[发明专利]一种用于深水钻井隔水管段钻杆扶正与防磨装置

说明书

本发明公开了一种用于深水钻井隔水管段钻杆扶正与防磨装置，本装置包括两端有内外螺纹的钻杆连接管，滚轮支撑架，滚轮，滚轮约束筒，密封圈，保护壳，支撑柱，支撑壳，橡胶条，螺钉，螺钉防磨垫圈。钻杆连接管与钻杆螺纹连接，随钻杆转动，滚轮约束筒与保护壳连接，保护壳外部为流体通道，通道内有支撑柱，支撑壳上有橡胶条，起到缓冲支撑壳与隔水管的挤压的作用，在滚轮作用下，支撑壳与隔水管无相对运动，达到在海流运动及正常钻进时钻杆与隔水管的扶正防磨目的。本装置的优点是：装置完全支撑在隔水管上，将钻杆固定在井眼中心，钻杆的转动只引起滚轮转动，达到扶正防磨的效果。

技术领域

本发明涉及流体力学和油井钻采防磨工艺领域，是一种用于深水钻井隔水管段钻杆扶正与防磨装置。

背景技术

在深水钻井作业过程中，隔水管连接平台与海底防喷器，钻杆通过隔水管进入地层，隔水管容易受到海洋环境载荷作用而发生变形，从而和钻杆接触，产生挤压和滑动摩擦，这对于钻杆和隔水管都有很大的损伤，如果隔水管磨破，则会发生严重事故，因此我们的技术人员研发了各种扶正器和防磨装置以扶正钻具减小摩擦，但仍有很多不足之处。例如CN201620765197.2号专利，该扶正器本体的外壁均匀布设有安装座，所述安装座内设置有槽体，在槽体内嵌入设置有万向珠，所述万向珠可在槽体内向内或向外活动，在槽体内底部和万向珠外底部之间设置有缓震装置，但该扶正器的万向珠极易损坏，弹簧为基础的缓震装置容易失效，且方形棱角对钻井液阻碍作用极大，易损坏装置。再如CN201620392589.9号专利，其不能牢固地安装在钻杆某个固定位置，容易脱落，可能造成井眼轨迹某处防磨套堆积，而防磨套上流体通道错位，导致通道堵塞。

发明内容

一种用于深水钻井隔水管段钻杆扶正与防磨装置，包括钻杆连接管（1），内螺纹接头（2），外螺纹接头（3），滚轮支撑架（4），滚轮（5），滚轮约束筒（6），密封圈（7），保护壳（8），支撑柱（9），支撑壳（10），橡胶条（11），螺钉（12），螺钉防磨垫圈（13），卡位环（14）。所述钻杆连接管（1）两端分别有内螺纹接头（2）外螺纹接头（3），用于连接上下两根钻杆，钻杆连接管（1）随钻杆连接管（1）转动。所述钻杆连接管（1）外侧安装有滚轮支撑架（4），二者用粘合剂粘合，将滚轮（5）用压装的方法安放在滚轮支撑架（4）的空格内，二者之间的空隙用润滑剂润滑。滚轮约束筒（6）与钻杆连接管（1）之间用密封圈（7）密封，密封圈（7）与滚轮约束筒（6）与钻杆连接管（1）之间也有润滑剂空隙，以减小滑动摩擦。保护壳（8）与滚轮约束筒（6）之间用螺钉（12）连接。保护壳（8）两端为流线型，减小钻井液的冲击。保护壳（8）两端内壁上有与钻杆连接管（1）上卡位环（14）相对应的环形槽，用高温控时油浸，利用热胀冷缩的原理组装，目的是在竖直放置时，支撑保护壳（8）的重量。支撑柱（9）与保护壳（8）支撑壳（10）为一体结构，支撑柱（9）截面为水滴状流线型，减小钻井液尾流作用的影响。支撑壳（10）与隔水管内壁挤压在一起，正常情况下无相对运动，支撑壳（10）外壁上有截面为等腰梯形的橡胶条槽，橡胶条（11）起到缓冲支撑壳（10）与隔水管的挤压作用，保护隔水管。

所述钻杆连接管（1）采用和钻杆一样的合金材料，两端内外螺纹接头和钻杆上螺纹相配合。

所述卡位环（14）的尺寸在保护壳（8）的膨胀冷却收缩范围内，以达到卡稳且能相对摩擦较小地滑动的效果。

所述滚轮约束筒（6）和保护壳（8）使用相同的具有良好的机械加工性能，抗冲击韧性极好，还具有良好的耐应力疲劳和冷热疲劳性能的铁基马氏体合金钢。

所述保护壳（8）与钻井液接触表面电镀1000Brinell左右的光亮或微灰，具有最好的耐磨性的白铬镀层。

所述粘合剂采用机械性能，耐温性，抗老化能力极佳的MS改性硅烷粘合剂。

所述橡胶条（11）采用稳定性、耐高温性、耐老化能力优良的氟橡胶。

所述支撑柱（9）截面为水滴状流线型，减小钻井液尾流作用的影响。