[发明专利]一种自适应降摩阻扶正器

说明书

一种自适应降摩阻扶正器，包括圆环形的外挡圈和圆环形的内挡环，外挡圈外侧等间距设置有扶正筋，所述外挡圈上开有凹槽，内挡环上开有圆形通孔，所述凹槽与圆形通孔相互之间对应设置，所述凹槽上设置有球形滚子，圆形通孔用于限制限制球形滚子在内挡环径向的位移，所述球形滚子与钻杆直接接触。本发明能针对钻杆本体同时实现扶正及降摩作用。

技术领域

本发明涉及油田钻井钻具技术领域，特别涉及一种自适应降摩阻扶正器。

背景技术

目前，大位移井和水平井钻进过程中，钻杆与井壁或套管因摩擦而产生的摩阻扭矩是限制钻井技术向深井、超深井迈进的关键问题。另外，维持底部钻具组合及其附近钻杆的稳定性是确保井身结构标准的前提，偏移的井身会使钻具受到更大的侧向力，侧向力在加剧了钻具磨损的同时反过来影响井身结构，形成恶性循环。钻具与井壁或套管的长时间摩擦会磨穿套管，严重时会卡钻，甚至导致全井报废。

安装降摩阻工具是现阶段钻井现场最常采用的降摩阻手段，但是，降摩效果较佳的国外钻井工具价格昂贵，对于效益一般的井场难以支撑其费用。国内降摩减阻主要采用两种方法，一是给钻具上喷涂特殊材料，但此类方法因井下环境恶劣，对涂层的破坏极为严重，难以保证很好的降摩效果。二是设计降摩减阻短节，此类工具结构复杂，且大多只具备一个方向的降摩效果，虽然能起到一定降摩作用，但效果欠佳且寿命偏短。总体而言，能同时满足扶正、降摩要求的井下工具较少，但扶正、降摩却是提高水平井、定向井延伸钻进能力的关键问题。

发明内容

为了克服上述现有技术的不足，本发明的目的在于提供一种自适应降摩阻扶正器，能针对钻杆本体同时实现扶正及降摩作用。

为了实现上述目的，本发明采用的技术方案是：

一种自适应降摩阻扶正器，包括圆环形的外挡圈3和圆环形的内挡环5，外挡圈3外侧等间距设置有扶正筋2，所述外挡圈3上开有凹槽，内挡环5上开有圆形通孔，所述凹槽与圆形通孔相互之间对应设置，所述凹槽上设置有球形滚子4，圆形通孔用于限制限制球形滚子4在内挡环5径向的位移，所述球形滚子4与钻杆直接接触。

所述外挡圈3是两个半外挡圈，半外挡圈拼接处设置有内六角圆柱头螺钉和定位销及定位销孔、阶梯螺纹孔。

所述外挡圈3轴线上均布4个直径为25mm的半球形凹槽，以轴线为基准，上下偏移60度各均布5个半球形凹槽，直径均为25mm。

所述外挡圈3外侧的扶正筋2为流线型扶正筋。

所述外挡圈3内表面用陶瓷材料涂成耐磨层，所述凹槽为半球形。

所述的内挡环5为两个半圆环结构，内挡环5端部设置有用于固定的端盖1。

所述内挡环5设置的圆形通孔的圆心在内挡环5的外圆柱面母线上，中心位置均布4个圆形孔，以中心圆孔圆心连线为基准上下偏移60度各均布5个圆形通孔。

所述球形滚子4直径为24mm。

本发明的有益效果：

本发明安装在钻杆本体上，随着钻杆的运动而运动，起到扶正钻杆，提高钻柱稳定性的作用。

在因地层因素，摩擦力太大导致钻杆不能运动时，因该工具直径大于钻杆本体，该工具直接与井壁接触，从而在此处释放了钻杆的轴向运动及绕轴向旋转的自由度，还将钻杆本体与岩层或套管的滑动摩擦转变为滚动摩擦，起到降摩阻的作用。

完整的挡圈内表面将会奇偶交错(5-4-5，5-4-5)分布半球形凹槽，避免因应力集中对钻杆造成疲劳损伤。

内挡环的圆形孔与外挡圈的球形凹槽同轴，起到限位球形滚子的作用。

流线型扶正筋对钻井液的阻碍作用最小，便于钻井液携带岩屑排出。

附图说明