專利名稱:一種減扭降阻穩(wěn)定器的制造方法
【專利摘要】本實用新型提出一種減扭降阻穩(wěn)定器，其設有一呈管狀的穩(wěn)定器本體，所述穩(wěn)定器本體的外側由上至下依次設有一限位環(huán)、一能轉動的扶正體及一鎖緊環(huán)，其上下兩端對應形成有母扣及公扣，所述扶正體的兩端與所述限位環(huán)及鎖緊環(huán)之間分別通過一端面密封裝置相密封，所述鎖緊環(huán)與所述穩(wěn)定器本體螺紋連接。本實用新型的減扭降阻穩(wěn)定器，在鉆井作業(yè)時可以減扭降阻，以最大限度的降低鉆井過程中的摩阻扭矩，保證鉆井過程的安全、快速、順利進行。
【專利說明】
一種減扭降阻穩(wěn)定器
技術領域
[0001]本實用新型屬于石油工程領域，具體地，涉及一種減扭降阻穩(wěn)定器。
【背景技術】
[0002]在油氣鉆井過程中，穩(wěn)定器是非常重要的井下工具，可以起到直井防斜、控制井眼軌跡以及提高鉆頭工作穩(wěn)定性的作用。但是，在鉆井用穩(wěn)定器的使用過程中，穩(wěn)定器與井壁的摩阻較大，而扭矩也隨之增大，嚴重時甚至造成無法下入的情況。
[0003]目前，穩(wěn)定器的三種基本類型:剛性穩(wěn)定器、不轉動橡膠套穩(wěn)定器和滾輪穩(wěn)定器。其中，剛性穩(wěn)定器包括螺旋狀、直棱兩種，均可做成長型或短型，以適應各種地層和工藝要求，是使用最廣泛的穩(wěn)定器，但在井下使用時，現(xiàn)有剛性穩(wěn)定器的摩阻過大，不利于鉆井的作業(yè);不轉動橡膠套穩(wěn)定器的主要優(yōu)點是不會破壞井壁，使用安全，但它不具備修整井壁的能力，加上受井下溫度的限制，使用壽命低，所以應用范圍很小。滾輪穩(wěn)定器(也稱牙輪鉸孔器)的主要優(yōu)點是有較強的修整井壁的能力，可保持井眼規(guī)則，主要用于研磨性地層，不適用于鉆井作業(yè)。
[0004]有鑒于此，本設計人根據(jù)多年從事本領域和相關領域的生產設計經驗，研制出一種減扭降阻穩(wěn)定器，以期解決現(xiàn)有技術存在的問題。
【實用新型內容】
[0005]本實用新型的目的是在于提供一種減扭降阻穩(wěn)定器，在鉆井作業(yè)時可以減扭降阻，以最大限度的降低鉆井過程中的摩阻扭矩，保證鉆井過程的安全、快速、順利進行。
[0006]為此，本實用新型提出一種減扭降阻穩(wěn)定器，其設有一呈管狀的穩(wěn)定器本體，所述穩(wěn)定器本體的外側由上至下依次設有一限位環(huán)、一能轉動的扶正體及一鎖緊環(huán)，其上下兩端對應形成有母扣及公扣，所述扶正體的兩端與所述限位環(huán)及鎖緊環(huán)之間分別通過一端面密封裝置相密封，所述鎖緊環(huán)與所述穩(wěn)定器本體螺紋連接。
[0007]如上所述的減扭降阻穩(wěn)定器，其中，另設有一能使所述扶正體與所述穩(wěn)定器本體相對轉動的軸承部，所述軸承部套接于所述穩(wěn)定器本體上，其兩端對應與所述限位環(huán)及鎖緊環(huán)相抵接，所述扶正體套設于所述軸承部的外側。
[0008]如上所述的減扭降阻穩(wěn)定器，其中，所述軸承部包括有兩滾針軸承及設置在兩所述滾針軸承之間的隔套，所述滾針軸承及隔套套接在所述穩(wěn)定器本體上。
[0009]如上所述的減扭降阻穩(wěn)定器，其中，所述滾針軸承包括有一內圈及多個滾針，所述內圈套接在所述穩(wěn)定器本體上，各所述滾針能轉動的嵌設在所述內圈上，并沿所述內圈的周向均布，所述扶正體與各所述滾針相接觸。
[0010]如上所述的減扭降阻穩(wěn)定器，其中，所述端面密封裝置為一橡膠密封圈，兩所述橡膠密封圈分別嵌設于所述限位環(huán)的下端面以及所述鎖緊環(huán)的上端面處，并對應與所述扶正體的上端面及下端面相接觸。
