[实用新型]一种石油钻井用耐磨三棱钻铤

说明书

技术领域

本实用新型涉及钻井设备，特别是一种石油钻井用耐磨三棱钻铤。

背景技术

国内石油天然气钻探中，因圆柱形钻铤结构简单、加工成本低，得到了大规模应用。其基本结构为一端加工成母螺纹，另一端加工成公螺纹，横截面为圆形，中间为通孔，如中国专利号为“200420042182.0”公布的就是这种钻铤。

由于圆柱形钻铤结构上的原因，使用中存在以下问题：

1、钻铤刚度受限，易造成卡钻

现场应用过程中，为保证钻井液或气体介质循环携砂，必须保证钻铤和井眼环空的过流面积，钻铤外径必须小于井眼直径很多，钻铤刚度受限，导致应用范围受限，钻柱发生屈曲时，圆形钻铤易和泥饼粘在一起，造成粘卡事故。

2、起下钻过程中，圆柱形钻铤拆装不便。没有合适的吊卡，必须使用卡瓦和安全卡瓦，不仅导致钻井时效降低、增加钻工劳动强度，而且增加了钻具落井风险。

3、钻铤寿命低，尤其是气体钻井时吹蚀严重，钻铤寿命大幅降低。

4、圆柱形钻铤泥包时，硬提易形成拔活塞，引起井喷，不安全，因此，钻铤的改进和创新势在必行。

发明内容

针对上述情况，为克服现有技术之缺陷，本实用新型之目的就是提供一种石油钻井用耐磨三棱钻铤，可有效解决卡钻、装拆不方便，劳动强度大，使用寿命短和井喷不安全的问题。

本实用新型解决的技术方案是，包括钻铤本体和硬质合金，钻铤本体上有多段切面，切面横截面均形成三个棱，棱面外径尺寸不同，间隔设置，大切面和小切面均呈平面或曲面状，均以钻铤本体轴心对称，大切面的段形成大棱，大棱表面上镶嵌有硬质合金，构成耐磨带，小切面的段形成小棱，钻铤本体一端（上端）有母螺纹，另一端（下端）有公螺纹（图中未标示），靠母螺纹一端的钻铤本体为装卸段，钻铤本体中心有内孔。

本实用新型操作简单、使用方便，不必使用安全卡瓦，不仅减轻钻工劳动强度、提高钻井时效，工作效率高，安全，使用寿命长。

附图说明

图1为本实用新型半面剖开的结构主视图。

图2为本实用新型结构图1中的A-A截面剖视图。

图3为本实用新型结构图1中的B-B截面图。

具体实施方式

以下结合附图对本实用新型的具体实施方式作详细说明。

由图1-3所示，本实用新型包括钻铤本体和硬质合金，钻铤本体１上有多段切面，切面横截面均形成三个棱，棱面外径尺寸不同，间隔设置，大切面2和小切面9均呈平面或曲面状，均以钻铤本体轴心对称，大切面2的段形成大棱4，大棱4表面上镶嵌有硬质合金8，构成耐磨带6，小切面9的段形成小棱5，钻铤本体一端（上端）有母螺纹，另一端（下端）有公螺纹（图中未标示），靠母螺纹一端的钻铤本体为装卸段7，钻铤本体中心有内孔3。

为了保证使用效果，所述的大棱外径大于小棱外径，均匀间隔设置在钻铤本体上；所述的钻铤本体两端螺纹处设置带低扭距结构应力槽10。

本实用新型的工作情况是，使用时，通过其两端母螺纹和公螺纹连接钻具，钻井液通过钻铤本体1的内孔3进入钻头，钻井液经钻头返出后经钻铤本体1外表面与井壁环空上返。由于大切面2和小切面9增大了环空过流面积，因此，大棱4外径可比常规圆柱形钻铤大，增大了钻铤刚度，使其具有较强的抗弯能力，能承受较高钻压而变形较小，并使井身具有较小的井斜变化率。大棱4和小棱5间隔设置，减小了钻铤本体1与井壁泥饼的接触面积，随着钻铤的旋转可改变钻井液流向，一定程度上冲刷井壁上泥饼，且大棱4棱面还可以刮削泥饼、修整井壁，可有效防止卡钻事故。大棱4上镶嵌硬质合金8，形成耐磨带6，钻铤耐磨性大大增加，还可修整井壁，一定程度上起稳定器作用，钻铤寿命得到提高。钻铤两端螺纹设置带低扭矩结构应力槽，使钻铤具有更低的应力集中和更高的扭矩特性，延长了钻铤螺纹使用时间。钻铤本体1靠近母螺纹一端加工有装卸段7，起下钻过程中，可不必使用安全卡瓦，不仅减轻钻工劳动强度、提高钻井时效，还减少了钻具落井风险。

由上述情况可以看出，并经实际使用，本实用新型与现有技术相比，具有以下突出的有益技术效果：

1、钻铤刚度提高，有效防止卡钻事故

本实用新型在钻铤本体上加工多段切面，切面横截面均为三个棱，与普通圆形钻铤相比，增大了钻铤和井眼环空的过流面积，钻铤外径可接近钻头尺寸，尽量达到满眼，钻铤刚度得到提高，使其具有较强的抗弯能力，故能承受较高钻压而变形较小，并使井身具有较小的井斜变化率。实用新型三个棱不但增大了过流面积，还大大减少了钻铤和井壁接触面积，且棱面还可以刮削泥饼、修整井壁，可有效防止卡钻事故。