本實(shí)用新型涉及海洋深水鉆井領(lǐng)域，具體是一種深水鉆井管具。

背景技術(shù)：

海洋深水鉆井作業(yè)環(huán)境惡劣，海水深度大幅增加，地下情況十分復(fù)雜，與陸地常規(guī)鉆井相比，深水鉆井對(duì)技術(shù)和裝備的要求更高。深水鉆井是個(gè)復(fù)雜而系統(tǒng)的工程，深水鉆井管具是深水鉆井裝備中重要而薄弱的環(huán)節(jié)，主要包括隔水管、鉆桿等，如圖1所示，水面的鉆井平臺(tái)25連接有隔水管26和鉆桿27。

隔水管是海洋油氣開采必不可少的一種管狀結(jié)構(gòu)，本質(zhì)上是連接海洋表面浮體和海底井口的導(dǎo)管結(jié)構(gòu)。隔水管系統(tǒng)在鉆井和生產(chǎn)階段起著多種作用，包括隔絕海水、提供鉆井液往返的通道、支持輔助管線、引導(dǎo)鉆具、下放與撤回井口防噴器組等。隨著深水油氣資源的開發(fā)，深水隔水管的應(yīng)用越來越廣。在深水鉆井中，隨著水深的增加，隔水管的受力狀態(tài)更加惡劣和復(fù)雜，將受到風(fēng)、浪、流等長(zhǎng)期的作用，同時(shí)鉆桿柱以一定轉(zhuǎn)速在隔水管內(nèi)部旋轉(zhuǎn)，與其經(jīng)過的所有通道均可能發(fā)生接觸、摩擦和磨損，海洋石油工業(yè)發(fā)生過多起隔水管磨損事故，嚴(yán)重威脅海洋鉆井作業(yè)安全，并帶來較大的經(jīng)濟(jì)和環(huán)境損失。

目前，對(duì)深水鉆井隔水管磨損問題國(guó)內(nèi)還沒有足夠的重視，相關(guān)的研究也不是特別深入。隨著近年來我國(guó)對(duì)深水油氣開采力度的不斷加大，對(duì)深水鉆井隔水管磨損問題的研究越來越重要，深水鉆井隔水管的磨損防護(hù)具有較高的現(xiàn)實(shí)意義。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本實(shí)用新型還提供了一種深水鉆井管具，以達(dá)到提高海洋鉆井作業(yè)安全的目的。

本實(shí)用新型解決其技術(shù)問題所采用的技術(shù)方案是：一種深水鉆井管具，包括鉆桿和隔水管，深水鉆井管具還包括設(shè)置在鉆桿的第一磨損防護(hù)裝置和/或設(shè)置在隔水管上的第二磨損防護(hù)裝置，第一磨損防護(hù)裝置和第二磨損防護(hù)裝置均包括：內(nèi)套筒，內(nèi)套筒的外周面上設(shè)置有至少一條第一周向凹槽；外套筒，套設(shè)在內(nèi)套筒外，外套筒的內(nèi)周面上設(shè)置有與第一周向凹槽對(duì)應(yīng)配合的第二周向凹槽，每條第一周向凹槽和對(duì)應(yīng)的第二周向凹槽配合形成用于容納滾珠的環(huán)形空間，外套筒能夠相對(duì)于內(nèi)套筒周向轉(zhuǎn)動(dòng)。

進(jìn)一步地，第一磨損防護(hù)裝置包括第一上擋環(huán)和第一下?lián)醐h(huán)，內(nèi)套筒的上端與第一上擋環(huán)的下端固定連接，內(nèi)套筒的下端與第一下?lián)醐h(huán)的上端固定連接。

進(jìn)一步地，內(nèi)套筒軸線的中點(diǎn)與外套筒軸線的中點(diǎn)重合，內(nèi)套筒的長(zhǎng)度大于外套筒的長(zhǎng)度。

進(jìn)一步地，第一磨損防護(hù)裝置還包括上心軸和下心軸，上心軸與第一上擋環(huán)的上端連接，下心軸與第一下?lián)醐h(huán)的下端連接。

