专利名称：钻具稳定器的制作方法
技术领域：
本实用新型应用于石油、地质钻探技术领域的钻井作业中。在钻井作业时，为了防止井眼偏斜，提高钻井质量，通常做法是在钻杆和钻铤上，每隔一段距离安装一个钻具稳定器。稳定器能起到保持钻头、钻铤、钻杆的中心与井眼中心一致。钻具稳定器是满眼、钟摆和增斜降斜钻具组合中的必需工具。本申请就是一种钻具稳定器。也有人把钻具稳定器称作钻具扶正器。
目前，钻井现场使用的钻具稳定器大致可分为两大类。一类是整体式钻具稳定器，这类稳定器在现场使用得最多。另一类是滚轮钻具稳定器。现有的钻具稳定器的各部件都是随钻具有一齐旋转的。
整体式钻具稳定器是在钻具短节的本体上，固定有高出本体的直线或螺旋状扶正块。扶正块的外表面镶焊有硬质合金或金刚石等硬质材料。整体式钻具稳定器的外径与井壁直径大小基本一致。整体式钻具稳定器的最大缺点是，扶正块随钻具一齐转动，稳定器的条状扶正块能摩擦、刮削井壁，增加钻具扭矩，降低钻机有效功率，并且扩大井径，破坏井壁。
有人为了克服整体式钻具定器的扶正块与井壁的滑动摩擦，刮削井壁的缺点，设计了滚轮钻具稳定器。滚轮稳定器是在钻具短节的本体上装有三个或六个暴露在外面的可以滚动的轮，滚轮轴安装在钻具短节的本体上。当钻具旋转时，滚轮在钻具本体上延井眼轴线旋转，滚轮还要进行自转，滚轮与井壁产生滚动摩擦，与井壁的摩擦阻力比整体式稳定器小。滚轮稳定器可以起到稳定钻具的作用，同时也减少了与井壁的摩擦阻力。但是滚轮在井壁上滚动仍然有摩擦，也能造成井径扩大。另外，滚轮暴露在外部，在上提、下放钻具时，滚轮容易刮削井壁，有时能把滚轮碰坏。由于滚轮暴露在外部，从井壁掉下的岩石、杂物等，会卡在滚轮和本体中间，使滚轮卡死，不能转动，失去了滚动作用。进行一口数千米深的油气井钻探，有时需要同时使用十几个钻具稳定器。钻具稳定器越多，与井壁的摩擦阻力会越大。不仅消耗了钻机动力，增加钻井成本还破坏井壁，给钻井作业增加了许多困难。
本实用新型的目的是，克服滚轮钻具稳定器的滚轮暴露在外部的缺点；克服滚轮稳定器的滚轮与井壁接触并随钻具一齐转动，钻具旋转时滚轮摩擦井壁，造成井径扩大的缺点；并且防止从井壁落下的碎石落入，发生卡死滚轮的事故。
本实用新型的技术方案是在钻具短节本体外部设有扶正套，扶正套最大外径与井壁相适应。扶正套能支承井壁，扶正套上有钻井泥浆通道。钻井过程中钻具短节本体随钻具一齐旋转，扶正套不旋转。在扶正套内有滚轮支承座和滚轮。滚轮支承座的外部是扶正套。滚轮两端的轴安装在支承座上，滚轮的数量为3－12个，滚轮紧靠钻具短节本体。支承座两端设有密封环，使得井筒内的泥浆不能进入支承座，保护滚轮和滚轮轴。在密封环的外部有平面轴承，并用固定帽将两端固定。固定帽上有密封圈，使泥浆不能进入平面轴承。
为了使钻具稳定器便于制造和使用，滚轮支承座的长度可以设计在200～1000毫米之间。扶正套的厚度为3～30毫米之间。滚轮支承座的数量最好是6个。滚轮和支承座的联接方式可以采用轴套联接。为了润滑减少阻力，扶正套内部可以装润滑材料。
本申请的最大优点是，当钻具高速旋转时，钻具稳定器的一部分零件随钻具旋转，而扶正套紧贴井壁，不随钻具旋转，支承座也不随钻具旋转。这样钻具稳定器不会破坏井壁，起到良好的扶正、稳定作用。在钻具稳定器内部滚轮与钻具短节本体滚动摩擦，滚轮原地进行自转。另外使用密封环，防止钻井泥浆进入支承座内部，保护内部润滑材料。有密封圈，防止钻井泥浆进入平面轴承内。螺母压帽能固定套筒、支承座、滚轮的上下位置。
