CN106907115A - 一种滚轮式减摩降阻短节 - Google Patents

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张梁
李镕成
梁政
邓雄
赵勇
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    • E21B17/00—Drilling rods or pipes; Flexible drill strings; Kellies; Drill collars; Sucker rods; Cables; Casings; Tubings
    • E21B17/10—Wear protectors; Centralising devices, e.g. stabilisers
    • E21B17/1085—Wear protectors; Blast joints; Hard facing

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Abstract

本发明涉及一种石油天然气行业钻井工程中钻水平井和大位移井用的滚轮式减摩降阻短节。它解决水平井和大位移井钻进过程中钻柱和井壁之间摩擦阻力大，钻柱送进困难的问题。其技术方案是：滚轮外侧设置为圆弧面，圆弧面中部设置一圈半圆形凹槽；钢球安装在外壳体扶正筋上半圆形凹槽圆弧面上的半球形凹槽内，钢球安装在压盖中部矩形通孔两端圆弧面上的半球形凹槽内；滚轮安装在外壳体扶正筋上半圆形凹槽内，滚轮穿过压盖中部矩形通孔；压盖安装在外壳体扶正筋上的矩形凹槽内，压盖和外壳体用螺钉固定。本发明可以把钻柱送进过程中和井壁之间的滑动摩擦力转变为滚动摩擦力，有效实现减摩降阻的功能；钢球和滚轮之间作纯滚动，磨损小，寿命长。

Description

一种滚轮式减摩降阻短节
技术领域
本发明涉及一种石油天然气行业钻井工程中钻水平井和大位移井用的滚轮式减摩降阻短节。
背景技术
在石油天然气行业中，随着旋转导向钻井技术等高新钻井技术的不断提升和进步，定向钻井技术得到了越来越广泛的应用。在定向钻井技术中，尤其以水平井和大位移井的应用更为典型，在水平井和大位移井钻进过程中，钻柱与井壁或者套管之间的摩擦阻力远远大于直井作业。随着钻井深度的不断增加，特别是水平段井眼达到一定长度时，钻柱和井壁之间积累的摩擦阻力不断增大，钻柱送进极为困难，钻压难以有效施加给钻头，导致钻进困难。
目前解决水平段钻柱送进困难的有效方法之一就是在钻柱上安装多组减摩短节，由于减摩短节和井壁之间的摩擦系数小，可有效降低摩擦阻力，延长水平段井眼长度。然而，目前广泛的应用的减摩短节，都是利用销轴把滚轮安装在减摩短节本体上，销轴和滚轮以及减摩短节本体之间都是滑动摩擦，使用一段时间后磨损严重，并且销轴受到滚轮和减摩短节本体的剪切力，极易变形失效，可能诱发钻井事故。
发明内容
本发明的目的是：为了解决水平井和大位移井钻进过程中钻柱和井壁之间摩擦阻力大，钻柱送进困难的问题，特提供一种滚轮式减摩降阻短节。
为了达到上述目的，本发明采用以下技术方案：一种滚轮式减摩降阻短节，是由外壳体、压盖、钢球、滚轮和螺钉构成；其结构特征是：外壳体上端和上部钻柱丝扣连接，外壳体下端和下部钻柱丝扣连接；外壳体中部周向均匀设置六个扶正筋，每个扶正筋上轴向设置两个矩形凹槽，矩形凹槽两端设置为螺纹孔，矩形凹槽中部设置一半圆形凹槽，半圆形凹槽的圆弧面上设置两个半球形凹槽；压盖中部设置一矩形通孔，矩形通孔两端设置为圆弧面，矩形通孔两端的圆弧面分别设置一半球形凹槽，压盖两端设置为台阶通孔；滚轮外侧设置为圆弧面，圆弧面中部设置一圈半圆形凹槽；钢球安装在外壳体扶正筋上半圆形凹槽圆弧面上的半球形凹槽内，钢球安装在压盖中部矩形通孔两端圆弧面上的半球形凹槽内；滚轮安装在外壳体扶正筋上半圆形凹槽内，滚轮穿过压盖中部矩形通孔；压盖安装在外壳体扶正筋上的矩形凹槽内，压盖和外壳体用螺钉固定。
本发明的有益效果是：(1)本发明可以把钻柱送进过程中和井壁之间的滑动摩擦力转变为滚动摩擦力，有效实现减摩降阻的功能；(2)本发明的钢球和滚轮之间作纯滚动，磨损小，寿命长；(3)本发明结构简单，易损件少。
附图说明
图1是本发明一种滚轮式减摩降阻短节的结构示意图；
图2是图1A-A截面剖视图；
图3是本发明一种滚轮式减摩降阻短节压盖的结构示意图；
图4是本发明一种滚轮式减摩降阻短节滚轮的结构示意图；
图中：1.外壳体，2.压盖，3.钢球，4.滚轮，5.螺钉。
具体实施方式
如图1和图2所示，本发明一种滚轮式减摩降阻短节，是由外壳体1、压盖2、钢球3、滚轮4和螺钉5构成；其结构特征是：外壳体1上端和上部钻柱丝扣连接，外壳体1下端和下部钻柱丝扣连接；外壳体1中部周向均匀设置六个扶正筋，每个扶正筋上轴向设置两个矩形凹槽，矩形凹槽两端设置为螺纹孔，矩形凹槽中部设置一半圆形凹槽，半圆形凹槽的圆弧面上设置两个半球形凹槽；钢球3安装在外壳体1扶正筋上半圆形凹槽圆弧面上的半球形凹槽内，钢球3安装在压盖2中部矩形通孔两端圆弧面上的半球形凹槽内；滚轮4安装在外壳体1扶正筋上半圆形凹槽内，滚轮4穿过压盖2中部矩形通孔；压盖2安装在外壳体1扶正筋上的矩形凹槽内，压盖2和外壳体1用螺钉5固定。
如图1和图3所示，压盖2中部设置一矩形通孔，矩形通孔两端设置为圆弧面，矩形通孔两端的圆弧面分别设置一半球形凹槽，压盖2两端设置为台阶通孔。
如图1、图2和图4所示，滚轮4外侧设置为圆弧面，圆弧面中部设置一圈半圆形凹槽。

Claims (1)

1.一种滚轮式减摩降阻短节，是由外壳体(1)、压盖(2)、钢球(3)、滚轮(4)和螺钉(5)构成；其特征在于：外壳体(1)上端和上部钻柱丝扣连接，外壳体(1)下端和下部钻柱丝扣连接；外壳体(1)中部周向均匀设置六个扶正筋，每个扶正筋上轴向设置两个矩形凹槽，矩形凹槽两端设置为螺纹孔，矩形凹槽中部设置一半圆形凹槽，半圆形凹槽的圆弧面上设置两个半球形凹槽；压盖(2)中部设置一矩形通孔，矩形通孔两端设置为圆弧面，矩形通孔两端的圆弧面分别设置一半球形凹槽，压盖(2)两端设置为台阶通孔；滚轮(4)外侧设置为圆弧面，圆弧面中部设置一圈半圆形凹槽；钢球(3)安装在外壳体(1)扶正筋上半圆形凹槽圆弧面上的半球形凹槽内，钢球(3)安装在压盖(2)中部矩形通孔两端圆弧面上的半球形凹槽内；滚轮(4)安装在外壳体(1)扶正筋上半圆形凹槽内，滚轮(4)穿过压盖(2)中部矩形通孔；压盖(2)安装在外壳体(1)扶正筋上的矩形凹槽内，压盖(2)和外壳体(1)用螺钉(5)固定。
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