進(jìn)一步地，第一磨損防護(hù)裝置還包括第一上接頭和第一下接頭，第一上接頭與上心軸螺紋連接，第一下接頭與下心軸螺紋連接，第一磨損防護(hù)裝置通過第一上接頭和第一下接頭與鉆桿連接。

進(jìn)一步地，第二磨損防護(hù)裝置包括第二上擋環(huán)和第二下?lián)醐h(huán)，外套筒的上端與第二上擋環(huán)固定連接，外套筒的下端與第二下?lián)醐h(huán)固定連接。

進(jìn)一步地，第二磨損防護(hù)裝置還包括第二上接頭和第二下接頭，第二上接頭與第二上擋環(huán)的上端連接，第二下接頭與第二下?lián)醐h(huán)的下端連接。

進(jìn)一步地，隔水管還包括隔水管上接頭和隔水管下接頭，隔水管上接頭與第二上接頭螺栓固定，隔水管下接頭與第二下接頭螺栓固定，第二磨損防護(hù)裝置通過隔水管上接頭和隔水管下接頭與隔水管連接。

進(jìn)一步地，第二上接頭和第二下接頭均設(shè)置有多個(gè)對(duì)應(yīng)的管線通孔，隔水管還包括多個(gè)輔助管線，每個(gè)第二上接頭的管線通孔與對(duì)應(yīng)的第二下接頭的管線通孔之間均穿設(shè)有一條輔助管線。

進(jìn)一步地，內(nèi)套筒軸線的中點(diǎn)與外套筒軸線的中點(diǎn)重合，內(nèi)套筒的長(zhǎng)度小于或者等于外套筒的長(zhǎng)度。

本實(shí)用新型的有益效果是，設(shè)置內(nèi)套筒和外套筒，并在內(nèi)套筒和外套筒之間設(shè)置用于滑動(dòng)的滾珠，在鉆井過程中，可以有效用滾動(dòng)摩擦替代原有的滑動(dòng)摩擦，從而避免了深水鉆井管具的磨損，同時(shí)，由于摩擦系數(shù)較低，還可以降低鉆井的扭矩。

附圖說明

構(gòu)成本申請(qǐng)的一部分的說明書附圖用來提供對(duì)本實(shí)用新型的進(jìn)一步理解，本實(shí)用新型的示意性實(shí)施例及其說明用于解釋本實(shí)用新型，并不構(gòu)成對(duì)本實(shí)用新型的不當(dāng)限定。在附圖中：

圖1為現(xiàn)有技術(shù)中深水鉆井管具的結(jié)構(gòu)示意圖；

圖2為本實(shí)用新型第一實(shí)施例中深水鉆井管具的局部放大示意圖；

圖3為本實(shí)用新型第一實(shí)施例中深水鉆井管具的局部結(jié)構(gòu)示意圖；

圖4為本實(shí)用新型第一實(shí)施例中深水鉆井管具的局部剖視圖；

圖5為本實(shí)用新型第一實(shí)施例中深水鉆井管具的裝配結(jié)構(gòu)示意圖；

圖6為本實(shí)用新型第二實(shí)施例中深水鉆井管具的局部放大示意圖；

圖7為本實(shí)用新型第二實(shí)施例中深水鉆井管具三維結(jié)構(gòu)示意圖；

圖8為本實(shí)用新型第二實(shí)施例中深水鉆井管具的局部剖視圖；

圖9為本實(shí)用新型第二實(shí)施例中深水鉆井管具的裝配結(jié)構(gòu)示意圖。

圖中附圖標(biāo)記：10、內(nèi)套筒；11、環(huán)形空間；12、滾珠；20、外套筒；31、第一上擋環(huán)；32、第一下?lián)醐h(huán)；33、上心軸；34、下心軸；41、第二上擋環(huán)；42、第二下?lián)醐h(huán)；43、第二上接頭；44、第二下接頭；45、輔助管線；46、螺栓孔；51、第一上接頭；52、第一下接頭；61、隔水管上接頭；62、隔水管下接頭。

具體實(shí)施方式

需要說明的是，在不沖突的情況下，本申請(qǐng)中的實(shí)施例及實(shí)施例中的特征可以相互組合。下面將參考附圖并結(jié)合實(shí)施例來詳細(xì)說明本實(shí)用新型。

