专利名称：钻井用的套管保护装置的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及一种钻井设备领域的套管保护装置，特别是涉及一种在钻井过程中，减少钻杆与套管内壁的直接接触引发的套管和钻杆磨损的钻井用的套管保护装置。
背景技术：
深井及超深井钻井作业中，由于钻井周期长，钻杆在套管内旋转时间长，造成对套管的磨损严重。同样的原因，大位移钻井作业中，由于井斜角的影响，造成钻杆长时间贴在套管内壁一侧，消耗了大量钻机转盘或顶部驱动钻机的扭矩，导致旋转破岩的实际扭矩降低或钻柱对套管的磨损，会给油田生产及后期作业带来隐患。为克服上述缺陷，目前，在实际钻井作业中，采用一种橡胶钻杆护箍来作为钻井用的套管保护装置，其能够在一定程度上缓解了扭矩降低和磨损的问题，但是由于该钻杆保护箍的材料为橡胶，其耐高温及磨损性能差，因而容易老化脱落，从而会引发其他作业问题。
由此可见，上述现有的钻井用的套管保护装置在结构与使用上，显然仍存在有不便与缺陷，而亟待加以进一步改进。有鉴于上述现有的钻井用的套管保护装置存在的缺陷，本设计人基于从事此类产品设计制造多年丰富的实务经验及专业知识，并配合学理的运用，积极加以研究创新，以期创设一种新型结构的钻井用的套管保护装置，能够改进一般现有的钻井用的套管保护装置，使其更具有实用性。经过不断的研究、设计，并经反复试作样品及改进后，终于创设出确具实用价值的本实用新型。
发明内容
本实用新型的主要目的在于，克服现有的钻井用的套管保护装置存在的缺陷，而提供一种新的钻井用的套管保护装置，所要解决的技术问题是使其在钻进过程中通过该装置外套与套管内壁或井壁形成滑动轴承式支撑，减少钻井过程中因钻杆与套管内壁的直接接触而引起的套管和钻杆磨损，保护套管和钻杆，从而更加适于实用，且具有产业上的利用价值。
本实用新型的目的及解决其技术问题是采用以下的技术方案来实现的。依据本实用新型提出的一种钻井用的套管保护装置，其包括芯轴、卡套以及外壳，芯轴两端分别设有钻杆扣，用于与钻杆直接连接；卡套固定于芯轴外壁上；外壳为一圆筒状结构，其内径大于芯轴外径，其外径大于卡套外径，该外壳套接于芯轴上，其上端与卡套接触，卡套在轴向方向上限定该外壳，使该外壳在轴向方向上与芯轴保持相对静止。
本实用新型的目的及解决其技术问题还可以采用以下的技术措施来进一步实现。
前述的钻井用的套管保护装置，其中所述的外壳内表面设有一层硬质合金耐磨层。
前述的钻井用的套管保护装置，其中所述的芯轴的被外壳所包围的内表面设有一层硬质合金耐磨层。
前述的钻井用的套管保护装置，其中所述的外壳内表面设有一层硬质合金耐磨层，并且被外壳所包围的芯轴的内表面也设有一层硬质合金耐磨层。
前述的钻井用的套管保护装置，其中所述的芯轴上端的钻杆扣为母扣，芯轴下端钻杆扣为公扣。
前述的钻井用的套管保护装置，其中所述的外壳外表面设有一条或数条凹槽。
前述的钻井用的套管保护装置，其中所述的凹槽是呈螺旋纹路、纵向纹路或者倾斜纹路。
前述的钻井用的套管保护装置，其中所述的卡套是通过栓销固定、螺纹固定或者通过组焊固定于芯轴上。
前述的钻井用的套管保护装置，其中所述的外壳的外表面是平滑表面。
