CN112922537A - 一种钻杆 - Google Patents

Abstract

本发明提供的一种钻杆，包括：杆体，杆体的内部设有沿杆体轴向布置的洗井液流路，杆体的外表面设有减阻结构。本发明提供的一种钻杆，能够有效降低洗井液与钻杆之间的摩擦力。

Description

一种钻杆

技术领域

本发明属于钻探领域，特别涉及一种钻杆。

背景技术

在钻井工艺中，钻杆在钻进过程中起着重要作用，作业过程中，被破碎的岩屑在导孔钻进时被洗井液冲洗，岩屑沿着钻杆与孔壁间的环形空间由洗井液提升到钻孔外。洗井液与钻杆之间的摩擦力容易导致排渣不畅，且容易对钻杆造成扰动，影响钻孔的准确性。

发明内容

针对现有技术中的缺陷，本发明提供一种一种钻杆，能够有效降低洗井液与钻杆之间的摩擦力。

本发明提供的一种钻杆，包括：杆体，所述杆体的内部设有沿杆体轴向布置的洗井液流路，所述杆体的外表面设有减阻结构。

本发明提供的一种钻杆的工作原理如下：洗井液通过洗井液流路由杆体的下端输出，并带动岩屑由杆体与孔壁间的环形空间提升到钻孔外，杆体的外表面设有减阻结构，从而降低洗井液与杆体表面的摩擦力，避免排渣不畅，降低洗井液对钻杆造成的扰动，提高钻孔的准确性。

根据本发明提供的一实施方式，所述减阻结构为设置在所述杆体表面的多个凹槽。洗井液流经凹槽时，在凹槽处产生湍流，根据湍流减阻效应，降低了洗井液与杆体的摩擦力。

根据本发明提供的一实施方式，沿杆体表面从上到下，所述凹槽的密度逐渐增大。

根据本发明提供的一实施方式，所述凹槽为水滴状，其大端到尖端的方向与水流方向一致。

根据本发明提供的一实施方式，所述凹槽的底部设有夹层，所述夹层的内部为密封空间，所述密封空间内充有气体，所述夹层靠近所述凹槽的一侧为弹性材料，当所述夹层外侧的压强小于所述夹层内侧的压强时，所述夹层内的密封空间增大，所述凹槽的底部向夹层的外侧发生弹性形变，所述凹槽内的空间减小；当所述夹层外侧的压强大于所述夹层内侧的压强时，所述夹层内的密封空间减小，所述凹槽的底部向夹层的内侧发生弹性形变，所述凹槽内的空间增大。

根据本发明提供的一实施方式，还包括稳定环，所述稳定环套在所述杆体上，所述稳定环的外径大于所述杆体的外径。

根据本发明提供的一实施方式，所述稳定环的下表面与所述杆体的连接部分内圆弧过度。

根据本发明提供的一实施方式，所述稳定环为多个，沿轴向套在所述杆体上。

根据本发明提供的一实施方式，还包括多个转盘，所述转盘设置在杆体的表面，且所述转盘的表面与所述杆体表面重合，每个所述转盘设有一个所述凹槽。

根据本发明提供的一实施方式，所述转盘通过轴承与所述杆体连接，能够自由转动。

根据本发明提供的一实施方式，还包括控制器和用于驱动所述转盘转动的驱动机构。

根据本发明提供的一实施方式，还包括设置在所述杆体表面的水流流向传感器，所述水流流向传感器将水流流向信号发送给控制器，控制器通过驱动装置调节转盘的转角，使所述凹槽的大端到尖端的方向与水流方向一致。

根据本发明提供的一实施方式，所述杆体从上到下分为多个区间，每个所述区间均设有水流流向传感器，所述控制器根据水流流向传感器独立控制对应区间的转盘的方向。

根据本发明提供的一实施方式，还包括可拆卸地套设在所述杆体上的套筒，所述减阻结构设置在所述套筒上。

附图说明

为了更清楚地说明本发明具体实施方式或现有技术中的技术方案，下面将对具体实施方式或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍。在所有附图中，类似的元件或部分一般由类似的附图标记标识。附图中，各元件或部分并不一定按照实际的比例绘制。

