CN112127808A - 一种螺旋滚珠自震动自润滑万向短节 - Google Patents
一种螺旋滚珠自震动自润滑万向短节 Download PDFInfo
- Publication number
- CN112127808A CN112127808A CN202011054800.3A CN202011054800A CN112127808A CN 112127808 A CN112127808 A CN 112127808A CN 202011054800 A CN202011054800 A CN 202011054800A CN 112127808 A CN112127808 A CN 112127808A
- Authority
- CN
- China
- Prior art keywords
- universal
- ball
- self
- nipple
- spiral
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Granted
Links
- 210000002445 nipple Anatomy 0.000 title claims abstract description 43
- 239000007788 liquid Substances 0.000 claims abstract description 30
- 238000007789 sealing Methods 0.000 claims abstract description 18
- 239000003638 chemical reducing agent Substances 0.000 claims abstract description 9
- 230000007704 transition Effects 0.000 claims description 3
- 239000000919 ceramic Substances 0.000 claims description 2
- 239000010687 lubricating oil Substances 0.000 claims description 2
- 239000012530 fluid Substances 0.000 abstract description 10
- 238000005452 bending Methods 0.000 abstract description 3
- 239000003795 chemical substances by application Substances 0.000 abstract 2
- 239000003921 oil Substances 0.000 description 14
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 7
- 238000000034 method Methods 0.000 description 7
- 238000005096 rolling process Methods 0.000 description 3
- VNWKTOKETHGBQD-UHFFFAOYSA-N methane Chemical compound C VNWKTOKETHGBQD-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 229910000831 Steel Inorganic materials 0.000 description 1
- 230000008602 contraction Effects 0.000 description 1
- 230000007547 defect Effects 0.000 description 1
- 238000005516 engineering process Methods 0.000 description 1
- 238000001125 extrusion Methods 0.000 description 1
- 239000007789 gas Substances 0.000 description 1
- 230000003993 interaction Effects 0.000 description 1
- 239000003345 natural gas Substances 0.000 description 1
- 239000003209 petroleum derivative Substances 0.000 description 1
- 238000003825 pressing Methods 0.000 description 1
- 238000005507 spraying Methods 0.000 description 1
- 239000010959 steel Substances 0.000 description 1
- XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N water Substances O XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
Images
Classifications
-
- E—FIXED CONSTRUCTIONS