借由上述技术方案，本实用新型钻井用的套管保护装置至少具有下列优点本钻井用的套管保护装置在钻井作业中，钻杆带动芯轴旋转，而外壳与芯轴相对旋转，外壳紧贴在套管或井筒内壁上，在与井壁或套管摩擦力作用下不旋转，从而减少了钻井过程中因钻杆与套管内壁的直接接触而引起的套管和钻杆磨损，保护套管和钻杆，从而更加适于实用。
综上所述，本实用新型特殊结构的钻井用的套管保护装置，其具有上述诸多的优点及实用价值，并在同类产品中未见有类似的结构设计公开发表或使用而确属创新，其不论在结构上或功能上皆有较大的改进，在技术上有较大的进步，并产生了好用及实用的效果，且较现有的钻井用的套管保护装置具有增进的多项功效，从而更加适于实用，而具有产业的广泛利用价值，诚为一新颖、进步、实用的新设计。
上述说明仅是本实用新型技术方案的概述，为了能够更清楚了解本实用新型的技术手段，并可依照说明书的内容予以实施，以下以本实用新型的较佳实施例并配合附图详细说明如后。
图1是本实用新型钻井用的套管保护装置第一实施例的半剖结构示意图。
图2是本实用新型钻井用的套管保护装置第二实施例的半剖结构示意图。
1芯轴2卡套3外壳4，5钻杆扣6硬质合金耐磨层 7硬质合金耐磨层8凹槽具体实施方式
为更进一步阐述本实用新型为达成预定发明目的所采取的技术手段及功效，
以下结合附图及较佳实施例，对依据本实用新型提出的钻井用的套管保护装置其具体实施方式
、结构、特征及其功效，详细说明如后。
本实用新型的钻井用的套管保护装置的工作原理是按照工艺设计将套管保护装置连接在钻杆柱上，正常钻进过程中，由于外壳3外径大于钻杆本体及接头外径，所以套管保护装置优先接触套管内壁或井壁，与套管或井壁形成支撑，减少了钻杆与套管或井壁的直接接触。由于芯轴1相对于外壳3发生滑动旋转，而外壳3相对套管实际上没有发生旋转运动，因此，减少钻杆对套管的磨损，同时对钻杆也起到降低磨损的作用。
请参阅图1所示，是本实用新型第一实施例钻井用的套管保护装置的半剖结构示意图。在本实用新型的较佳的实施例中，该钻井用的套管保护装置，主要包括芯轴1，卡套2，外壳3，三种部件均为钢制材料。
其中，芯轴1的作用在于实现本实用新型的套管保护装置总成与钻杆的连接，形成管柱串，并为外套3提供安装空间。芯轴1的两端设有标准钻杆扣4和5，其中，芯轴上端的钻杆扣4为母扣，芯轴下端钻杆扣5为公扣。整套保护装置通过标准钻杆扣4、5与钻杆相连，按照工艺设计安装在钻杆串上。
其中，外壳3内表面烧结有硬质合金耐磨层6，芯轴1与外壳3内表面的接触部分镶焊有柱状硬质合金耐磨层7，在使用中，两个部件外壳3和芯轴1形成滑动摩擦，其可以依靠硬质合金层增强抗磨能力，提高整个装置的使用寿命。另外，外壳3的外表面是平滑表面。
在实际生产中，不允许外壳3在芯轴1的轴向方向上相对芯轴1发生移动，所以必须对外壳1进行轴向上的定位。在本实用新型的实施例中，在芯轴1上焊接卡套2，使其保证钻井过程中外壳3只相对芯轴1发生滑动旋转而不能从芯轴1上脱出。
其中，外壳3的外径尺寸大于卡套2的外径尺寸，外壳3(如果有，包括硬质合金耐磨层6)的内径尺寸大于芯轴1(如果有，包括硬质合金耐磨层7)的外径尺寸。
本使用新型的卡套2与芯轴1的固定方式还可以是螺纹方式固定，或者采用栓销方式固定，使其在实际生产中实现对外套3的限定位置的目的。
套管保护装置中外壳3的外径尺寸大于钻杆接头外径，水眼直径与钻杆接头水眼直径相同，总长度相当于钻杆短节，结构上均满足正常起下钻要求。
