CN117703286A - 一种滚轮扶正器 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种滚轮扶正器，属于油气开采设备领域，包括套环，所述套环为两组，且呈上下设置，所述套环的侧壁上贯穿连接有多组均匀分布的螺栓，两组所述套环的外圆面均铰接有多组均匀分布的第一支撑杆，所述第一支撑杆的外部套设有第二支撑杆，上下两组所述第二支撑杆的交界均固定连接有铰接板，多组所述铰接板之间铰接有滚轮；所述第二支撑杆的内部设置有调整机构，所述调整机构用于去除铰接板与滚轮之间的异物，所述调整机构包括第一弹簧。可以实现通过调节两组套环之间的距离，便可以实现调节扶正器展开的范围大小，从而可以实现扶正器能适应不同大小的钻井，提高了本扶正器的适用范围。

Description

一种滚轮扶正器

技术领域

本发明涉及油气开采设备领域，更具体地说，涉及一种滚轮扶正器。

背景技术

扶正器，又称为导正器，是为了确保下入的套管柱居于井筒中心，而需要在套管外表面安装扶正构架，在油气钻开采中使用扶正器，能够起到提高钻头工作稳定性的作用，从而使钻头的使用寿命延长，常见的扶正器，主要有刚性扶正器、整体扶正器、滚轮扶正器、铰链扶正器等。

滚轮扶正器在使用时，滚轮是贴着钻井的内壁进行滚动，在钻井的内壁不是平滑的，滚轮在进行滚动时会发生振动，这样就会导致整个扶正器进行振动，从而造成油管发生振动，使得油管的下放难度增大，另外，滚轮在进行滚动时，钻井内壁的上的砂砾或者泥土容易沾在滚轮上，随着滚轮的转动，这些泥土和沙砾容易卡在支撑滚轮的支架上，造成滚轮难以滚动，严重时会造成滚轮无法滚动，这样滚轮由之前的滚动摩擦变成滑动摩擦，造成滚轮表面的摩擦力增大，滚轮的磨损严重，甚至造成滚轮损坏，滚轮抱死时，也造成油管下放的阻力变大，增加油管的下放难度。

鉴于此，针对上述存在的不足，本发明基于现有技术中的扶正器进行了改进和优化，研制出一种滚轮扶正器。

发明内容

针对现有技术中存在的问题，本发明的目的在于提供一种滚轮扶正器，可以实现通过调节两组套环之间的距离，便可以实现调节扶正器展开的范围大小，从而可以实现扶正器能适用不同大小的钻井，提高了本扶正器的适用范围。

为解决上述问题，本发明采用如下的技术方案。

一种滚轮扶正器，包括套环，所述套环为两组，且呈上下设置，所述套环的侧壁上贯穿连接有多组均匀分布的螺栓，两组所述套环的外圆面均铰接有多组均匀分布的第一支撑杆，所述第一支撑杆的外部套设有第二支撑杆，上下两组所述第二支撑杆的交界处均固定连接有铰接板，多组所述铰接板之间铰接有滚轮；

所述第二支撑杆的内部设置有调整机构，所述调整机构用于去除铰接板与滚轮之间的异物。

进一步地，所述调整机构包括第一弹簧；所述第一支撑杆远离套环的一端固定连接有第一弹簧，所述第一弹簧远离第一支撑杆的一端与第二支撑杆的内壁固定连接，所述第二支撑杆的内部开设有可供第一弹簧压缩的空间。

进一步地，所述调整机构还包括伸缩杆；所述伸缩杆贯穿设置第二支撑杆的内部，所述第二支撑杆远离滚轮的一端与第一支撑杆固定连接。

进一步地，所述伸缩杆呈空心结构设计，且上下两端呈开口状，所述伸缩杆与第一支撑杆的连接处开设有多组透气孔，所述伸缩杆的内壁靠近上端的位置固定连接有多组第一膜瓣，相邻的所述第一膜瓣相互紧靠，使伸缩杆的上端呈封闭状态，且第一膜瓣呈倾斜设置，所述第一膜瓣的上端壁薄下端壁厚，用于使伸缩杆内的气液单向流动，且向滚轮处流动；

所述第一支撑杆的内部贯穿开设有透气管道，所述透气管道与伸缩杆的内部相互连通，所述透气管道的内壁靠近上端的位置固定连接有第二膜瓣，所述第二膜瓣与第一膜瓣的结构相同。

进一步地，所述透气管道的内壁远离第二膜瓣的一端固定连接有过滤棉。

进一步地，下端一组所述套环的上表面固定连接有光轴柱，所述光轴柱的上端滑动贯穿上端一组的套环，所述光轴柱的侧表面刻有自上而下的刻度线，所述刻度线刻有数值，其数值代表钻井直径。

