一種剛性扶正器的制造方法
【專利摘要】本發(fā)明提出一種剛性扶正器，包括扶正器本體和扶正條，所述扶正條一體成型地設置于所述扶正器本體的外側壁上，所述扶正器本體包括一體成型的上套和下套，所述上套為橫截面自上而下逐漸增大的圓臺體，所述下套為橫截面自下而上逐漸增大的圓臺體，所述上套的外側壁上設置有多條右旋螺旋扶正條，所述下套的外側壁上設置有多條左旋螺旋扶正條，所述多條右旋螺旋扶正條和多條左旋螺旋扶正條一一連接，且相對于所述上套和下套的連接線上下對稱設置。本發(fā)明的剛性扶正器可以避免管柱的連接頭發(fā)生松動，造成安全事故，延長扶正器的使用壽命。
【專利說明】一種剛性扶正器
[0001]
技術領域
[0002]本發(fā)明涉及油氣開采井下設備技術領域，尤其涉及一種剛性扶正器。
[0003]
【背景技術】
[0004]扶正器是屬固井工具，牢固耐用，扶正力大，是一種能保證鉆井固井質量的工具。
[0005]扶正器按照樣式可分為兩大類，彈性扶正器和剛性扶正器。
[0006]在下套管作業(yè)過程中，要求保持套管居中，一般均采用在管柱中加入扶正器的方式，而剛性扶正器能夠使套管保持良好居中。
[0007]現(xiàn)有技術中的剛性扶正器，包括本體和設置于本體上的扶正條，該扶正條呈螺旋形排列在本體外側壁上，采用這樣結構的剛性扶正器由于扶正器在管柱起出或下入時會產生摩擦力，對管柱產生旋轉力矩，換句話說，管柱側壁也會對扶正器產生反作用力，正向的會使管柱的連接頭發(fā)生松動，造成安全事故，反向的會對扶正器的使用壽命造成影響，大大地減少了扶正器的使用壽命。
[0008]

【發(fā)明內容】

[0009]本發(fā)明旨在至少在一定程度上解決相關技術中的技術問題之一。
[0010]為此，本發(fā)明的一個目的在于提出一種剛性扶正器。
[0011]根據(jù)本發(fā)明實施例的剛性扶正器，包括扶正器本體和扶正條，所述扶正條一體成型地設置于所述扶正器本體的外側壁上，所述扶正器本體包括一體成型的上套和下套，所述上套為橫截面自上而下逐漸增大的圓臺體，所述下套為橫截面自下而上逐漸增大的圓臺體，所述上套的外側壁上設置有多條右旋螺旋扶正條，所述下套的外側壁上設置有多條左旋螺旋扶正條，所述多條右旋螺旋扶正條和多條左旋螺旋扶正條一一連接，且相對于所述上套和下套的連接線上下對稱設置。
[0012]根據(jù)本發(fā)明的一個示例，所述上套的外側壁上設置有6條右旋螺旋扶正條，所述下套的外側壁上設置有6條左旋螺旋扶正條。
[0013]根據(jù)本發(fā)明的一個示例，所述右旋螺旋扶正條與左旋螺旋扶正條之間的螺距，所述螺距為等螺距，其計算公式如下:
Sj=CX1.Dmax( j = 1,2,...，m)
式中，
Sj -從下至上第j個螺距的大小(mm); j-從下至上第j個螺距的順序數(shù)；
Ct1-等螺距的計算系數(shù)，其常用取值范圍為0.5?1.2; m-總螺距數(shù)； Dmax-上套的外徑(mm)。
[0014]根據(jù)本發(fā)明的一個示例，所述右旋螺旋扶正條與左旋螺旋扶正條之間的螺距，所述螺距為變螺距，其計算公式如下:
Sj = a2.Dmax (j = I)
Sj = Pj.Sj-1 (j = 2，3，...，m)
式中，
= I + j -1K.m (j = 2，3，...，m)
Sj-從下至上第j個螺距的大小(mm);
j-從下至上第j個螺距的順序數(shù)；
