滚珠弹性扶正器的制作方法

本实用新型涉及一种油、气井固井装置
技术领域：
，具体涉及滚珠弹性扶正器。
背景技术：
：扶正器是属固井工具，它制造简单，结构美观，牢固耐用，扶正力大，克服了原焊接式扶正器易发生脱焊的不足，是一种能保证钻井固井质量的扶正器。根据扶正器的结构和样式，扶正器可分为弹性扶正器、刚性扶正器、滚珠扶正器和滚轮扶正器四种。传统的弹性扶正器的设计尺寸大于尺寸，在入井时会产生较高的下入阻力，不适用于高侧向力的斜井或水平井。同时，传统的弹性扶正器一般由多个部件组成，具有多个应力薄弱点，且两端通过编制固定扶正条，导致扶正条的恢复力较弱。传统的刚性扶正器在设计时为了确保顺利下入，常常设计为外径小于井眼尺寸，导致套管居中度不如弹性扶正器。由于其结构和材质均没有弹性，无法确保通过缩径井段，容易造成环空堵塞或环空过流面积，且一旦发生了塑性变形难以恢复。传统的刚性扶正器在实际应用过程中无法达到83％的偏心间隙，且通常无法承受较高的轴向力。传统的滚轮扶正器和滚珠扶正器均是采用在扶正器的外表面设置可以转动的滚轮或滚珠，来降低扶正器的下入阻力，使管套下入顺利。但由于没有弹性形变，且为了确保顺利下入，其设计需要外径小于井眼尺寸，牺牲了部分套管居中度，且无法确保通过缩径井段，容易造成环空堵塞或降低环空过流面积，一旦发生了塑性变形也难以恢复。四川田野石油钻采器材有限公司在2013年公开了一种超导扶正器，采用整体结构的弹性扶正器，避免分离的组件或焊接，避免扶正器组件分离或脱焊，消除需要井下打捞的可能性，且强度高，无应力薄弱点，可靠性高。技术实现要素：本实用新型针对现有技术，提供了一种滚珠弹性扶正器，在弹性钢材一体成型的扶正器本体上安装万向滚珠，且所述扶正条采用中间直径大，环直径小的弧形设置，保证了扶正器的顺利下入、套管居中度、恢复力，同时万向滚珠在多个方向减小套管在各个角度和各个方位的下入阻力。本实用新型通过下述技术方案实现：滚珠弹性扶正器，包括一体成型的扶正器本体和安装在扶正器本体上的若干万向滚珠，所述扶正器本体包括两个圆环和多根沿两个圆环圆心连线周向等距设置在两个圆环之间的扶正条，所述扶正条为弧形延伸的弧形条；每个所述扶正条的外侧面固定安装万向滚珠，所述扶正器本体采用弹性钢材制备。优选的，每个所述扶正条的外侧面固定安装的万向滚珠的数量不少于6个，且每个所述扶正条上的万向滚珠等距分布在扶正条的外侧面。所述两个环与扶正条形成一个整体，无需焊接或编织，减少扶正器组件的脱焊或分离，且增加扶正器本体的强度，减少应力薄弱点，提高可靠性。所述扶正器的弹性采用弹性钢材本身的弹性来提供，无需另外增加弹性部件，使扶正器本体在提供弹性的过程中，不降低强度，具有较好的复位力。进一步地，所述万向滚珠包括设置有凹腔的底座、安装在凹腔内的主钢球和设置在凹腔与主钢球之间的若干支撑球，所述凹腔的开口方向上设置有固定安装在底座上的盖板，所述盖板上设置有供主钢球部分伸出的圆孔；所述万向滚珠通过所述底座固定安装在扶正条上。所述支撑球的直径小于主钢球，使多个支撑球与主钢球的接触，减少主钢球带动支撑球转动的作用力，减少主钢球与支撑球之间的摩擦，提高万向滚珠的使用寿命。特别是对扶正器用于倾斜井时，支撑球回最低处移动，减少主钢球与支撑球之间的摩擦力，使其主钢球在凹腔内多方向内实现低摩擦力转动，极大的降低扶正器使用时的摩擦阻力。进一步地，所述底座包括一体成型的安装板和圆柱形的安装座，所述凹腔设置安装座上且开口远离安装板；所述扶正条上设置有通孔；所述安装座穿过通孔且主钢球伸出扶正条外表面，所述安装板与扶正条内表面固定连接。所述万向滚珠与扶正条的安装位置设置在扶正条的内侧面，保证扶正条外侧面的光滑弧形，同时避免扶正器在使用过程中，由于井内凹凸不平，安装位置被磕碰，导致万向滚珠脱落的可能性。进一步地，所述盖板远离凹腔的一面与扶正条外侧面在同一弧形面上。进一步地，所述扶正条的弧度为0.5～2.8弧度。进一步地，所述环的侧壁厚度为3.0～8.0mm。进一步地，所述扶正条的宽度为30～80mm。进一步地，所述扶正条的数目为4～8根。进一步地，每根所述扶正条上的万向滚珠数量为6～88颗。进一步地，所述扶正器本体经过无氧淬火处理，HRC＝41～43。本实用新型与现有技术相比，具有以下优点及有益效果：(1)本实用新型所提供的滚珠弹性扶正器设计简单，且无初始下入阻力，摩擦阻力低，扭矩低。(2)本实用新型所提供的滚珠弹性扶正器强度高、无应力薄弱点，可靠性高，可以与套管和井眼很好的贴合，实现套管保护和套管在井眼中的居中。(3)本实用新型所提供的滚珠弹性扶正器适用范围广，可适用于直井、斜井、大斜度井、水平井、长井段水平井、空向井、扩眼井及井眼不稳定的井、高温高压井或地热井等。附图说明图1为本实用新型的结构示意图；图2为本实用新型的侧视图；图3为本实用新型万向滚珠的结构示意图；其中：1—扶正器本体，11—环，12—扶正条，13—通孔，2—万向滚珠，21—底座，211—安装板，212—安装座，22—主钢球，23—支撑球，24—盖板，25—凹腔。