專利名稱：鉆井用套管保護(hù)器的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實用新型涉及石油/天然氣鉆井過程中的專用工具，具體是一種鉆井用套管保 護(hù)器，它特別適用于各種泥漿類型和不同井型的鉆井施工。
技術(shù)背景在石油/天然氣鉆井過程中，深井、超深井和大位移井的鉆探工作量日益增加，在 鉆深部井眼時，鉆桿要與先下入的套管發(fā)生接觸摩擦并碰撞，隨著井深的增加或井眼軌跡 復(fù)雜等原因，造成鉆桿與套管之間的摩阻和/或磨損增加，其主要表現(xiàn)為1、套管嚴(yán)重磨損 甚至磨穿，不能承壓，給后續(xù)的施工作業(yè)等帶來很多難題，導(dǎo)致后期完井困難，甚至無法完 井的嚴(yán)重后果；2、井下扭距大，容易造成斷鉆具的事故，致使增加鉆具的費(fèi)用；3、套管柱的 抗擠強(qiáng)度、抗內(nèi)壓強(qiáng)度等性能降低，而且對套管的安全性與井眼壽命造成嚴(yán)重影響。申請人:于2009年6月30日向國家知識產(chǎn)權(quán)局申請了名稱為“套管防磨套”(申請 號CN200920082150. 6，公開號CN201428398)的專利，該專利技術(shù)雖克服了上述缺陷，但 其采用的加強(qiáng)層和方形金屬骨架，也帶來了一些新的缺陷，主要是1、在制作時，加強(qiáng)層依 靠骨架輔助性的在模具上定位，自身無法定位，這使得模具的擠壓和流動的橡膠將加強(qiáng)層 擠變形和/或移位，套體上的橡膠厚度不均勻，部分剛加工好的套體內(nèi)圓壁就能看到應(yīng)當(dāng) 抱裹在套體內(nèi)的加強(qiáng)層，使得加工效率、加工精度和合格率都很低；2、方形骨架具有棱角， 易形成死角，在制作時，橡膠套體對方形骨架的包容性和包緊力差，整個防磨套的抗沖擊強(qiáng) 度低，在使用過程中，因方形骨架的棱角形成了刃口，同時橡膠套體在骨架棱角處產(chǎn)生了應(yīng) 力集中，造成包裹骨架的橡膠套體容易脫層、開裂，耐磨效果差。因此，對石油/天然氣鉆井 中的套管防磨套改進(jìn)迫在眉睫。
發(fā)明內(nèi)容本實用新型的目的是針對上述現(xiàn)有技術(shù)的不足，提供一種抗沖擊強(qiáng)度高、耐磨效 果好以及便于加工的鉆井用套管保護(hù)器。本實用新型采用以下技術(shù)方案實現(xiàn)其目的一種鉆井用套管保護(hù)器，包括圓柱形的套體，套體的外圓壁面上設(shè)有流道，套體的 兩端端部和內(nèi)圓壁面上分別設(shè)有導(dǎo)流槽，套體內(nèi)設(shè)有與套體相適配的金屬加強(qiáng)層，加強(qiáng)層 上徑向布置有通孔，加強(qiáng)層的兩端聯(lián)接有金屬骨架，所述加強(qiáng)層上徑向設(shè)置有工藝定位釘， 所述骨架為圓柱狀。所述工藝定位釘設(shè)置在加強(qiáng)層的圓周上，工藝定位釘?shù)尼旑^朝向圓心。所述工藝定位釘為鋁合金或尼龍材質(zhì)。所述骨架的非外端處具有凸臺或凹槽。所述套體為整體結(jié)構(gòu)或分體結(jié)構(gòu)。所述整體結(jié)構(gòu)套體的兩軸向端邊通過強(qiáng)力鉚接安裝或通過鏈片和銷軸鉸接安裝 構(gòu)成圓柱形。[0012]所述分體結(jié)構(gòu)套體由兩塊或兩塊以上的分套體構(gòu)成，相鄰分套體的軸向端邊通過 強(qiáng)力鉚接安裝或通過鏈片和銷軸鉸接安裝構(gòu)成圓柱形。所述銷軸的一個端頭開有叉口。所述套體兩端端部的導(dǎo)流槽徑向設(shè)置，導(dǎo)流槽底內(nèi)高外低呈坡狀結(jié)構(gòu)。所述套體為氫化丁腈橡膠或聚氨酯橡膠制成。本實用新型的有益效果是與傳統(tǒng)的無防磨套技術(shù)相比改變鉆桿與套管之間鋼與鋼的硬磨損，給鉆桿套上 以氫化丁腈橡膠或聚氨酯橡膠制成的套體，使鉆桿與套管之間變?yōu)檐浤p，有效的減震防 磨、降低摩阻，保護(hù)和防止了鉆桿與套管的磨損。套體具有良好的耐磨、耐水、耐霉菌、耐酸、 耐堿、耐油等性能，回彈性好，力學(xué)性能優(yōu)良，最高耐溫150°C 180°C，且本防磨套能減小 入口紊流，改善流道性能，引流性好。