[0011]如上所述的減扭降阻穩(wěn)定器，其中，所述限位環(huán)的下端面在靠近外邊緣處凹設形成有一第一安裝平面，所述第一安裝平面上沿周向間隔設有多個第一圓弧槽，所述扶正體的上端面對應于各所述第一圓弧槽形成有一第一環(huán)槽，各所述第一圓弧槽與所述第一環(huán)槽之間分別嵌設有一第一滾珠。
[0012]如上所述的減扭降阻穩(wěn)定器，其中，所述鎖緊環(huán)的上端面在靠近外邊緣處凹設形成有一第二安裝平面，所述第二安裝平面上形成有一第二環(huán)槽，所述扶正體的下端面對應于所述第二環(huán)槽沿周向間隔設有多個第二圓弧槽，各所述第二圓弧槽與所述第二環(huán)槽之間分別嵌設有一第二滾珠。
[0013]如上所述的減扭降阻穩(wěn)定器，其中，所述限位環(huán)與所述扶正體之間的所述橡膠密封圈嵌設于所述第一安裝平面上，并相鄰于各所述第一滾珠的外側，所述扶正體與所述鎖緊環(huán)之間的所述橡膠密封圈嵌設于所述第二安裝平面上，并相鄰于各所述第二滾珠的外側。
[0014]如上所述的減扭降阻穩(wěn)定器，其中，所述第一圓弧槽及第一環(huán)槽的截面為與所述第一滾珠的形狀相匹配的凹弧形狀，所述第二圓弧槽及第二環(huán)槽的截面為與所述第二滾珠的形狀相匹配的凹弧形狀。
[0015]如上所述的減扭降阻穩(wěn)定器，其中，所述扶正體的扶正條上安裝有多個萬向球，各所述萬向球沿所述扶正條的長度方向間隔設置。
[0016]如上所述的減扭降阻穩(wěn)定器，其中，所述鎖緊環(huán)下端的外周面為正多邊形。
[0017]如上所述的減扭降阻穩(wěn)定器，其中，所述限位環(huán)凸設于所述穩(wěn)定器本體的外周面，其與所述穩(wěn)定器本體為一體成型，且所述限位環(huán)由其上段至下段的外徑逐漸增大。
[0018]本實用新型提出的減扭降阻穩(wěn)定器，通過設置穩(wěn)定器本體、扶正體、鎖緊套以及軸承部等，利用扶正體與穩(wěn)定器本體的相對轉動，既能極大的降低扭矩，也不影響直井防斜、控制井眼軌跡以及提高鉆頭工作穩(wěn)定性的作用；通過在扶正體的扶正條上設置萬向球，可以降低鉆井過程眼沿井眼軸線方向的摩阻，達到輔助減扭的作用。萬向球的功能不同于以往滾輪扶正器只能起到降低鉆井過程眼沿井眼軸線方向的摩阻的作用。
[0019]總之，本實用新型的在鉆井作業(yè)時可以減扭降阻，以最大限度的降低鉆井過程中的摩阻扭矩，保證鉆井過程的安全、快速、順利進行。
【附圖說明】

[0020]圖1為本實用新型的減扭降阻穩(wěn)定器外觀示意圖；
[0021 ]圖2為本實用新型的減扭降阻穩(wěn)定器剖視圖；
[0022]圖3為本實用新型的減扭降阻穩(wěn)定器中穩(wěn)定器本體的剖視圖；
[0023]圖4為圖3中A處的局部放大圖；
[0024]圖5為圖2中B處的局部放大圖；
[0025]圖6為圖2中C處的局部放大圖。
[0026]主要元件標號說明:
[0027]I 穩(wěn)定器本體 11限位環(huán)
[0028]111第一安裝平面112第一圓弧槽
[0029]2 扶正體20扶正條
[0030]21第一環(huán)槽 22第一滾珠
[0031]23第二圓弧槽24第二滾珠
[0032]3鎖緊環(huán)31第二安裝平面
[0033]32第二環(huán)槽4橡膠密封圈
[0034]5軸承部51滾針軸承
[0035]511內圈512滾針
[0036]52隔套6萬向球
【具體實施方式】