具体实施方式下面结合实施例对本实用新型作进一步地详细说明，但本实用新型的实施方式不限于此。实施例1如图1所示，滚珠弹性扶正器，包括一体成型的扶正器本体1和安装在扶正器本体1上的若干万向滚珠2，所述扶正器本体1包括两个圆环11和多根沿两个圆环11圆心连线周向等距设置在两个圆环11之间的扶正条12，所述扶正条12为弧形延伸的弧形条，使扶正器本体1形成中间大两端小的结构。使用过程中，选择圆环11直径小于井眼直径且扶正器本体1最大直径等于或大于井眼直径的扶正器，使扶正器使用时无初始下入阻力且保证了套管的居中度。每个所述扶正条12的外侧面固定安装万向滚珠2，所述万向滚珠2固定安装在扶正条12的中间，以降低扶正器使用时的摩擦阻力，所述扶正器本体1采用弹性钢材制备，使扶正器本体1具有弹性，在出现塑性形变时，具有良好的回复力。优选地，每个所述扶正条12的外侧面固定安装不少于6个万向滚珠2，所述万向滚珠2沿扶正条12延伸方向等距安装，且扶正条12的中间安装有万向滚珠2。所述两个环11与扶正条12形成一个整体，无需焊接或编织，减少扶正器组件的脱焊或分离，且增加扶正器本体1的强度，减少应力薄弱点，提高可靠性。所述扶正器的弹性采用弹性钢材本身的弹性来提供，无需另外增加弹性部件，使扶正器本体1在提供弹性的过程中，不降低强度，具有较好的复位力。优选的，所述扶正条12的弧度为0.5～2.8弧度，优选的，所述扶正条12的弧度为0.61弧度。优选的，所述环11的侧壁厚度为3.0～8.0mm。优选的，所述扶正条12的宽度为30～80mm，所述扶正条12的宽度和环11的侧壁厚度可根据使用需求在范围内进行调整，使其更符合使用需求。优选的，所述扶正条12的数目为4～8根，优选的，所述扶正条12的数目为6根。优选的，每根所述扶正条12上的万向滚珠2数量为6～88颗。优选的，所述扶正器本体1经过无氧淬火处理，HRC＝41～43。本实用新型的扶正器放入φ216mm的井眼里测试起动力、下放力和复位力。采用的扶正器的扶正条12数目为6根，总长为346.0mm，外径为216.41mm，内径179.13mm，扶正条12的宽度为44.61mm，扶正条12的厚度为6.05mm，每根扶正条12上的万向滚珠2的数目为3个。所述起动力、下放力和复位力的测试方法采用GB/T19831.1-2005标准性能参数的测试方法进行，所述检测设备包括WD-100J电子万能试验机、EY-50负荷传感器、SGC-2光栅位移传感器。其测试结果如表1所示。参数名称测试井径mm标准值kN检测结果kN起动力216≤4.6261.618下放力216≤4.6260.859复位力216≥4.62620.810表1如表1的测试结果所示，本实用新型的扶正器的起动力和下放力远小于标准值，其复位力远大于标准值，因此，其起动力小、下放力小，回复力好。实施例2本实施例是在实施例1的基础上进行改进，其改进之处在于：如图2所示，所述万向滚珠2包括设置有凹腔25的底座21、安装在凹腔25内的主钢球22和设置在凹腔25与主钢球22之间的若干支撑球23，所述凹腔25的开口方向上设置有固定安装在底座21上的盖板24，所述盖板24上设置有供主钢球22部分伸出的圆孔；所述万向滚珠2通过所述底座21固定安装在扶正条12上。所述支撑球23的直径小于主钢球22，使多个支撑球23与主钢球22的接触，减少主钢球22带动支撑球23转动的作用力，减少主钢球22与支撑球23之间的摩擦，提高万向滚珠2的使用寿命。特别是对扶正器用于倾斜井时，支撑球23回最低处移动，减少主钢球22与支撑球23之间的摩擦力，使其主钢球22在凹腔25内多方向内实现低摩擦力转动，极大的降低扶正器使用时的摩擦阻力。本实施例中其他部分与实施例1基本相同，故不再一一赘述。实施例3本实施例是在实施例1或2的基础上进行改进，其改进之处在于：如图3所示，所述底座21包括一体成型的安装板211和圆柱形的安装座212，所述凹腔25设置安装座212上且开口远离安装板211；所述扶正条12上设置有通孔13；所述安装座212穿过通孔13且主钢球22伸出扶正条12外表面，所述安装板211与扶正条12内表面固定连接。所述安装板211上可设置多个螺纹孔，所述安装板211通过穿过螺纹孔的螺钉固定安装在扶正条12的内侧面。进一步地，所述盖板24远离凹腔25的一面与扶正条12外侧面在同一弧形面上，使扶正条12外侧面除了凸出的部分主钢球22，形成一个光滑的弧形面，避免由于井内凹凸不平造成在盖板24与扶正条12的外侧面的连接处造成阻力增大。本实施例中其他部分与实施例1或2基本相同，故不再一一赘述。以上所述，仅是本实用新型的较佳实施例，并非对本实用新型做任何形式上的限制，凡是依据本实用新型的技术实质对以上实施例所作的任何简单修改、等同变化，均落入本实用新型的保护范围之内。当前第1页1 2 3