在本实用新型的套管保护装置的第一实施例中，其中的外壳3的外表面是平滑的。请参阅图2所示，是本实用新型钻井用的套管保护装置第二实施例的半剖结构示意图。该套管保护装置除具有第一实施例所述的结构外，其中的外壳3的外表面上设有凹槽8。凹槽8的数量可以是一条或者多条。凹槽8是呈螺旋纹路或者纵向纹路也可以是比纵向倾斜一些的纹路，所述的凹槽8有利于套管内的泥沙向外排出。
以上所述，仅是本实用新型的较佳实施例而已，并非对本实用新型作任何形式上的限制，虽然本实用新型已以较佳实施例揭露如上，然而并非用以限定本实用新型，任何熟悉本专业的技术人员，在不脱离本实用新型技术方案的范围内，当可利用上述揭示的技术内容作出些许更动或修饰为等同变化的等效实施例，但凡是未脱离本实用新型技术方案内容，依据本实用新型的技术实质对以上的实施例所作的任何简单修改、等同变化与修饰，均仍属于本实用新型技术方案的范围内。
权利要求1.一种钻井用的套管保护装置，其包括芯轴、卡套以及外壳，其特征在于芯轴两端分别设有钻杆扣，用于与钻杆直接连接；卡套固定于芯轴外壁上；外壳为一圆筒状结构，其内径大于芯轴外径，其外径大于卡套外径，该外壳套接于芯轴上，其上端与卡套接触，卡套在轴向方向上限定该外壳，使该外壳在轴向方向上与芯轴保持相对静止。
2.根据权利要求1所述的钻井用的套管保护装置，其特征在于其中所述的外壳内表面设有一层硬质合金耐磨层。
3.根据权利要求1所述的钻井用的套管保护装置，其特征在于其中所述的芯轴的被外壳所包围的内表面设有一层硬质合金耐磨层。
4.根据权利要求1所述的钻井用的套管保护装置，其特征在于其中所述的外壳内表面设有一层硬质合金耐磨层，并且被外壳所包围的芯轴的内表面也设有一层硬质合金耐磨层。
5.根据权利要求1所述的钻井用的套管保护装置，其特征在于其中所述的芯轴上端的钻杆扣为母扣，芯轴下端钻杆扣为公扣。
6.根据权利要求1至5任一项所述的钻井用的套管保护装置，其特征在于其中所述的外壳外表面设有一条或数条凹槽。
7.根据权利要求6所述的钻井用的套管保护装置，其特征在于其中所述的凹槽是呈螺旋纹路、纵向纹路或者倾斜纹路。
8.根据权利要求1至5任一项所述的钻井用的套管保护装置，其特征在于其中所述的卡套是通过栓销固定、螺纹固定或者通过组焊固定于芯轴上。
9.根据权利要求6所述的钻井用的套管保护装置，其特征在于其中所述的卡套是通过栓销固定、螺纹固定或者通过组焊固定于芯轴上。
10.根据权利要求8所述的钻井用的套管保护装置，其特征在于其中所述的外壳的外表面是平滑表面。
专利摘要本实用新型是关于一种钻井用的套管保护装置，是用于深井和大位移钻井的防止套管磨损以及降低进杆旋转扭矩的井下工具。其包括芯轴、卡套以及外壳，芯轴两端分别设有钻杆扣，用于与钻杆直接连接；卡套固定于芯轴外壁上；外壳为一圆筒状结构，其内径大于芯轴外径，其外径大于卡套外径，该外壳套接于芯轴上，其上端与卡套接触，卡套在轴向方向上限定该外壳，使该外壳在轴向方向上与芯轴保持相对静止。在钻井作业中，钻杆带动芯轴旋转，而外壳与芯轴相对旋转，外壳紧贴在套管或井筒内壁上，在与井壁或套管摩擦力作用下不旋转，从而对套管起到磨损保护和对钻杆起到支撑，并降低钻进旋转扭矩的作用。
文档编号E21B17/10GK2811542SQ20052011406
公开日2006年8月30日 申请日期2005年7月21日 优先权日2005年7月21日
发明者王利国 申请人:北京奥格特技术有限公司