CN211692348U - 一种双速双心钻井提速设备的扶正装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型提供了一种双速双心钻井提速设备的扶正装置，所述扶正装置包括筒体和沿中心轴线贯穿形成在筒体内的中空结构，筒体的右端部具有设置有第一螺纹的外壁和径向截面围成类梅花状腔体的多个内凸台，中空结构供驱动小切削头的井下动力装置穿过，第一螺纹能够与具有供井下动力装置穿过的贯穿通孔的大切削头连接，类梅花状腔体为所述中空结构的右端部，并能够在起到扶正所述井下动力装置的同时允许钻井液流经并随后进入大切削头；筒体的左端部具有设置有第二螺纹的内壁，第二螺纹能够与由钻盘驱动的外筒体连接。本实用新型能够有效配合双速双心钻井设备，通过扶正井下动力装置或小切削头，提高了设备稳定性和使用寿命。

Description

一种双速双心钻井提速设备的扶正装置

技术领域

本实用新型属于油气钻井工程领域，涉及一种双速双心钻井提速设备的扶正装置。

背景技术

在油气井钻井工程中，如何提高钻井速度一直是人们研究的重要课题，虽然，目前通过对钻头结构优化设计，开发新的钻头牙齿材料、更高性能的牙齿等，使得钻井速度得到了一定程度的提高，但是，仍然没有解决钻井时钻头中心点线速度为零，以及中心点附近线速度低影响钻井速度的问题。这种影响，在当前大量使用的PDC钻头中尤其明显。另外，从使用后起出的钻头也不难发现，这个问题是影响钻井速度提升的关键问题。

发明人经过研究认为“双速双心”钻井技术有利于解决钻头中心点线速度为零的问题，从而能够进一步提高钻井速度。然而，发明人表示：为了更好地配合发明人提出的“双速双心”钻进技术，亟需提供一种能够有效实现对“双心”中的内心进行扶正的装置。

实用新型内容

本实用新型的目的在于解决现有技术存在的上述不足中的至少一项。

具体来讲，发明人经过研究提出：采用双速双心钻井设备能够解决钻头中心部线速度为零的问题。对于发明人所提出的双速双心钻井设备和技术而言，其通过设置具有第一中心线、沿第一中心线设置的贯穿通孔、以及第一直径的大切削头(也可称为大钻头，相当于外心)；以及具有第二中心线和第二直径的小切削头(也可称为小钻头，相当于内心)；并且确保所述第二直径小于所述第一直径，所述第二中心线与所述第一中心线平行但不重合的方式来实现“双心”。同时，大切削头通过上部钻柱获得旋转钻进的第一动力，并通过来自上部钻柱的钻井液提供润滑；小切削头通过井下动力装置获得旋转钻进的第二动力，这里相当于小切削头绕所述第二中心线“自转”，并且上部钻柱还能够带动井下动力装置进而带动小切削头进行转动，相当于小切削头绕第一中心线“公转”。

发明人表示：为了更好地配合上述结构的双速双心钻井设备，提高双速双心钻井设备的稳定性和使用寿命，有必要研究一种以“双心”中的小切削头(即内心)为扶正目标的扶正装置。

为了实现上述目的，本实用新型提供了一种双速双心钻井提速设备的扶正装置，所述扶正装置包括筒体和沿中心轴线贯穿形成在所述筒体内的中空结构，其中，所述筒体的右端部具有设置有第一螺纹的外壁和径向截面围成类梅花状腔体的多个内凸台，所述中空结构供驱动小切削头的井下动力装置穿过，所述第一螺纹能够与具有供井下动力装置穿过的贯穿通孔的大切削头连接，所述类梅花状腔体为所述中空结构的右端部，并能够在起到扶正所述井下动力装置或小切削头的同时允许钻井液流经并随后进入大切削头；所述筒体的左端部具有设置有第二螺纹的内壁，所述第二螺纹能够与由钻盘驱动的外筒体连接。在本实用新型的一个示例性实施例中，所述筒体的左端部的内壁可由左到右具有逐渐缩小的内径。