如圖2至圖5所示，本實(shí)用新型第一實(shí)施例提供了一種深水鉆井管具，包括鉆桿和隔水管。深水鉆井管具還包括設(shè)置在鉆桿上的第一磨損防護(hù)裝置，第一磨損防護(hù)裝置包括內(nèi)套筒10和外套筒20。內(nèi)套筒10的外周面上設(shè)置有一條第一周向凹槽。外套筒20套設(shè)在內(nèi)套筒10外，外套筒20的內(nèi)周面上設(shè)置有與第一周向凹槽對(duì)應(yīng)配合的第二周向凹槽，每條第一周向凹槽和對(duì)應(yīng)的第二周向凹槽配合形成用于容納滾珠12的環(huán)形空間11，外套筒20能夠相對(duì)于內(nèi)套筒10周向轉(zhuǎn)動(dòng)。

設(shè)置內(nèi)套筒10和外套筒20，并在內(nèi)套筒10和外套筒20之間設(shè)置用于滾動(dòng)的滾珠12，在鉆井過程中，可以有效用滾動(dòng)摩擦替代原有的滑動(dòng)摩擦，從而避免了深水鉆井管具的磨損，同時(shí)，由于摩擦系數(shù)較低，還可以降低鉆井的扭矩。

如圖2所示，本實(shí)用新型第一實(shí)施例中，內(nèi)套筒10沿軸向的中心設(shè)置有一條第一周向凹槽，在內(nèi)套筒10的軸向中心設(shè)置有一條第二周向凹槽，該第一周向凹槽和該第二周向凹槽均為橫截面呈半圓形的凹槽。

需要說的是，本實(shí)用新型第一實(shí)施例中，可以選擇在外套筒20上開設(shè)滾珠12的安裝孔，在裝配結(jié)束后，可以將該安裝孔進(jìn)行封堵。當(dāng)然，滾珠12的安裝方式還可以選擇其他方式進(jìn)行，該安裝方式屬于現(xiàn)有技術(shù)，此處不再一一說明。

第一磨損防護(hù)裝置包括第一上擋環(huán)31和第一下?lián)醐h(huán)32。內(nèi)套筒10的上端與第一上擋環(huán)31的下端固定連接，內(nèi)套筒10的下端與第一下?lián)醐h(huán)32的上端固定連接。

具體地，第一磨損防護(hù)裝置的內(nèi)套筒10的上端與第一上擋環(huán)31通過螺紋固定或者焊接固定，第一磨損防護(hù)裝置的內(nèi)套筒10的下端與第一下?lián)醐h(huán)32通過螺紋固定或者焊接固定。上述固定連接方式屬于現(xiàn)有技術(shù)，此處不再對(duì)固定連接方式進(jìn)行贅述。

優(yōu)選地，內(nèi)套筒10軸線的中點(diǎn)與外套筒20軸線的中點(diǎn)重合，內(nèi)套筒10的長(zhǎng)度大于外套筒20的長(zhǎng)度。在裝配狀態(tài)時(shí)，外套筒20的兩端與第一上擋環(huán)31和第一下?lián)醐h(huán)32之間均存在轉(zhuǎn)動(dòng)間隙，以避免發(fā)生干涉。

本實(shí)用新型第一實(shí)施例中，內(nèi)套筒10的外徑小于第一上擋環(huán)31的最大外徑或者第一下?lián)醐h(huán)32的最大外徑，即本實(shí)用新型實(shí)施例中，第一上擋環(huán)31、內(nèi)套筒10和第一下?lián)醐h(huán)32之間形成用于安裝外套筒20的安裝凹槽。在實(shí)際安裝操作時(shí)，將內(nèi)套筒10與外套筒20裝配好以后，再將內(nèi)外套筒一起安裝到第一上擋環(huán)31與第一下?lián)醐h(huán)32之間。

第一磨損防護(hù)裝置還包括上心軸33和下心軸34，上心軸33與第一上擋環(huán)31的上端連接，下心軸34與第一下?lián)醐h(huán)32的下端連接。

