CN209483234U - 钻柱防磨减阻接头 - Google Patents

Abstract

本实用新型为一种钻柱防磨减阻接头，包括设有轴向贯通的中心孔的接头本体，接头本体的外壁上固定设置直径呈增大设置的凸台，凸台的外侧能套设轴套结构，轴套结构由凸台轴向限位且能绕接头本体的中心轴周向转动，轴套结构的外径尺寸大于钻柱的外径尺寸；凸台的外壁和轴套结构的内壁之间设置液压流体轴承间隙腔，凸台的侧壁上设置多个能连通中心孔和液压流体轴承间隙腔的径向透孔；各径向透孔内分别设置能允许钻井液自中心孔流向液压流体轴承间隙腔的单流阀。该钻柱防磨减阻接头结构简单，可靠性高，能有效减少钻柱与套管内壁或井壁间的摩擦和磨损。

Description

钻柱防磨减阻接头

技术领域

本实用新型涉及钻进工具技术领域，尤其涉及一种在钻井施工作业或者其他工程施工中用以防止钻柱磨损、降低摩阻的钻柱防磨减阻接头。

背景技术

钻井过程中，钻柱旋转会在钻柱或井壁之间产生摩擦磨损，减少钻柱和套管的使用寿命。并且，钻柱在与井壁的接触过程中，会产生较大的摩阻，在水平井或大位移井中会限制钻压的传递，影响井眼的延伸距离。现有常规的钻柱防磨减摩工具往往存在以下两方面的问题：1、工具复杂；2、可靠性及整体强度较低。

由此，本发明人凭借多年从事相关行业的经验与实践，提出一种钻柱防磨减阻接头，以克服现有技术的缺陷。

实用新型内容

本实用新型的目的在于提供一种钻柱防磨减阻接头，克服现有技术中存在的工具复杂、可靠性及整体强度低等问题，该钻柱防磨减阻接头结构简单，可靠性高，能有效减少钻柱与套管或井壁间的摩擦和磨损。

本实用新型的目的是这样实现的，一种钻柱防磨减阻接头，包括设有轴向贯通的中心孔的接头本体，所述接头本体的外壁上固定设置直径呈增大设置的凸台，所述凸台的外侧能套设轴套结构，所述轴套结构由所述凸台轴向限位且能绕所述接头本体的中心轴周向转动，所述轴套结构的外径尺寸大于钻柱的外径尺寸；所述凸台的外壁和所述轴套结构的内壁之间设置液压流体轴承间隙腔，所述凸台的侧壁上设置多个能连通所述中心孔和所述液压流体轴承间隙腔的径向透孔；各所述径向透孔内分别设置能允许钻井液自所述中心孔流向所述液压流体轴承间隙腔的单流阀。

在本实用新型的一较佳实施方式中，各所述径向透孔靠近所述轴套结构的一端设置直径呈增大设置的台阶孔，所述轴套结构的内壁上与各所述径向透孔相对的轴向位置设置环形凹槽，各所述单流阀包括穿设于所述径向透孔内的第一凸柱，所述第一凸柱靠近所述轴套结构的一端设置直径增大的台阶轴部，所述台阶轴部能自所述台阶孔内封堵所述径向透孔，所述台阶轴部的另一侧设置能提供封堵径向透孔作用力的弹性结构。

在本实用新型的一较佳实施方式中，所述弹性结构为弹簧，所述台阶轴部的另一侧设置向所述轴套结构方向延伸的第二凸柱，所述第二凸柱上套设所述弹簧，所述弹簧的两端分别抵靠于所述台阶轴部和所述环形凹槽的槽底。

在本实用新型的一较佳实施方式中，所述轴套结构包括自所述凸台的一端套设于所述凸台外侧的内套部，所示内套部的内壁上与各所述径向透孔相对的轴向位置设置环形凹槽，所述轴套结构还包括自所述凸台的另一端套设于所述凸台及所述内套部外侧的外套部。

