CN201339448Y - 一种橡胶式套管防磨工具 - Google Patents
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Abstract
本实用新型涉及一种用于石油、天然气和地质钻井的橡胶式套管防磨工具。它能防止或缓解套管和钻杆在钻进过程中的磨损，延长油井使用寿命。其技术方案是：防磨工具由防磨本体、橡胶防磨套和定位挡圈组成；防磨本体为整体式，其上下端有螺纹、有突出轴颈，防磨本体中间有一段芯轴安装橡胶防磨套，芯轴下端用螺纹连接定位挡圈；橡胶防磨套为圆筒状，圆筒内壁有内开轴向槽，圆筒外壁有外开轴向槽，在外开轴向槽下端有加厚楔形壁，圆筒外壁有轴向突出棱，轴向突出棱上开有径向孔。本实用新型具有防磨效果好、工具寿命长、压力损耗小等优点；可防止或减缓套管磨损、提高套管及钻杆的使用寿命；可用于深井、超深井、大位移井及水平井的钻井施工中。
Description
技术领域
本实用新型涉及一种用于石油、天然气和地质钻井的特殊井下工具，是一种用于钻深井、超深井、大位移井的橡胶式套管防磨工具。
背景技术
在石油天然气及地质钻井中，深井、超深井和大位移井的钻探工作量日益增加，这类井通常钻井周期很长，在钻深部井眼时，钻杆要与先下入的技术套管发生接触摩擦并带有碰撞行为，井越深钻井周期越长，摩擦的后果越严重。套管磨薄或磨穿后将严重影响油井寿命。
近年来该问题日益获得重视。套管磨损发生在地下，在多年前很少有人意识到油井寿命短的主要原因之一是套管在钻井过程中就发生了严重的磨损现象。近年来国内外意识到了该问题的严重性，从理论和实验两方面进行了深入的研究，并提出应在钻井过程中就保护套管的理念。并形成了以润滑添加剂和防磨工具为主的两种套管防磨保护技术。实践证明同时使用两种技术是比较好的选择，并且单独防磨工具的防磨效果要明显优于单独使用润滑添加剂的防磨效果。
目前，国产防磨工具尚存在许多问题。国外防磨工具发展较早，也较成熟，但受知识产权和材质的限制，国内尚无法低成本使用国外的防磨工具。国内主要发展了两种形式的防磨工具，一种是纯橡胶式，一种是钢套式。目前国产橡胶式防磨工具的主要优点是防磨效果好，缺点是寿命短，易撕裂，且压耗大；目前国产钢套式防磨工具的主要优点是寿命长，缺点是防磨效果差，且容易卡死。国产防磨工具的技术现状阻碍了防磨技术的推广应用，随着深井和大位移井钻探工作量的增加，套管防磨问题日益迫切。
发明内容
本实用新型的目的是：为解决现有技术的不足，防止或缓解套管和钻杆接头在钻进过程中的磨损问题，特提供一种橡胶式套管防磨工具。
为了达到上述目的，本实用新型解决此问题所采用的技术方案是：一种橡胶式套管防磨工具，是由防磨本体、橡胶防磨套和定位挡圈组成，其结构特征是：防磨本体为整体式，其上、下端均有螺纹，有突出轴颈，防磨本体中间有一段芯轴用于安装橡胶防磨套，芯轴下端用螺纹连接定位挡圈；橡胶防磨套为圆筒状，圆筒内壁有内开轴向槽，圆筒外壁有外开轴向槽，在圆筒外壁外开轴向槽下端有加厚楔形壁，圆筒外壁有轴向突出棱；圆筒外壁轴向突出棱上开有径向孔；在橡胶防磨套端部坡处和突出棱根部有圆角。
