一种对开复合衬套式减扭防磨工具制造技术

本实用新型专利技术涉及一种用于石油、天然气和地质钻井的对开复合衬套式减扭防磨工具。它能有效减少钻柱扭矩，防止或缓解套管和钻杆在钻进过程中的磨损，延长油井使用寿命。本实用新型专利技术一种减扭防磨工具由本体、对开复合衬套、滚珠和紧固挡圈装配构成，所述本体中部加工有凹下去的环形槽，用于安装对开复合衬套；环形槽和对开复合衬套内表面都加工有两道半圆形凹槽，用于安装内外圈；在内外圈之间安装有滚珠，两个半复合衬套用销连接。对开复合衬套上下两端用螺栓分别安装有上下紧固挡圈。本实用新型专利技术具有减扭防磨效果好、工具转动灵活、使用寿命长等优点；可有效保护套管和钻杆接头，可用于大位移井、狗腿度超标的深直井和超深井中。（*该技术在2019年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】

本技术涉及一种用于石油、天然气和地质钻井的特殊井下工具，尤其是用于钻深井、大位移井、狗腿度超标的深直井和超深井的一种对开复合衬套式减扭防磨工具。
技术介绍
石油天然气及地质钻井中转盘转动带动钻柱旋转，在大位移井和狗腿度超标的深直井中钻柱将承受较大的摩擦阻力。扭矩超过钻柱承受能力将会导致钻具断裂失效，致使无法钻进。旋转钻柱与井壁套管发生接触摩擦，接触摩擦直接导致套管和钻柱的摩擦磨损，摩擦系数越大、狗腿度越严重、侧向载荷(或钻柱自重)越大及转速越高，则磨损越快。钻柱严重磨损后将降级使用或直接报废。套管磨损后整体强度降低，在复杂的地质条件下极易过早挤毁和破漏，从而严重影响油井寿命和油气开采。 钻柱减扭防磨问题近年来日益获得重视，尤其是气体做为循环介质的钻井中。近年来国内外意识到了该问题的严重性，从井身结构优化设计、钻具组合、润滑添加剂和减扭防磨工具等各方面进行了深入的研究，并提出应用在钻井过程中就保护套管的理念。目前常用的减扭防磨工具主要有旋转防磨TC套式和非金属复合材料式两类。前者使用寿命长，后者防磨效果好，但转动性能待提高。 目前，国产减扭防磨措施工具尚存在许多问题。国外减扭防磨措施工具发展较早，也较成熟，但受知识产权、材质和加工工艺的限制，国内尚无法低成本使用国外的减扭防磨工具。国内主要发展了两种形式的减扭防磨工具， 一种是旋转防磨TC套式， 一种是非金属复合材料式。目前国产旋转防磨TC套式防磨工具的主要优点是寿命长，缺点是防磨效果差，且容易卡死；目前国产橡胶式防磨工具的主要优点是减扭防磨效果好，缺点是有些井况中有撕裂失效发生。国产减扭防磨工具的技术现状阻碍了减扭防磨技术的推广应用，随着深井和大位移井钻探工作量的增加，套管减扭防磨问题日益迫切。
技术实现思路
本技术的目的是为解决现有技术的不足，防止或缓解套管和钻柱在钻进过程中的扭矩较大和磨损较严重问题，特提供一种对开复合衬套式减扭防磨工具。为了达到上述目的，本技术所采用的技术方案是本技术一种对开复合衬套式减扭防磨工具由本体、对开复合衬套、滚珠和紧固挡圈装配构成，所述本体中部加工有一段凹下去的环形槽，环形槽用于安装对开复合衬套，环形槽上相间有两道半圆形凹槽用于安装两个半内圈；所述对开复合衬套的内表面相间有两道半圆形凹槽用于安装两个半外圈；在内圈和外圈之间安装有滚珠，两个半复合衬套用连接销连接，对开复合衬套上下两端用螺栓分别安装有下紧固挡圈和上紧固挡圈。 所述对开复合衬套由两个半复合衬套组成，每个半复合衬套的合金钢衬套外表面硫化有橡胶衬套，内表面有相间凹槽用于安装两个半外圈，两个半复合衬套上有用于安装连接销的轴向孔，对开复合衬套上下两端有用于安装下紧固挡圈和上紧固挡圈的螺栓径向孔。 