在本实用新型的一较佳实施方式中，所述凸台的一端设置第一锥过渡面，所述凸台的另一端设置第二锥过渡面，位于所述第一锥过渡面和所述第二锥过渡面之间的凸台外壁为凸台圆柱面；所述内套部包括匹配套设于所述第一锥过渡面外侧的内套圆锥部，所述内套圆锥部固定连接套设于所述凸台圆柱面外侧的内套圆套部，所述内套圆锥部的内壁和所述第一锥过渡面之间呈间隙设置，所述内套圆套部的内壁和所述凸台的外壁之间呈间隙设置，所述内套圆套部的内壁上与所述径向透孔对应的轴向位置所述环形凹槽。

在本实用新型的一较佳实施方式中，所述外套部包括匹配套设于所述第二锥过渡面外侧的外套圆锥部，所述外套圆锥部固定连接套设于所述内套圆套部外侧的外套圆套部，所述外套圆锥部的内壁和所述第二锥过渡面之间呈间隙设置，所述内套圆锥部的内壁、所述内套圆套部的内壁和所述外套圆锥部的内壁构成所述轴套结构的内壁，所述第一锥过渡面、所述凸台圆柱面和所述第二锥过渡面构成所述凸台的外壁，所述外套圆套部能拆卸地固定连接于所述内套圆套部的外壁上。

在本实用新型的一较佳实施方式中，所述外套圆套部的外壁上沿周向间隔地设置多道导流凹槽，所述导流凹槽能连通所述轴套结构的轴向两侧；所述导流凹槽为直线槽或弧线凹槽，所述导流凹槽的数量为3～6道。

在本实用新型的一较佳实施方式中，所述内套圆套部的外壁和所述外套圆套部的外壁上均设置刮壁齿。

在本实用新型的一较佳实施方式中，所述外套圆套部的外壁上沿轴向间隔套设多个易磨套。

在本实用新型的一较佳实施方式中，所述接头本体的一端设置连接内螺纹部，所述接头本体的另一端设置连接外螺纹部。

由上所述，本实用新型提供的钻柱防磨减阻接头具有如下有益效果：

本实用新型提供的钻柱防磨减阻接头中，轴套结构的外径尺寸钻柱的外径尺寸，避免了钻柱与井下结构侧壁(套管内壁或井壁)的直接接触，有效防止了钻柱与井下结构的磨损；钻柱在钻进旋转过程中，通过凸台的限位导向作用，轴套结构和接头本体之间会产生相对转动，降低了钻柱与井下结构侧壁(套管内壁或井壁)之间的摩擦阻力；钻进过程中，钻井液能自中心孔通过径向透孔流向液压流体轴承间隙腔，起到润滑接头本体与轴套结构的作用，减少钻柱防磨减阻接头的磨损；单流阀使得钻柱外部粗糙的岩屑与污染的流体不能进入钻柱内部，进一步保护钻柱避免磨损；本实用新型提供的钻柱防磨减阻接头结构简单，可靠性高，能有效减少钻柱与套管内壁或井壁之间的摩擦和磨损，有利于推广使用。

附图说明

以下附图仅旨在于对本实用新型做示意性说明和解释，并不限定本实用新型的范围。其中：

图1：为本实用新型的钻柱防磨减阻接头的示意图。

图2：为图1中A-A剖视图。

图中：

100、钻柱防磨减阻接头；

1、接头本体；

11、中心孔；12、连接内螺纹部；13、连接外螺纹部；

2、凸台；

20、径向透孔；201、台阶孔；

21、第一锥过渡面；22、第二锥过渡面；23、凸台圆柱面；

3、轴套结构；

30、环形凹槽；

31、内套部；311、内套圆锥部；312、内套圆套部；

32、外套部；321、外套圆锥部；322、外套圆套部；

33、导流凹槽；

4、液压流体轴承间隙腔；

5、单流阀；

51、第一凸柱；52、台阶轴部；53、弹簧；54、第二凸柱；

6、刮壁齿；

7、易磨套。

具体实施方式

为了对本实用新型的技术特征、目的和效果有更加清楚的理解，现对照附图说明本实用新型的具体实施方式。

如图1和图2所示，本实用新型提供一种钻柱防磨减阻接头100，串接于钻柱上使用，该钻柱防磨减阻接头100包括设有轴向贯通的中心孔11的接头本体1，接头本体1的外壁上固定设置直径呈增大设置的凸台2，凸台2的外侧能套设轴套结构3，轴套结构3由凸台2轴向限位且能绕接头本体1的中心轴周向转动，轴套结构3的外径尺寸大于钻柱的外径尺寸；凸台2的外壁和轴套结构3的内壁之间设置液压流体轴承间隙腔4，凸台2的侧壁上设置多个能连通中心孔11和液压流体轴承间隙腔4的径向透孔20，各径向透孔20内分别设置能允许钻井液自中心孔11流向液压流体轴承间隙腔4的单流阀5。

