專利名稱：一種氣體鉆井減阻減振防斷工具的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型涉及用于油氣田的一種氣體鉆井減阻減振防斷工具， 特別適合于安放在鉆鋌處具有強(qiáng)橫向和扭轉(zhuǎn)振動、高摩擦阻力、沖蝕、 易發(fā)生失效的氣體鉆井中。
背景技術(shù)：
氣體鉆井以其可大幅提高機(jī)械鉆速和有效發(fā)現(xiàn)及保護(hù)油氣層等優(yōu)
點(diǎn)而獲得快速發(fā)展。氣體鉆井最初探索于上個世紀(jì)50年代，受配套技 術(shù)與裝備的限制，該技術(shù)一度被擱置，直至上世紀(jì)90年代，氣體鉆井 技術(shù)才真正開始起步和發(fā)展，盡管其發(fā)展時間短，但已成為發(fā)現(xiàn)與保 護(hù)油氣層、大幅提高機(jī)械鉆速和治理惡性井漏等問題的最有效方法之 一。同時這項(xiàng)新技術(shù)在使用中也暴露了許多丞需解決的技術(shù)問題，如 鉆具失效、地層出水、井壁垮塌、井斜不易控制等問題，其中斷鉆具 問題較為突出。
氣體鉆井鉆具失效主要分布在鉆鋌母扣螺紋處以及鉆桿和加重鉆 桿母扣螺紋處及本體上。通過大量現(xiàn)場調(diào)研、理論計(jì)算與分析認(rèn)為， 氣體鉆井鉆具失效的主要原因是大幅振動、氣蝕和腐蝕。并特別發(fā)現(xiàn) 氣蝕是客觀存在的且很難減輕，腐蝕是較輕微的，但是在高頻高應(yīng)力 振動的激勵下，腐蝕和氣蝕的作用會放大；三者的耦合作用導(dǎo)致了鉆 具的異常時效。另外，根據(jù)現(xiàn)場實(shí)測發(fā)現(xiàn)氣體鉆井的振動以橫振和扭 振為主要特征，二者的激勵又使原本相對平緩的縱振變得較為劇烈。 以鉆鋌處母扣失效為研究對象，設(shè)計(jì)了鉆鋌減阻減振防斷工具。該工 具可以大幅降低鉆鋌處摩擦阻力和振動幅值，有效降低鉆鋌彎曲變形 比，從而可以有效防止氣體鉆井鉆鋌失效。 發(fā)明內(nèi)容
本實(shí)用新型的目的是為了能有效防止氣體鉆井摩擦阻力及振動 對鉆具的破壞，減少扭矩?fù)p失，降低振動幅值，減少振動和摩阻對腐
蝕和氣蝕的激勵作用，特提供一種氣體鉆井減阻減振防斷工具。
為了達(dá)到上述目的，本實(shí)用新型解決此技術(shù)問題所采用的技術(shù)方 案是 一種氣體鉆井減阻減振防斷工具，是由上下接頭本體、自潤滑 密封墊片、減振橡膠套、接箍外殼、徑向滑動軸承動套、徑向滑動軸 承靜套和徑向滑動軸承軸襯組成，其結(jié)構(gòu)特征是上下接頭本體靠螺 紋連接，由軸肩定位；接頭本體外表面上安裝徑向滑動軸承動套，徑 向滑動軸承靜套與之配合，徑向滑動軸承靜套與上下接頭本體之間放 置自潤滑密封墊片；上下接頭本體與自潤滑密封墊片、徑向滑動軸承 靜套、徑向滑動軸承動套之間形成的腔室內(nèi)填充石墨；在接箍外殼的 內(nèi)表面上吹塑或組裝一層減振橡膠套，在接箍外殼外表面上澆注或軋 制一層摩擦系數(shù)較低、耐溫性較好、防磨效果較好和側(cè)向承載能力高 的硬質(zhì)合金；扶正帶均勻布置于接箍外殼表面。減振橡膠套的厚度為 3 6mm。徑向滑動軸承動套與徑向滑動軸承靜套之間軋制一層徑向滑 動軸承軸襯。接箍外殼為筒形，其外表面光滑，接箍外殼有扶正帶， 扶正帶表面澆注或軋制一層硬質(zhì)合金，其硬質(zhì)合金是鎢鈷類、鎢鈦鈷 類、鉤鈦鈷鉭類的一種。扶正帶的結(jié)構(gòu)為螺旋式，與軸面角度a在15 ° 45°之間；扶正帶的兩端為斜面型式，坡角為20° 30°之間。 自潤滑密封墊片的基體為金屬墊片，墊片厚度在2 5ram之間，墊片上 均布有15 40個圓孔，用于填充壓制后的石墨。