本申请附图是本申请的一个实施例，不是本申请的全部内容。附图中绘出的是本实用新型的纵剖面，是相对应的一个滚轮及其它零件。钻具短节本体(1)、固定帽(2)、平面轴承(3)、密封圈(4)、密封环(5)、挡板(6)、轴套(7)、滚轮(8)、支承座(9)、扶正套(10)。
实施例见说明书附图。扶正套(10)的厚度在3～30毫米之间比较好，采用的是8毫米厚的钢板压制而成的。形状为双面弧形凸起，是采用中国专利91228898.1号的技术方案，这里不进行详细说明。在扶正套(10)的六个凸起内分别装有六个支承座(9)和六个滚轮(8)。支承座(9)的外部与扶正套(10)内壁相附。支承座(9)的有效长度在轮200～1000毫米之间比较好，采用的是500毫米。支承座(9)的两端有固定轴套(7)的槽。滚轮(8)安装在轴套(7)内，与轴套(7)一齐安装在支承座(9)上。挡板(6)焊接在扶正套(10)上，挡板(6)和密封环(5)起到密封作用，使钻井泥浆不能进入扶正套(10)内。扶正套(10)内部可以装有润滑材料，密封环(5)防止润滑材料漏失，保护滚轮(8)和轴套(7)。将钻具短节本体(1)装入。平面轴承(3)安装在钻具短节本体(1)上，扶正套(10)的上、下有各一副，并由固定帽(2)压紧，固定帽(2)和钻具短节本体(1)上有相应的自锁螺纹。用密封圈(4)将平面轴承(3)密封，阻止钻井泥浆进入平面轴承(3)内，防止润滑材料漏失。这样一个新型的钻具稳定器制成了。钻井时，钻具短节本体(1)随钻具高速旋转，滚轮(8)与钻具短节本体(1)产生摩擦，滚轮(8)原地进行自转。扶正套(10)和支承座(9)一齐紧贴井壁，不转动，可以随钻井深度增加不断下移。固定帽(2)随钻具短节本体(1)高速旋转。平面轴承(3)起到减少摩擦作用。
权利要求1.一种钻具稳定器是由钻具短节本体(1)和滚轮(8)所组成，其特征在于钻具短节本体(1)的外部设有扶正套(10)，扶正套(10)内有滚轮支承座(9)和滚轮(8)，滚轮(8)两端的轴安装在支承座(9)上，滚轮(8)和支承座(9)的数量为3-12个，支承座(9)两端设有密封环(5)，密封环(5)的外部有平面轴承(3)，固定帽(2)将扶正套(10)固定在钻具短节本体(1)上，固定帽(2)上有密封圈(4)。
2.如权利要求1所述的钻具稳定器，其特征在于滚轮支承座(9)的长度为200－1000毫米。
3.如权利要求1所述的钻具稳定器，其特征在于扶正套(10)的厚度为3－30毫米。
4.如权利要求1所述的钻具稳定器，其特征在于滚轮(8)和支承座(9)的数量为6个。
5.如权利要求1或2或3或4所述的钻具稳定器，其特征在于滚轮(8)和支承座(9)的联接，采用轴套(7)联接。
6.如权利要求5所述的钻具稳定器，其特征在于扶正套(10)内部装有润滑材料。
专利摘要本实用新型应用于石油、地质钻探技术领域，能起到稳定钻具防止井眼偏斜，保持钻头、钻链、钻杆的中心与井眼中心一致作用。它主要由扶正套(10)、支承座(9)、滚轮(8)、平面轴承(3)、固定帽(2)和钻具短节本体(1)及密封件等组成。最大特点是滚轮(8)安装在扶正套(10)的内部，钻进时支承座(9)、扶正套(10)与井壁配合，不随钻具一齐旋转，滚轮(8)在支承座(9)上自转。克服了现有滚轮稳定器的滚轮与井壁直接接触，滚轮随钻具一齐旋转，摩擦井壁的缺点。
文档编号E21B17/00GK2167182SQ93216488
公开日1994年6月1日 申请日期1993年6月25日 优先权日1993年6月25日
发明者刘文占 申请人:刘文占