[发明专利]一种偏心轮式减摩降阻装置

说明书

本发明提供一种偏心轮式减摩降阻装置，筒体上设有至少一排减阻轮总成，每排至少包括三个减阻轮总成，减阻轮总成截面与筒体轴线之间形成夹角，减阻轮总成凸出于筒体的外表面，减阻轮总成呈柱状，减阻轮总成轴线与筒体轴线为两条异面直线，多个减阻轮总成在垂直于筒体轴线的截面上的投影形成减阻轮总成投影截面，相邻两个减阻轮总成投影以筒体轴线呈旋转对称；减阻轮总成轴线与筒体轴线所成角为锐角，并且相对于筒体轴线倾斜方向一致。在钻柱送进过程中，减阻轮总成和井壁接触，使减阻轮总成发生旋转，把井壁和钻柱的滑动摩擦转化为井壁和减阻轮总成的滚动摩擦；钻柱轴向送进和周向旋转，都可以驱动减阻轮总成旋转，减小摩擦阻力。

技术领域

本发明涉及一种石油天然气行业钻井工程技术领域，特别是一种偏心轮式减摩降阻装置。

背景技术

在石油天然气行业中，水平井和大位移井在油气井开发建设过程中有着明显的优势，并由此衍生多分支井技术。水平井具有增大泄油面积，提高油井产能，降低单位技术成本等优点。然而在水平井段中，钻柱横躺在井壁上，钻柱自身重量对井壁产生极大的正压力，导致钻柱和井壁之间产生极大的摩擦阻力，严重阻碍了钻柱送进和钻头施压。水平段长度越长，井壁对钻柱的摩擦阻力越大，钻柱在水平段极易发生绕曲变形，严重制约了水平段钻进长度。

目前国内外使用效果较好的减摩降阻工具是水力振荡器，其工作原理在于利用动阀环和静阀环的周期性相对运动，改变钻井液过流通道，产生周期性的水击现象，使钻柱发生周期性的高频振动，从而将水平段钻柱和井壁之间的静摩擦转变为动摩擦，降低摩擦阻力，帮助水平段钻柱送进。但是，水力振荡器产生的高频振动对钻柱也产生了一定了伤害，并且水击现象产生的水击压力对钻井液循环系统也提出了更高的技术要求。

发明内容

本发明提供一种偏心轮式减摩降阻装置，以解决大位移井和水平井水平段的钻柱摩擦阻力大，钻柱送进困难的的技术问题。

本发明提供一种偏心轮式减摩降阻装置，包括筒体，所述筒体上设有至少一排减阻轮总成，每排减阻轮总成至少包括三个减阻轮总成，同一排减阻轮总成上的每个减阻轮总成的中心形成减阻轮总成截面，所述减阻轮总成截面与所述筒体轴线之间形成夹角，所述减阻轮总成凸出于所述筒体的外表面，所述减阻轮总成呈柱状，所述减阻轮总成轴线与所述筒体轴线为两条异面直线，所述多个减阻轮总成在垂直于所述筒体轴线的截面上的投影形成减阻轮总成投影截面，所述相邻两个减阻轮总成投影以所述筒体轴线呈旋转对称；所述减阻轮总成轴线与所述筒体轴线所成角为锐角，并且所述减阻轮总成轴线相对于所述筒体轴线倾斜方向一致。

本发明的有益效果是：在钻柱送进过程中，由于减阻轮总成轴线与所述筒体轴线所成角为锐角，减阻轮总成和井壁接触，使减阻轮总成发生旋转，把井壁和钻柱的滑动摩擦转化为井壁和减阻轮总成的滚动摩擦，减小摩擦阻力；钻柱轴向送进和周向旋转，都可以驱动减阻轮总成旋转，减小摩擦阻力；本发明的偏心轮式减摩降阻装置为纯机械结构，易损件少，简单可靠；同时，可以延长水平段钻井长度，节约经济成本。

进一步，所述减阻轮总成截面与所述筒体轴线之间的夹角为9度。

采用上述进一步技术方案的有益效果是：由于减阻轮总成截面与筒体轴线之间的夹角为9度，使得多个减阻轮总成转化的摩擦力较为均衡。

进一步，所述相邻两个减阻轮总成投影以所述筒体轴线呈旋转对称的旋转角相等。

采用上述进一步技术方案的有益效果是：由于旋转角相等，表明多个减阻轮总成均布在筒体上，使得筒体的前进较为平稳。