进一步地，上端一组所述套环的上表面靠近光轴柱处安装有按压块，所述按压块的下端固定连接有凸头，所述凸头的下方设置有斜面块，所述凸头的下端与斜面块上的斜面接触，所述斜面块的左端固定连接有第二弹簧，所述光轴柱靠近按压块的一面自上而下固定连接有多组均匀分布的第二齿牙，所述斜面块的右端固定连接有第一齿牙，所述第一齿牙卡接在两组第二齿牙之间。

进一步地，所述第一齿牙和第二齿牙均呈斜齿设计，在第一齿牙卡紧两组第二齿牙之间时，所述第一齿牙的斜面与下端一组的第二齿牙斜面相互平行。

进一步地，所述伸缩杆的上端呈倾斜设计，且斜面朝向两组第二支撑杆形成的夹角处。

进一步地，所述光轴柱的上端固定连接有阻隔片。

相比于现有技术，本发明的有益效果在于：

（1）本方案通过调节两组套环之间的距离，便可以实现调节扶正器展开的范围大小，从而可以实现扶正器能适应不同大小的钻井，提高了本扶正器的适用范围。

（2）本方案通过第一支撑杆可以在第二支撑杆内进行伸缩，实现了对扶正器展开幅度的调节，从而保证扶正器和抽油管能经过钻井孔径发生变化的地方，设置的第一弹簧，在滚轮经过钻井凹凸的内壁时，可以很好的起到减震的作用，保证了抽油管的下放工作。

（3）本方案通过第一支撑杆在第二支撑杆内进行伸缩时，挤压第二支撑杆内部的空间，从而使气液从伸缩杆处喷出，冲击滚轮和滚轮与铰接板之间的间隙，这样就进一步提高了去除滚轮与铰接板间隙内的异物，尽可能的避免滚轮出现卡死的问题。

附图说明

图1为本发明的整体结构外观视图；

图2为本发明第一支撑杆和第二支撑杆内部的剖面视图；

图3为本发明图2中A点的放大视图；

图4为本发明图2中B点的放大视图；

图5为本发明伸缩杆的外观视图；

图6为本发明整体结构位于上端位置的展示图；

图7为本发明套环位于按压块处的剖面视图。

图中标号说明：

1、套环；2、第一支撑杆；3、第二支撑杆；4、滚轮；5、螺栓；6、第一弹簧；7、伸缩杆；8、透气孔；9、第一膜瓣；10、第二膜瓣；11、光轴柱；12、阻隔片；13、刻度线；14、按压块；15、凸头；16、第二弹簧；17、斜面块；18、第一齿牙；19、第二齿牙；20、透气管道；21、过滤棉；22、铰接板。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述；显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例，基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

请参阅图1至图2，一种滚轮扶正器，包括套环1，套环1为两组，且呈上下设置，套环1的侧壁上贯穿连接有多组均匀分布的螺栓5，两组套环1的外圆面均铰接有多组均匀分布的第一支撑杆2，第一支撑杆2的外部套设有第二支撑杆3，上下两组第二支撑杆3的交界处均固定连接有铰接板22，多组铰接板22之间铰接有滚轮4；

第二支撑杆3的内部设置有调整机构，调整机构用于去除铰接板22与滚轮4之间的异物。

在需要往钻井内部下放抽油管时，可以使抽油管插入到两组套环1内，然后调节两组套环1之间的距离，在两组套环1相互靠近时，滚轮4距离抽油管的距离也就越远，在两组套环1相互远离时，滚轮4距离抽油管的距离也就越近，在滚轮4调节到合适位置时，使用扳手拧动螺栓5，最后使螺栓5紧紧固定住抽油管，然后把抽油管下放到钻井内，滚轮4会紧贴钻井的内壁，并进行滚动，从而使得抽油管尽可能的保持在钻进的中心部位，避免抽油管歪斜，本发明通过调节两组套环1之间的距离，便可以实现调节扶正器展开的范围大小，从而可以实现扶正器能适应不同大小的钻井，提高了本扶正器的适用范围。

如图2至图4所示，调整机构包括第一弹簧6；第一支撑杆2远离套环1的一端固定连接有第一弹簧6，第一弹簧6远离第一支撑杆2的一端与第二支撑杆3的内壁固定连接，第二支撑杆3的内部开设有可供第一弹簧6压缩的空间。

