[实用新型]一种偏心轮式减摩降阻装置

说明书

技术领域

本实用新型涉及一种石油天然气行业钻井工程技术领域，特别是一种偏心 轮式减摩降阻装置。

背景技术

在石油天然气行业中，水平井和大位移井在油气井开发建设过程中有着明 显的优势，并由此衍生多分支井技术。水平井具有增大泄油面积，提高油井产 能，降低单位技术成本等优点。然而在水平井段中，钻柱横躺在井壁上，钻柱 自身重量对井壁产生极大的正压力，导致钻柱和井壁之间产生极大的摩擦阻 力，严重阻碍了钻柱送进和钻头施压。水平段长度越长，井壁对钻柱的摩擦阻 力越大，钻柱在水平段极易发生绕曲变形，严重制约了水平段钻进长度。

目前国内外使用效果较好的减摩降阻工具是水力振荡器，其工作原理在于 利用动阀环和静阀环的周期性相对运动，改变钻井液过流通道，产生周期性的 水击现象，使钻柱发生周期性的高频振动，从而将水平段钻柱和井壁之间的静 摩擦转变为动摩擦，降低摩擦阻力，帮助水平段钻柱送进。但是，水力振荡器 产生的高频振动对钻柱也产生了一定了伤害，并且水击现象产生的水击压力对 钻井液循环系统也提出了更高的技术要求。

实用新型内容

本实用新型提供一种偏心轮式减摩降阻装置，以解决大位移井和水平井水 平段的钻柱摩擦阻力大，钻柱送进困难的的技术问题。

本实用新型提供一种偏心轮式减摩降阻装置，包括筒体，所述筒体上设有 至少一排减阻轮总成，每排减阻轮总成至少包括三个减阻轮总成，同一排减阻 轮总成上的每个减阻轮总成的中心形成减阻轮总成截面，所述减阻轮总成截面 与所述筒体轴线之间形成夹角，所述减阻轮总成凸出于所述筒体的外表面，所 述减阻轮总成呈柱状，所述减阻轮总成轴线与所述筒体轴线为两条异面直线， 所述多个减阻轮总成在垂直于所述筒体轴线的截面上的投影形成减阻轮总成 投影截面，所述相邻两个减阻轮总成投影以所述筒体轴线呈旋转对称；所述减 阻轮总成轴线与所述筒体轴线所成角为锐角，并且所述减阻轮总成轴线相对于 所述筒体轴线倾斜方向一致。

本实用新型的有益效果是：在钻柱送进过程中，由于减阻轮总成轴线与所 述筒体轴线所成角为锐角，减阻轮总成和井壁接触，使减阻轮总成发生旋转， 把井壁和钻柱的滑动摩擦转化为井壁和减阻轮总成的滚动摩擦，减小摩擦阻 力；钻柱轴向送进和周向旋转，都可以驱动减阻轮总成旋转，减小摩擦阻力； 本实用新型的偏心轮式减摩降阻装置为纯机械结构，易损件少，简单可靠；同 时，可以延长水平段钻井长度，节约经济成本。

进一步，所述减阻轮总成截面与所述筒体轴线之间的夹角为9度。

采用上述进一步技术方案的有益效果是：由于减阻轮总成截面与筒体轴线 之间的夹角为9度，使得多个减阻轮总成转化的摩擦力较为均衡。

进一步，所述相邻两个减阻轮总成投影以所述筒体轴线呈旋转对称的旋转 角相等。

采用上述进一步技术方案的有益效果是：由于旋转角相等，表明多个减阻 轮总成均布在筒体上，使得筒体的前进较为平稳。

进一步，所述减阻轮总成包括滚轮套、滚轮、多个防磨齿、储油囊，所述 滚轮套设有内腔，所述滚轮套固定在所述筒体上，所述滚轮设置在所述滚轮套 的内腔里，所述滚轮上部与所述滚轮套通过密封结构密封连接，所述滚轮下部 设有滚轮内腔，所述滚轮套的底面设有底面通孔，所述底面通孔与所述滚轮内 腔连通，所述底面通孔上设有密封堵头；所述滚轮下部与所述滚轮套通过滚动 连接结构滚动连接，所述滚轮的下部还设有连通所述滚轮内腔和所述滚轮外表 面的导油孔，所述储油囊设置在所述滚轮内腔的顶部并与其侧壁密封，所述储 油囊的下部空间为储油腔，所述滚轮顶部设有与所述储油囊的上部空间连通的 压力通孔，所述多个防磨齿设置在所述滚轮顶部并凸出于其外表面，所述滚轮 顶部中间位置的防磨齿顶点高于边缘位置的防磨齿顶点。

采用上述进一步技术方案的有益效果是：上述减阻轮总成结构中的滚轮通 过滚动连接结构在滚轮套内转动，滚轮套的底面设有底面通孔便于将润滑油从 底面通孔中注入滚轮内腔中，注入润滑油后，通过密封堵头堵住，避免润滑油 泄露；滚轮上还设有连通滚轮内腔和滚轮外圆柱下部的导油孔，确保润滑油能 够进入滚动连接结构，为滚动连接结构提供良好的润滑作用；滚轮顶部设有与 储油囊的上部空间连通的压力通孔，在减阻轮总成工作时，外部的浆体通过压 力通孔进入储油囊的上部空间，确保储油囊两侧的压力平衡，使其内部的润滑 油更好地进入滚动连接结构，减阻轮总成的滚轮转动更为平稳和有效。