[发明专利]一种用于井眼轨迹控制的防旋转装置

说明书

本发明涉及一种用于井眼轨迹控制的防旋转装置，属于石油钻采工具技术领域。本发明将钻杆穿过防旋转装置内部，将防旋转装置设置在套筒内部，防滑座内部的活动件在复位弹簧的作用下紧贴套管内壁，防滑辊同样紧贴套管内壁，当钻杆旋转时，钻杆会带动防旋转装置转动，由于防滑辊紧贴套筒内壁，防旋转装置与套筒内壁的摩擦力远大于钻杆与钻杆套筒之间的摩擦力，所以当钻杆旋转时防旋转装置能够确保套筒不动，从而防止套筒的旋转。本发明中采用防滑辊来增大防旋转装置与套筒之间的摩擦力，将防滑辊设置为棱形增大了接触面积和摩擦力，且防滑辊与套筒内壁为面接触，防滑辊不易损伤套筒内壁。

技术领域

本发明涉及一种用于井眼轨迹控制的防旋转装置，属于石油钻采工具技术领域。

背景技术

在钻井过程中，井眼发生倾斜现象和变向是很难避免的。从降低成本，安全钻进，有利于机械釆油，有利于开发方案的正确实施诸多方面考虑，希望将井斜控制在某一范围内。理论和实践均已表明，在钻铤上优化钻具组合，能够在钻进过程中有效的增斜、稳斜和造斜，解决了上述钻进过程中的问题，因此稳定器得到了迅速的发展和应用。

稳定器类型繁多，按稳定器与井壁相对运动形式可分为三类：旋转叶片型、不转动套型和滚轮稳定器；按稳定器的安装位置可分为井底型稳定器和钻柱型稳定器；按直径可调节性能划分，稳定器可分为两类：固定直径稳定器和可调节直径稳定器。此外，还有一种类型变径稳定器，即可换套稳定器。它是将工作棱机械联接在工作段上，当稳定器上井后，由于工作棱的磨损需要换上新的工作棱，或者换上其它类型的工作棱以改变稳定器的工作外径，实现变径。

稳定器在钻具组合中主要起着支点和扶正作用，多个稳定器安装在不同位置将井斜角和井眼曲率控制在规定范围内，也使钻挺的绝大部分重量集中在钻头上，减少钻柱和钻头上所承受的非井眼中心力的其它外力。保证底部钻柱与井眼基本上同轴，减少钻具上的扭矩，防止钻铤与井壁长距离接触，相应地减少形成键槽卡钻和产生压差卡钻的可能性。从而提高了钻头工作的稳定性，延长其寿命，这对金刚石钻头尤为重要。随着稳定器的发展和大量的开采水平井和定向井，稳定器在钻井过程中逐渐由单一的扶正作用演化为造斜、稳斜和降斜，成为现代井眼轨迹控制技术中不可或缺的井底钻具。

高造斜率井眼轨迹控制工具中，工具面是以不旋转外壳为基准进行控制的，因此在导向钻进过程中，需要外壳相对于井壁保持静止，以便保持旋转导向钻井工具的工具面稳定，实现井眼轨迹的控制。但是由于不旋转外壳和主轴之间安装有轴承支撑系统和密封系统，存在摩擦力，这样在导向钻井时不旋转外壳将随着主轴的转动而发生缓慢的旋转，从而使旋转导向钻井工具的工具面发生改变，影响钻井的导向控制。高造斜率井眼轨迹控制工具的主轴直接与钻奸相连接，因此就将钻奸旋转动力传到了主轴上，主轴采用高强度不诱钢材料制造，在满足高强度的同时还能保证有一定的挠曲变形。

防旋转装置的寿命、可靠性以及失效形式取决内部因素（如强度、刚度、耐磨性和结构合理性）和外部因素（即工况条件或称服役条件）。只有在掌握其失效客观规律的前提下，才有可能对其做出正确的分析，从而正确选用材料及合理的表面强化方式。

防旋转装置的服役条件就是钻柱的服役条件，包括所承受载荷的性质（静、交变、冲击载荷）、加载顺序（载荷谱）、应力状态（拉、压、弯、扭、接触及各种复合力）、温度、地层与岩性、环境介质（钻井液、腐烛性气体介质等）。

发明内容

本发明主要解决的技术问题：针对现有的防旋转装置中防滑辊易损伤套筒内壁的问题，本发明提供了一种用于井眼轨迹控制的防旋转装置。

为了解决上述技术问题，本发明所采用的技术方案：

一种用于井眼轨迹控制的防旋转装置，包括钻杆套筒和钻杆，所述的钻杆套筒外表面设置有防滑座，防滑座内部设置有防滑辊，防滑辊通过旋转轴安装在防滑座内部的活动件上，防滑辊两端设置有弹簧，活动件与防滑座之间设置有复位弹簧，所述的钻杆穿过防旋转装置内部，防旋转装置设置在套筒内部。