[0037]為了對本實用新型的技術特征、目的和效果有更加清楚的理解，以下結合附圖及較佳實施例，對本實用新型提出的減扭降阻穩(wěn)定器的【具體實施方式】、結構、特征及功效，詳細說明如后。另外，通過【具體實施方式】的說明，當可對本實用新型為達成預定目的所采取的技術手段及功效得以更加深入具體的了解，然而所附圖僅是提供參考與說明用，并非用來對本實用新型加以限制。其中，相同的部件采用相同的標號。
[0038]圖1為本實用新型的減扭降阻穩(wěn)定器外觀示意圖；圖2為本實用新型的減扭降阻穩(wěn)定器剖視圖；圖3為本實用新型的減扭降阻穩(wěn)定器中穩(wěn)定器本體的剖視圖；圖4為圖3中A處的局部放大圖；圖5為圖2中B處的局部放大圖；圖6為圖2中C處的局部放大圖。
[0039]參見圖1，本實用新型提出的減扭降阻穩(wěn)定器，其設有一呈管狀的穩(wěn)定器本體1，所述穩(wěn)定器本體I的外側由上至下依次設有一限位環(huán)11、一能轉動的扶正體2及一鎖緊環(huán)3，其上下兩端對應形成有母扣(內螺紋)及公扣(外螺紋)，可以分別與上部鉆柱的公扣和下部鉆柱的母扣相配合，在鉆井過程中，上部鉆柱帶動所述穩(wěn)定器本體I旋轉，并通過所述穩(wěn)定器本體I將扭矩傳遞到下部鉆柱，穩(wěn)定器本體I上下兩端的絲扣也能越上越緊；
[0040]所述扶正體2的兩端與所述限位環(huán)11及鎖緊環(huán)3之間分別通過一端面密封裝置相密封，所述鎖緊環(huán)3與所述穩(wěn)定器本體I螺紋連接，用以定位扶正體2等其他部件，保證本實用新型的順利工作。其中，所述扶正體2通常又稱為扶正套、扶正塊等等，其為一內部空心的套筒結構，并在外側面設置有直棱狀或螺旋狀的扶正條，由于為現(xiàn)有技術，在此不再贅述；而設置所述端面密封裝置，在工作過程中能避免鉆井液以及巖肩等雜物侵入造成內部磨損或失效，從而延長本實用新型的使用壽命。
[0041]較佳地，另設有一能使所述扶正體13與所述穩(wěn)定器本體I相對轉動的軸承部5，所述軸承部5套接于所述穩(wěn)定器本體I上，其兩端對應與所述限位環(huán)11及鎖緊環(huán)3相抵接，以對所述軸承部5進行軸向定位，所述扶正體2套設于所述軸承部5的外側。通過所述設置軸承部5，使所述扶正體13能與穩(wěn)定器本體I產生相對轉動，在鉆井過程中，所述穩(wěn)定器本體I順時針旋轉并帶動軸承部5旋轉時，而扶正體13可不隨之旋轉，極大的降低了扶正體13外層與井壁接觸時造成的扭矩積累，有利于鉆井過程中扭矩的傳遞和釋放。
[0042]如圖2所示，所述軸承部5包括有兩滾針軸承51及設置在兩所述滾針軸承51之間的隔套52，所述滾針軸承51及隔套52套接在所述穩(wěn)定器本體I上，使得所述扶正體2對應套設在所述滾針軸承51及隔套52的外側。其中，所述隔套52是用于限制所述滾針軸套151的軸向運動，其長度在實際組裝時可根據(jù)具體需要加以選取。
[0043]在本實用新型中，為了避免所述扶正體2處的外徑過大，采用的是無外圈的滾針軸承，具體而言，所述滾針軸承51包括有一內圈511及多個滾針(滾子)512，所述內圈511套接在所述穩(wěn)定器本體I上，各所述滾針512能轉動的嵌設在所述內圈511上，并沿所述內圈511的周向均布，所述扶正體2與各所述滾針512相接觸。
[0044]其中，所述端面密封裝置為一橡膠密封圈4，兩所述橡膠密封圈4分別嵌設于所述限位環(huán)11的下端面以及所述鎖緊環(huán)3的上端面處，并對應與所述扶正體2的上端面及下端面相接觸。
[0045]請一并參見圖4及圖5，所述限位環(huán)11的下端面在靠近外邊緣處凹設形成有一第一安裝平面111，所述第一安裝平面111上沿周向間隔設有多個第一圓弧槽112，所述扶正體2的上端面對應于各所述第一圓弧槽112形成有一第一環(huán)槽21，各所述第一圓弧槽112與所述第一環(huán)槽21之間分別嵌設有一第一滾珠22。