在本实用新型的一个示例性实施例中，所述筒体的右端部的外壁可由左到右具有逐渐缩小的外径。

在本实用新型的一个示例性实施例中，所述筒体还可包括设置在所述左端部与所述右端部之间的过渡部，所述过渡部可具有统一的内径。

在本实用新型的一个示例性实施例中，所述内凸台的数量可以为2～8个。

在本实用新型的一个示例性实施例中，所述多个内凸台的顶面可以为弧形。

在本实用新型的一个示例性实施例中，所述相邻两个内凸台之间可形成有凹面。

在本实用新型的一个示例性实施例中，所述类梅花状腔体与井下动力装置外表面之间可形成有供钻井液流入大切削头的通道。

在本实用新型的一个示例性实施例中，所述内凸台可与中心轴线平行设置。

在本实用新型的一个示例性实施例中，所述凹面可以为圆弧形凹面、U形凹面或V形凹面。

与现有技术相比，本实用新型具有以下有益效果中的至少一项：

能够有效配合双速双心钻井设备，有利于解决钻头中心点线速度为零的技术问题，从而能够进一步提高钻井速度；

能够扶正井下动力装置或扶正小切削头，提高了设备稳定性和使用寿命；

能够同时具备扶正和供钻井液通过功能，且方便安装。

附图说明

图1示出了根据本实用新型的一种双速双心钻井提速设备的扶正装置的剖面图；

图2示出了图1的右视图；

图3示出了图1的实物图。

附图标记说明如下：

1-左端部、2-过渡部、3-右端部、4-内凸台、5-凹面。

具体实施方式

在下文中，将结合示例性实施例来详细说明本实用新型的一种双速双心钻井提速设备的扶正装置。需要说明的是，“第一”、“第二”等仅仅是为了方便描述和便于区分，而不能理解为指示或暗示相对重要性。“左””、“右”、“内”、“外”仅仅为为了便于描述和构成相对的方位或位置关系，而并非指示或暗示所指的部件必须具有该特定方位或位置。

图1示出了根据本实用新型的一种双速双心钻井提速设备的扶正装置的剖面图。图2示出了图1中的右视图。图3示出了图1中的实物图。

在本实用新型的一个示例性实施例中，如图1～3中所示，所述扶正装置包括依次连接的左端部1、过渡部2和右端部3组成的圆筒状筒体以及沿该圆筒状筒体中心轴线贯穿的中空结构。

在本示例中，左端部1用于与外筒体固定连接，左端部1内壁的直径沿扶正装置轴线方向从左到右逐渐减小。这里，左端部的壁厚变化设置是为了增加左端部和过渡部的连接强度。左端部1内壁设有螺纹，外筒体上设有与左端部内壁上螺纹对应的螺纹，左端部1与外筒体通过螺纹固定连接，传递外筒体的旋转扭矩。当然，这里也可以采用在左端部1外壁设置螺纹，而在外筒体内壁设置相应的螺纹进行固定连接方式；这时，螺纹的直径从左到右保持不变，方便加工制造。这里，外筒体为双速双心钻井提速设备中扶正装置的上游结构，外筒体由钻盘驱动带动与之连接的下游结构一起转动，井下动力装置设置在外筒体内部并穿过扶正装置的中空结构。然而，本实用新型不限于此，左端部和外筒体也可以通过其他方式连接，只要能够将左端部与外筒体固定连接即可。

右端部3与大切削头固定连接，右端部3的外壁的直径由左到右逐渐缩小。这里，右端部的壁厚变化设置是为了增加右端部和过渡部的连接强度。右端部3外壁上设有螺纹，大切削头上设有对应的螺纹，右端部3与大切削头通过螺纹连接固定。这里，大切削头为双速双心钻井提速设备中扶正装置的下游结构，大切削头上具有贯穿通孔，外筒体内的井下动力装置穿过扶正装置的中空结构和大切削头的贯穿通孔。然而，本实用新型不限于此，右端部与大切削头也可以通过其他方式进行连接，只要能够将右端部与大切削头固定连接即可。

过渡部2设置在左端部1和右端部3之间，过渡部2的作用是将左端部1和右端部3固定连接，使左端部1和右端部3之间具有一定的距离。这里，过渡部2的壁厚沿轴线方向保持不变，过渡部2的壁厚大于左端部1和右端部3的最大壁厚。这里，这样设置过渡部的壁厚可以使扶正装置与外筒体和大切削头连接之后连接部位的壁厚不发生太大的变化或保持一致。

