[实用新型]一种气体钻井用滚轮稳定器

说明书

技术领域

本实用新型涉及在油气田工程中利用气体作为循环介质钻井时的一种气体钻井用滚轮稳定器。

背景技术

目前，在利用气体为循环介质的钻井中，为了控制井眼轨迹，常常需要用一个或多个稳定器和下部钻具组合成不同类型的下部钻具组合，以达到增斜、稳斜、降斜的目的，如钟摆钻具组合、满眼钻具组合等。现在的气体钻井中，常常是将液体钻井用的稳定器直接用于气体钻井中。这样会存在以下缺点：

1、由于气体钻井时井筒中没有钻井液的润滑作用，普通稳定器与井壁的摩阻将大大增加，扭矩也会增大，造成稳定器使用寿命短，钻柱易疲劳损坏等。

2、由于气体的携岩能力不如液体的携岩能力强，普通稳定器导流槽为均匀流道，要么为竖直型，要么为螺旋型，岩屑通过能力差，可能导致携岩受阻。

申请公开号为CN101358509A，申请公开日为2009年2月4日的中国专利文献公开了一种多功能稳定器的制作方法，是在稳定器本体的同一段柱面上均布开设三个滚轮槽，并在滚轮槽上安装滚轮轴，通过滚轮轴将端部为锥体、表面设有切削刃的滚轮连接在稳定器本体的滚轮槽上，滚轮与滚轮轴为活动连接，滚轮的锥体于稳定器本体的前端同向，并且三个滚轮的外接圆直径大于稳定器本体的轴径，这样在钻头磨损的情况下可通过滚轮上的锥体和切削刃切削井壁，从而确保前后井径尺寸相同。本实用新型所提供的稳定器是具有扶正功能和扩眼功能的一种多功能稳定器，同时还具有与井壁摩擦阻力小，耐磨性强，使用寿命长，安全性能高等优越性，从而可在钻井过程可中起到了增效的目的。

但上述技术方案仍然没有解决“由于气体的携岩能力不如液体的携岩能力强，普通稳定器导流槽为均匀流道，要么为竖直型，要么为螺旋型，岩屑通过能力差，可能导致携岩受阻”的技术难题。

实用新型内容

为解决上述技术问题，本实用新型提出了一种涉及在油气田工程中利用气体作为循环介质钻井时的一种气体钻井用滚轮稳定器。本实用新型一方面可以减小稳定器与井壁之间的摩擦阻力，减小扭矩，另一方面还能强化携岩能力，稳定钻柱。

本实用新型是通过采用下述技术方案实现的：

一种气体钻井用滚轮稳定器，包括稳定器本体，其特征在于：在稳定器本体上沿稳定器本体轴向方向设置有四个突出的扶正棱，所述扶正棱的两端头部位均为楔型状，沿稳定器本体轴向方向的扶正棱上开有滚轮槽，滚轮轴固定于所述滚轮槽中，滚轮安装在滚轮轴上，且所述滚轮突出于所述扶正棱表面，滚轮槽的两端开有盖板槽，盖板经螺钉固定在盖板槽中，且滚轮轴的两端经盖板固定在所述滚轮槽中，所述盖板与井壁相接触的那一面的端部也为楔型状，所述扶正棱包括直棱段和鞋掌型螺旋棱段，所述滚轮槽开在所述直棱段上，直棱段的一端为楔型，另一端与螺旋棱段相接，所述螺旋棱段的另一端也为楔型，扶正棱之间的空隙形成导流槽，其中导流槽包括宽度逐渐减小，且由直棱段之间空隙形成的宽入口直流道，和由鞋掌型螺旋棱段之间形成的窄出口螺旋流道。

四个扶正棱在稳定器本体上对称设置，且相互呈90度的夹角。

所述滚轮槽的截面为半圆形，滚轮的一半埋在所述半圆形的滚轮槽中，另一半突出于所述扶正棱表面。

所述滚轮的表面设置有硬质合金材质的切削齿，滚轮为镶齿型、窄齿型或宽齿型。

本实用新型有益效果表现在：

1、由于本实用新型采用在扶正棱的两端头部位均设置为楔型状，有利于减小上提和下放钻具时稳定器与井壁之间的摩擦阻力，减小扭矩，有利于上提钻具遇到井径缩小时倒划眼解卡；在扶正棱上开有滚轮槽，滚轮槽中设置滚轮，四个滚轮形成的滚轮组和楔型扶正条头有利于上提钻具遇到井径缩小时倒划眼解卡；稳定器本体转动时滚轮将沿井壁滚动，将扶正棱刮削井壁的滑动摩擦转化为滚轮与井壁间的滚动摩擦，大大减小了稳定器与井壁的摩阻、减小了旋转扭矩，延长了下部钻具的使用寿命。本实用新型滚轮稳定器的扶正棱、滚轮可以将钻柱扶正，减少或消除钻柱的偏心，使钻柱和井眼同轴，并可减小钻柱磨损和疲劳损坏等问题。

2、盖板与井壁相接触的那一面的端部也为楔型状，这样的结构方式可以将大颗粒岩屑导入滚轮上设置的切削齿；滚轮上设置硬质合金切削齿可以将大颗粒岩屑再次破碎研磨成较小颗粒岩屑，然后被气流携带走；滚轮为镶齿型、窄齿型或宽齿型，可以适用于不同的地层，例如镶齿型滚轮适用于研磨性地层、窄齿型滚轮适用于硬地层、宽齿型适用于软地层。

3、滚轮是通过螺钉和盖板固定在稳定器本体上的，滚轮磨损后只需更换新滚轮，而稳定器本体可以继续使用，有利于减小钻井成本。