[0046]進一步地，所述鎖緊環(huán)3的上端面在靠近外邊緣處凹設形成有一第二安裝平面31，所述第二安裝平面31上形成有一第二環(huán)槽32，所述扶正體2的下端面對應于所述第二環(huán)槽32沿周向間隔設有多個第二圓弧槽23，各所述第二圓弧槽23與所述第二環(huán)槽32之間分別嵌設有一第二滾珠24。當所述穩(wěn)定器本體I與所述扶正體2相對轉動時，通過設置的所述第一滾珠22及第二滾珠24，能進一步降低所述扶正體2與限位環(huán)11及鎖緊環(huán)3之間在相接處以及在各橡膠密封圈4處的摩擦力，使之能更好的保持與所述穩(wěn)定器本體I之間處于相對轉動狀
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[0047]如圖5、圖6，優(yōu)選所述限位環(huán)11與所述扶正體2之間的所述橡膠密封圈4嵌設于所述第一安裝平面111上，并相鄰于各所述第一滾珠22的外側，所述扶正體2與所述鎖緊環(huán)3之間的所述橡膠密封圈4嵌設于所述第二安裝平面31上，并相鄰于各所述第二滾珠24的外側。
[0048]如圖所示，所述第一圓弧槽112及第一環(huán)槽21的截面為與所述第一滾珠22的形狀相匹配的凹弧(圓弧)形狀，所述第二圓弧槽23及第二環(huán)槽32的截面為與所述第二滾珠24的形狀相匹配的凹弧(圓弧)形狀。
[0049]為了降低本實用新型沿井眼軸線方向摩阻，所述扶正體2的扶正條20上安裝有多個萬向球6，各所述萬向球6沿所述扶正條20的長度方向間隔設置。其中，萬向球又稱萬向輸送球、萬向滾珠、鋼球輪、牛眼等，在使用時，將萬向球的支承底座直接安裝在所述扶正條20上即可，組裝簡單方便。在圖中示意性的設置了 3個所述萬向球6，實際應用中不以此為限。此外，通過設置所述萬向球6，還可以起到一定的輔助減扭作用。
[0050]其中，所述鎖緊環(huán)3下端的外周面為正多邊形，例如正十二邊形，從而形成一螺帽結構，以供扳手上緊及松扣時使用。
[0051]另外，所述限位環(huán)11凸設于所述穩(wěn)定器本體I的外周面，其與所述穩(wěn)定器本體I為一體成型，且所述限位環(huán)11由其上段Ila至下段Ilb的外徑逐漸增大，以使其中間部分為一斜坡式的結構，可以防止穩(wěn)定器本體外徑的突變造成對井壁的損害。
[0052]本實用新型提出的減扭降阻穩(wěn)定器，在使用時，通過穩(wěn)定器本體I上下兩端的母扣及公扣，對應與上部鉆柱的公扣和下部鉆柱的母扣相配合，其工作原理是:
[0053]在鉆井過程中，所述穩(wěn)定器本體I隨鉆柱旋轉，所述扶正體2在所述軸承部5的滾針軸承51、隔套52、各第一滾珠22及各第二滾珠24的共同作用下，可以不隨鉆柱的旋轉而旋轉，起到扶正功能，從而極大的減小了摩阻，橡膠密封圈4則保證了本實用新型內部的清潔；設置在扶正條20上的萬向球6，一方面可以在沿井眼軸線方向鉆進時降低摩阻，另一方面，可以在所述穩(wěn)定器本體I旋轉時起到一定的輔助減扭作用。
[0054]總之，在鉆井過程中，本實用新型中的穩(wěn)定器本體I順時針旋轉并帶動軸承部5的內圈511旋轉，而所述扶正體2可不隨之旋轉，極大的降低了穩(wěn)定器外層與井壁接觸時造成的扭矩積累，有利于鉆井過程中扭矩的傳遞和釋放。
[0055]以上所述僅為本實用新型示意性的【具體實施方式】，并非用以限定本實用新型的范圍。任何本領域的技術人員，在不脫離本實用新型的構思和原則的前提下所作出的等同變化與修改，均應屬于本實用新型保護的范圍。