本實(shí)用新型具有的有益效果是(1)由于安裝的是滑動軸承，占 據(jù)空間小，可以確保接箍的安全性；(2)本實(shí)用新型在徑向滑動軸承 和接箍外殼之間吹塑或組裝了一層減振橡膠套，具有減振性能好，減 少下部鉆具阻力損失和振動幅度，提高下部鉆具結(jié)構(gòu)安全性和鉆進(jìn)能 力的效果；(3)自潤滑墊片既起到軸向定位作用，也起到潤滑和密封作 用，減小徑向軸承靜套與本體之間的摩擦；石墨儲存腔室內(nèi)填充的石 墨既可以潤滑徑向軸承動靜套，也可以為自潤滑密封圈提供潤滑與密 封源；(4)本實(shí)用新型在接箍外表面上澆注或軋制一層摩擦系數(shù)較低、 耐溫性較好、防磨效果較好和側(cè)向承載能力較高的硬質(zhì)合金，有利于
減小軸向振動對井壁或套管的磨損，減少了鉆柱傳遞的扭矩?fù)p失；(5〉 本實(shí)用新型外徑設(shè)計(jì)為光滑型或帶螺旋扶正帶型，不影響氣體鉆井?dāng)y 巖效果或影響較小；(6)本實(shí)用新型結(jié)構(gòu)簡單、成本低，可以滿足氣 體鉆井過程中減小下部鉆具組合強(qiáng)振動和大扭矩?fù)p失的需要，并通過 減阻減振作用有效減少鉆鋌失效。

圖1是本實(shí)用新型氣體鉆井減阻減振防斷工具的示意圖。
圖2是本防斷工具中無扶正帶的接箍外殼4的截面圖。
圖3是本防斷工具中四扶正帶的接箍外殼4的剖面示意圖。
圖4是本防斷工具的螺旋扶正帶9的結(jié)構(gòu)示意圖。
圖5是本防斷工具的自潤滑密封墊片的結(jié)構(gòu)示意圖。
圖中l(wèi).下接頭本體，2.自潤滑密封墊片，3.減振橡膠套，4.接
箍外殼，5.徑向滑動軸承動套，6徑向滑動軸承靜套，7.上接頭本體，
8.徑向滑動軸承軸襯，9.扶正帶，IO石墨儲存腔室，11自潤滑密封墊
片石墨填充孔。
具體實(shí)施方式
按照圖1所示，下接頭本體1和上接頭本體7靠螺紋聯(lián)接，由軸 肩定位；接頭本體外表面上安裝徑向滑動軸承動套5，徑向滑動軸承靜 套6與之配合，徑向滑動軸承靜套6的上下兩端放置自潤滑密封墊片2， 與上接頭本體7和下接頭本體1構(gòu)成過渡配合；在接箍外殼4的內(nèi)表 面上吹塑或組裝一層減振橡膠套3，接箍外殼4外表面上澆注或軋制--層摩擦系數(shù)較低、耐溫性較好、防磨效果較好和側(cè)向承載能力較高的 硬質(zhì)合金。
按照圖2所示，此種扶正器9的接箍外殼4為筒形，其外表面光滑。
按照圖3、圖4所示，扶正帶9均勻布置于接箍外殼4表面，其結(jié) 構(gòu)為螺旋式，與軸面角度a為15° 45° ，使鉆柱與井眼同心，同心 環(huán)空流速均勻，強(qiáng)化攜巖能力。
