[发明专利]具有防泥包与加压推进功能的减摩扶正器

说明书

本发明涉及一种具有防泥包与加压推进功能的减摩扶正器，包括本体和滚轮总成。所述的本体通过螺纹扣连接在井下工具之间，滚轮总成安装在本体外侧圆周方向均匀分布的棱台处，滚轮总成的滚轮轴向与本体轴向存在一定的夹角，在钻进过程中本体旋转，滚轮在井壁上螺旋滚动推动井下工具向前移动，并为钻头提供钻压，滚轮外表面和本体安装滚轮总成处都镶有合金齿，将摩擦方式变为滚动摩擦，可以减小井下钻具在钻进过程中与井壁的摩阻，还能防止滚轮泥包发生失效。本发明结构相对简单，成本低廉，强度高，使用寿命长，解决了现有技术中所存在的减阻效果差、结构复杂、强度低和使用寿命短的技术难题。

技术领域

本发明是关于一种用于石油钻井的井下工具，尤其涉及一种具有防泥包与加压推进功能的减摩扶正器 。

背景技术

油气田在水平大位移井、定向井以及常规井等的钻井作业中，由重力以及钻头与地层间的相互复杂的作用力，使得钻柱易产生偏斜或易躺在井壁，很难居中，严重影响钻井质量。常规钻柱扶正器的扶正精度不高，对提高钻柱居中度作用有限，常规刚性扶正器在井下工作时被磨损现象也非常严重，周向阻力很大。在钻井过程中为了控制和调整井眼井斜，会大量使用扶正器，目前使用的扶正器除了刚性扶正器就是弹性扶正器，弹性扶正器主要根据弹簧的原理设计，具有较高的复位力，但下入和起出过程中会产生极大的轴向摩擦阻力，支撑力也不及刚性扶正器。

在大位移钻井的水平井段，由于钻井工具躺在井壁，旋转和向前钻进的阻力都很大，很难实现水平推动钻头向前运动，不能像竖直井通过钻铤加压在钻头上实现钻进。在钻井过程中，应该尽量准确有效地控制井眼轨迹，提高机械钻速，减小轴向和周向摩擦阻力，降低钻井成本。扶正器作为钻井过程的关键工具，应尽量满足复杂钻井条件的技术要求，降低经济成本，随着钻井数量越来越多，钻井难度越来越大，油井需要一种能够使钻杆居中度提高、磨损度降低、方便下入和起出，从而提高钻井井眼质量的井下实用工具。由此，本发明人凭借相关行业的经验与实践，提出了一种具有防泥包与加压推进功能的减摩扶正器，以克服现有技术的缺陷。

发明内容

为了解决背景技术中所述的在水平井中钻柱的居中度不高，摆动大，给钻头加压困难，井壁摩擦阻力大，使用寿命短，钻井井壁质量不好。本发明提供具有防泥包与加压推进功能的减摩扶正器，本发明通过扶正器的滚轮与井壁接触，将滑动摩擦变为滚动摩擦，减小井下工具的工作时的周向阻力，滚轮在井壁螺旋滚动推动钻头向前钻进，该扶正器的扶正功能，增加钻进过程中井下钻具的居中度，并减少在提升和下井过程中对钻头的损坏，起保径的作用，减小钻井的轴向阻力，方便钻头多次起出和下入。

本发明的技术方案是：具有防泥包与加压推进功能的减摩扶正器是由本体和滚轮总成组成，所述的本体前后端通过螺纹扣连接在井下钻井工具之间，本体的圆柱外表面周向存在均匀分布的棱台，每个棱台都加工一个缺口用于安装滚轮总成；所述的滚轮总成包括滚轮、合金齿a、螺帽、螺栓轴、挡油环、外耐磨套筒、内耐磨套筒、密封圈，先依次将内耐磨套筒、外耐磨套筒和滚轮组装在一起，然后在滚轮的两端台阶孔各安装个挡油环，最后用螺栓轴和螺帽将其固定在本体的棱台缺口处，O型密封圈安装在挡油环的密封槽内，密封外界钻井液进入滚轮总成的旋转副里面，本发明的具有防泥包与加压推进功能的减摩扶正器，滚轮与井壁的摩擦方式将一般扶正器的滑动摩擦变为滚动摩擦，减小了钻井过程中井下工具与井壁的阻力，滚轮的轴向与本体的轴向存在一定的夹角，钻进过程中滚轮在井壁内部螺旋滚动推动井下工具向前移动，并为钻头提供钻压，特别在水平井段可以减小旋转阻力并推动钻头向前钻进。

上述方案中所述的具有防泥包与加压推进功能的减摩扶正器，其特征在于：所述的本体外侧圆周方向均匀分布的棱台数量为3个，棱台上加工有矩形缺口，缺口的两端钻有台阶孔，可以实现将滚轮安装在缺口处，并满足滚轮凸出的工作外径大于棱台的周向直径。

上述方案中所述的具有防泥包与加压推进功能的减摩扶正器，其特征在于：滚轮的轴向与本体轴向存在的角度，该角度的大小可以根据钻具的转速和所需的钻压来确定。