專利名稱：非旋轉(zhuǎn)鉆桿保護(hù)器的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實用新型涉及一種石油鉆井中的鉆具，尤其是在石油鉆桿上使用的降低套管磨損的非旋轉(zhuǎn)鉆桿保護(hù)器。
在鉆井過程中，鉆桿(工具短節(jié))進(jìn)入套管時和套管發(fā)生接觸，產(chǎn)生摩擦，就會使扭矩和摩阻增加，套管發(fā)生磨損。尤其是在鉆深井超深井、水平井和大位移井的時候，套管磨損是一個不容忽視的問題。
套管磨損的失效機(jī)理是研磨磨損和膠粘磨損，這是由于鉆桿在有磨粒的泥漿環(huán)境中，在側(cè)向力的推動下，緊貼在套管壁上旋轉(zhuǎn)和滑動而產(chǎn)生的。對此一直沒有有效的解決方案，例如打水平井時，只能用鉆頭逐漸彎向水平、使鉆桿貼在井壁上，勢必會增加鉆桿對井壁的摩擦扭矩，容易把套管磨穿，形成事故。也有將橡膠直接包在鉆桿上，由于橡膠與接頭之間的摩擦大，降扭的效果不明顯，而且合成橡膠常會“破碎”失效。
本實用新型的目的在于提供一種非旋轉(zhuǎn)鉆桿保護(hù)器，使其可有效地降低鉆桿對套管的磨損，同時降低鉆桿旋轉(zhuǎn)時與井壁或套管的摩擦扭矩和摩阻。
本實用新型的目的是采用下述技術(shù)方案實現(xiàn)的一種由滑套、內(nèi)滑套、止推套、上止推箍和下止推箍組成的非旋轉(zhuǎn)鉆桿保護(hù)器，該非旋轉(zhuǎn)鉆桿保護(hù)器安裝在鉆桿上，其內(nèi)滑套由上止推箍和下止推箍固定在鉆桿上。止推套和上止推箍的端面用螺釘緊固后卡在內(nèi)滑套的上端面，內(nèi)滑套與滑套之間有間隙。下止推箍卡在內(nèi)滑套的下端面，下止推箍的錐面與內(nèi)滑套的錐面貼緊。
所述的內(nèi)滑套為低摩擦熱塑性聚合物內(nèi)滑套，滑套為低摩擦熱塑性聚合物滑套，止推套為低摩擦熱塑性聚合物止推套。
由于采用上述技術(shù)方案，使本實用新型與現(xiàn)有技術(shù)相比具有如下優(yōu)點1、本實用新型非旋轉(zhuǎn)鉆桿保護(hù)器在工作時，其滑套和內(nèi)滑套之間形成一個“液力軸承”來承受鉆桿和套管之間的相對轉(zhuǎn)動，從而避免了鉆桿和套管之間的直接接觸，降低了扭矩和摩阻，保護(hù)了套管。
請參見圖2A所示，當(dāng)不使用非旋轉(zhuǎn)鉆桿保護(hù)器時，在側(cè)向力的推動下，鉆桿接頭7和套管壁8接觸，它們之間除了軸向的滑動還有相對快速的轉(zhuǎn)動，在有磨粒的泥漿中，套管很容易被磨損。使用非旋轉(zhuǎn)鉆桿保護(hù)器后，由于滑套3外徑比鉆桿接頭7大，所以滑套3與套管內(nèi)壁8接觸，鉆桿和套管脫離，見圖2B所示。內(nèi)滑套由上下止推箍固定在鉆桿上，滑套在側(cè)向力的作用下貼在套管壁上，鉆桿和套管之間的相對轉(zhuǎn)動轉(zhuǎn)化到了滑套和內(nèi)滑套之間。滑套與內(nèi)滑套之間有一定的間隙，鉆桿帶動內(nèi)滑套轉(zhuǎn)動時，形成潤滑膜，滑套與內(nèi)滑套組成一個“液力軸承”。如果在超載情況下“液力軸承”失效，由于滑套和內(nèi)滑套由低摩擦熱塑性聚合物制成，其材料本身良好的低摩擦和自潤滑特性，使二者之間的摩擦系數(shù)相對于鉆桿與套管之間的摩擦也會低得多。同時，鉆桿和套管之間的軸向移動也被滑套和套管之間的滑動所代替。這樣就使得套管的磨損可以大大減輕，同時降低了扭矩和摩阻。
2、滑套和內(nèi)滑套(即“液力軸承”)主要由高性能熱塑料加工而成，該材料不僅具有低摩擦自潤滑特性，而且具有良好的機(jī)械性能，所以，它不會出現(xiàn)合成橡膠普遍遇到的“破碎”失效，而且具有更高的工作溫度和更好的摩擦特性。
3、本實用新型非旋轉(zhuǎn)鉆桿保護(hù)器安裝在鉆桿上，不占用鉆桿長度空間，不影響鉆桿的強(qiáng)度和剛度，可以根據(jù)需要安裝任意數(shù)量，以保證鉆桿與套管完全不接觸，方便靈活。
4、本實用新型非旋轉(zhuǎn)鉆桿保護(hù)器裝卸方便，無需專用的裝卸工具和特殊的技術(shù)，操作簡單、快捷。
以下結(jié)合附圖和實施例對本實用新型進(jìn)一步說明


圖1是本實用新型非旋轉(zhuǎn)鉆桿保護(hù)器的結(jié)構(gòu)圖圖2A是不使用非旋轉(zhuǎn)鉆桿保護(hù)器時鉆桿和套管接觸示意圖圖2B是使用非旋轉(zhuǎn)鉆桿保護(hù)器時鉆桿和套管脫離接觸示意圖圖中，1．鉆桿2．下止推箍3．滑套 4．內(nèi)滑套5．止推套 6．上止推箍7．鉆桿接頭 8．套管壁