- E21—EARTH OR ROCK DRILLING; MINING
- E21B—EARTH OR ROCK DRILLING; OBTAINING OIL, GAS, WATER, SOLUBLE OR MELTABLE MATERIALS OR A SLURRY OF MINERALS FROM WELLS
- E21B17/00—Drilling rods or pipes; Flexible drill strings; Kellies; Drill collars; Sucker rods; Cables; Casings; Tubings
- E21B17/02—Couplings; joints
- E21B17/04—Couplings; joints between rod or the like and bit or between rod and rod or the like
- E21B17/05—Swivel joints
-
- E—FIXED CONSTRUCTIONS
- E21—EARTH OR ROCK DRILLING; MINING
- E21B—EARTH OR ROCK DRILLING; OBTAINING OIL, GAS, WATER, SOLUBLE OR MELTABLE MATERIALS OR A SLURRY OF MINERALS FROM WELLS
- E21B23/00—Apparatus for displacing, setting, locking, releasing or removing tools, packers or the like in boreholes or wells
- E21B23/04—Apparatus for displacing, setting, locking, releasing or removing tools, packers or the like in boreholes or wells operated by fluid means, e.g. actuated by explosion
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F16—ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
- F16N—LUBRICATING
- F16N7/00—Arrangements for supplying oil or unspecified lubricant from a stationary reservoir or the equivalent in or on the machine or member to be lubricated
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
- Geology (AREA)
- Mining & Mineral Resources (AREA)
- General Engineering & Computer Science (AREA)
- Mechanical Engineering (AREA)
- Physics & Mathematics (AREA)
- Environmental & Geological Engineering (AREA)
- Fluid Mechanics (AREA)
- General Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
- Geochemistry & Mineralogy (AREA)
- Joints Allowing Movement (AREA)
Abstract
本发明涉及一种螺旋滚珠自震动自润滑万向短节，在万向短节的前段（1）和后段（2）上设置有螺旋方向相反的螺旋流道（3），并且螺旋流道（3）的中部尺寸比两端都小，因此在流体流经螺旋流道（3）时，能够使万向短节产生强烈的振动，便于万向短节在油管中的下放；在万向短节上还设置有若干万向滚珠（4），万向滚珠（4）底部设置有液体储存腔（7）储存降阻剂，当万向短节移动至油管的弯曲部分时，万向滚珠（4）会挤压液体储存腔（7）上的密封层（9），使密封层（9）破碎释放降阻剂，便于万向短节通过油管的弯曲部分。本发明可以使万向短节自振动，并且能够使万向短节在弯道处自动释放降阻剂降阻，使井下工具的下放难度大幅降低。
Description
技术领域
本发明涉及石油天然气井下作业工具技术领域，特别是一种螺旋滚珠自震动自润滑万向短节。
背景技术
石油天然气的井下作业工具通常是通过钢绳放入井内的，并且井下的作业工具通常是由多段连接而成的柱状体，柱状体要经过井下的倾斜段，需要通过转向短节等结构进行连接。随着井下作业工具下入深度越来越深，需要下入位置的井斜角及狗腿度越来越大，普通的井下作业工具容易卡在井内的弯曲处，导致井下作业工具无法继续下放。因此，目前对井下作业工具的下放技术不满足目前的深井作业需求。
发明内容
本发明的目的在于克服现有技术的缺点，提供一种能够自振动并且自动释放降阻剂的万向短节。
本发明的目的通过以下技术方案来实现：一种螺旋滚珠自震动自润滑万向短节，所述万向短节由中部的连接头分为前段和后段，所述前段和后段上均设置有螺旋流道和若干万向滚珠，所述前段和后段上的螺旋流道的螺旋方向相反。