α2-螺距SI的計算系數(shù)，其常用取值范圍為0.5?1.2;
氏-從下至上第j個螺距的螺距增大系數(shù)；
K-與α2值相關的調整系數(shù)，其常用取值范圍為1.5?3.0; m-總螺距數(shù)；
Dmax-封閉擠擴體的外徑(mm) ο
[0015]根據(jù)本發(fā)明的一個示例，所述右旋螺旋扶正條與左旋螺旋扶正條的端部均設置有倒角。
[0016]根據(jù)本發(fā)明的一個示例，所述扶正器本體采用鑄鋼材質或鑄鋁材質，所述鑄鋼材質含有球狀石墨，所述鑄鋼材質的原料配比為:2%的C，1.8%的Si，1%的Mn，I，2 %的Cr，
0.6%的Mo，0.05%的P，0.05%的S，其余為Fe和雜質，各化學成分的質量百分比總和為100%。
[0017]本發(fā)明的附加方面和優(yōu)點將在下面的描述中部分給出，部分將從下面的描述中變得明顯，或通過本發(fā)明的實踐了解到。
[0018]
【附圖說明】
[0019]圖1是根據(jù)本發(fā)明的剛性扶正器的俯視圖；
【具體實施方式】
[0020]下面詳細描述本發(fā)明的實施例，所述實施例的示例在附圖中示出，其中自始至終相同或類似的標號表示相同或類似的元件或具有相同或類似功能的元件。下面通過參考附圖描述的實施例是示例性的，旨在用于解釋本發(fā)明，而不能理解為對本發(fā)明的限制。
[0021]下面參考附圖來詳細描述根據(jù)本發(fā)明實施例的剛性扶正器。
[0022]如圖1所示，根據(jù)本發(fā)明實施例的剛性扶正器，包括:扶正器本體I和扶正條2。
[0023]扶正器本體I和扶正條2—體成型，也可以采用焊接的連接方式，這在本行業(yè)內的技術人員眼里屬于公知常識，故在此不再贅述。
[0024]根據(jù)本發(fā)明的其中一個實施例，扶正器本體I包括一體成型的上套和下套，上套為橫截面自上而下逐漸增大的圓臺體，下套為橫截面自下而上逐漸增大的圓臺體。兩個圓臺體上下連接后，形成了半徑先變大再變小的一個筒體。在扶正器本體I與管體接觸的時候，增加了扶正器本體I上的強度，減小了切應力，增加了其使用壽命。
[0025]根據(jù)本發(fā)明的其中一個實施例，在上套的外側壁上設置有多條右旋螺旋扶正條2，下套的外側壁上設置有多條左旋螺旋扶正條2，多條右旋螺旋扶正條2和多條左旋螺旋扶正條2—一連接，且相對于上套和下套的連接線上下對稱設置。詳細地說，在上套的外側壁上均布有6條右旋螺旋扶正條2，以扶正器本體I的軸向為上下方向，上套上設置有6條右旋螺旋扶正條2，下套上設置有6條與之對應的左旋螺旋扶正條2。
[0026]根據(jù)本發(fā)明的其中一個實施例，本發(fā)明的右旋螺旋扶正條2或左旋螺旋扶正條2之間的螺距，可以設置為等螺距，也可以設置有變螺距，等螺距會使流體形成均勻的螺旋流動，能使環(huán)空流體改變流速而作螺旋運動，使軸向驅替的同時增加一周向剪切驅動力。變螺距可以改變扶正器本身的受力位置，延長扶正器的使用壽命。
[0027]無論是哪種螺距，都可以使用。
[0028]如果是等螺距，那么螺距的大小計算公式如下:
Sj — Ql.Dmax (j — I，2，...，rn)
式中，
Sj -從下至上第j個螺距的大小(mm); j-從下至上第j個螺距的順序數(shù)；
Ct1-等螺距的計算系數(shù)，其常用取值范圍為0.5?1.2; m-總螺距數(shù)；
Dmax-上套的外徑(mm)。
[0029]如果是變螺距，那么螺距的大小計算公式如下:
Sj = a2.Dmax (j = I)
Sj = Pj.Sj-1 (j = 2，3，...，m)
式中，
= I + j -1K.m( j = 2，3，...，m)
Sj-從下至上第j個螺距的大小(mm);
j-從下至上第j個螺距的順序數(shù)；
α2-螺距SI的計算系數(shù)，其常用取值范圍為0.5?1.2;
氏-從下至上第j個螺距的螺距增大系數(shù)；
K-與α2值相關的調整系數(shù)，其常用取值范圍為1.5?3.0; m-總螺距數(shù)；
Dmax-封閉擠擴體的外徑(mm) ο
[0030]在本發(fā)明的實施例中，無論是等螺距還是變螺距，螺距的個數(shù)為I?3，具體根據(jù)扶正器本體I的長度而設定。
[0031 ]那么，假設螺距的個數(shù)為I，則上述計算公式如下:
如果是等螺距，那么螺距的大小計算公式如下:
Sj=Ol.Dmax( j = l) =(0.5?1.2).Dmax
式中，
Sj -從下至上第j個螺距的大小(mm); j-從下至上第j個螺距的順序數(shù)；
Ct1-等螺距的計算系數(shù)，其常用取值范圍為0.5?1.2; m-總螺距數(shù)；
Dmax-上套的外徑(mm)。
[0032]如果是變螺距，那么螺距的大小計算公式如下:
Sj=O2.Dmax ( j = 2 ) =(0.5?I.2).Dmax
Sj = Pj.Sj-1 (j = 2) =(3-(1.5-3)2)Si 式中，
= I + j -1K.m (j = 2)
Sj-從下至上第j個螺距的大小(mm);
j-從下至上第j個螺距的順序數(shù)；
α2-螺距SI的計算系數(shù)，其常用取值范圍為0.5?1.2;
氏-從下至上第j個螺距的螺距增大系數(shù)；
K-與α2值相關的調整系數(shù)，其常用取值范圍為1.5?3.0; m-總螺距數(shù)；
Dmax-封閉擠擴體的外徑(mm) ο
[0033]在實際使用過程中，為了利于在井筒中下入，在右旋螺旋扶正條2與左旋螺旋扶正條2的端部均設置有倒角。倒角的半徑為5?6厘米。
[0034]在本發(fā)明的實施例中，扶正器本體I和扶正條2均采用鑄鋼材質，當然也可以為鑄鋁材質，鑄件表面不允許有冷隔，裂紋，縮孔和穿透性缺陷以及嚴重的殘缺類缺陷。
[0035]鑄鋼材質含有球狀石墨，所述鑄鋼的原料配比為:2%的(:，1.8%的51，1%的Mn，1，2%的0，0.6%的此，0.05%的？，0.05%的5，其余為Fe和雜質，各化學成分的質量百分比總和為100 %。
[0036]本實施例的剛性扶正器，具有上述結構后，主要適用于以下兩種規(guī)格的套管；
套管一:
適用于套管外徑177.8MM，鉆頭直徑220MM，公差允許±1MM。
[0037]扶正器本體內徑183MM，扶正器本體壁厚9MM，扶正器高度為100MM，公差允許土IMM0
[0038]扶正器外徑216MM，公差允許土 1麗。
[0039]每個扶正條的厚度為14MM，公差允許±1麗。
[0040]套管臂環(huán)上，在每兩個扶正條的中間有一個螺栓通孔，裝M12高強度螺栓，總計共有6個，以保證固定的穩(wěn)固性。
[0041]每個扶正條的主視圖投影與扶正器中心軸線夾角為25°，公差允許±1°。
[0042]值得注意的是，扶正器本體的中心孔上下面入口均有倒角，利于在井筒中下入，倒角尺寸為5*45°。
[0043]套管扶正器本體要求，無沙眼，無氣孔，表面光滑無毛刺。
