一种钻井用减扭防磨工具的制作方法

本实用新型涉及石油、天然气等油气藏的钻井工程领域，尤其是一种钻井用减扭防磨工具。

背景技术：

在大位移井和狗腿度超标的深井钻井过程中，钻柱将承受较大的摩擦阻力。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，旋转钻柱与下井壁套管发生接触摩擦，接触摩擦直接导致套管和钻柱的磨损，在复杂的地质条件下套管极易过早挤毁和破漏，从而严重影响油井寿命和油气开采。减扭防磨工具可以有效的降低钻柱扭矩，防止套管严重磨损。现有作为短节接入钻柱的减扭防磨工具主要分为金属旋转外套和聚酯橡胶旋转外套两类，前者工具采用全金属结构，工具本体和旋转外套间属金属摩擦，具有工具寿命长、钻柱扭矩减小明显的优势，但其在钻柱对套管的磨损保护方面作用并不明显，后者采用金属本体和橡胶外套的结构，具有对套管磨损的保护作用，但其橡胶外套寿命短、对钻柱扭矩的降低作用不明显等劣势。

技术实现要素：

本实用新型所要解决的技术问题是，提供一种钻井用减扭防磨工具，工具本体采用金属材料，旋转外套由金属材料和聚酯材料组合而成，达到既发挥了金属外套的工具寿命长、降扭矩作用明显，又发挥了橡胶外套对套管磨损的保护作用的目的。

为了解决上述技术问题，本实用新型采用的技术方案是：一种钻井用减扭防磨工具，包括两端具有钻杆螺纹的工具本体和套在工具本体外侧的旋转外套，工具本体的外壁上设置有台肩，旋转外套通过挡环卡在台肩和挡环之间旋转，旋转外套包括环状的外套本体，卡在外套本体两端的外套卡瓦，镶嵌在外套本体外壁上的橡胶护圈，橡胶护圈的外径大于外套卡瓦和外套本体的外径，在外套卡瓦的内壁设置有合金镀层，在工具本体上与合金镀层配合区域镶有硬质合金柱。

所述挡环通过销钉固定在工具本体上。

所述橡胶护圈为聚酯护圈。

本实用新型的有益效果是：工具本体采用金属材料，旋转外套由金属材料和聚酯材料组合而成，既发挥了金属外套的工具寿命长、降扭矩作用明显，又发挥了橡胶外套对套管磨损的保护作用，将工具的钻柱减扭矩和套管防磨损作用并重。

附图说明

图1本实用新型的钻井用减扭防磨工具结构示意图。

图2本实用新型的钻井用减扭防磨工具旋转外套示意图。

图中，1.工具本体，2.旋转外套，3.合金柱，4.挡圈，5.销钉，6.合金镀层，7.外套卡瓦，8.橡胶护圈，9.外套本体。

具体实施方式

下面结合附图和具体实施方式对本实用新型作进一步详细说明：

如图1、2所示，本实用新型的钻井用减扭防磨工具，包括两端具有钻杆螺纹的工具本体1和套在工具本体外侧的旋转外套2，工具本体1的外壁上设置有台肩，旋转外套2通过挡环4卡在台肩和挡环4之间旋转，旋转外套2包括环状的外套本体9，卡在外套本体9两端的外套卡瓦7，镶嵌在外套本体9外壁上的橡胶护圈8，橡胶护圈8的外径大于外套卡瓦7和外套本体9的外径，在外套卡瓦7的内壁设置有合金镀层6，在工具本体1上与合金镀层6配合区域镶有硬质合金柱3。

所述挡环4通过销钉5固定在工具本体1上。

所述橡胶护圈8为聚酯护圈。

本工具本体采用金属材料，旋转外套由金属材料和聚酯材料组合而成，达到既发挥了金属外套的工具寿命长、降扭矩作用明显，又发挥了橡胶外套对套管磨损的保护作用的目的。

工具本体1两端具有钻杆螺纹，可与钻杆连接，工具本体1与旋转外套合金镀层6配合区域镶有硬质合金柱3，工具本体1上的台肩与挡环4可限制旋转外套2轴线运动方向，旋转外套2内部镶有合金层6，工具本体1上镶嵌的硬质合金柱3配合，既提高工具本体1与旋转外套2的耐磨性，延长工具寿命，又降低外套和工具本体接触面的摩擦系数。旋转外套2上镶有聚酯护圈，且聚酯护圈的外径大于外套卡瓦和外套本体的外径，当旋转外套2在工作中与套管接触时，保证聚酯护圈与套管接触，有利于保护套管磨损。

工具旋转外套2的外径大于工具本体1及钻柱中钻杆接头的外径，工具旋转外套2与工具本体1间可以自由旋转，工具在井下工作时，钻杆与工具本体连接，工具本体与钻杆一起旋转，此时旋转外套与套管内壁接触，工具本体与旋转外套之间可以自由转动，这样工具本体就与钻柱一起旋转，旋转外套与套管内壁接触且相对静止，通过减扭防磨工具将钻杆接头与套管壁间的滑动摩擦转化为旋转外套与工具本体间的滚动摩擦，即降低了整个钻柱的扭矩又降低了钻杆与套管的磨损，起到了保护套管的作用。

当旋转外套与套管壁接触时，旋转外套上的聚酯护圈首先与套管内壁接触，相对于金属外套直接与套管内壁接触，大大起到了保护套管的作用，发挥了聚酯材料对套管防磨方面的优势；

在减扭防磨工具工作中，旋转外套内壁的硬质合金镀层与工具本体上的硬质合金柱接触，既增加了工具本体和旋转外套的耐磨性，进而提高工具寿命，又降低了旋转外套和工具本体的摩擦系数。发挥了硬质合金材料耐磨性好、摩擦系数低的作用。

本实用新型既发挥了聚酯外套在套管防磨方面的优势，又发挥了硬质合金材料在延长工具使用寿命和减低工具旋转摩擦系数方面的优势。

综上所述，本实用新型的内容并不局限在上述的实施例中，相同领域内的有识之士可以在本实用新型的技术指导思想之内可以轻易提出其他的实施例，但这种实施例都包括在本实用新型的范围之内。