與公開號為CN201428398的“套管防磨套”相比1、套體內(nèi)的加強(qiáng)層設(shè)置有工藝 定位釘，加工時，工藝定位釘頂在模具型芯上定位，骨架也在模具上輔助性定位，加強(qiáng)層和 骨架不會變形，使套體結(jié)構(gòu)規(guī)范，有效的保證了加強(qiáng)層上橡膠套體的勻均分布，使骨架在模 具中保持更好的定位穩(wěn)定性，加工效率快、加工精度高、合格率高；2、圓柱狀骨架無棱角，不 會形成死角，橡膠套體對骨架的包容性和包緊力好，整個防磨套的抗沖擊強(qiáng)度高，使用過程 中，包裹骨架的橡膠套體也不會產(chǎn)生脫層、開裂的現(xiàn)象，耐磨效果好，使用壽命長；3、采用的 銷軸一個端頭開有叉口，安裝時將叉口搬開，有效的防止了因銷軸從鏈片中脫落而造成的 套體散開現(xiàn)象；4、套體兩端端部的導(dǎo)流槽底部內(nèi)高外低呈坡狀結(jié)構(gòu)更利于使用過程中的泥 漿之類介質(zhì)流動。

圖1是本實用新型的一種結(jié)構(gòu)示意圖。圖2是圖1的俯視圖。圖3是本實用新型工藝定位釘?shù)慕Y(jié)構(gòu)示意圖。圖4是本實用新型銷軸的使用前結(jié)構(gòu)示意圖。圖5是本實用新型銷軸使用狀態(tài)結(jié)構(gòu)示意圖。圖中代號表示1_套體；2-通孔；3-骨架；4-鏈片；5、6_導(dǎo)流槽；7_流道；8_加強(qiáng) 層；9-工藝定位釘；10-銷軸。
具體實施方式
參見圖1-圖5 本實用新型為空心的圓柱形結(jié)構(gòu)，它是一塊整體結(jié)構(gòu)的套體1，套 體1的兩軸向端邊通過鏈片4和銷軸10鉸接安裝的方式構(gòu)成空心的圓柱形，套體1采用氫 化丁腈橡膠以壓膠方式制成(或為聚氨酯橡膠采用壓膠或灌封的方式制成)。銷軸10的上 端為環(huán)狀結(jié)構(gòu)，該環(huán)狀的直徑大于鏈片4的直徑，銷軸上端的環(huán)狀結(jié)構(gòu)也可以是其他結(jié)構(gòu)， 例如，球狀或橫條等，只要其直徑大于鏈片的直徑即可，銷軸10下端頭開有叉口，使用時將 叉口搬開以防止因銷軸從鏈片中脫落而造成的套體散開現(xiàn)象。套體的兩軸向端邊還可以通 過采用強(qiáng)力鉚接的方式安裝構(gòu)成圓柱形。套體1的外圓壁面上設(shè)有流道7，流道7的兩端為由內(nèi)向外逐漸擴(kuò)開的喇叭口，它能減小入口紊流，改善流道性能，引流性好。套體1的兩端端部和內(nèi)圓壁面上分別設(shè)有導(dǎo) 流槽(6、5)，該導(dǎo)流槽為呈“U”狀的凹槽，套體1兩端端部的導(dǎo)流槽6徑向設(shè)置，導(dǎo)流槽6 的底部內(nèi)高外低呈坡狀結(jié)構(gòu)，它利于使用過程中的泥漿之類介質(zhì)流動。套體1內(nèi)設(shè)有與套 體相適配的金屬加強(qiáng)層8，加強(qiáng)層8上徑向布置有形狀各異的通孔2，這些通孔可以減小擴(kuò) 展收縮力，使硬力分散，同時保證加強(qiáng)層之間橡膠的粘合強(qiáng)度。鏈片4也是聯(lián)接在加強(qiáng)層8 上的。在加強(qiáng)層8的圓周上設(shè)置有八個釘頭朝向圓心的工藝定位釘9，工藝定位釘9采用 鋁合金為材質(zhì)，也可以采用尼龍材質(zhì)，工藝定位釘在加強(qiáng)層圓周上對稱布置(加強(qiáng)層的上、 下靠近端部處各布置四個工藝定位釘，上、下的工藝定位釘對稱，軸向相間的工藝定位釘也 對稱)。這些工藝定位釘也可以是非對稱的，又可以是均勻布置的，還可以是零散布置的， 它的布置形式是多樣的，并不局限于某一種，另外工藝定位釘?shù)臄?shù)量也是多個，并不是特定 值，通常情況下最少需要兩個，工藝定位釘?shù)臄?shù)量根據(jù)具體應(yīng)用而定。加工時，工藝定位釘 9頂在模具型芯上定位，不會因流動橡膠巨大的擠壓力而使加強(qiáng)層變形和移位，保證了套體 的結(jié)構(gòu)規(guī)范以及加強(qiáng)層上橡膠套體勻均分布，同時加工效率快、加工精度高、合格率高。加 強(qiáng)層8的兩端聯(lián)接有圓柱狀的金屬骨架3，在骨架3的非外端處具有凸臺，主要是起骨架在 套體內(nèi)的穩(wěn)固作用，使骨架很好的鑲嵌在套體內(nèi)，在骨架3的非外端處加工成凹槽，同樣能 使其穩(wěn)固，這些骨架3相互獨立均勻分布聯(lián)接在加強(qiáng)層8兩端，骨架3外端與套體1端部相 平。 本實用新型的套體除上述整體結(jié)構(gòu)外，還可以是分體結(jié)構(gòu)，分體結(jié)構(gòu)的套體由兩 塊或兩塊以上的分套體構(gòu)成，相鄰分套體的軸向端邊通過強(qiáng)力鉚接安裝或通過鏈片和銷軸 鉸接安裝，安裝好的套體為圓柱形。
