滚筒式套管和钻杆保护器的制作方法

本发明提供了一种钻井作业时所使用的套管和钻杆保护器，具体提供了一种当钻杆在倾斜井段受自重影响或在弯曲严重井段受井眼轨迹影响贴靠在套管内壁时，为减小钻杆对套管的磨损程度以及钻杆自身所受磨损程度所使用的滚筒式套管和钻杆保护器。

背景技术：

在钻井过程中，钻柱在拉力作用下被拉向井眼的上侧，随着管柱的旋转，会导致套管的上侧发生磨损。钻柱在重力和钻压作用下，被压在了套管下侧，随着钻杆与套管之间的滑动和旋转，会导致套管的下侧发生磨损。

套管被磨损后，其抗挤压强度、抗内压强度降低，导致套管变形，严重影响钻采及测试工具的通过，无法完成进一步的工作，套管被磨穿或爆裂后会引起更加严重的问题。

为了有效解决钻井过程中套管磨损的问题，实际施工时需在钻杆上安装套管保护器用以避免钻杆与套管内壁的直接接触，由于套管保护器所使用的材质的硬度低于套管的材质硬度，因此当套管保护器与套管发生相对运动时，磨损的将是套管保护器而不是套管本身，从而有效地减小了套管的磨损程度。

滚筒式套管和钻杆保护器除了具备上述特点外，其均匀安装的18个滚筒为中心套体提供了均匀的支撑力，保证了中心套体与钻杆进行同步旋转运动，减小了中心套体与钻杆之间的摩阻，降低了钻杆所受的磨损程度。滚筒式套管和钻杆保护器上18个滚筒均匀的安装方式保证了钻液井在井筒当中流动的均质性，更有利于控制井筒内的压力。

技术实现要素：

本发明的目的在于提供一种滚筒式套管和钻杆保护器，能够有效地降低钻杆在钻进过程中对套管的磨损程度以及钻杆自身所受磨损的程度。

为了实现上述目的，本发明采取如下的技术方案：

(1)一种滚筒式套管和钻杆保护器，该保护器包括中心套体、多个滚筒和滚筒固定装置。

(2)中心套体与滚筒固定装置之间采用螺纹连接，方便滚筒固定装置的维修与更换。

(3)多个滚筒设计为空心，与实心滚柱设计相比，其减轻了保护器自身的重量，减小了保护器作用在套管上的压力，从而降低了套管的磨损程度。

(4)每两个滚筒之间的圆心角为20°，在滚筒固定装置上共均匀分布有18个滚筒。

(5)18个滚筒均匀的安装方式为中心套体提供了均匀的支撑力，保证了中心套体与钻杆能够进行同步运动，减小了中心套体与钻杆之间的摩阻，降低了钻杆所受磨损的程度。

(6)18个滚筒均匀的安装方式保证钻井液在井筒当中流动的均质性，有利于控制井筒内的压力。

(7)18个滚筒在套管的内表面上做滚动运动，以滚动摩擦取代了传统的钻杆与套管内壁间的滑动摩擦，极大地减小了套管的受磨损程度。

(8)18个滚筒的材质硬度低于套管的材质硬度，当套管内壁与滚筒相接触时，发生磨损的将是滚筒，从而降低了套管的磨损程度。

(9)中心套体的材质硬度低于钻杆的材质硬度，当钻杆在中心套体内进行旋转时，发生磨损的将是中心套体，从而降低了钻杆的磨损程度。

本发明的优点：

(1)本发明采用滚筒设计，以滚动摩擦取代了传统的钻杆与套管内壁间的滑动摩擦，更大程度地减小了套管的磨损程度。

(2)本发明中滚筒设计为空心，与实心滚柱设计相比，其减轻了套管保护器自身的重量，减小了套管保护器作用在套管上的压力，从而降低了套管的磨损程度。

(3)本发明中滚筒固定装置与中心套体之间采用螺纹连接，该设计使得滚筒固定装置的拆卸与维修都十分方便。

(4)本发明中18个滚筒均匀的安装方式减小了中心套体与钻杆之间的摩阻，降低了钻杆所受磨损的程度。

(5)本发明中18个滚筒均匀的安装方式能够保证钻井液在井筒当中流动的均质性，有利于控制井筒内的压力。

附图说明

图1为本发明的俯视图。

图2为本发明的正视图。

具体实施方式

下面将结合附图对本发明做进一步说明。

本发明的中心套体1安装在钻杆的指定位置上，能过与钻杆发生相对滚动。

本发明的中心套体1所使用的材质硬度要低于钻杆的材质硬度，因此当中心套体1与钻杆发生相对滚动时，发生磨损的将是中心套体1。

本发明中滚筒固定装置3与中心套体1之间采用螺纹连接，方便滚筒固定装置3的及时更换与维修。

本发明中滚筒2设计为空心，与实心滚柱相比，其减轻了保护器自身的重量，减小了保护器作用在套管上的压力，从而降低了套管的磨损程度。

本发明的滚筒2均匀地安装在滚筒固定装置3的外围，每两个滚筒2之间的圆心角为20°，共均匀分布有18个滚筒2，

本发明中18个滚筒2均匀的安装方式减小了中心套体1与钻杆之间的摩阻，降低了钻杆所受磨损的程度。

本发明中均匀分布的18个滚筒2与套管之间做滚动运动，以滚动摩擦取代了传统的钻杆与套管内壁间的滑动摩擦，更大程度地减小了套管的磨损程度。

本发明中均匀分布的18个滚筒2的材质硬度低于套管的材质硬度，因此，当滚筒2与套管发生相对滚动时，发生磨损的是滚筒2，从而降低了套管的磨损程度。

技术特征：

技术总结
本发明提供了一种滚筒式套管和钻杆保护器，包括中心套体、多个滚筒和滚筒固定装置，主要用于钻井过程中，当钻杆在倾斜井段受自重影响或在弯曲严重井段受井眼轨迹影响贴靠在套管内壁时，滚筒能够以滚动摩擦取代传统钻杆与套管内壁间的滑动摩擦，从而降低套管受磨损程度，滚筒设计为空心，与实心滚柱相比，其降低了保护器自身的重量，降低了保护器作用在套管上的压力，进一步降低了套管所受磨损的程度，滚筒均匀安装在滚筒固定在装置上，为中心套体提供了均匀的支撑力，保证了中心套体与钻杆进行同步运动，从而降低了中心套体与钻杆之间的摩阻，减小了钻杆所受的磨损程度，滚筒固定装置与中心套体采用螺纹连接，方便滚筒固定装置的拆卸与维修。

技术研发人员：张杰;李鑫;李翠楠;马玲
受保护的技术使用者：西南石油大学
技术研发日：2018.01.20
技术公布日：2018.05.08