图1为一实施例提供的钻杆的结构示意图；

图2为一实施例中钻杆的局部结构示意图；

图3为一实施例中转盘的结构示意图；

图4为一实施例中转盘的断面图；

图5为一实施例中钻杆的结构示意图。

附图标记说明

10-杆体

11-洗井液流路

20-转盘

21-凹槽

22-夹层

30-稳定环

具体实施方式

下面将结合附图对本发明技术方案的实施例进行详细的描述。以下实施例仅用于更加清楚地说明本发明的技术方案，因此只作为示例，而不能以此来限制本发明的保护范围。

需要注意的是，除非另有说明，本申请使用的技术术语或者科学术语应当为本发明所属领域技术人员所理解的通常意义。

实施例1

参照图1，本实施例提供的一种钻杆，包括：杆体10，杆体10的内部设有沿杆体10轴向布置的洗井液流路11，杆体10的外表面设有减阻结构。

工作时，洗井液通过洗井液流路11由杆体10的下端输出，并带动岩屑由杆体10与孔壁间的环形空间提升到钻孔外，杆体10的外表面设有减阻结构，从而降低洗井液与杆体10表面的摩擦力，避免排渣不畅，降低洗井液对钻杆造成的扰动，提高钻孔的准确性。

参照图2，减阻结构为设置在杆体10表面的多个凹槽21。具体地，杆体10上设有多个转盘20，且转盘20的表面与杆体10表面重合，每个转盘20设有一个凹槽21。

洗井液流经凹槽21时，在凹槽21处产生湍流，根据湍流减阻效应，降低了洗井液与杆体10的摩擦力。

不同的工作环境，钻杆转速不同，洗井液相对钻杆的流动方向也不同，且同一钻杆从上到下不同位置处洗井液相对钻杆的流动方向也不同，根据需要通过转动转盘20调节凹槽21的角度，从而使得凹槽21的大端到尖端的方向与水流方向一致，最大程度的降低摩擦力，保障排渣顺畅。

更具体地，还包括控制器和用于驱动转盘20转动的驱动机构。通过控制器控制驱动机构，从而带动转盘20转动，从而可在工作中随时调节转盘20角度。

更具体地，沿杆体10表面从上到下，凹槽21的密度逐渐增大。随着洗井液深度的增加，压强增大，因此杆体10从上到下受到洗井液的压力越大，摩擦力越大，通过增加凹槽21的密度，从而更大限度的降低摩擦力。

参照图3，凹槽21为水滴状，其大端到尖端的方向与水流方向一致。凹槽21的大端到小端，宽度减小，深度也减小，通过大端使水流在凹槽21处形成湍流；通过逐渐向小端过渡，深度逐渐减小，降低对水流的阻力。

参照图4，凹槽21的底部设有夹层22，夹层22的内部为密封空间，密封空间内充有气体，夹层22靠近凹槽21的一侧为弹性材料。

当夹层22外侧的压强小于夹层22内侧的压强时，夹层22内的密封空间增大，凹槽21的底部向夹层22的外侧发生弹性形变，凹槽21内的空间减小；

当夹层22外侧的压强大于夹层22内侧的压强时，夹层22内的密封空间减小，凹槽21的底部向夹层22的内侧发生弹性形变，凹槽21内的空间增大。

水流流速、凹槽21的深度均会对湍流的大小造成影响。钻杆在不同的工作环境中转速不同，从而洗井液相对钻杆表面的速度也不同。当水流流速过快时，在凹槽21处会产生过大的湍流，从而增加水流阻力，造成排渣不畅。本实施例中，在凹槽21底部设置夹层22，当水流流速过快时，夹层22外侧的压力小于夹层22内侧的压力，从而使凹槽21底部发生弹性形变，减小凹槽21的深度，降低湍流大小，从而减小阻力。

在其他实施方式中，转盘20通过轴承与杆体10连接，能够自由转动。由于凹槽21中，大端的深度大于小端的深度，液体从大端到小端流动时的阻力小于从小端到大端流动的阻力。因此通过设置能够自由转动的转盘20，水流与凹槽21的阻力能够自动调节凹槽21的角度。

实施例2

参照图5，本实施例提供的一种钻杆，还包括稳定环30，稳定环30套在杆体10上，稳定环30的外径大于杆体10的外径。

当洗井液从下到上流经稳定环30时，在稳定环30的周向湍流形成液体垫圈，当钻杆发生偏移时，液体垫圈被压缩的一侧湍流靠近孔壁，液体压强增大，从而对钻杆进行回正。

具体地，稳定环30的下表面与杆体10的连接部分内圆弧过度。通过圆弧过渡降低稳定环30对洗井液的阻力。

更具体地，稳定环30为多个，沿轴向套在杆体10上。根据杆体10的长度从上到下布置多个稳定环30。

实施例3

本实施例提供的钻杆，在实施例1的基础上，还包括设置在杆体表面的水流流向传感器，水流流向传感器将水流流向信号发送给控制器，控制器通过驱动装置调节转盘20的转角，使凹槽21的大端到尖端的方向与水流方向一致。通过水流流向传感器感应水流的流向，从而通过控制器自动调节转盘20角度，可自动适应不同工况。

