[发明专利]一种串接式水平井钻进用钻杆的短节

说明书

本发明公开了一种串接式水平井钻进用钻杆的短节，包括置于母接头(8)前部的定位环(4)，前部为直杆段后部为球头的公接头(2)，球头位于母接头(8)的前端面和定位环(4)上端面形成的球腔中；外壳体(3)套接在公接头(2)直杆段并在球头处形成卡接端盖后延伸与母接头(8)螺纹连接；球头的外周周向间隔设置有凸起，外壳体(3)内壁周向对应间隔设有容置所述凸起的槽体；公接头(2)和母接头(8)开设有贯通的中心孔；外壳体(3)或母接头(8)的任一外周面环段上套接有滚动组件。通过结构设计降低钻杆各部件之间的装配难度，解决在钻井过程中钻杆摩阻扭矩大的问题，提高工作效率。

技术领域

本发明涉及水平井钻进用钻杆配件设备加工制造领域，更具体地说，涉及一种串接式水平井钻进用钻杆的短节。

背景技术

水平井是最大井斜角达到或接近90°(一般不小于86°)，并在目的层中维持一定长度的水平井段的特殊井。有时为了某种特殊的需要，井斜角可以超过90°，“向上翘”。一般来说，水平井适用于薄的油气层或裂缝性油气层，目的在于增大油气层的裸露面积。在钻井钻进的过程中，为了适应井壁的走向钻杆应旋转一定角度进行的作业，现有技术中在钻杆外部同步设置导向套来克服井壁的阻力保证钻进平稳。

与本发明最接近的现有技术是一项是申请号为201611013316X，名称为水平井钻具的发明专利，公开一种水平井钻具，包括：第一钻杆接头、第二钻杆接头、以及位于所述第一钻杆接头与所述第二钻杆接头之间的多个首尾连接的钻杆短节；所述钻杆短节包括：纵长延伸的球头机构，所述球头机构的侧壁上设置有第一连接部；所述球头机构的一端设置有球头，所述球头的侧壁上设置有多个沿其周向间隔排布的轨迹槽；与所述球头机构活动连接的球窝机构；所述球窝机构具有容纳所述球头的球形腔体；所述球形腔体的壁上设有多个与所述轨迹槽一一对应的销孔；所述销孔内设有部分伸入所述轨迹槽的柱销；所述柱销与所述轨迹槽的内壁接触；所述球窝机构开设有能与第一连接部相匹配的第二连接部。这项专利存在的问题是：钻杆短节作为钻杆中的损耗件更换麻烦、球头的轨迹槽中的销钉通过端盖限位容易损坏、若固将球窝联成整体又存在无法装配的问题，第一球窝后端的部分延伸成的第二球面结构的外螺纹段加工存在难度。随着水平井数量、水平段长度的不断增加钻进过程中还存在钻杆所受摩阻扭矩较大的难题。

发明内容

本发明目的是简化钻杆更换方式，通过结构设计降低钻杆各部件之间的装配难度，解决在钻井过程中钻杆摩阻扭矩大的问题，提高工作效率。

为了达到上述目的，本发明提供一种串接式水平井钻进用钻杆的短节，包括前部为直杆段后部为球头的公接头，套接在所述公接头直杆段的末端外部并在所述球头前端形成环形端盖卡住所述球头的外壳体，以及所述外壳体后端通过内螺纹旋接的母接头；所述母接头的前端设置一个定位环，所述母接头和所述定位环形成了容纳所述公接头球头后部的球型腔。

所述公接头的球头在纵向截面的周向上间隔设置有凸起，所述外壳体对应间隔设有容置所述凸起的槽体，所述定位环的前端面与每一所述外壳体的槽体对应卡住每一所述公接头球头的凸起。

所述母接头设有内螺纹，对应所述公接头直杆段设有外螺纹，用于短节的依次连接；所述短节设置有贯穿前部所述公接头和后部所述母接头的中心孔；所述外壳体或所述母接头的任一外周面环段上套接有滚动组件。

为满足所述公接头在工作过程中转动的强度要求并方便母接头与外壳体之间的装配，优选的是在所述外壳体内设有卡接所述定位环的环形定位槽。

所述球头后部装配要求较高，为避免整体结构的定位环影响装配精度，优选的是将所述定位环分段设置，两相邻的定位环环段间开有装配口。

在水平井井壁内径有限制要求的工况下，应保证钻杆整体最大外径越小越好，一种优选方式为：所述母接头尾部凸缘与所述外壳体之间留有套接于所述母接头外周面的滚动组件，所述滚动组件包括所述轴承外套以及所述母接头和所述轴承外套之间的滚动体。