在本示例中，如图2中所示，右端部3所对应的部分中空结构为类梅花状腔体，该类梅花状腔体的径向截面为类梅花状，该类梅花状腔体从左到右设置在右端部3内壁上，由多个内凸台4沿周向围成。这里，内凸台4的顶面为与井下动力装置外表面配合的弧形，多个内凸台4的顶面的弧形位于一个虚拟的圆周上，该虚拟圆周的直径比井下动力装置的直径大一些。通过多个内凸台4顶面弧形与井下动力装置外表面的接触来实现扶正作用，避免井下动力装置在外筒体内晃动，减小井下动力装置与外筒体内壁之间的摩擦，降低磨损。这里，内凸台4数量为2～8个，优选的内凸台的数量为6个。另外，类梅花状腔体或其多个内凸台4顶面弧形也可直接扶正小切削头。例如，通过类梅花状腔体或其多个内凸台4顶面弧形可通过扶正小切削头与井下动力装置连接的部位来实现对小切削头的扶正。

在本示例中，在两个相邻的内凸台4之间形成了凹面5，凹面5的数量与内凸台4的数量相等。这里，凹面5可以为圆弧形、U形或者V形，凹面5的数量可以为2～8个。优选的凹面的数量为6个，凹面为圆弧形。在扶正装置对井下动力装置进行扶正的同时，外筒体中的钻井也可以经过井下动力装置外表面与类梅花状腔体之间的通道进入大切削头中，对大切削头进行冷却和润滑。这里设置凹面是为了增加钻井液流过的通道截面面积。然而，本实用新型不限于此，凹面也可以为其它形状，只要能形成在相邻两个成内凸台之间并且和井下动力装置外表面形成供钻井液流过的通道即可。

在本示例中，多个凹面5和多个内凸台4沿左右方向与轴线平行设置。当然，这里多个凹面5和多个内凸台4也可以不与轴线平行设置，例如，多个凹面和多个内凸台沿左右方向呈螺旋状设置，其中每个凹面和内凸台间隔设置即可。

综上所述，本实用新型的一种双速双心钻井提速设备的扶正装置具有以下优点：

能够有效配合双速双心钻井设备，有利于解决钻头中心点线速度为零的技术问题，从而能够进一步提高钻井速度；

能够扶正井下动力装置或扶正小切削头，提高了设备稳定性和使用寿命；

能够减小井下动力装置与外筒体内壁之间的摩擦，降低磨损，具有供钻井液通过的孔道，能够很好的和上下游部件连接。

尽管上面已经结合示例性实施例及附图描述了本实用新型，但是本领域普通技术人员应该清楚，在不脱离权利要求的精神和范围的情况下，可以对上述实施例进行各种修改。

Claims (10)

1.一种双速双心钻井提速设备的扶正装置，其特征在于，所述扶正装置包括筒体和沿中心轴线贯穿形成在所述筒体内的中空结构，其中，

所述筒体的右端部具有设置有第一螺纹的外壁和径向截面围成类梅花状腔体的多个内凸台，所述中空结构供驱动小切削头的井下动力装置穿过，所述第一螺纹能够与具有供井下动力装置穿过的贯穿通孔的大切削头连接，所述类梅花状腔体为所述中空结构的右端部，并能够在起到扶正所述井下动力装置或小切削头的同时允许钻井液流经并随后进入大切削头；

所述筒体的左端部具有设置有第二螺纹的内壁，所述第二螺纹能够与由钻盘驱动的外筒体连接。

2.根据权利要求1所述的双速双心钻井提速设备的扶正装置，其特征在于，所述筒体的左端部的内壁由左到右具有逐渐缩小的内径。

3.根据权利要求1所述的双速双心钻井提速设备的扶正装置，其特征在于，所述筒体的右端部的外壁由左到右具有逐渐缩小的外径。

4.根据权利要求1所述的双速双心钻井提速设备的扶正装置，其特征在于，所述筒体还包括设置在所述左端部与所述右端部之间的过渡部，所述过渡部具有统一的内径。

5.根据权利要求1所述的双速双心钻井提速设备的扶正装置，其特征在于，所述内凸台的数量为2～8个。

6.根据权利要求1所述的双速双心钻井提速设备的扶正装置，其特征在于，所述多个内凸台的顶面为弧形。

7.根据权利要求1所述的双速双心钻井提速设备的扶正装置，其特征在于，所述相邻两个内凸台之间形成有凹面。

8.根据权利要求1所述的双速双心钻井提速设备的扶正装置，其特征在于，所述类梅花状腔体与井下动力装置外表面之间形成有供钻井液流入大切削头的通道。

9.根据权利要求1所述的双速双心钻井提速设备的扶正装置，其特征在于，所述内凸台与中心轴线平行设置。

10.根据权利要求7所述的双速双心钻井提速设备的扶正装置，其特征在于，所述凹面为圆弧形凹面、U形凹面或V形凹面。

Images