对滑套的锁定，使滑套下行至行程低位；滑套下行至形成低位后，第一加压流道的上端直接暴露在钻具内，处于高压状态的钻井液迅速从上端进入第一加压流道中，并从下端喷出，从下端喷出的钻井液对滑动推块施加向下的作用力，该作用力通过滑动推块传递至锥形件，直至将第一剪切销钉剪断、解除对锥形件的锁定。由于锥形件的锁定被解除，因此在钻井液压力作用下，滑动推块快速下行、推动锥形件快速在通孔内向外侧移动，瞬间将锥形件的尖锥端顶推至通孔外侧，使其暴露在上返流道内，此过程中，若本次环空堵塞是由于扶正器的上返流道泥包所导致的，则能够通过若干的锥形件的尖锥端的瞬时作用，从内部破碎包覆在上返流道上的岩屑，对于处于憋压状态的环空环境而言，一旦堆积的岩屑被破开细微的裂缝，在高压钻井液的作用下都能够迅速将该裂缝扩大冲开、进而将包覆的岩屑大面积的冲垮、重新建立环空返流通道。所以说，本申请解决了现有技术中钻杆扶正器容易泥包进而诱发井下事故的问题，实现了为钻杆扶正器提供自解堵功能、降低扶正器泥包卡钻风险的目的。当滑动推块沿第二滑槽下行至行程低位时，使第二加压流道的上端暴露至滑动推块上方，且第二加压流道的下端与第三加压流道连通，此时即在整个滑套内形成了一个完整的流动通道，钻井液自第一加压流道进入滑套内，并依次通过第二加压流道、第三加压流道，从单向阀排出滑套；此过程中钻井液会流经螺旋叶，由若干螺旋叶接收钻井液的冲力被将其转化为动力来驱动锥形件进行转动，由于锥形件的尖锥端已经伸直通孔外侧，因此锥形件的转动能够对包覆在上返流道内的岩屑进行更为彻底的破坏，将泥包岩屑从内部进行瓦解。本申请中只要钻井环空未堵死、即井口返出不为0时均能发挥作用，而井口返出为0的堵塞极为罕见，因此本申请在实际作业过程中适用性极强，一旦启用本申请，则能够对扶正器进行有效解堵、且避免二次堵塞。当解堵完成后，锥形件的尖锥端始终保持位于通孔外侧且持续进行转动，也能够避免后续岩屑的再次堆积成块，一旦岩屑无法堆积成块，那么堵塞流道的风险就会显著降低。此外，本申请除了实现前述的人为控制主动解堵效果外，还具有自解堵的功本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种钻杆扶正器，包括若干扶正翼(1)、位于相邻两个扶正翼(1)之间的上返流道(2)，其特征在于，所述上返流道(2)上开设若干通孔(3)，所述通孔(3)内密封配合有锥形件(4)，所述锥形件(4)的尖锥端朝向通孔(3)外侧，且锥形件(4)通过第一剪切销钉(7)与通孔(3)孔壁连接；还包括与所述通孔(3)一一对应的滑套(5)，所述滑套(5)密封连接在扶正器的内壁，滑套(5)底部设置单向阀(15)，且滑套(5)与扶正器之间通过第二剪切销钉(6)连接，所述第二剪切销钉(6)的剪切应力大于第一剪切销钉(7)的剪切应力；每个滑套(5)内均设置有滑动推块(8)、第一加压流道(9)、第二加压流道(10)，每个滑套(5)均滑动配合在一第一滑槽(11)内，每个滑动推块(8)均滑动配合在一第二滑槽(12)内，所述第一加压流道(9)、第二加压流道(10)均开设在扶正器内壁，且第一加压流道(9)位于滑动推块(8)上方，滑动推块(8)内还设置有第三加压流道(13)，第三加压流道(13)的上端开设在滑动推块(8)朝向扶正器内壁的一侧，第三加压流道(13)的下端开设在滑动推块(8)的底面；/n当滑套(5)下行至行程低位时，第一加压流道(9)的上端位于滑套(5)外；/n当第一剪切销钉(7)、第二剪切销钉(6)均保持连接时，所述锥形件(4)自底部托住所述滑动推块(8)，此时滑动推块(8)位于行程高位，第二加压流道(10)与第三加压流道(13)不连通；/n当滑动推块(8)下行至行程低位时，第二加压流道(10)的上端与滑动推块(8)上方区域连通，且第二加压流道(10)的下端与第三加压流道(13)连通；/n所述锥形件(4)远离尖锥端的一端还设置若干螺旋叶(14)。/n...

【技术特征摘要】
1.一种钻杆扶正器，包括若干扶正翼(1)、位于相邻两个扶正翼(1)之间的上返流道(2)，其特征在于，所述上返流道(2)上开设若干通孔(3)，所述通孔(3)内密封配合有锥形件(4)，所述锥形件(4)的尖锥端朝向通孔(3)外侧，且锥形件(4)通过第一剪切销钉(7)与通孔(3)孔壁连接；还包括与所述通孔(3)一一对应的滑套(5)，所述滑套(5)密封连接在扶正器的内壁，滑套(5)底部设置单向阀(15)，且滑套(5)与扶正器之间通过第二剪切销钉(6)连接，所述第二剪切销钉(6)的剪切应力大于第一剪切销钉(7)的剪切应力；每个滑套(5)内均设置有滑动推块(8)、第一加压流道(9)、第二加压流道(10)，每个滑套(5)均滑动配合在一第一滑槽(11)内，每个滑动推块(8)均滑动配合在一第二滑槽(12)内，所述第一加压流道(9)、第二加压流道(10)均开设在扶正器内壁，且第一加压流道(9)位于滑动推块(8)上方，滑动推块(8)内还设置有第三加压流道(13)，第三加压流道(13)的上端开设在滑动推块(8)朝向扶正器内壁的一侧，第三加压流道(13)的下端开设在滑动推块(8)的底面；
当滑套(5)下行至行程低位时，第一加压流道(9)的上端位于滑套(5)外；
当第一剪切销钉(7)、第二剪切销钉(6)均保持连接时，所述锥形件(4)自底部托住所述滑动推块(8)，此时滑动推块(8)位于行程高位，第二加压流道(10)与第三加压流道(13)不连通；
当滑动推块(8)下行至行程低位时，第二加压流道(10)的上端与滑动推块(8)上方区域连通，且第二加压流道(10)的下端与第三加压流道(13)连通；
所述锥形件(4)远离尖锥端的一端还设置若干螺旋叶(14)。


2.根据权利要求1所述的一种钻杆扶正器，其特征在于，所述通孔(3)从内到外向下倾斜，所述锥形件(4)的轴线与通孔(3)轴线共线。


3.根据权利要求2所述的一种钻杆扶正器，其特征在于，所述锥形件(4)与通孔(3)之间通过轴承(16)配合，所述轴承(16)的外圈通过第一剪切销钉(7)与通孔(3)孔壁连接，所述轴承(16)的内圈与锥形件(4)转动连接；轴承(16)外圈套设若干密封圈(17)。


4.根据权利要求2所述的一种钻杆扶正器，其特征在于，所述锥形件(4)远离尖锥端的一侧设置凸出部(18)，当第一剪切销钉(7)保持连接时，所述凸出部(18)与滑套(5)内壁接触。


5.根据权利要求1所述的一种钻杆扶正器，其特征在于...

【专利技术属性】
技术研发人员：不公告发明人，
申请(专利权)人：熊朝柱，
类型：发明
国别省市：四川;51