[发明专利]一种耐磨弯外壳及其制作方法和应用

说明书

本发明公开了一种耐磨弯外壳及其制作方法和应用，属于石油、天然气钻井技术领域，所述耐磨弯外壳包括耐磨弯外壳壳体，所述耐磨弯外壳壳体外圆无弯角，将耐磨弯外壳壳体内部有弯角的外圆外径加大，壁厚加厚且其外圆的轴线与左端无弯角外圆是同一轴线，在内部弯角的外圆背弯处设有硬质合金齿，还包括可调弯壳体总成，所述可调弯壳体总成包括上接头、内部弯头、滑套、平键。同时，本发明还公开了耐磨弯外壳的制作方法以及本发明的耐磨弯外壳作为导向和造斜的工具过程中的应用。本发明的耐磨弯外壳具有结构简单、易于加工制造、成本低、耐磨效果好并且能提高造斜率和造斜力的特点，适合推广应用。

技术领域

本发明涉及石油、天然气钻井技术领域，具体地说，涉及一种耐磨弯外壳及其制作方法和应用。

背景技术

水平井是通过扩大油层泄油面积，提高油井产量、改善油田开发效果的一项公益技术。水平井在提高油田勘探和开发的速度和提高油藏采收率方面，起到了极其重要的作用。随着水平井技术的飞速发展，水平井的钻井数量逐年大幅度增加，目前全国各油田已经普遍推广应用。螺杆钻具是定向井、水平井、侧钻水平井等钻井作业提供井下动力的钻井工具，所以螺杆钻具使用量非常大。

定向井、水平井、侧钻水平井、大位移水平井等的造斜、定向主要靠螺杆钻具实现的。螺杆钻具造斜和定向的关键部件是弯外壳，由于弯外壳的结构特点决定在钻进时，弯外壳背弯处与井壁剧烈摩擦，导致弯点支撑背弯部位磨损，当背弯磨平就会影响造斜率。当造斜率很低时，不能有效定向必须起钻更换。不仅造成钻井成本提高，延长了钻井周期，还增加了钻井风险。普通弯外壳使用100小时左右因为磨损严重造斜率降低就需要更换。所以弯外壳的使用量也是非常大。

提高弯外壳耐磨损寿命的措施之一是在弯外壳上激光熔覆耐磨层，由于受工艺条件的限制，激光熔覆耐磨层厚度不能太厚，否则会出现涂层脱落，而且成本很高，弯壳体的寿命能提高到200小时左右，磨损后还需要追加新的焊层，成本增加较多，且耐磨效果不显著，焊接还会对弯壳体本体的力学性能有不利影响，没有从根本上解决耐磨问题。

提高弯外壳耐磨损寿命的其它措施有：在弯点热装耐磨套，或者有的在弯点焊接带键的耐磨套(防止滑动及转动)。弯点热装耐磨套方式，在现场使用容易滑落或上移，脱离弯外壳；焊接带键式耐磨套经受不住井下剧烈的磨损，也会脱离弯壳体。滑移后的耐磨套，移动至钻具组合的其它位置，这样容易磕碰井壁导致卡钻，有的甚至偏磨，将耐磨套磨掉变成开口耐磨套，掉落至环空间隙或钻头，容易造成严重的卡钻、憋钻，钻速很慢，甚至无进尺，严重时憋停转盘等严重的钻井事故。

因此，耐磨的弯外壳是亟待解决的技术。

发明内容

本发明的目的在于解决现有技术中存在的耐磨问题，提供一种结构简单、易于加工制造、成本低、耐磨效果好并且能提高造斜率和造斜力的耐磨弯外壳及其制作方法和应用。

本发明的实施例是这样实现的：

一方面，本发明的实施例提供了一种耐磨弯外壳，包括耐磨弯外壳壳体，所述耐磨弯外壳壳体外圆无弯角，将耐磨弯外壳壳体内部有弯角的外圆外径加大，壁厚加厚且其外圆的轴线与左端无弯角外圆是同一轴线，在内部弯角的外圆背弯处设有硬质合金齿。还包括可调弯壳体总成，所述可调弯壳体总成包括上接头、内部弯头、滑套、平键、角度标记和角度对正标记，所述上接头与内部弯头通过螺纹连接，所述平键与内部弯头是过盈装配，所述滑套内部设有有方槽，且方槽的个数等同于平键的个数，所述滑套通过插入方式安装在内部弯头外部，所述内部弯头与耐磨弯外壳壳体通过螺纹连接，所述角度标记和角度对正标记均位于耐磨弯外壳壳体上。

优选地，所述硬质合金齿长度为100～200mm。

优选地，所述硬质合金齿沿圆周方向布置，角度为120°。

优选地，所述耐磨弯外壳的材质为高强度合金钢。