[发明专利]防磨接头

说明书

技术领域

本发明涉及一种石油钻井井下工具，具体涉及套管、钻柱的保护工具。

背景技术

目前的钻井方式离不开转盘钻井和顶部驱动钻井口，而这2 种钻井方式都是将地而动力通过钻具旋转传递给钻头，从而破碎岩石. 这样， 在有套管井段， 钻具和套管就会产生摩擦，钻具先期磨损， 套管壁变薄甚至磨穿，严重情况下套管被挤毁， 影响井壁的稳定性，或者使井壁胡塌。如果套管封隔的是高压油气层，会产生油气侵，使钻井液密度降低，引发井涌事故; 若套管封隔的是低压泊气层，会产生井漏，污染储层。在裸眼井段， 钻具直接和岩层摩擦，不仅磨损钻具，而且也影响井壁稳定性。 钻具旋转时，钻具和套管(或岩层)摩擦，增大了反扭矩，尤其是方钻杆承受的反组矩非常大， 方钻杆长期期承受过大的反扭矩会发生早期疲劳破坏。

近年来，随着钻井技术的不断发展，钻井深度的不断增加、井眼轨迹的日趋复杂，导致钻杆与套管之间的摩擦不断加剧。钻杆与套管之间的磨损一方面会使钻杆接头磨损，造成钻杆早起失效，钻柱扭矩过高还容易造成钻具断裂事故。另外一方面会使套管严重磨损，影响随后的钻井、完井及开采作业质量和安全性。

我国现在的井身结构设计中主要是<244. 6 mm (95/ 8) 和<3 39. 7 mm(133/8)技术套管最为典型在这两层技术套管之下的<215.9 mm (81/ 2) 和<3 11mm（121/ 4) 井段裸眼段很长，起下钻次数多，旋转小时数多，而且出现严重狗腿的几率大，这些因素都会对技术套管产生严重磨损。国内外均有大量的例子，我国典型的技术套管磨损的油井有：车古204井、新851、圣科1井、英科1井、牙哈7井、克参1井、东秋5井、崖城132123井、郝科1井、却勒1井、、 阳霞1井、渤海曹纪甸182221井和潮中132122井。其中阳霞1井因<244. 5mm SM 110TT 套管多处严重磨损，在试油中用青水替换泥浆而造成套管挤毁，最后该并报废，损失近亿元人民币。新851 井由于技术套管磨损，高压气体使油层套管破裂，进而使投术套管破裂导致井口冒气。渤海曹纪甸12221井和潮中13212井发生3 次套管磨穿现象。

为了减少钻杆和套管的摩擦磨损，目前所常采用的方法之一是采用非旋转防磨接头。该防磨接头直接连接在钻柱上，在接头位置由金属外滑套和芯轴之间的滑动来避免钻杆接头与套管的磨损，同时降低钻井扭矩。但是类似的现有技术都存在着需要特殊的耐磨层，且采用金属防磨套对套管的磨损也较大，影响固井质量及安全性。

为了解决现有技术中的上述不足，本发明提出了一种新的解决方案。

发明内容

本发明克服现有技术的不足，提供一种能有效保护井下管柱，又可以降低钻井过程中钻柱旋转摩擦阻力的装置，且该装置满足井下作业要求，使用寿命长。

为达上述发明目的，本发明所采用的技术方案是：提供了一种防磨接头，包括接头本体、防磨套、防磨套夹块和防磨套安装座；所述接头本体中部开有凹槽，防磨套设置接头本体的凹槽中；

防磨套两端分别设置有子台阶，防磨套夹块放入防磨套的子台阶上；防磨套两端分别设置有安装槽，防磨套安装座分别设置在安装槽中，压住防磨套两端和防磨套夹块；防磨套安装座和防磨套夹块通过螺钉紧固连接；所述的防磨套、防磨套夹块、防磨套安装座可以绕接头本体自由转动。

所述的凹槽的两个端面敷焊有耐磨镍基合金层。

所述的接头本体的两端分别设置有标准的钻杆内螺纹和外螺纹。

所述的防磨套外圆开有两道以上弧形槽。

螺钉与防磨套安装座永久性固定连接。

所述的防磨套由两半扣合而成，其水平剖面成齿轮状。

所述的防磨套采用高铬铸铁或锰钢合金制造，防磨套表面敷焊有低硬度镍基合金层、钨钴系列硬质合金、ARNCO 100XT或ARNCO200XT。

所述的防磨套采用非金属耐磨材料制造；所述非金属耐磨材料为铸石、碳化硅、氧化铝或氧化锆陶瓷。

综上所述，本发明所提供的防磨接头具有如下优点：结构简单，制造低廉，能有效减低钻柱摩擦扭矩，同时保护钻杆和套管，防止硬金属物落入井下，增加井下管柱的寿命，降低钻井成本。

附图说明

图1是本发明的结构图；

图2是接头本体1的结构图；

图3是本发明A-A剖视图；

图4是本发明B-B剖视图。

图5中显示了采用上述不同材料作为耐磨层时，各材料耐磨性能的比较。