[实用新型]一种用于在钻井时稳定螺杆的摩擦装置

说明书

本实用新型提供一种用于在钻井时稳定螺杆的摩擦装置，主要由连接在螺杆上的本体、安装在本体中心通道内的控制组件和安装在本体的外壁上的推力单元组成。其中本体包括供钻井液流通的中心通道以及径向的连通孔。控制组件包括能够在中心通道内运动的控制阀体，并且在控制阀体和本体中心通道间具有间隙。推力单元包括安装在本体外表面上的母板、铰接在母板上并能绕轴转动的推力件和能够与推力件相互作用的活塞。

技术领域

本实用新型涉及一种用于在钻井时稳定螺杆的摩擦装置。

背景技术

当进行定向钻井时，首先需要将螺杆钻具工具面角调节至设计角度。但是由于螺杆钻具的反扭矩呈现振动状态，且数千米的钻柱弹的性极大，会与井壁产生很大、不稳定的摩擦力，因此导致工具面角调节至设计角度后不稳定，严重影响了造斜效率。

为了解决这个问题，目前主要的解决手段一是降低钻柱与井壁的摩擦力，二是降低螺杆钻具的反扭矩。

为降低钻柱与井壁之间的摩擦力，目前可通过对顶驱程序进行改变。在滑动钻进时，顶驱首先正转一定的圈数，再反转相同的圈数，持续往复上述过程，在这种情况下钻柱受到持续正反的震荡作用，从而降低钻柱与井壁之间的摩擦力。然而，在这种解决手段中，震荡的长度有限，并且存在卸扣的风险。

另外，专利名称为“钻井用水力振荡器”提供了一种由动力部分、阀轴部分和振荡短节部分组成的系统。在这个系统中，将常规井下动力工具与特殊的阀相结合，从而将钻井液动能转化为沿钻具轴向的振动机械能，由此，常规的旋转破岩方式改成钻压柔和变化的回转破岩，从而使钻具与井壁处于动摩擦状态，这样便减小了钻具和井壁间的摩擦力，从而提高了破岩效率。但这种解决方案影响范围小整体降阻效果不明显，并且水力压耗较大。

为降低螺杆钻具的反扭矩，目前还可选用低破岩扭矩的钻头。总体上看，目前使用的多刀翼PDC钻头和牙轮钻头的破岩扭矩较低，但低破岩扭矩钻头往往机械转速低，导致钻井效率低，从而提高了钻井成本。

实用新型内容

本实用新型旨在提供一种用于在钻井时稳定螺杆的摩擦装置，降低螺杆钻具的反扭矩，提高钻井时螺杆的稳定性，从而达到稳定螺杆的工具面，提高造斜效率的目的。

根据本实用新型，提供了一种用于在钻井时稳定螺杆的摩擦装置，包括：连接在螺杆上的本体，包括供钻井液流通的中心通道以及径向的连通孔。和安装在所述中心通道内的控制组件，所述控制组件包括能够在所述中心通道内运动的控制阀体，在所述控制阀体和中心通道之间具有间隙。另外，还有安装在所述本体的外壁上的推力单元，所述推力单元包括安装在本体外表面上的母板、铰接在所述母板上并能枢轴转动的推力件，以及能够与所述推力件相互作用的活塞。其中，所述控制阀体具有切断了所述中心通道和连通孔之间的连通的第一位置，并且能够在大于预定排量的钻井液的作用力下轴向运动到第二位置，从而使所述中心通道和连通孔之间经由所述间隙形成连通。这样所述活塞能够在所述控制阀体处于第二位置时被钻井液推动，从而使所述推力件向外枢轴转动而与井壁形成接合。

在一个优选的实施例中，所述控制组件包括弹性件，所述弹性件的弹力等于所述预定排量的钻井液的作用力，从而在钻井液小于所述预定排量的情况下将所述控制阀体保持在第一位置。

在一个优选的实施例中，所述控制阀体的外周上设有靠近所述弹性件的第一密封圈和远离所述弹性件的二密封圈，其中，在所述控制阀体处于第一位置时所述第一和第二密封圈均密封所述间隙，而在所述控制阀体处于第二位置时仅有第二密封圈密封所述间隙。

在一个优选的实施例中，所述中心通道具有台阶，所述控制阀体构造为阶梯轴，所述第一和第二密封圈均设置在所述控制阀体的小直径部分上，并且在轴向上分处所述连通孔的两侧。

在一个优选的实施例中，所述本体的外壁上设有第一凹槽，所述母板设置在所述第一凹槽中。在所述第一凹槽的底面设有与所述连通孔连通的第二凹槽，并且所述母板设有贯穿通孔，使得所述活塞容纳在由所述贯穿通孔和所述第二凹槽构成的活塞腔内。