圖1所示為本實用新型非旋轉(zhuǎn)鉆桿保護(hù)器的一個實施例，該非旋轉(zhuǎn)鉆桿保護(hù)器安裝在鉆桿1上，由滑套3、內(nèi)滑套4、止推套5、上止推箍6和下止推箍2組成。其內(nèi)滑套4由上、下止推箍6、2固定在鉆桿1上，止推套5和上止推箍6的端面用螺釘緊固后卡在內(nèi)滑套4的上端面。止推套5可防止內(nèi)滑套4的上下竄動?；?套在內(nèi)滑套4的外圓周面上，內(nèi)滑套4與滑套3之間有間隙。下止推箍2卡在內(nèi)滑套4的下端面，下止推箍2的錐面與內(nèi)滑套4的錐面貼緊。
本實用新型結(jié)構(gòu)中的內(nèi)滑套4為低摩擦熱塑性聚合物內(nèi)滑套，滑套3為低摩擦熱塑性聚合物滑套，止推套5為低摩擦熱塑性聚合物止推套。
本實施例中滑套3由二個半圓套組合而成，二個半圓套的結(jié)合部分為凹凸相對的矩形槽和矩形塊，每個矩形塊可分別插入另半個套的矩形槽中組合為一體，并用螺釘鎖緊。
本實用新型結(jié)構(gòu)中的上止推箍6為鋁合金上止推箍，下止推箍2為鋁合金下止推箍，以防止在井下作業(yè)時，如果止推箍掉下井里可用鉆頭容易地鉆磨掉。本實施例中，上、下止推箍6、2均為由二個半圓箍組合而成，在結(jié)合部用若干螺釘鎖緊。
在內(nèi)滑套4和上、下止推箍6、2的內(nèi)壁上還嵌有沙粒，以增加摩擦，起防滑作用。
本實用新型適用于鉆深井超深井、水平井和大位移井。
權(quán)利要求1.一種非旋轉(zhuǎn)鉆桿保護(hù)器，其特征在于包括滑套(3)、內(nèi)滑套(4)、止推套(5)、上止推箍(6)和下止推箍(2)，所述的非旋轉(zhuǎn)鉆桿保護(hù)器安裝在鉆桿(1)上，其內(nèi)滑套(4)由上止推箍(6)和下止推箍(2)固定在鉆桿(1)上，止推套(5)和上止推箍(6)的端面用螺釘緊固后卡在內(nèi)滑套(4)的上端面，滑套(3)套在內(nèi)滑套(4)的外圓周面上，內(nèi)滑套(4)與滑套(3)之間有間隙；下止推箍(2)卡在內(nèi)滑套(4)的下端面，下止推箍(2)的錐面與內(nèi)滑套(4)的錐面貼緊。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的非旋轉(zhuǎn)鉆桿保護(hù)器，其特征在于所述的內(nèi)滑套(4)為低摩擦熱塑性聚合物內(nèi)滑套，所述的滑套(3)為低摩擦熱塑性聚合物滑套；所述的止推套(5)為低摩擦熱塑性聚合物止推套；滑套(3)由二個半圓套組合而成，二個半圓套的結(jié)合部分為凹凸相對的矩形槽和矩形塊，每個矩形塊可分別插入另半個套的矩形槽中組合為一體，并用螺釘鎖緊。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的非旋轉(zhuǎn)鉆桿保護(hù)器，其特征在于所述的上止推箍(6)為鋁合金上止推箍，下止推箍(2)為鋁合金下止推箍；上止推箍(6)和下止推箍(2)均為由二個半圓箍組合而成，在結(jié)合部用若干螺釘鎖緊。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的非旋轉(zhuǎn)鉆桿保護(hù)器，其特征在于在內(nèi)滑套(4)和上、下止推箍(6)、(2)的內(nèi)壁上嵌有沙粒。
專利摘要一種非旋轉(zhuǎn)鉆桿保護(hù)器,由滑套、內(nèi)滑套、止推套及上、下止推箍組成。內(nèi)滑套固定在鉆桿上,滑套套在內(nèi)滑套外圓周面上,內(nèi)滑套與滑套間有間隙。內(nèi)滑套和滑套均為低摩擦熱塑性聚合物制成,具有低摩擦和自潤滑性。本實用新型可使套管與鉆桿脫離或完全脫離。使鉆桿和套管間相對轉(zhuǎn)動轉(zhuǎn)化到滑套與內(nèi)滑套間?；着c內(nèi)滑套組成的“液力軸承”可降低扭矩和摩阻,減少套管磨損。適用于石油鉆井中的深井、超深井、水平井和大位移井。
文檔編號E21B17/00GK2457322SQ0025217
公開日2001年10月31日 申請日期2000年11月22日 優(yōu)先權(quán)日2000年11月22日
發(fā)明者孟慶昆, 郭志梅, 王輝, 謝正凱, 馬家驥, 王玉明 申請人:石油勘探開發(fā)科學(xué)研究院機(jī)械研究所