钻井内部有时因为一些土质的原因，造成钻井的内部在打井一段时间后，有些地方的直径变小或者有石块凸起，这样不便于扶正器经过，本发明在扶正器经过变小的孔径或者石块时，滚轮4收到的挤压力会变大，从而使得第二支撑杆3会挤压第一弹簧6，第一支撑杆2向第二支撑杆3的内部移动，这样实现了对扶正器展开幅度的调节，从而保证扶正器和抽油管能经过钻井孔径发生变化的地方，另外，在滚轮4贴着钻井的内壁进行移动时，钻进内壁不是平滑的，这样就会造成下发抽油管时容易产生振动，造成抽油管下放的难度增加，本发明通过设置第一弹簧6，在滚轮4经过钻井凹凸的内壁时，可以很好的起到减震的作用，保证了抽油管的下放工作。

如图2至图4所示，调整机构还包括伸缩杆7；伸缩杆7贯穿设置第二支撑杆3的内部，第二支撑杆3远离滚轮4的一端与第一支撑杆2固定连接。

滚轮4在贴着钻井的内壁转动时，表面有时会沾有砂砾或者带动小石块，这些砂砾、小石块如果卡在滚轮4与铰接板22之间，容易造成滚轮4被卡住，使得滚轮4无法被转动，这样在下放抽油管时，滚轮4由之前的滚动摩擦变成了滑动摩擦，这样既容易造成扶正器磨损严重，又容易造成抽油管下放的阻力变大，本发明在滚轮4经过钻井凹凸的内壁时，会使第一弹簧6不断地压缩和复位，同时伸缩杆7不断地伸出第二支撑杆3和缩进第二支撑杆3内，在伸缩杆7伸出第二支撑杆3时，滚轮4上沾有的泥或者异物，有概率会触碰到伸出的伸缩杆7，在触碰到伸缩杆7时会受到伸缩杆7的隔挡，从而去除滚轮4上的泥或者异物，来保证滚轮4能正常的进行滚动。

如图2至图4所示，伸缩杆7呈空心结构设计，且上下两端呈开口状，伸缩杆7与第一支撑杆2的连接处开设有多组透气孔8，伸缩杆7的内壁靠近上端的位置固定连接有多组第一膜瓣9，相邻的第一膜瓣9相互紧靠，使伸缩杆7的上端呈封闭状态，且第一膜瓣9呈倾斜设置，第一膜瓣9的上端壁薄下端壁厚，用于使伸缩杆7内的气液单向流动，且向滚轮4处流动；

第一支撑杆2的内部贯穿开设有透气管道20，透气管道20与伸缩杆7的内部相互连通，透气管道20的内壁靠近上端的位置固定连接有第二膜瓣10，第二膜瓣10与第一膜瓣9的结构相同。

在第二支撑杆3在压缩第一弹簧6时也会压缩内部的空间，造成内部的空间压强变大，空间内的气体或者液体会进入到透气孔8内（需要说明的是，钻井的深处会有水或者油，这些油液或者空气是经过透气管道20进入到第二支撑杆3的内部），这些气液会顺着伸缩杆7的内壁进行流动，最后顶开第一膜瓣9，气液从伸缩杆7的上端射出，从而冲击滚轮4和滚轮4与铰接板22之间的间隙，这样就进一步提高了去除滚轮4与铰接板22间隙内的异物，尽可能的避免滚轮4出现卡死的问题，在第一弹簧6复位时，第二支撑杆3内的空间为负压状态，外界的气液会流向第二支撑杆3的内部，当气液顺着伸缩杆7的管道流入时，弹性材料的第一膜瓣9会闭合，因为第一膜瓣9的上端壁薄下端壁厚，气液难以冲开闭合的第一膜瓣9，无法流入到第二支撑杆3的内部，该处的第一膜瓣9相当于单向阀的作用，外界的气液会经过透气管道20流入，最后顶开第二膜瓣10，进入到第二支撑杆3的内部，第二膜瓣10的安装也相当于单向阀的作用，气液只能从透气管道20内流入到第二支撑杆3内，无法从透气管道20内流出。

如图2所示，透气管道20的内壁远离第二膜瓣10的一端固定连接有过滤棉21，过滤棉21用于过滤气液中的异物，避免异物进入第二支撑杆3内。

如图1和图6所示，下端一组套环1的上表面固定连接有光轴柱11，光轴柱11的上端滑动贯穿上端一组的套环1，光轴柱11的侧表面刻有自上而下的刻度线13，刻度线13刻有数值，其数值代表钻井直径。

在调节两组套环1之间的距离时，上端一组的套环1会沿着光轴柱11滑动，在滑动时观看刻度线13上的数值，在数值符合下放抽油管钻井的直径时，便可以停止调节两组套环1之间的距离，此时便可以在套环1内安装抽油管。

