[发明专利]不失稳钻铤

说明书

本发明是一种钻铤装置——不失稳钻铤，它属于油田钻井用的近钻头钻铤，它包括如下结构特征：即由中心管、钻铤、上、下接头以及液压油等组成，其钻铤内径大于中心管上活塞直径，中心管上活塞直径大于下活塞直径。

在《石油钻采工艺》1999年第三期P1页中公开了不弯曲钻铤结构，图1是不弯曲钻铤结构示意图：它是由上接头、活塞、外管、承拉管、液压油、中心管、堵头、下接头等组成。它是由承拉管本身所受的拉力抵抗外管的变形，而达到外管的稳定。不足之处是结构复杂，且液压失效后成为常规的钻铤装置，较大程度影响其性能。在《石油钻采工艺》1981年第6期P11页发表了HCY防斜器，图2是HCY防斜器的结构示意图，它由外壳、加压心管、异径接头，找中器等组成。它的不足之处是，在一定钻压下，承压内管的横向变形，将对外筒施加横向力，影响外筒的稳定性，因此，钻压也受限制。

本发明的目的在于避免上述现有技术中的不足，而提供一种钻铤内径大于中心管上活塞直径，中心管上活塞直径大于其下活塞直径的液压钻铤装置。上部钻压经装置的中心管所产生的液压力直接作用于下接头向下传递钻压。因此，可满足大钻压，提高直井段机械钻速；且钻铤处于拉杆状态，不存在失稳弯曲，极大程度地增大了下部钻具组合刚度，提高了该钻铤的抗横弯曲能力，有效地控制井斜。图3，为不失稳钻铤结构图。

本发明的目的，可以通过以下措施来达到：中心管上、下活塞杆和上、下接头的活塞套及密封件构成上下活塞副，钻铤与上、下接头扣连接、密封的油腔充满液压油，构成液压装置，并且中心管上活塞直径D_S大于下活塞直径D_x，即D_S/D_x＞1；钻铤内径d大于上活塞直径D_S，即d/D_S＞1；该装置的上部钻压施于中心管，在其上活塞的作用下，转换成液压向四周传递；上下活塞的直径差所形成的液压值传递给下接头形成钻压，只要其所形成的液压力在装置的承压强度或密封能力范围内，装置就不会降低性能，因此，可以施加更大的钻压来满足钻井的需要，而作用于上下接头等值的液压力作用于钻铤两端，使钻铤处于受拉状态，即由常规钻铤的受压状态，变成了受拉状态，使其钻铤无失稳的条件，从而不会发生失稳弯曲；由于钻铤成为液压拉杆，极大程度提高了自身装置的刚度和抗横力弯曲能力。上部钻压越大，液压拉力也越大，其装置的刚度也增大。因此，该装置应用于近钻头钻铤，可以达到良好的防斜纠斜效果，特别适用于易斜地区、各向异性地层的防斜，以及易发生狗腿的地层。

本发明的目的还可以通过以下措施来达到：

1、中心管上活塞附近设计有一台肩，用以限位中心杆的移动和承受拉力，其台肩上可设计花键与上接头的花键套连接来传递扭矩。见图3

2、中心管的下活塞杆上方设计有一大于下活塞直径的台肩，台肩面于下接头内端面的活动距离0-500mm，其作用在于液压失效后，中心管的下台肩直接座于下接头来传递钻压；台肩上设计有花键与下接头的花键套连接，用于传递扭矩。下活塞杆的下部设计有螺母，用于限位中心管的移动和承受拉力。见图4。

3、上扶正器与上接头扣连接，也可为一体，其作用是扶正、限位中心管。

4、中心管内孔和下接头内孔构成钻井液循环通路。

本发明下面将结合不失稳钻铤BSW-168实施例作进一步详述：

结构尺寸如下：

有效长度：L＝8m；                钻铤外径：D＝168mm；

钻铤内径：d＝127mm；             中心管(下部)外径：D_N＝105mm；

中心管(下部)内径：d_N＝50mm；    中心管上活塞直径：D_S＝122mm；

中心管下活塞直径：D_x＝100mm；   中心管下台肩直径：D_t＝126mm；

台肩与接头内端距离：S＝100mm；

上、下活塞用Y型密封圈密封，并采用上部花键传递扭矩。