本实用新型提供的钻柱防磨减阻接头中，轴套结构的外径尺寸钻柱的外径尺寸，避免了钻柱与井下结构侧壁(套管内壁或井壁)的直接接触，有效防止了钻柱与井下结构的磨损；钻柱在钻进旋转过程中，通过凸台的限位导向作用，轴套结构和接头本体之间会产生相对转动，降低了钻柱与井下结构侧壁(套管内壁或井壁)之间的摩擦阻力；钻进过程中，钻井液能自中心孔通过径向透孔流向液压流体轴承间隙腔，起到润滑接头本体与轴套结构的作用，减少钻柱防磨减阻接头的磨损；单流阀使得钻柱外部粗糙的岩屑与污染的流体不能进入钻柱内部，进一步保护钻柱避免磨损；本实用新型提供的钻柱防磨减阻接头结构简单，可靠性高，能有效减少钻柱与套管内壁或井壁之间的摩擦和磨损，有利于推广使用。

进一步，如图1和图2所示，各径向透孔20靠近轴套结构3的一端设置直径呈增大设置的台阶孔201，轴套结构3的内壁上与各径向透孔20相对的轴向位置设置环形凹槽30，各单流阀5包括穿设于径向透孔20内的第一凸柱51，第一凸柱51靠近轴套结构3的一端设置直径增大的台阶轴部52，台阶轴部52能自台阶孔201内封堵径向透孔20，台阶轴部52的另一侧设置能提供封堵径向透孔20作用力的弹性结构。单流阀5由弹性结构持续施加封堵径向透孔20的弹性力，一定压力的钻井液从接头本体1的中心孔11流过，少量的钻井液流向径向透孔20，推动弹性结构压缩，单流阀5开启，钻井液流向液压流体轴承间隙腔4，起到润滑接头本体1与轴套结构3的作用。在本实用新型的一具体实施例中，径向透孔20、台阶孔201的数量为1～4个，相应地单流阀5及弹性结构的数量也为对应的1～4个。

进一步，如图1和图2所示，弹性结构为弹簧53，台阶轴部52的另一侧设置向轴套结构3方向延伸的第二凸柱54，第二凸柱54上套设弹簧53，弹簧53的两端分别抵靠于台阶轴部52和环形凹槽30的槽底。弹簧被限位在环形凹槽30内，轴套结构3与接头本体1之间发生相对转动时，弹簧也在环形凹槽30内与轴套结构3相对转动，环形凹槽30形成供弹簧滑动的滑槽。

进一步，如图1所示，轴套结构3包括自凸台2的一端套设于凸台2外侧的内套部31，轴套结构3还包括自凸台2的另一端套设于凸台2及内套部31外侧的外套部32。在本实施方式中，外套部32通过螺纹连接于内套部31的外侧，内套部31和外套部32连接构成的轴套结构3通过凸台2的限位导向作用与接头本体1之间会产生相对转动。

进一步，如图1所示，凸台2的一端设置第一锥过渡面21，凸台2的另一端设置第二锥过渡面22，位于第一锥过渡面21和第二锥过渡面22之间的凸台2外壁为凸台圆柱面23。内套部31包括匹配套设于第一锥过渡面21外侧的内套圆锥部311(内套圆锥部311的内壁和外壁均为圆锥面，其内壁的圆锥面与第一锥过渡面21匹配设置)，内套圆锥部311固定连接套设于凸台圆柱面23外侧的内套圆套部312，内套圆锥部311的内壁和第一锥过渡面21之间呈间隙设置，内套圆套部312的内壁和凸台2的外壁之间呈间隙设置，内套圆套部312的内壁上与径向透孔20对应的轴向位置环形凹槽30。