更具体地，杆体10从上到下分为多个区间，每个区间均设有水流流向传感器，控制器根据水流流向传感器独立控制对应区间的转盘20的方向。工作时，由于钻杆转动带动洗井液转动，从上到下洗井液绕转干的流动速度不同，从而洗井液相对钻杆的流动方向不同。通过分区设置水流流向传感器，独立控制相对区域的转盘20角度，从而最大程度的保障凹槽21角度与洗井液相对钻杆的流向相同。

这里，要说明的是，本发明涉及的功能、算法、方法等仅仅是现有技术的常规适应性应用。因此，本发明对于现有技术的改进，实质在于硬件之间的连接关系，而非针对功能、算法、方法本身，也即本发明虽然涉及一点功能、算法、方法，但并不包含对功能、算法、方法本身提出的改进。本发明对于功能、算法、方法的描述，是为了更好的说明本发明，以便更好的理解本发明。

在本申请的描述中，需要理解的是，术语“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“水平”、“内”、“外”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，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。

此外，术语“第一”、“第二”等仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。在本发明的描述中，“多个”的含义是两个以上，除非另有明确具体的限定。

本发明的说明书中，说明了大量具体细节。然而，能够理解，本发明的实施例可以在没有这些具体细节的情况下实践。在一些实例中，并未详细示出公知的方法、结构和技术，以便不模糊对本说明书的理解。

在本说明书的描述中，具体特征、结构、材料或者特点可以在任一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。此外，在不相互矛盾的情况下，本领域的技术人员可以将本说明书中描述的不同实施例或示例以及不同实施例或示例的特征进行结合和组合。

最后应说明的是：以上各实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述各实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分或者全部技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的范围，其均应涵盖在本发明的权利要求和说明书的范围当中。

Claims (10)

1.一种钻杆，其特征在于，包括：杆体(10)，所述杆体(10)的内部设有沿杆体(10)轴向布置的洗井液流路(11)，所述杆体(10)的外表面设有减阻结构。

2.根据权利要求1所述的一种钻杆，其特征在于，所述减阻结构为设置在所述杆体(10)表面的多个凹槽(21)。

3.根据权利要求2所述的一种钻杆，其特征在于，沿杆体(10)表面从上到下，所述凹槽(21)的密度逐渐增大。

4.根据权利要求3所述的一种钻杆，其特征在于，所述凹槽(21)为水滴状，其大端到尖端的方向与水流方向一致。

5.根据权利要求2到4任一项所述的一种钻杆，其特征在于，所述凹槽(21)的底部设有夹层(22)，所述夹层(22)的内部为密封空间，所述密封空间内充有气体，所述夹层(22)靠近所述凹槽(21)的一侧为弹性材料，

当所述夹层(22)外侧的压强小于所述夹层(22)内侧的压强时，所述夹层(22)内的密封空间增大，所述凹槽(21)的底部向夹层(22)的外侧发生弹性形变，所述凹槽(21)内的空间减小；

当所述夹层(22)外侧的压强大于所述夹层(22)内侧的压强时，所述夹层(22)内的密封空间减小，所述凹槽(21)的底部向夹层(22)的内侧发生弹性形变，所述凹槽(21)内的空间增大。

6.根据权利要求1所述的一种钻杆，其特征在于，还包括稳定环(30)，所述稳定环(30)套在所述杆体(10)上，所述稳定环(30)的外径大于所述杆体(10)的外径。

7.根据权利要求6所述的一种钻杆，其特征在于，所述稳定环(30)的下表面与所述杆体(10)的连接部分内圆弧过度。

8.根据权利要求7所述的一种钻杆，其特征在于，所述稳定环(30)为多个，沿轴向套在所述杆体(10)上。

9.根据权利要求4所述的一种钻杆，其特征在于，还包括多个转盘(20)，所述转盘(20)设置在杆体(10)的表面，且所述转盘(20)的表面与所述杆体(10)表面重合，每个所述转盘(20)设有一个所述凹槽(21)。

10.根据权利要求9所述的一种钻杆，其特征在于，所述转盘(20)通过轴承与所述杆体(10)连接，能够自由转动。

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