進(jìn)一步地，第一磨損防護(hù)裝置還包括第一上接頭51和第一下接頭52，第一上接頭51與上心軸33螺紋連接，第一下接頭52與下心軸34螺紋連接，本實(shí)用新型第一實(shí)施例中的第一磨損防護(hù)裝置通過第一上接頭51和第一下接頭52與鉆桿連接。

本實(shí)用新型第一實(shí)施例在鉆進(jìn)過程中，可根據(jù)井下工況選擇合適的數(shù)量的第一磨損防護(hù)裝置，并確定每個(gè)第一磨損防護(hù)裝置的安放位置。將第一磨損防護(hù)裝置連接在鉆桿柱之中，第一磨損防護(hù)裝置的外套筒20可以自由轉(zhuǎn)動(dòng)，當(dāng)?shù)谝荒p防護(hù)裝置與隔水管內(nèi)壁接觸摩擦?xí)r，可以用滾動(dòng)摩擦代替滑動(dòng)摩擦，避免了鉆桿旋轉(zhuǎn)而導(dǎo)致隔水管磨損的問題。

需要說的是，本實(shí)用新型第一實(shí)施例中，上述內(nèi)套筒10具有上下兩端，該上下兩端的其中一端可以與對(duì)應(yīng)的第一上擋環(huán)31或者第一下?lián)醐h(huán)32一體設(shè)置，即內(nèi)套筒10的上端與第一上擋環(huán)31一體設(shè)置，內(nèi)套筒10的下端與第一下?lián)醐h(huán)32采用可拆卸的連接方式連接。或者內(nèi)套筒10的下端與第一下?lián)醐h(huán)32一體設(shè)置，內(nèi)套筒10的上端與第一上擋環(huán)31采用可拆卸的連接方式連接。

如圖6至圖9所示，本實(shí)用新型第二實(shí)施例中，深水鉆井管具的第二磨損防護(hù)裝置安裝在隔水管上。該第二磨損防護(hù)裝置內(nèi)套筒10和外套筒20。內(nèi)套筒10的外周面上設(shè)置有兩條第一周向凹槽。外套筒20套設(shè)在內(nèi)套筒10外，外套筒20的內(nèi)周面上設(shè)置有與第一周向凹槽對(duì)應(yīng)配合的兩條第二周向凹槽，每條第一周向凹槽和對(duì)應(yīng)的第二周向凹槽配合形成用于容納滾珠12的環(huán)形空間11，外套筒20能夠相對(duì)于內(nèi)套筒10周向轉(zhuǎn)動(dòng)。設(shè)置兩條環(huán)形空間11可以提升外套筒20的支撐穩(wěn)定性，避免外套筒20在轉(zhuǎn)動(dòng)過程中發(fā)生傾斜。

本實(shí)用新型第二實(shí)施例中，可以選擇在外套筒20上開設(shè)滾珠12的安裝孔，在裝配結(jié)束后，可以將該安裝孔進(jìn)行封堵。當(dāng)然，滾珠12的安裝方式還可以選擇其他方式進(jìn)行，該安裝方式屬于現(xiàn)有技術(shù)，此處不再一一說明。

上述內(nèi)套筒10軸線的中點(diǎn)與外套筒20軸線的中點(diǎn)重合，內(nèi)套筒10的長(zhǎng)度小于或者等于外套筒20的長(zhǎng)度。

第二磨損防護(hù)裝置包括第二上擋環(huán)41和第二下?lián)醐h(huán)42，外套筒20的上端與第二上擋環(huán)41固定連接，外套筒20的下端與第二下?lián)醐h(huán)42固定連接。第二磨損防護(hù)裝置的外套筒20的上端與第二上擋環(huán)41通過螺紋固定或者焊接固定，第二磨損防護(hù)裝置的外套筒20的下端與第二下?lián)醐h(huán)42通過螺紋固定或者焊接固定。上述固定連接方式屬于現(xiàn)有技術(shù)，此處不再對(duì)固定連接方式進(jìn)行贅述。

第二磨損防護(hù)裝置還包括第二上接頭43和第二下接頭44，第二上接頭43與第二上擋環(huán)41的上端連接，第二下接頭44與第二下?lián)醐h(huán)42的下端連接。