【主權項】
1.一種減扭降阻穩(wěn)定器，其特征在于，所述減扭降阻穩(wěn)定器設有一呈管狀的穩(wěn)定器本體，所述穩(wěn)定器本體的外側由上至下依次設有一限位環(huán)、一能轉動的扶正體及一鎖緊環(huán)，其上下兩端對應形成有母扣及公扣，所述扶正體的兩端與所述限位環(huán)及鎖緊環(huán)之間分別通過一端面密封裝置相密封，所述鎖緊環(huán)與所述穩(wěn)定器本體螺紋連接。2.如權利要求1所述的減扭降阻穩(wěn)定器，其特征在于，另設有一能使所述扶正體與所述穩(wěn)定器本體相對轉動的軸承部，所述軸承部套接于所述穩(wěn)定器本體上，其兩端對應與所述限位環(huán)及鎖緊環(huán)相抵接，所述扶正體套設于所述軸承部的外側。3.如權利要求2所述的減扭降阻穩(wěn)定器，其特征在于，所述軸承部包括有兩滾針軸承及設置在兩所述滾針軸承之間的隔套，所述滾針軸承及隔套套接在所述穩(wěn)定器本體上。4.如權利要求3所述的減扭降阻穩(wěn)定器，其特征在于，所述滾針軸承包括有一內圈及多個滾針，所述內圈套接在所述穩(wěn)定器本體上，各所述滾針能轉動的嵌設在所述內圈上，并沿所述內圈的周向均布，所述扶正體與各所述滾針相接觸。5.如權利要求1至4任一項所述的減扭降阻穩(wěn)定器，其特征在于，所述端面密封裝置為一橡膠密封圈，兩所述橡膠密封圈分別嵌設于所述限位環(huán)的下端面以及所述鎖緊環(huán)的上端面處，并對應與所述扶正體的上端面及下端面相接觸。6.如權利要求5所述的減扭降阻穩(wěn)定器，其特征在于，所述限位環(huán)的下端面在靠近外邊緣處凹設形成有一第一安裝平面，所述第一安裝平面上沿周向間隔設有多個第一圓弧槽，所述扶正體的上端面對應于各所述第一圓弧槽形成有一第一環(huán)槽，各所述第一圓弧槽與所述第一環(huán)槽之間分別嵌設有一第一滾珠。7.如權利要求6所述的減扭降阻穩(wěn)定器，其特征在于，所述鎖緊環(huán)的上端面在靠近外邊緣處凹設形成有一第二安裝平面，所述第二安裝平面上形成有一第二環(huán)槽，所述扶正體的下端面對應于所述第二環(huán)槽沿周向間隔設有多個第二圓弧槽，各所述第二圓弧槽與所述第二環(huán)槽之間分別嵌設有一第二滾珠。8.如權利要求7所述的減扭降阻穩(wěn)定器，其特征在于，所述限位環(huán)與所述扶正體之間的所述橡膠密封圈嵌設于所述第一安裝平面上，并相鄰于各所述第一滾珠的外側，所述扶正體與所述鎖緊環(huán)之間的所述橡膠密封圈嵌設于所述第二安裝平面上，并相鄰于各所述第二滾珠的外側。9.如權利要求8所述的減扭降阻穩(wěn)定器，其特征在于，所述第一圓弧槽及第一環(huán)槽的截面為與所述第一滾珠的形狀相匹配的凹弧形狀，所述第二圓弧槽及第二環(huán)槽的截面為與所述第二滾珠的形狀相匹配的凹弧形狀。10.如權利要求1或9所述的減扭降阻穩(wěn)定器，其特征在于，所述扶正體的扶正條上安裝有多個萬向球，各所述萬向球沿所述扶正條的長度方向間隔設置。11.如權利要求1所述的減扭降阻穩(wěn)定器，其特征在于，所述鎖緊環(huán)下端的外周面為正多邊形。12.如權利要求1所述的減扭降阻穩(wěn)定器，其特征在于，所述限位環(huán)凸設于所述穩(wěn)定器本體的外周面，其與所述穩(wěn)定器本體為一體成型，且所述限位環(huán)由其上段至下段的外徑逐漸增大。
【文檔編號】E21B7/04GK205714019SQ201620384723
【公開日】2016年11月23日
【申請日】2016年4月29日
【發(fā)明人】李鑫, 張輝, 高德利
【申請人】中國石油大學(北京)