如图6至图7所示，上端一组套环1的上表面靠近光轴柱11处安装有按压块14，按压块14的下端固定连接有凸头15，凸头15的下方设置有斜面块17，凸头15的下端与斜面块17上的斜面接触，斜面块17的左端固定连接有第二弹簧16，光轴柱11靠近按压块14的一面自上而下固定连接有多组均匀分布的第二齿牙19，斜面块17的右端固定连接有第一齿牙18，第一齿牙18卡接在两组第二齿牙19之间。

在安装抽油管时，容易造成两组套环1之间的距离发生改变，为了在两组套环1调节完成后，实现一个简单的固定，本发明在调节两组套环1时，用手按压住按压块14，按压块14带动凸头15挤压斜面块17的斜面，斜面块17会向左移动，并挤压第二弹簧16，同时带动第一齿牙18离开第二齿牙19，此时便可以调节两组套环1之间的距离，在调节完成后，松掉按压块14，第二弹簧16推动斜面块17向右移动，第一齿牙18会卡在对应的两组第二齿牙19之间，这样就实现了把套环1固定在合适的位置，避免抽油管时两组套环1之间发生位移的问题。

如图7所示，第一齿牙18和第二齿牙19均呈斜齿设计，在第一齿牙18卡紧两组第二齿牙19之间时，第一齿牙18的斜面与下端一组的第二齿牙19斜面相互平行。

在需要向下调节上端一组的套环1时，只需要用力向下按压上端一组的套环1，向下按压时，第一齿牙18的斜面会挤压第二齿牙19的斜面，这样第一齿牙18会向左进行移动，并挤压第二弹簧16，离开第二齿牙19，从而可以实现向下移动套环1，在移动到合适的位置时，不再向下按压套环1，此时第二弹簧16顶动便可以推动斜面块17，使第一齿牙18卡进对应的两组第二齿牙19之间，实现对套环1的简单固定，在需要向上移动套环 1时，再向下挤压按压块14，从可以移动套环1，操作简单方便。

如图1和图5所示，伸缩杆7的上端呈倾斜设计，且斜面朝向两组第二支撑杆3形成的夹角处。

在伸缩杆7的斜面接触到异物时，便于异物顺着斜面进行移动，从而离开伸缩杆7。

如图6所示，光轴柱11的上端固定连接有阻隔片12，阻隔片12用于防止套环1从光轴柱11上滑出。

工作原理：在需要往钻井内部下放抽油管时，可以使抽油管插入到两组套环1内，然后调节两组套环1之间的距离，用手按压住按压块14，按压块14带动凸头15挤压斜面块17的斜面，斜面块17会向左移动，并挤压第二弹簧16，同时带动第一齿牙18离开第二齿牙19，此时便可以调节两组套环1之间的距离，上端一组的套环1会沿着光轴柱11滑动，在滑动时观看刻度线13上的数值，在数值符合下放抽油管钻井的直径时，便可以停止调节两组套环1之间的距离，在调节完成后，松掉按压块14，第二弹簧16推动斜面块17向右移动，第一齿牙18会卡在对应的两组第二齿牙19之间，然后使用扳手拧动螺栓5，最后使螺栓5紧紧固定住抽油管，然后把抽油管下放到钻井内，滚轮4会紧贴钻井的内壁，并进行滚动，从而使得抽油管尽可能的保持在钻进的中心部位，避免抽油管歪斜，本发明通过调节两组套环1之间的距离，便可以实现调节扶正器展开的范围大小，从而可以实现扶正器能适应不同大小的钻井，提高了本扶正器的适用范围；

在滚轮4经过钻井凹凸的内壁时，会使第一弹簧6不断地压缩和复位，同时伸缩杆7不断地伸出第二支撑杆3和缩进第二支撑杆3内，在第二支撑杆3在压缩第一弹簧6时也会压缩内部的空间，造成内部的空间压强变大，空间内的气体或者液体会进入到透气孔8内，这些气液会顺着伸缩杆7的内壁进行流动，最后顶开第一膜瓣9，气液从伸缩杆7的上端射出，从而冲击滚轮4和滚轮4与铰接板22之间的间隙，这样就进一步提高了去除滚轮4与铰接板22间隙内的异物，尽可能的避免滚轮4出现卡死的问题，在第一弹簧6复位时，第二支撑杆3内的空间为负压状态，外界的气液会流向第二支撑杆3的内部，当气液顺着伸缩杆7的管道流入时，弹性材料的第一膜瓣9会闭合，因为第一膜瓣9的上端壁薄下端壁厚，气液难以冲开闭合的第一膜瓣9，无法流入到第二支撑杆3的内部，该处的第一膜瓣9相当于单向阀的作用，外界的气液会经过透气管道20流入，最后顶开第二膜瓣10，进入到第二支撑杆3的内部，第二膜瓣10的安装也相当于单向阀的作用，气液只能从透气管道20内流入到第二支撑杆3内，无法从透气管道20内流出。