橡胶式套管防磨工具中定位挡圈为圆筒状，在筒上端开有方口槽，便于拆卸。橡胶防磨套所用的材料为聚四氟乙烯橡胶，或聚氨酯橡胶。
本实用新型与现有技术相比，其有益效果是：1)可有效减少套管磨损，延长油井使用寿命长；2)同时，可有效减少钻杆接头磨损，提高钻杆及整个钻具的使用寿命；3)橡胶防磨套为橡胶材料，在工作过程具有吸振的作用，减少钻具振动，提高钻具稳定性；4)此工具在大位移井及水平井钻进过程中，可有效搅起沉积岩屑，预防沉屑卡钻。5)橡胶防磨套采用聚四氟乙烯、聚氨酯等合成材料，其耐磨性高；橡胶防磨套外开轴向槽下端楔形壁加厚，其突出棱根部和端部坡结构优化设计圆角，可有效防止撕裂；径向孔可加大流体润滑作用，有效防止橡胶防磨套与芯轴卡死；6)在设计时应用CFD软件评价外环空压耗，本设计较现有产品压耗约低20％。本实用新型可用于深井、超深井、大位移井、水平井的钻井施工中，可有效提高套管、钻杆及其它钻具的使用寿命。
附图说明
图1是本实用新型橡胶式套管防磨工具的结构示意图；
图2是橡胶式套管防磨工具的橡胶防磨套2结构示意图。
图中，1防磨本体，2橡胶防磨套，3定位挡圈，4螺纹，5径向孔，6内开轴向槽，7外开轴向槽，8轴向突出棱，9加厚楔形壁。
具体实施方式
由图1所示，一种橡胶式套管防磨工具，包括防磨本体1、橡胶防磨套2和定位挡圈3几部分。其特征是：防磨本体1为整体式，其上、下端均有螺纹4，用于安装钻杆或其它钻具，有突出轴颈，防磨本体1中间有一段芯轴用于安装橡胶防磨套2，芯轴下端用螺纹连接定位挡圈3。
由图1和图2所示，橡胶防磨套2为圆筒状，圆筒内壁有内开轴向槽6，圆筒外壁有外开轴向槽7，在圆筒外壁外开轴向槽7下端有加厚楔形壁9，圆筒外壁有轴向突出棱8，圆筒外壁轴向突出棱8上开有径向孔5，在防磨套2端部坡处和突出棱根部有圆角。
一种橡胶式套管防磨工具的工作原理是：防磨本体1上、下端分别安装在钻杆或其它钻具上，在钻进过程中，防磨本体1与钻杆或其它钻具一起转动，橡胶防磨套2与防磨本体1之间存在相对转动，橡胶防磨套1外径大于钻杆接头或其它钻具的最大外径，橡胶防磨套1与套管接触，相互摩擦，橡胶材料较软，对套管的磨砺作用小，可有效保护套管，选用的防磨套橡胶耐磨性强，橡胶套整体寿命长。
Claims (3)
1.一种橡胶式套管防磨工具，由防磨本体、橡胶防磨套和定位挡圈组成，其特征在于：防磨本体(1)为整体式，其上、下端均有螺纹(4)，有突出轴颈，防磨本体(1)中间有一段芯轴安装橡胶防磨套(2)，芯轴下端用螺纹连接定位挡圈(3)；橡胶防磨套(2)为圆筒状，圆筒内壁有内开轴向槽(6)，圆筒外壁有外开轴向槽(7)，在圆筒外壁外开轴向槽(7)下端有加厚楔形壁(9)，圆筒外壁有轴向突出棱(8)，圆筒外壁轴向突出棱(8)上开有径向孔(5)；在橡胶防磨套(2)端部坡处和突出棱根部有圆角。
2.根据权利要求1所述的橡胶式套管防磨工具，其特征是：定位挡圈(3)为圆筒状，在筒上端开有方口槽。
3.根据权利要求1所述的橡胶式套管防磨工具，其特征是：橡胶防磨套(2)所用的材料为聚四氟乙烯橡胶、或聚氨酯橡胶。
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