滚针螺旋扶正器的制作方法

本实用新型涉及一种钻井施工中使用的螺旋扶正器。

背景技术：

在钻井施工中，螺旋扶正器是一种重要部件，用于配各种钻具组合，起到防斜，稳斜等作用，在斜井、水平井中的施工中更是必不可少。

现有技术中裸眼段常用的螺旋扶正器为固定式的，也就是说扶正带相对于钻具本体是不可以转动的。因此在钻进过程中，扶正带就会摩擦井壁，因而带来非常大的扭矩。尤其是斜井或水平井的非直井段施工中。造成了钻井过程中扭矩大、顶驱憋停或断钻具情况的发生，甚至是无法完成设计所要到达的井深，导致提前完钻等严重情况。

现有的套管防磨减磨接头一般只实用于斜井或水平井套管内，起保护套管的作用，如果在裸眼段使用，滚轮暴露在管外很容易引起井下事故。在实践中证明，钻具在斜井或水平井于套管内的扭矩是非常小的，主要扭矩产生在裸眼段，因此控制裸眼段的扭矩才是关键。

为了解决裸眼段扭矩大，摩阻高的问题。目前的方法就是使用油基泥浆或者是在钻井液里加入环保油等降低钻具与井壁的摩擦力。但是这种方法不仅成本高，而且对环境伤害大，不值得提倡。

技术实现要素：

针对现有技术中存在的问题，本装置提出了一种滚针螺旋扶正器，这种滚针螺旋扶正器能够与钻具发生相对运动，在斜井段或水平段的复合钻进中或划眼过程，钻具转动，螺旋扶正带相对井底基本不动。

为了实现上述发明目的，本实用新型采用的技术方案是：一种滚针螺旋扶正器，包括上接头、止推轴承总成、滚针、中间接头、螺旋扶正带外筒及下接头，

所述上接头，其上下两端分别设置母扣及公扣，上接头公扣端外壁上设置上止推轴承配合槽及对称于中心轴的两个上接头径向滚针槽；

所述中间接头，其上下两端分别设置母扣及公扣，中间接头公扣端外壁上设置对称于中心轴的两个中间接头径向滚针槽；

所述下接头，其上下两端分别设置母扣及公扣，上接头母扣端外壁上设置下止推轴承配合槽；

所述螺旋扶正带外筒，其外壁表面从上至下设置有逆时针旋向的扶正带；

所述上接头、中间接头及下接头从上至下依次螺纹连接，上止推轴承配合槽及下止推轴承配合槽内分别安装止推轴承总成，上接头径向滚针槽及中间接头径向滚针槽内分别安装滚针，螺旋扶正带外筒套在中间接头及上接头径向滚针槽内的滚针外面，且上接头径向滚针槽及中间接头径向滚针槽相对于螺旋扶正带外筒的中心相互对称。

本实用新型的有益效果：

1、可大大减小钻具的扭矩；

2、在起下钻过程中，螺旋扶正带外筒本身可以转动，降低摩阻，具有预防卡钻的作用；

3、在水平井或大斜度井施工中还可以把该滚针螺旋扶正器安放在裸眼段的钻杆上，降低扭矩的同时，在定向钻进时还可以预防粘卡以及压差卡钻；

4、在开泵不转动钻具时，滚针螺旋扶正器顺时针转动，帮助岩屑上返，具有清洁井眼的作用；

5、应用该装置可以在钻水平井的施工中不使用油基泥浆或者是使用含油量少的泥浆体系，大大降低施工成本。

附图说明

图1是本实用新型滚针螺旋扶正器的结构示意图。

图2是上接头的结构示意图。

图3是中间接头的结构示意图。

图4是下接头的结构示意图。

图5是螺旋扶正带外筒的结构示意图。

具体实施方式

下面结合附图对本实用新型做进一步的说明：

由图1所示：一种滚针螺旋扶正器，包括上接头1、止推轴承总成2、滚针3、中间接头4、螺旋扶正带外筒5及下接头6，

由图2所示：所述上接头1，其上下两端分别设置母扣及公扣，上接头公扣端外壁上设置上止推轴承配合槽11及对称于中心轴的两个上接头径向滚针槽12；

由图3所示：所述中间接头4，其上下两端分别设置母扣及公扣，中间接头公扣端外壁上设置对称于中心轴的两个中间接头径向滚针槽41；

由图4所示：所述下接头6，其上下两端分别设置母扣及公扣，上接头母扣端外壁上设置下止推轴承配合槽61；

由图5所示：所述螺旋扶正带外筒5，其外壁表面从上至下设置有逆时针旋向的扶正带51；

所述上接头1、中间接头4及下接头6从上至下依次螺纹连接，上止推轴承配合槽11及下止推轴承配合槽61内分别安装止推轴承总成2，上接头径向滚针槽12及中间接头径向滚针槽41内分别安装滚针3，螺旋扶正带外筒5套在中间接头4及上接头径向滚针槽内的滚针3外面，且上接头径向滚针槽11及中间接头径向滚针槽41相对于螺旋扶正带外筒5的中心相互对称，螺旋扶正带外筒5内壁依靠滚针3与中间接头4及上接头1外壁之间均为滚动接触。

本装置之所以使用滚针接触，而非滚珠接触，主要是因为井下情况复杂，螺旋扶正带所承受的径向和轴向的力非常巨大，滚针设计的线接触比滚珠设计的点接触有强度优势，所以为了延长装置寿命，增强装置强度，采用滚针设计。

本装置滚针螺旋扶正器，中间接头为什么使用两个滚针槽，并且与扶正带外筒的中心对称。主要是从稳定性的角度考虑。防止滚针偏磨，延长装置寿命。同时增强扶正带外筒耐受径向力的冲击载荷。

本装置扶正器外筒两端安装止推轴承，主要原因是减小外筒两端与上下两个接头的摩擦，同时止推轴承，相对于其他轴承来说，具有较小的外径，较大的接触面，更能在强度相等的情况下，使得阻挡轴承外圈的外径较小，以免影响环空泥浆的上返，尤其是在钻杆上加比较多这种螺扶的时候。

本装置的螺旋扶正带外筒采用逆时针螺旋，原因有两个，一是逆时针螺旋，液流在环空中上升时，流体给外筒的推力就使得外筒有顺时针旋转的趋势，正好与钻具的旋转方向一致，减小他们之间的摩擦阻力。二是PDC钻头的刀翼旋转方向也是顺时针的，因此泥浆的上返方向是逆时针，正好沿着扶正器的外筒上返的方向也是逆时针的，这样减少了流体的上返阻力，也就减小了环空压耗以及压力损失。

综上所述，本申请的滚针螺旋扶正器，能够明显减小斜井或水平井钻进过程中扭矩大、摩阻高的问题，尤其是在使用非油基泥浆体系过程中，能大大减少扭矩大带来的一系列问题，大大降低了施工成本和减少了因使用油基泥浆带来的环境污染问题。并且该扶正器筒外没有活动部件，不会制造井下安全隐患。扶正带外筒内的滚针以及止推轴承都被巧妙的安装在槽内，并被外筒牢牢包住，磨损了也不会钻出筒外。所以，该装置具有安装简单，强度大，使用寿命长，稳定性高等优点。