以上，仅为本发明较佳的具体实施方式；但本发明的保护范围并不局限于此。任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，根据本发明的技术方案及其改进构思加以等同替换或改变，都应涵盖在本发明的保护范围内。

Claims (7)

1.一种滚轮扶正器，包括套环（1），所述套环（1）为两组，且呈上下设置，所述套环（1）的侧壁上贯穿连接有多组均匀分布的螺栓（5），其特征在于：两组所述套环（1）的外圆面均铰接有多组均匀分布的第一支撑杆（2），所述第一支撑杆（2）的外部套设有第二支撑杆（3），上下两组所述第二支撑杆（3）的交界处均固定连接有铰接板（22），多组所述铰接板（22）之间铰接有滚轮（4）；

所述第二支撑杆（3）的内部设置有调整机构，所述调整机构用于去除铰接板（22）与滚轮（4）之间的异物，所述调整机构包括第一弹簧（6）；所述第一支撑杆（2）远离套环（1）的一端固定连接有第一弹簧（6），所述第一弹簧（6）远离第一支撑杆（2）的一端与第二支撑杆（3）的内壁固定连接，所述第二支撑杆（3）的内部开设有可供第一弹簧（6）压缩的空间；

所述调整机构还包括伸缩杆（7）；所述伸缩杆（7）贯穿设置第二支撑杆（3）的内部，所述第二支撑杆（3）远离滚轮（4）的一端与第一支撑杆（2）固定连接，所述伸缩杆（7）呈空心结构设计，且上下两端呈开口状，所述伸缩杆（7）与第一支撑杆（2）的连接处开设有多组透气孔（8），所述伸缩杆（7）的内壁靠近上端的位置固定连接有多组第一膜瓣（9），相邻的所述第一膜瓣（9）相互紧靠，使伸缩杆（7）的上端呈封闭状态，且第一膜瓣（9）呈倾斜设置，所述第一膜瓣（9）的上端壁薄下端壁厚，用于使伸缩杆（7）内的气液单向流动，且向滚轮（4）处流动；

所述第一支撑杆（2）的内部贯穿开设有透气管道（20），所述透气管道（20）与伸缩杆（7）的内部相互连通，所述透气管道（20）的内壁靠近上端的位置固定连接有第二膜瓣（10），所述第二膜瓣（10）与第一膜瓣（9）的结构相同。

2.根据权利要求1所述的一种滚轮扶正器，其特征在于：所述透气管道（20）的内壁远离第二膜瓣（10）的一端固定连接有过滤棉（21）。

3.根据权利要求1所述的一种滚轮扶正器，其特征在于：下端一组所述套环（1）的上表面固定连接有光轴柱（11），所述光轴柱（11）的上端滑动贯穿上端一组的套环（1），所述光轴柱（11）的侧表面刻有自上而下的刻度线（13），所述刻度线（13）刻有数值，其数值代表钻井直径。

4.根据权利要求1所述的一种滚轮扶正器，其特征在于：上端一组所述套环（1）的上表面靠近光轴柱（11）处安装有按压块（14），所述按压块（14）的下端固定连接有凸头（15），所述凸头（15）的下方设置有斜面块（17），所述凸头（15）的下端与斜面块（17）上的斜面接触，所述斜面块（17）的左端固定连接有第二弹簧（16），所述光轴柱（11）靠近按压块（14）的一面自上而下固定连接有多组均匀分布的第二齿牙（19），所述斜面块（17）的右端固定连接有第一齿牙（18），所述第一齿牙（18）卡接在两组第二齿牙（19）之间。

5.根据权利要求4所述的一种滚轮扶正器，其特征在于：所述第一齿牙（18）和第二齿牙（19）均呈斜齿设计，在第一齿牙（18）卡紧两组第二齿牙（19）之间时，所述第一齿牙（18）的斜面与下端一组的第二齿牙（19）斜面相互平行。

6.根据权利要求1所述的一种滚轮扶正器，其特征在于：所述伸缩杆（7）的上端呈倾斜设计，且斜面朝向两组第二支撑杆（3）形成的夹角处。

7.根据权利要求3所述的一种滚轮扶正器，其特征在于：所述光轴柱（11）的上端固定连接有阻隔片（12）。