进一步，如图1所示，外套部32包括匹配套设于第二锥过渡面22外侧的外套圆锥部321(外套圆锥部321的内壁和外壁均为圆锥面，其内壁的圆锥面与第二锥过渡面22匹配设置)，外套圆锥部321固定连接套设于内套圆套部312外侧的外套圆套部322，外套圆锥部321的内壁和第二锥过渡面22之间呈间隙设置，内套圆锥部311的内壁、内套圆套部312的内壁和外套圆锥部321的内壁构成轴套结构3的内壁，第一锥过渡面21、凸台圆柱面23和第二锥过渡面22构成凸台2的外壁，外套圆套部322能拆卸地固定连接于内套圆套部312的外壁上，在本实施方式中，外套圆套部通过螺纹连接于内套圆套部312的外壁上。外套部由摩擦系数低、强度高、耐磨性强的材料制成，由此可以提高工具的强度，并进一步降低钻柱与套管内壁或井壁之间的摩阻。

进一步，如图2所示，外套圆套部322的外壁上沿周向间隔地设置多道导流凹槽33，导流凹槽33能连通轴套结构3的轴向两侧。导流凹槽33可以为直线槽或弧线凹槽，导流凹槽的数量为3～6道。当外套圆套部322的外壁与井下结构侧壁(套管内壁或井壁)接触时，可以通过导流凹槽进行钻井液的导流。

进一步，如图1所示，内套圆锥部311的外壁和外套圆锥部321的外壁上均设置刮壁齿6。

进一步，如图1所示，外套圆套部322的外壁上沿轴向间隔套设多个易磨套7。易磨套7的外壁光滑，有效减小因外套圆套部322的外壁与井下结构侧壁(套管内壁或井壁)接触产生的摩擦阻力。

进一步，如图1所示，接头本体1的一端设置连接内螺纹部12，接头本体1的另一端设置连接外螺纹部13。在本实施方式中，连接内螺纹部12为内API锥螺纹，连接外螺纹部13为外API锥螺纹。

使用本实用新型的钻柱防磨减阻接头100进行钻进时，首先完成钻柱防磨减阻接头100的组装，并将钻柱防磨减阻接头100串接于钻柱上，下入井内，旋转钻柱进行钻进。轴套结构3的外径尺寸(外套圆套部322的外径)大于钻柱的外径尺寸，避免了钻柱与套管内壁或井壁直接接触，防止钻柱的直接磨损；当外套圆套部322与套管内壁或井壁接触时，接头本体1与轴套结构3之间产生相对转动，避免增加接头本体1上连接的钻柱转动阻力，降低了钻柱与套管内壁或井壁之间的摩擦阻力，达到了钻柱的防磨减阻目的。

由上所述，本实用新型提供的钻柱防磨减阻接头具有如下有益效果：

本实用新型提供的钻柱防磨减阻接头中，轴套结构的外径尺寸钻柱的外径尺寸，避免了钻柱与井下结构侧壁(套管内壁或井壁)的直接接触，有效防止了钻柱与井下结构的磨损；钻柱在钻进旋转过程中，通过凸台的限位导向作用，轴套结构和接头本体之间会产生相对转动，降低了钻柱与井下结构侧壁(套管内壁或井壁)之间的摩擦阻力；钻进过程中，钻井液能自中心孔通过径向透孔流向液压流体轴承间隙腔，起到润滑接头本体与轴套结构的作用，减少钻柱防磨减阻接头的磨损；单流阀使得钻柱外部粗糙的岩屑与污染的流体不能进入钻柱内部，进一步保护钻柱避免磨损；本实用新型提供的钻柱防磨减阻接头结构简单，可靠性高，能有效减少钻柱与套管内壁或井壁之间的摩擦和磨损，有利于推广使用。

以上所述仅为本实用新型示意性的具体实施方式，并非用以限定本实用新型的范围。任何本领域的技术人员，在不脱离本实用新型的构思和原则的前提下所作出的等同变化与修改，均应属于本实用新型保护的范围。

Claims (10)