进一步地，所述若干万向滚珠呈螺旋状分布于前段和后段的表面上，所述万向滚珠底部设置有液体储存腔，所述液体储存腔内设置有降阻剂，所述润滑油通过液体储存腔上设置有密封层封在液体储存腔内，所述万向滚珠与密封层之间设置有弹簧。
进一步地，所述螺旋流道中部的宽度和深度均小于两端的宽度和深度。
进一步地，所述螺旋流道呈流线型，所述螺旋流道的侧壁和底部均平滑过渡。
进一步地，所述前段和后段上均设置有三列螺旋状分布的万向滚珠，并且在三列螺旋状分布的万向滚珠中，每一排万向滚珠均呈120°分布。
进一步地，所述前段和后段的万向滚珠的螺旋方向相反。
进一步地，所述万向滚珠的材质为轴承陶瓷。
本发明具有以下优点：
1、 流线型螺旋流道设计，有效降低下入过程井筒液体摩阻，并且上下反向的螺旋流道设计，可以使工具旋流振动；
2、 流道形态为前扩、中缩、后扩的，提高旋流和振动效果，流道从深变浅，增大水激振动效果；
3、 万向滚珠的底部设置有液体储存腔，储存降阻剂，当万向滚珠受力下压，通道开启，降阻剂流出包裹滚珠，降低下入摩阻。
附图说明
图1 为本发明的主视图；
图2 为本发明的半剖图；
图3 为本发明的剖视图；
图4为螺旋流道一端和中部的截面对比图；
图5为液体储存腔一个实施例的剖视图；
图6为液体储存腔另一个实施例的剖视图；
图中：1-前段，2-后段，3-螺旋流道，4-万向滚珠，5-滚珠，6-底座，7-液体储存腔，8-连接头，9-密封层，10-弹簧。
具体实施方式
下面结合附图对本发明做进一步的描述，但本发明的保护范围不局限于以下所述。
如图1和图3所示，一种螺旋滚珠自震动自润滑万向短节，该万向短节中部问连接头8，连接头8的两端分别为前段1和后段2，前段1和后段2上均设置有多条螺旋流道3。其中前段1和后段2上的螺旋流道3的螺旋方向相反，在进入井内的液面之下后，随着井内液体与螺旋流道3的相互作用，伴随着井内流体的向上喷发，液体作用于螺旋流道3上，使前段1和后段2发生旋转。由于前段1和后段2的螺旋方向相反，因此前段1和后段2旋转方向相反，并且液体在从后段2上的螺旋流道3中流出后，在进入前段1的螺旋流道3之前，由于前段1和后段2的旋转方向相反，因此液体在前段1和后段2之间会产生明显的紊流，使前段1和后段2之间产生剧烈的振动。
在万向短节及其上下两端的工具均位于井内倾斜角度较大的部分时，会出现移动速度缓慢以及无法移动的状态，即使此时从井上下方冲击工具对短节进行冲击，但是冲击效果有限，短节的下放速度依然会很困难很慢。因此本发明的万向短节在下移过程中，螺旋流道3与液体发生作用或者在井内流体持续喷发的状态下，会发生强烈的振动，使万向短节本身能够在振动过程中持续下降，即使万向短节的振动不足以使其自动下降，但是在自身振动的状态下，配合井上的冲击，也会使万向短节的下降过程更为轻松快速。
为了增加振动的效果，因此前段1和后段2上的螺旋流道3均为两端大、中部小的形状，螺旋流道3的两端的宽度和深度均大于中部的宽度和深度，使液体在经过的过程中，受力一致处于变化过程，以受力的不均匀性来增加振动的效果。
当然，增加振动效果并不是要阻止流体的经过，流体经过的速度越快，经过的流量越大，产生的振动也就越强。因此螺旋流道3均呈流线型设计，螺旋流道3的两端和中部平滑过渡，降低了流体阻力便于流体通过，通过增加流体的流经速度和流量的方式增加振动效果。
如图4所示，图中左侧和右侧两个截面宽度相同，左侧为螺旋流道3一端的截面，右侧为螺旋流道3中部的截面，对比之下可以看出，螺旋流道3端部的宽度和深度均大于中部的宽度和深度。
如图2和图3所示，为了降低万向短节与油管的管壁的摩擦，因此在万向短节的表面设置若干万向滚珠4，使万向短节与油管管壁之间接触方式为滚动摩擦。为了使万向短节的圆周方向上均能够通过万向滚珠4与油管管壁接触，因此在万向短节上设置了三列万向滚珠4，每一列万向滚珠4呈螺旋状分布于万向短节表面上，在三列万向滚珠4中，每一排的三个万向滚珠4以万向短节的轴线为中心呈120°分布。因此即使万向短节在经过弯曲井段时，也可以通过万向滚珠4与油管管壁接触。
万向滚珠4在跟随万向短节移动过程中，其滚动能力会逐渐降低，万向滚珠4本身也会不再润滑。当万向滚珠4滚动能力降低，在直线状的油管中影响不是特别明显，但是一旦到达弯曲油管部分，万向短节容易被卡难以通过。
因此为了使万向短节能够快速轻松地通过油管的弯曲部分，在万向短节内设置了液体储存腔7，并在液体储存腔7内储存降阻剂，液体储存腔7通过密封层9进行密封，为了使密封层9能够在油管的弯曲部分被打开，因此在密封层9上设置弹簧10，弹簧10的两端分别抵靠在密封层9和万向滚珠4的滚珠5上。
在万向短节位于油管的直线段时，万向滚珠4受到的挤压力有限，滚珠5对弹簧10的压力不会破碎密封层9，降阻剂不会被释放。而在万向短节移动至油管的弯曲部分时，万向短节本身受到的挤压强烈，而与油管管壁接触的万向滚珠4也会受到强烈的挤压，使滚珠5压缩弹簧10，密封层9无法承受弹簧10的压力破碎，释放降阻剂对滚珠5进行润滑，使滚珠5能够更平滑地滚动，从而使万向短节快速通过油管的弯曲部分。没有与油管接触的万向滚珠4则不会破碎密封层9，可以继续使用。
在本发明中，液体储存腔7的设置有两种实施方式。
在一种实施方式中，如图5所示，液体储存腔7设置于万向短节上，由于万向滚珠4包括底座6和滚珠5两个部分，液体储存腔7位于底座6的下方，底座6中部设置有用于通过弹簧10的通孔，使弹簧10两端能够分别抵靠于滚珠5和液体储存腔7的底部，弹簧10中部从密封层9上穿过，在弹簧10受压变形时，依然可以压迫密封层9变形破碎。
