滚轮式高效减扭防磨短节的制作方法
【技术领域】
[0001]本实用新型涉及用于石油、天然气和地质钻井的特殊井下工具，尤其涉及一种滚轮式高效减扭防磨短节。
【背景技术】
[0002]随着高斜度井、大位移井及水平井的广泛运用，钻具在钻进所遇的摩擦扭矩越来越严重。这主要反应在阻力和扭矩两个方面。过高的摩阻和扭矩不但会对钻柱的受力造成威胁，而且对钻井平台上力和扭矩的输出设备提出了更高的要求，从而限制完成预期的钻井或完井目标。摩擦阻力妨碍了驱动扭矩和钻压的有效传递，扭矩超过钻柱承受能力将会导致钻具断裂失效，致使无法钻进。同时，旋转钻柱与井壁套管发生接触摩擦直接导致套管和钻柱的磨损，摩擦阻力越大，狗腿度越严重，侧向载荷越大及转速越高，则磨损越快。套管和钻杆用量大，在建井成本中占有相当大的比重，因此研究高效的减扭防磨工具具有积极意义。
【发明内容】
[0003]本实用新型的目的是:针对现有技术的不足，提供一种结构简单，使用方便，工作可靠性高的滚轮式高效减扭防磨短节。
[0004]为了达到上述目的，本实用新型所采取的技术方案是:一种滚轮式高效减扭防磨短节，包括轴形本体、旋转套、固定轴销、径向滚轮和轴向滚轮，旋转套嵌套在轴形本体上并与之可枢转连接，旋转套表面分别沿径向和轴向设置有固定轴销，径向滚轮和轴向滚轮分别与固定轴销可枢转连接。
[0005]本实用新型的有益效果是:结构简单、使用方便、安全性能高，在使用过程可有效的减少钻柱扭矩、防止套管和钻柱磨损，具有良好的经济效益。
【附图说明】
[0006]图1是本实用新型的滚轮式高效减扭防磨短节半剖结构示意图；
[0007]图中，I本体，2固定螺栓，3半开挡圈，4径向滚轮，5轴向滚轮，6固定轴销，7突出棱，8半开内衬套，9半开旋转套，10凹槽，11通孔。
【具体实施方式】
[0008]由图1所示，本实用新型的滚轮式高效减扭防磨短节，包括轴形本体1、旋转套9、固定轴销6、径向滚轮4和轴向滚轮5，旋转套9嵌套在轴形本体I上并与之可枢转连接，旋转套9表面分别沿径向和轴向设置有固定轴销6，径向滚轮4和轴向滚轮5分别与固定轴销6可枢转连接。
[0009]作为对本实用新型的一种改进，还包括内衬套8，所述内衬套8嵌套于轴形本体I和旋转套9之间。如此，内衬套8可以采用耐磨损或者损耗材质制作，防止旋转套9与轴形本体I相互磨损。进一步的，所述轴形本体I中部沿轴向加工有凹槽10，所述内衬套8和旋转套9设置于凹槽10内。如此，凹槽10可对内衬套8和旋转套9在轴向方向进行限位。
[0010]作为对本实用新型的一种改进，还包括挡圈3，所述挡圈3嵌套在旋转套9上并与之固定。进一步的，所述挡圈3与旋转套9通过固定螺栓2固定。
[0011]作为对本实用新型的一种改进，所述挡圈3、内衬套8和旋转套9分别为半开式结构。如此，可方便拆卸和安装。
[0012]作为对本实用新型的一种改进，所述旋转套9表面设置有突出棱7，突出棱7上设置有通孔11，所述固定轴销6固定设置于通孔11内部。如此，突出棱7相对于轴形本体I呈中间突出的结构，可防止磨损。进一步的，所述突出棱7设置有3个，并沿轴形本体I圆周等距离分布。更进一步的，每个突出棱7上加工有3个通孔11，中间的通孔11内设置有轴向滚轮5，两端的通孔11内设置有径向滚轮4。
[0013]以下结合【具体实施方式】介绍本实用新型的滚轮式高效减扭防磨短节:半开旋转套9上装有高强度的径向滚轮4和轴向滚轮5，通过固定轴销6固定，突出的半开旋转套9撑起径向滚轮4和轴向滚轮5与井壁或套管直接接触，将原有的钻杆接头悬空，从而将钻具轴向运动时的接头与井壁或套管的摩擦力转变为减扭防磨工具径向滚轮4和轴向滚轮5与其的摩擦力，减小了轴向所受阻力和扭矩。半开内衬套8是具有光滑表面的聚合物衬套，通过专有卡槽与半开旋转套9相连。作业时，半开内衬套8作为“牺牲品”与本体I相接触，从而将原钻杆接头与井眼或套管的高摩阻的相对转动转换为轴形本体I与半开内衬套8的光滑的相对转动。
【主权项】
1.一种滚轮式高效减扭防磨短节，包括轴形本体(I)、旋转套(9)、固定轴销(6)、径向滚轮(4)和轴向滚轮(5)，旋转套(9)嵌套在轴形本体(I)上并与之可枢转连接，旋转套(9)表面分别沿径向和轴向设置有固定轴销￠)，径向滚轮(4)和轴向滚轮(5)分别与固定轴销(6)可枢转连接。2.根据权利要求1所述的滚轮式高效减扭防磨短节，其特征在于:还包括内衬套(8)，所述内衬套(8)嵌套于轴形本体(I)和旋转套(9)之间。3.根据权利要求2所述的滚轮式高效减扭防磨短节，其特征在于:所述轴形本体(I)中部沿轴向加工有凹槽(10)，所述内衬套(8)和旋转套(9)设置于凹槽(10)内。4.根据权利要求1所述的滚轮式高效减扭防磨短节，其特征在于:还包括挡圈(3)，所述挡圈(3)嵌套在旋转套(9)上并与之固定。5.根据权利要求4所述的滚轮式高效减扭防磨短节，其特征在于:所述挡圈(3)与旋转套(9)通过固定螺栓(2)固定。6.根据权利要求4所述的滚轮式高效减扭防磨短节，其特征在于:还包括内衬套(8)，所述内衬套(8)嵌套于轴形本体(I)和旋转套(9)之间，所述挡圈(3)、内衬套(8)和旋转套(9)分别为半开式结构。7.根据权利要求1所述的滚轮式高效减扭防磨短节，其特征在于:所述旋转套(9)表面设置有突出棱(7)，突出棱(7)上设置有通孔(11)，所述固定轴销￠)固定设置于通孔(11)内部。8.根据权利要求7所述的滚轮式高效减扭防磨短节，其特征在于:所述突出棱(7)设置有3个，并沿轴形本体(I)圆周等距离分布。9.根据权利要求8所述的滚轮式高效减扭防磨短节，其特征在于:每个突出棱(7)上加工有3个通孔(11)，中间的通孔(11)内设置有轴向滚轮(5)，两端的通孔(11)内设置有径向滚轮(4)。
【专利摘要】本实用新型提供了一种滚轮式高效减扭防磨短节，包括轴形本体、旋转套、固定轴销、径向滚轮和轴向滚轮，旋转套嵌套在轴形本体上并与之可枢转连接，旋转套表面分别沿径向和轴向设置有固定轴销，径向滚轮和轴向滚轮分别与固定轴销可枢转连接。本实用新型结构简单，安装方便，工作可靠性高，减扭防磨效果明显。
【IPC分类】E21B17/10
【公开号】CN204782822
【申请号】CN201520256783
【发明人】刘少胡, 冯定, 谈波
【申请人】长江大学
【公开日】2015年11月18日
【申请日】2015年4月24日