權(quán)利要求一種鉆井用套管保護(hù)器，包括圓柱形的套體(1)，套體(1)的外圓壁面上設(shè)有流道(7)，套體(1)的兩端端部和內(nèi)圓壁面上分別設(shè)有導(dǎo)流槽，套體(1)內(nèi)設(shè)有與套體(1)相適配的金屬加強(qiáng)層(8)，加強(qiáng)層(8)上徑向布置有通孔(2)，加強(qiáng)層(8)的兩端聯(lián)接有金屬骨架(3)，其特征在于所述加強(qiáng)層(8)上徑向設(shè)置有工藝定位釘(9)，所述骨架(3)為圓柱狀。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述鉆井用套管保護(hù)器，其特征在于所述工藝定位釘(9)設(shè)置在 加強(qiáng)層(8)的圓周上，工藝定位釘(9)的釘頭朝向圓心。
3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述鉆井用套管保護(hù)器，其特征在于所述工藝定位釘(9)為 鋁合金或尼龍材質(zhì)。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述鉆井用套管保護(hù)器，其特征在于所述骨架(3)的非外端處具 有凸臺或凹槽。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述鉆井用套管保護(hù)器，其特征在于所述套體(1)為整體結(jié)構(gòu)或 分體結(jié)構(gòu)。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述鉆井用套管保護(hù)器，其特征在于所述整體結(jié)構(gòu)套體的兩軸向 端邊通過強(qiáng)力鉚接安裝或通過鏈片(4)和銷軸(10)鉸接安裝構(gòu)成圓柱形。
7.根據(jù)權(quán)利要求5所述鉆井用套管保護(hù)器，其特征在于所述分體結(jié)構(gòu)套體由兩塊或 兩塊以上的分套體構(gòu)成，相鄰分套體的軸向端邊通過強(qiáng)力鉚接安裝或通過鏈片和銷軸鉸接 安裝構(gòu)成圓柱形。
8.根據(jù)權(quán)利要求6或7所述鉆井用套管保護(hù)器，其特征在于所述銷軸(10)的一個端 頭開有叉口。
9.根據(jù)權(quán)利要求1所述鉆井用套管保護(hù)器，其特征在于所述套體(1)兩端端部的導(dǎo) 流槽(6)徑向設(shè)置，導(dǎo)流槽底內(nèi)高外低呈坡狀結(jié)構(gòu)。
10.根據(jù)權(quán)利要求1所述鉆井用套管保護(hù)器，其特征在于所述套體(1)為氫化丁腈橡 膠或聚氨酯橡膠制成。
專利摘要本實用新型公開了一種鉆井用套管保護(hù)器，包括圓柱形的套體，套體的外圓壁面上設(shè)有流道，套體的兩端端部和內(nèi)圓壁面上分別設(shè)有導(dǎo)流槽，套體內(nèi)設(shè)有與套體相適配的金屬加強(qiáng)層，加強(qiáng)層上徑向布置有通孔，加強(qiáng)層的兩端聯(lián)接有金屬骨架，所述加強(qiáng)層上徑向設(shè)置有工藝定位釘，工藝定位釘為鋁合金或尼龍材質(zhì)，釘頭朝向圓心設(shè)置在加強(qiáng)層的圓周上，所述骨架為圓柱狀。本實用新型具有良好的耐磨、耐水、耐霉菌、耐酸、耐堿、耐油等性能，回彈性好，力學(xué)性能優(yōu)良，結(jié)構(gòu)規(guī)范，抗沖擊強(qiáng)度高，耐磨效果好，使用壽命長，產(chǎn)品加工效率快、加工精度高、合格率高，使用過程中，橡膠套體不會產(chǎn)生脫層、開裂的現(xiàn)象。
文檔編號E21B17/10GK201705234SQ20102016906
公開日2011年1月12日 申請日期2010年4月13日 優(yōu)先權(quán)日2010年4月13日
發(fā)明者王東, 賈國, 陳洋 申請人:四川省貝特石油技術(shù)有限公司