[0044]套管扶正器的材質為鑄鋁。
[0045]套管二:
適用于套管外徑139.7MM，鉆頭直徑216MM，公差允許±1MM。
[0046]扶正器本體內徑143MM，扶正器本體壁厚9MM，扶正器高度為100MM，公差允許土IMM0
[0047]扶正器外徑212MM，公差允許±1麗。
[0048]每個扶正條的厚度為14MM，公差允許±1MM。
[0049]套管臂環(huán)上，在每兩個扶正條的中間有一個螺栓通孔，裝M12高強度螺栓，總計共有6個，以保證固定的穩(wěn)固性。
[0050]每個扶正條的主視圖投影與扶正器中心軸線夾角為25°，公差允許±1°。
[0051 ]扶正器本體的中心孔上下面入口均有倒角，利于在井筒中下入，倒角尺寸為5*
45。。
[0052]套管扶正器本體要求，無沙眼，無氣孔，表面光滑無毛刺。
[0053]套管扶正器的材質為鑄鋼，要求達到45#鋼級(含)以上。
[0054]上述兩種剛性扶正器(合同編號為:15570000-13-MY4099-0003、15570099-14-MY4005-0016、15570099-15-MY5405-0005)已經被中石化華北石油工程有限公司廣泛應用于生產中，并且質量可靠，運行狀況良好，能夠滿足相關技術要求，未發(fā)生責任事故。符合油田工況條件使用。在提高產油量的同時，增加了安全性，而且使用非常方便，節(jié)省了很多人力物力，使生產效率大幅度提高。
[0055]在本發(fā)明的描述中，需要理解的是，術語“中心”、“縱向”、“橫向”、“長度”、“寬度”、“厚度”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“豎直”、“水平”、“頂”、“底” “內”、“外”、“順時針”、“逆時針”、“軸向”、“徑向”、“周向”等指示的方位或位置關系為基于附圖所示的方位或位置關系，僅是為了便于描述本發(fā)明和簡化描述，而不是指示或暗示所指的裝置或元件必須具有特定的方位、以特定的方位構造和操作，因此不能理解為對本發(fā)明的限制。
[0056]此外，術語“第一”、“第二”僅用于描述目的，而不能理解為指示或暗示相對重要性或者隱含指明所指示的技術特征的數(shù)量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隱含地包括一個或者更多個該特征。在本發(fā)明的描述中，“多個”的含義是兩個以上，除非另有明確具體的限定。
[0057]在本發(fā)明中，除非另有明確的規(guī)定和限定，術語“安裝”、“相連”、“連接”、“固定”等術語應做廣義理解，例如，可以是固定連接，也可以是可拆卸連接，或成一體;可以是機械連接，也可以是電連接;可以是直接相連，也可以通過中間媒介間接相連，可以是兩個元件內部的連通或兩個元件的相互作用關系。對于本領域的普通技術人員而言，可以根據(jù)具體情況理解上述術語在本發(fā)明中的具體含義。
[0058]在本發(fā)明中，除非另有明確的規(guī)定和限定，第一特征在第二特征“上”或“下”可以是第一和第二特征直接接觸，或第一和第二特征通過中間媒介間接接觸。而且，第一特征在第二特征“之上”、“上方”和“上面”可是第一特征在第二特征正上方或斜上方，或僅僅表示第一特征水平高度高于第二特征。第一特征在第二特征“之下”、“下方”和“下面”可以是第一特征在第二特征正下方或斜下方，或僅僅表示第一特征水平高度小于第二特征。