另一种实施方式，如图6所示，是直接将液体储存腔7设置于万向滚珠4的底座6内，弹簧10也位于万向滚珠4的底座6内，弹簧10两端分别抵靠于滚珠5和密封层9上。
两种实施方式均能够在滚珠5下压过程中破碎密封层9。
Claims (7)
1.一种螺旋滚珠自震动自润滑万向短节，其特征在于：所述万向短节由中部的连接头（8）分为前段（1）和后段（2），所述前段（1）和后段（2）上均设置有螺旋流道（3）和若干万向滚珠（4），所述前段（1）和后段（2）上的螺旋流道（3）的螺旋方向相反。
2.根据权利要求1所述的一种螺旋滚珠自震动自润滑万向短节，其特征在于：所述若干万向滚珠（4）呈螺旋状分布于前段（1）和后段（2）的表面上，所述万向滚珠（4）底部设置有液体储存腔（7），所述液体储存腔（7）内设置有降阻剂，所述润滑油通过液体储存腔（7）上设置有密封层（9）封在液体储存腔（7）内，所述万向滚珠（4）与密封层（9）之间设置有弹簧（10）。
3.根据权利要求1所述的一种螺旋滚珠自震动自润滑万向短节，其特征在于：所述螺旋流道（3）中部的宽度和深度均小于两端的宽度和深度。
4.根据权利要求3所述的一种螺旋滚珠自震动自润滑万向短节，其特征在于：所述螺旋流道（3）呈流线型，所述螺旋流道（3）的侧壁和底部均平滑过渡。
5.根据权利要求2所述的一种螺旋滚珠自震动自润滑万向短节，其特征在于：所述前段（1）和后段（2）上均设置有三列螺旋状分布的万向滚珠（4），并且在三列螺旋状分布的万向滚珠（4）中，每一排万向滚珠（4）均呈120°分布。
6.根据权利要求2所述的一种螺旋滚珠自震动自润滑万向短节，其特征在于：所述前段（1）和后段（2）的万向滚珠（4）的螺旋方向相反。
7.根据权利要求2所述的一种螺旋滚珠自震动自润滑万向短节，其特征在于：所述万向滚珠（4）的材质为轴承陶瓷。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN202011054800.3A CN112127808B (zh) | 2020-09-29 | 2020-09-29 | 一种螺旋滚珠自震动自润滑万向短节 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN202011054800.3A CN112127808B (zh) | 2020-09-29 | 2020-09-29 | 一种螺旋滚珠自震动自润滑万向短节 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| CN112127808A true CN112127808A (zh) | 2020-12-25 |
| CN112127808B CN112127808B (zh) | 2022-07-19 |
Family
ID=73843294
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| CN202011054800.3A Active CN112127808B (zh) | 2020-09-29 | 2020-09-29 | 一种螺旋滚珠自震动自润滑万向短节 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| CN (1) | CN112127808B (zh) |
Citations (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US6488090B1 (en) * | 1999-04-16 | 2002-12-03 | Schlumberger Technology Corporation | Method and apparatus for accurate milling of windows in well casings |
| CN1519040A (zh) * | 2003-01-22 | 2004-08-11 | 皮喜田 | 一种消化道微型药物释放装置 |
| CN204627488U (zh) * | 2015-05-20 | 2015-09-09 | 中国石油集团渤海钻探工程有限公司 | 双向螺旋通井刮管一体规 |
| CN206860108U (zh) * | 2017-06-05 | 2018-01-09 | 中国石油集团长城钻探工程有限公司 | 一种地热井用携岩工具 |
| CN207004445U (zh) * | 2017-05-27 | 2018-02-13 | 盐城市华谊石油机械有限公司 | 自旋防偏磨扶正器 |
| CN208934611U (zh) * | 2018-09-13 | 2019-06-04 | 张自平 | 高效防偏磨抽油杆导向器 |
-
2020
- 2020-09-29 CN CN202011054800.3A patent/CN112127808B/zh active Active
Patent Citations (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US6488090B1 (en) * | 1999-04-16 | 2002-12-03 | Schlumberger Technology Corporation | Method and apparatus for accurate milling of windows in well casings |
