[发明专利]一种球形降摩减阻稳定器

说明书

技术领域

本发明属于石油钻井设备技术领域，具体涉及一种球形降摩减阻稳定器。

背景技术

石油钻井中，摩阻始终存在于起下钻、钻进等过程，可以通过优化钻具组合和改善钻井液性能等方法来达到降低摩阻的目的。

优化钻具组合通常采用增加常规稳定器（也称扶正器）来减小钻柱与井壁的接触面积，从而减小摩阻。起下钻、钻进过程中，常规稳定器的扶正棱与井壁之间为滑动摩擦，且井壁粗糙，摩阻仍然很大，钻机和钻柱负载仍然较大，特别在水平井和大位移井中，这种现象更为明显。

针对这种问题，专利“一种减阻降扭双作用稳定器”（专利号：ZL200920079144.5）提出了解决方法，该稳定器本体采用分体式，外套安装在两段本体之间，外套轴向上分布有滚轮，滚轮通过销轴安装在外套上。该稳定器的优点是将稳定器与井壁的旋转滑动摩擦转化为外套与本体的滑动摩擦，稳定器与井壁的轴向滑动摩擦转化为外套上滚轮与井壁的滚动摩擦，达到降低整个钻柱与井壁的摩阻。该稳定器的缺点是结构较为复杂，通过牺牲稳定器本体的强度系数来满足结构设计要求，况且在井下复杂多变的情况下，外套直接与稳定器本体材料磨损，在交变应力作用下容易出现钻具断裂等严重井下事故；由于地层岩性不一样，外套上滚轮与井壁的接触状态也不一样，极易引起在钻柱滑动过程中滚轮相对于井壁不会出现滚动摩擦，仍然是滑动摩擦，况且滚轮销轴承受着较大的负载，也容易引起销轴的断裂，滚轮落入井底，从而引起卡钻甚至更大的井下完全事故。

发明内容

本发明的目的是克服常规稳定器的扶正棱与井壁之间为滑动摩擦，且井壁粗糙，摩阻很大的问题。

为此，本发明提供了一种球形降摩减阻稳定器，包括本体，所述本体外由下而上依次套装有下磨套、双球形外套、上磨套，所述的下磨套和上磨套固定套在本体上，双球形外套活动套装在本体上，所述的双球形外套外表面上有多个球形扶正棱。

所述的双球形外套的外表面上设置有螺旋槽。

所述的双球形外套外表面上的球形扶正棱有两个，并且螺旋槽绕双球形外套外表面转一周的轴向长度大于两个球形扶正棱之间的距离。

所述的本体套装双球形外套的部位以及双球形外套球形扶正棱的球面上均镶嵌或镶焊有硬质合金。

所述的上磨套和下磨套均套装在本体上，并且通过止退螺栓将其固定。

所述的本体上设置有多道凸起的凸块，所述的多道凸块周向分布在本体上对应于下磨套下端面的位置，下磨套下端面上设置有多个凹槽，所述的凹槽和凸块一一对应设置。

所述的凸块和凹槽均为三个，以环向均布的方式分布。

本发明的有益效果：

1、本发明结构简单、性能可靠，其中本体采用整体式，本体中部设置有硬质合金，既保证了本体强度，又保证了本体的耐磨性。

2、本发明的球形外套采用双球形，且设置有螺旋槽，既保证了充足的钻井液流道，又保证了稳定器与井壁间的有效接触，且接触面积较小，因此轴向滑动摩阻较小。

3、本发明的本体与双球形外套间的周向旋转摩擦代替传统稳定器与井壁的旋转摩擦，使得钻进过程中扭矩减小。

4、本发明均匀分布连接在钻具组合中，降摩减阻效果明显，特别适用于水平井或大位移井钻井过程，解决钻进扭矩大、托压严重、起下钻摩阻大等钻井问题。

5、本发明起出井口后，视磨损程度不同，可更换配件或直接重复使用。

以下将结合附图对本发明做进一步详细说明。

附图说明

图1是本发明总体结构示意图。

图2是凸块和凹槽配合示意图。

附图标记说明：1、本体；2、上磨套；3、止退螺栓；4、双球形外套；5、硬质合金；6、螺旋槽；7、下磨套；8、凸块；9、凹槽。

具体实施方式

本发明的目的是克服现有技术中的不足，提供一种特别适用于水平井和大位移井，结构简单、安全可靠的降摩减阻稳定器。

实施例1：

本实施例提供一种球形降摩减阻稳定器，如图1所示，包括本体1，所述本体1外由下而上依次套装有下磨套7、双球形外套4、上磨套2，所述的下磨套7和上磨套2固定套在本体1上，双球形外套4活动套装在本体1上，所述的双球形外套4外表面上有多个球形扶正棱。