[0059]在本說明書的描述中，參考術語“一個實施例”、“一些實施例”、“示例”、“具體示例”、或“一些示例”等的描述意指結合該實施例或示例描述的具體特征、結構、材料或者特點包含于本發(fā)明的至少一個實施例或示例中。在本說明書中，對上述術語的示意性表述不必須針對的是相同的實施例或示例。而且，描述的具體特征、結構、材料或者特點可以在任一個或多個實施例或示例中以合適的方式結合。此外，在不相互矛盾的情況下，本領域的技術人員可以將本說明書中描述的不同實施例或示例以及不同實施例或示例的特征進行結合和組合。
[0060]盡管上面已經示出和描述了本發(fā)明的實施例，可以理解的是，上述實施例是示例性的，不能理解為對本發(fā)明的限制，本領域的普通技術人員在本發(fā)明的范圍內可以對上述實施例進行變化、修改、替換和變型。
【主權項】
1.一種剛性扶正器，包括扶正器本體和扶正條，所述扶正條一體成型地設置于所述扶正器本體的外側壁上，其特征在于，所述扶正器本體包括一體成型的上套和下套，所述上套為橫截面自上而下逐漸增大的圓臺體，所述下套為橫截面自下而上逐漸增大的圓臺體，所述上套的外側壁上設置有多條右旋螺旋扶正條，所述下套的外側壁上設置有多條左旋螺旋扶正條，所述多條右旋螺旋扶正條和多條左旋螺旋扶正條一一連接，且相對于所述上套和下套的連接線上下對稱設置。2.根據(jù)權利要求1所述的一種剛性扶正器，其特征在于，所述上套的外側壁上設置有6條右旋螺旋扶正條，所述下套的外側壁上設置有6條左旋螺旋扶正條。3.根據(jù)權利要求1所述的一種剛性扶正器，其特征在于，所述右旋螺旋扶正條與左旋螺旋扶正條之間的螺距，所述螺距為等螺距，其計算公式如下: Sj — Ql.Dmax ( J — I，2，...，rn) 式中， Sj -從下至上第j個螺距的大小(mm); j-從下至上第j個螺距的順序數(shù)； Ct1-等螺距的計算系數(shù)，其常用取值范圍為0.5?1.2; m-總螺距數(shù)； Dmax-上套的外徑(mm)。4.根據(jù)權利要求1所述的一種剛性扶正器，其特征在于，所述右旋螺旋扶正條與左旋螺旋扶正條之間的螺距，所述螺距為變螺距，其計算公式如下:Sj = 02.Dmax (j = I)Sj = Pj.Sj-1 (j = 2，3，...，m) 式中， = I + j -1K.m (j = 2，3，...，m) Sj-從下至上第j個螺距的大小(mm); j-從下至上第j個螺距的順序數(shù)； α2-螺距SI的計算系數(shù)，其常用取值范圍為0.5?1.2; 氏-從下至上第j個螺距的螺距增大系數(shù)； K-與α2值相關的調整系數(shù)，其常用取值范圍為1.5?3.0; m-總螺距數(shù)； Dmax-封閉擠擴體的外徑(mm) ο5.根據(jù)權利要求1所述的一種剛性扶正器，其特征在于，所述右旋螺旋扶正條與左旋螺旋扶正條的端部均設置有倒角。6.根據(jù)權利要求1所述的一種剛性扶正器，其特征在于，所述扶正器本體采用鑄鋼材質或鑄招材質，所述鑄鋼材質含有球狀石墨，所述鑄鋼材質的原料配比為:2%的C，1.8%的Si,l%的Mn，l，2%的Cr，0.6%的Μο，0.05%的Ρ，0.05%的S，其余為Fe和雜質，各化學成分的質量百分比總和為100%。
【文檔編號】E21B17/10GK106050165SQ201610699489
【公開日】2016年10月26日
【申請日】2016年8月22日
【發(fā)明人】劉明曉, 劉毅, 魏巍
【申請人】劉明曉