| CN1519040A (zh) * | 2003-01-22 | 2004-08-11 | 皮喜田 | 一种消化道微型药物释放装置 |
| CN204627488U (zh) * | 2015-05-20 | 2015-09-09 | 中国石油集团渤海钻探工程有限公司 | 双向螺旋通井刮管一体规 |
| CN207004445U (zh) * | 2017-05-27 | 2018-02-13 | 盐城市华谊石油机械有限公司 | 自旋防偏磨扶正器 |
| CN206860108U (zh) * | 2017-06-05 | 2018-01-09 | 中国石油集团长城钻探工程有限公司 | 一种地热井用携岩工具 |
| CN208934611U (zh) * | 2018-09-13 | 2019-06-04 | 张自平 | 高效防偏磨抽油杆导向器 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| CN112127808B (zh) | 2022-07-19 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| CN101967956B (zh) | 一种用于高转速钻井的三牙轮钻头 | |
| US3303898A (en) | Bearing sealing and lubricating device | |
| CN201802311U (zh) | 一种用于高转速钻井的三牙轮钻头 | |
| CN112127808B (zh) | 一种螺旋滚珠自震动自润滑万向短节 | |
| CN100523532C (zh) | 推力轴承锥滚大端面与座圈挡边的油膜润滑方法 | |
| CN2787817Y (zh) | 一种套管引鞋 | |
| CN2806869Y (zh) | 新型的滑动推力轴承 | |
| CN206145083U (zh) | 一种滚珠螺母 | |
| CN206376759U (zh) | 一种三弧面自旋转抽油杆扶正器 | |
| CN210509138U (zh) | 一种自定向水力喷砂器 | |
| CN200955550Y (zh) | 差动自润滑滑动轴承 | |
| CN210829129U (zh) | 一种随钻清除岩屑床短节 | |
| CN214498914U (zh) | 一种有助于减小定向钻井托压现象的工具 | |
| CN201714318U (zh) | 油田用螺杆泵抽油杆与油管防偏磨旋转式扶正器 | |
| CN208138315U (zh) | 一种便于摆动的关节轴承 | |
| CN2361909Y (zh) | 一种储油滚珠导螺杆 | |
| CN200989173Y (zh) | 滑动超径扶正器 | |
| CN114576274B (zh) | 一种极硬岩破岩滚刀滑动轴承结构 | |
| CN212716481U (zh) | 一种水平井冲砂用旋转引鞋组件 | |
| CN217206344U (zh) | 一种煤层气水平井专用螺杆泵防偏磨扶正装置 | |
| CN214425082U (zh) | 一种带油槽的活塞销 | |
| CN202745732U (zh) | 低摩阻抽油杆扶正器 | |
| CN212124264U (zh) | 一种电动螺旋压力机拽油结构 | |
| CN210769854U (zh) | 一种曲面球兜角接触球轴承 | |
| CN2555376Y (zh) | 水力破床减摩扶正短节 |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| PB01 | Publication | ||
| PB01 | Publication | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| TA01 | Transfer of patent application right | ||
| TA01 | Transfer of patent application right |
Effective date of registration: 20220318 Address after: 618399 south section 3, Zhongshan Avenue, Guanghan City, Deyang City, Sichuan Province Applicant after: CHINA NATIONAL PETROLEUM CORPORATION, SOUTHWEST OIL & GASFIELD BRANCH, ENGINEERING TECHNOLOGY Research Institute Address before: 618300 Guanghan City, Deyang City, Sichuan Province Applicant before: CHINA NATIONAL PETROLEUM CORPORATION, SOUTHWEST OIL & GASFIELD BRANCH, ENGINEERING TECHNOLOGY Research Institute Applicant before: SICHUAN SHENGNUO OIL. AND GAS ENGINEERING TECHNOLOGY SERVICE Co.,Ltd. |
|
| GR01 | Patent grant | ||
| GR01 | Patent grant |