進(jìn)一步地，第二上接頭43和第二下接頭44均設(shè)置有多個(gè)對(duì)應(yīng)的管線通孔，隔水管還包括多個(gè)輔助管線45，每個(gè)第二上接頭43的管線通孔與對(duì)應(yīng)的第二下接頭44的管線通孔之間均穿設(shè)有一條輔助管線45。該輔助管線45的長(zhǎng)度并不限于圖中所示長(zhǎng)度，可以根據(jù)需要進(jìn)行確定。

進(jìn)一步優(yōu)選地，在第二上接頭43和第二下接頭44上均設(shè)置有螺栓孔46，上述隔水管還包括隔水管上接頭61和隔水管下接頭62，隔水管上接頭61與第二上接頭43通過螺栓連接，隔水管下接頭62與第二下接頭44通過螺栓連接。

需要說明的是，本實(shí)用新型第二實(shí)施例中，每個(gè)第二上接頭43或者第二下接頭44上的管線通孔和螺栓孔46均為六個(gè)，如圖7所示，上述管線通孔和螺栓孔46沿對(duì)應(yīng)的第二上接頭43或者第二下接頭44的周向間隔均布，并且每?jī)蓚€(gè)管線通孔之間均設(shè)置有一個(gè)螺栓孔46。

如圖9所示，隔水管還包括隔水管上接頭61和隔水管下接頭62，隔水管上接頭61與第二上接頭43螺栓固定，隔水管下接頭62與第二下接頭44螺栓固定，第二磨損防護(hù)裝置通過隔水管上接頭61和隔水管下接頭62與隔水管連接。

在鉆進(jìn)過程中，可根據(jù)井下工況選擇合適的數(shù)量的第二磨損防護(hù)裝置，并確定每個(gè)第二磨損防護(hù)裝置的安放位置。將第二磨損防護(hù)裝置連接在隔水管柱之中，第二磨損防護(hù)裝置的內(nèi)套筒10可自由轉(zhuǎn)動(dòng)，當(dāng)鉆桿與第二磨損防護(hù)裝置接觸摩擦?xí)r，用滾動(dòng)摩擦代替滑動(dòng)摩擦，從而避免了鉆桿旋轉(zhuǎn)而導(dǎo)致隔水管磨損的問題。

需要說明的是，本實(shí)用新型第一實(shí)施例的第一磨損防護(hù)裝置和本實(shí)用新型第二實(shí)施例中的第二磨損防護(hù)裝置可以對(duì)應(yīng)搭配使用，也可以單獨(dú)使用。在本實(shí)用新型第一實(shí)施例的第一磨損防護(hù)裝置和本實(shí)用新型第二實(shí)施例中的第二磨損防護(hù)裝置搭配使用時(shí)，上述第二磨損防護(hù)裝置的內(nèi)套筒10的內(nèi)徑應(yīng)該大于第一磨損防護(hù)裝置的外套筒20的外徑，以避免鉆桿無法正常下放或者上提。同時(shí)，根據(jù)井下工況需要，也可以在鉆桿延伸方向上設(shè)置有多個(gè)上述第一磨損防護(hù)裝置和/或第二磨損防護(hù)裝置。

從以上的描述中，可以看出，本實(shí)用新型上述的實(shí)施例實(shí)現(xiàn)了如下技術(shù)效果：

本實(shí)用新型實(shí)施例中的磨損防護(hù)裝置特別針對(duì)深水鉆井中鉆桿與隔水管之間可能發(fā)生的接觸、摩擦和磨損問題而設(shè)計(jì)，結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，使用方便，適用性強(qiáng)，可有效減輕深水鉆井作業(yè)中鉆桿外壁與隔水管內(nèi)壁之間的磨損，避免隔水管磨損失效。

以上，僅為本實(shí)用新型的具體實(shí)施例，不能以其限定實(shí)用新型實(shí)施的范圍，所以其等同組件的置換，或依本實(shí)用新型專利保護(hù)范圍所作的等同變化與修飾，都應(yīng)仍屬于本專利涵蓋的范疇。另外，本實(shí)用新型中的技術(shù)特征與技術(shù)特征之間、技術(shù)特征與技術(shù)方案之間、技術(shù)方案與技術(shù)方案之間均可以自由組合使用。