權(quán)利要求1.一種氣體鉆井減阻減振防斷工具，是由上下接頭本體、減振橡膠套、接箍外殼、徑向滑動軸承動套、徑向滑動軸承靜套、徑向滑動軸承軸襯和自潤滑密封墊片組成，其特征是上接頭本體(7)和下接頭本體(1)靠螺紋聯(lián)接，由軸肩定位；接頭本體外表面上安裝徑向滑動軸承動套(5)，徑向滑動軸承靜套(6)與之配合，徑向滑動軸承靜套(6)與上接頭本體(7)和下接頭本體(1)之間放置自潤滑密封墊片(2)；上接頭本體(7)和下接頭本體(1)與自潤滑密封墊片(2)、徑向滑動軸承靜套(6)、徑向滑動軸承動套(5)之間形成的腔室(10)內(nèi)填充石墨；在接箍外殼(4)的內(nèi)表面上吹塑或組裝一層減振橡膠套(3)，在接箍外殼(4)外表面上澆注或軋制一層硬質(zhì)合金，扶正帶(9)均勻布置于接箍外殼(4)的表面。
2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的氣體鉆井減阻減振防斷工具，其特征是-減振橡膠套(3)的厚度為3 6mm。
3. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的氣體鉆井減阻減振防斷工具，其特征是 徑向滑動軸承動套(5)與徑向滑動軸承靜套(6)之間軋制一層徑向滑動 軸承軸襯(8)。
4. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的氣體鉆井減阻減振防斷工具，其特征是 接箍外殼(4)為筒形，其外表面光滑;接箍外殼(4)有扶正帶(9)，扶正 帶(9)表面澆注或軋制一層硬質(zhì)合金，其硬質(zhì)合金是鎢鈷類、鎢鈦鈷類、 鎢鈦鈷鉭類的一種。
5. 根據(jù)權(quán)利要求4所述的扶正帶，其特征是扶正帶(9)的結(jié)構(gòu)為 螺旋式，與軸面角度a在15。 45°之間，扶正帶(9)兩端的設(shè)計(jì)成斜 面型式，坡角為20° 30°之間。
6. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的氣體鉆井減阻減振防斷工具，其特征是: 自潤滑密封墊片(2)的基體為金屬墊片，墊片厚度在2 5mm之間，墊 片上均布有15 40個圓孔，用于填充壓制后的石墨。
專利摘要本實(shí)用新型涉及一種氣體鉆井減阻減振防斷工具，適合于安在鉆鋌處具有強(qiáng)橫向和扭轉(zhuǎn)振動、高摩擦阻力、沖蝕、易發(fā)生失效的氣體鉆井中。其技術(shù)方案是上下接頭本體靠螺紋聯(lián)接，由軸肩定位；接頭本體外表面上安裝徑向滑動軸承動套，徑向滑動軸承靜套與之配合，徑向滑動軸承靜套與本體之間放置自潤滑密封墊片；本體與自潤滑密封墊片、徑向滑動軸承靜套、徑向滑動軸承動套之間形成的腔室內(nèi)填充石墨；在接箍外殼的內(nèi)表面上吹塑或組裝一層減振橡膠套，接箍外殼外表面上澆注或軋制一層硬質(zhì)合金；扶正帶布置于接箍外殼表面。本實(shí)用新型能提高氣體鉆井下部鉆具的安全性和使用壽命，減小鉆柱傳遞的扭矩?fù)p失；且結(jié)構(gòu)簡單，成本低，可用于油氣田的氣體鉆井中。
文檔編號E21B17/10GK201184142SQ20082006196
公開日2009年1月21日 申請日期2008年1月23日 優(yōu)先權(quán)日2008年1月23日
發(fā)明者祝效華, 華 童, 賈彥杰 申請人:西南石油大學(xué)