本技术与现有技术相比，其有益效果是1、可有效减少钻柱的扭矩，防止钻具 断裂失效，提高钻进速度；同时，可有效减少钻柱接头磨损，提高钻柱及整个钻具的使用寿 命；2、减少套管磨损，延长油井使用寿命长；3、对开复合衬套外表面硫化橡胶材料，在工作 过程可吸收钻具横向振动，提高钻具稳定性；4、对开复合衬套由两个半复合衬套构成，用销 连接，与之配套使用的内外圈、上下紧固挡圈均由半开结构组成，更换衬套方便，衬套与芯 轴之间用钢珠连接定位，衬套转动灵活，可有效防止衬套与芯轴卡死；5、本技术可用于 钻深井、大位移井、狗腿度超标的深直井和超深井的钻井施工中，可有效减少钻柱扭矩，提 高套管、钻柱及其它钻具的使用寿命。附图说明图1是本技术对开复合衬套式减扭防磨工具的结构示意图； 图2是图1的A-A断面示意图； 图3是本技术对开复合衬套式减扭防磨工具的对开复合衬套结构示意图。 图中，l.本体，2.下紧固挡圈，3.对开复合衬套，4.橡胶衬套，5.半外圈，6.滚珠， 7.半内圈，8.上紧固挡圈，9.螺栓，IO.连接销，ll.合金钢衬套，12.环形槽。具体实施方式如图1图2和图3所示，是本技术一种对开复合衬套式减扭防磨工具，主要由 本体1、对开复合衬套3、滚珠6、上紧固挡圈8和下紧固挡圈2装配构成，所述本体1中部加 工有一段凹下去的环形槽12，环形槽12用于安装对开复合衬套3，环形槽12上相间有两道 半圆形凹槽用于安装两个半开内圈7 ;所述对开复合衬套3的内表面有相间凹槽用于安装 半开外挡圈5，在半开内挡圈7和半开外挡圈5之间安装有滚珠6 ;两个半复合衬套用连接 销10连接，对开复合衬套3上下两端用螺栓9分别安装有下紧固挡圈2和上紧固挡圈8。 所述对开复合衬套3由两个半复合衬套组成，每个半复合衬套合金钢衬套11外表 面硫化有橡胶衬套4，内表面有相间凹槽用于安装两个半外圈5，两个半复合衬套上有用于 安装连接销10的轴向孔，对开复合衬套3上下两端有用于安装下紧固挡圈2和上紧固挡圈 8的螺栓9径向孔。 —种对开复合衬套式减扭防磨工具的工作原理是本体1上、下端分别安装在钻 杆或其它钻具上，在钻进过程中，本体1与钻杆或其它钻具一起转动，对开复合衬套3与本 体1之间安装有滚珠6，相当于轴承结构，二者之间存在相对转动，对开复合衬套3外径大于 钻杆接头或其它钻具的最大外径，橡胶衬套4材质较软，对套管的磨砺作用小，可有效保护 套管和钻杆接头，并可有效减少钻柱扭矩。本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种对开复合衬套式减扭防磨工具，主要由本体（１）、对开复合衬套（３）、滚珠（６）、上紧固挡圈（８）和下紧固挡圈（２）装配构成，其特征在于：所述本体（１）中部加工有一段凹下去的环形槽（１２），环形槽（１２）用于安装对开复合衬套（３），环形槽（１２）上相间有两道半圆形凹槽用于安装两个半内圈（７）；所述对开复合衬套（３）的内表面相间有两道凹槽用于安装两个半外圈（５）；在内圈（７）和外圈（５）之间安装有滚珠（６），两个半复合衬套用连接销（１０）连接，对开复合衬套（３）上下两端用螺栓（９）分别安装有下紧固挡圈（２）和上紧固挡圈（８）。

【技术特征摘要】
一种对开复合衬套式减扭防磨工具，主要由本体(1)、对开复合衬套(3)、滚珠(6)、上紧固挡圈(8)和下紧固挡圈(2)装配构成，其特征在于所述本体(1)中部加工有一段凹下去的环形槽(12)，环形槽(12)用于安装对开复合衬套(3)，环形槽(12)上相间有两道半圆形凹槽用于安装两个半内圈(7)；所述对开复合衬套(3)的内表面相间有两道凹槽用于安装两个半外圈(5)；在内圈(7)和外圈(5)之间安装有滚珠(6)，两个半复合衬套用连接销(10)连接，对...

【专利技术属性】
技术研发人员：祝效华，刘少胡，
申请(专利权)人：西南石油大学，
类型：实用新型
国别省市：90[中国|成都]