1.一种钻柱防磨减阻接头，包括设有轴向贯通的中心孔的接头本体，其特征在于，所述接头本体的外壁上固定设置直径呈增大设置的凸台，所述凸台的外侧能套设轴套结构，所述轴套结构由所述凸台轴向限位且能绕所述接头本体的中心轴周向转动，所述轴套结构的外径尺寸大于钻柱的外径尺寸；所述凸台的外壁和所述轴套结构的内壁之间设置液压流体轴承间隙腔，所述凸台的侧壁上设置多个能连通所述中心孔和所述液压流体轴承间隙腔的径向透孔；各所述径向透孔内分别设置能允许钻井液自所述中心孔流向所述液压流体轴承间隙腔的单流阀。

2.如权利要求1所述的钻柱防磨减阻接头，其特征在于，各所述径向透孔靠近所述轴套结构的一端设置直径呈增大设置的台阶孔，所述轴套结构的内壁上与各所述径向透孔相对的轴向位置设置环形凹槽，各所述单流阀包括穿设于所述径向透孔内的第一凸柱，所述第一凸柱靠近所述轴套结构的一端设置直径增大的台阶轴部，所述台阶轴部能自所述台阶孔内封堵所述径向透孔，所述台阶轴部的另一侧设置能提供封堵径向透孔作用力的弹性结构。

3.如权利要求2所述的钻柱防磨减阻接头，其特征在于，所述弹性结构为弹簧，所述台阶轴部的另一侧设置向所述轴套结构方向延伸的第二凸柱，所述第二凸柱上套设所述弹簧，所述弹簧的两端分别抵靠于所述台阶轴部和所述环形凹槽的槽底。

4.如权利要求1所述的钻柱防磨减阻接头，其特征在于，所述轴套结构包括自所述凸台的一端套设于所述凸台外侧的内套部，所示内套部的内壁上与各所述径向透孔相对的轴向位置设置环形凹槽，所述轴套结构还包括自所述凸台的另一端套设于所述凸台及所述内套部外侧的外套部。

5.如权利要求4所述的钻柱防磨减阻接头，其特征在于，所述凸台的一端设置第一锥过渡面，所述凸台的另一端设置第二锥过渡面，位于所述第一锥过渡面和所述第二锥过渡面之间的凸台外壁为凸台圆柱面；所述内套部包括匹配套设于所述第一锥过渡面外侧的内套圆锥部，所述内套圆锥部固定连接套设于所述凸台圆柱面外侧的内套圆套部，所述内套圆锥部的内壁和所述第一锥过渡面之间呈间隙设置，所述内套圆套部的内壁和所述凸台的外壁之间呈间隙设置，所述内套圆套部的内壁上与所述径向透孔对应的轴向位置所述环形凹槽。

6.如权利要求5所述的钻柱防磨减阻接头，其特征在于，所述外套部包括匹配套设于所述第二锥过渡面外侧的外套圆锥部，所述外套圆锥部固定连接套设于所述内套圆套部外侧的外套圆套部，所述外套圆锥部的内壁和所述第二锥过渡面之间呈间隙设置，所述内套圆锥部的内壁、所述内套圆套部的内壁和所述外套圆锥部的内壁构成所述轴套结构的内壁，所述第一锥过渡面、所述凸台圆柱面和所述第二锥过渡面构成所述凸台的外壁，所述外套圆套部能拆卸地固定连接于所述内套圆套部的外壁上。

7.如权利要求6所述的钻柱防磨减阻接头，其特征在于，所述外套圆套部的外壁上沿周向间隔地设置多道导流凹槽，所述导流凹槽能连通所述轴套结构的轴向两侧；所述导流凹槽为直线槽或弧线凹槽，所述导流凹槽的数量为3～6道。

8.如权利要求6所述的钻柱防磨减阻接头，其特征在于，所述内套圆套部的外壁和所述外套圆套部的外壁上均设置刮壁齿。

9.如权利要求6所述的钻柱防磨减阻接头，其特征在于，所述外套圆套部的外壁上沿轴向间隔套设多个易磨套。

10.如权利要求1所述的钻柱防磨减阻接头，其特征在于，所述接头本体的一端设置连接内螺纹部，所述接头本体的另一端设置连接外螺纹部。