一种嵌入式圆柱滚子扶正器制造技术

本实用新型专利技术涉及石油及天然气钻探技术领域，具体涉及一种嵌入式圆柱滚子扶正器。包括圆柱筒形的主体，沿主体外壁圆周分布有多根竖向设置的扶正肋片，相邻扶正肋片之间为泥浆过流区，每根扶正肋片上设有凹槽，凹槽的设置方向和其所在的扶正肋片的设置方向一致，凹槽内装配有圆柱滚子，圆柱滚子的轴线方向和其所在的凹槽的设置方向一致，圆柱滚子的表面突出于扶正肋片的表面，圆柱滚子能够在凹槽内沿自身轴线自由转动。本实用新型专利技术在大幅降低下套管摩擦阻力的同时不会改变或阻断泥浆流动空间的连续性，可提升泥浆排出率和固井质量；且能够一体成形，避免了零部件破坏后掉入井底的隐患，结构简单可靠，综合性能好，实用性强。

【技术实现步骤摘要】
一种嵌入式圆柱滚子扶正器
本技术涉及石油及天然气钻探
，特别涉及一种嵌入式圆柱滚子扶正器。
技术介绍
在油气开采的固井作业中，一般将扶正器套装在套管外壁，和套管一起下入井中。扶正器能使套管居中，降低下套管的摩擦阻力，提高固井速率和固井质量。传统刚性扶正器一般通过设置扶正肋片的方式来实现扶正功能，扶正肋片替代套管外壁与井壁接触，大幅减小接触面积，从而降低下套管产生的摩擦阻力；相邻肋片之间形成的空间增加了泥浆的有效通过面积，从而提高泥浆排出率，提高固井速率和质量；另一方面，螺旋状分布的扶正肋片还能导引泥浆产生旋流，使泥浆充分接触井壁，进一步提高泥浆排出率和固井质量。近年来，又使用销轴在扶正肋片上加设各种形式的滚轮或滚珠，将扶正肋片与井壁之间的面接触转化为线接触或点接触、将扶正器与井壁之间的滑动摩擦转化为滚动摩擦，进一步降低下套管的摩擦阻力。但是，上述刚性扶正器均存在改进空间。对于传统刚性扶正器，其结构简单、制造方便，但其扶正肋片与井壁之间的接触仍为面接触，可以改进为线接触或点接触，进一步降低摩擦阻力。对于使用销轴设置滚轮或滚珠的扶正器，一方面，滚轮或滚珠的设置需要在扶正肋片上加工多个独立的孔和槽，制造成本高，且与井壁接触的滚轮或滚珠及其对应的安装槽会共同形成流体屏障，改变或阻断泥浆流动空间的连续性，影响泥浆排出率；另一方面，销轴结构在井下的可靠性差，破坏后相关部件易掉入井内，形成事故隐患。综上所述，现有的刚性扶正器在降低摩擦阻力和提高泥浆排出率这两个问题上较难平衡。
技术实现思路
<br>本技术针对现有刚性扶正器存在的问题，提供一种嵌入式圆柱滚子扶正器，本技术在大幅降低摩擦阻力的同时不会改变或阻断泥浆流动空间的连续性，能够提升泥浆排出率和固井质量，结构简单可靠，综合性能好，实用性强。为实现上述目的，本技术提供如下技术方案：一种嵌入式圆柱滚子扶正器，包括圆柱筒形的主体，沿所述主体的外壁圆周分布有多根竖向设置的扶正肋片，相邻所述扶正肋片之间为泥浆过流区，每根所述扶正肋片上设有凹槽，所述凹槽的设置方向和其所在的所述扶正肋片的设置方向一致，所述凹槽内装配有圆柱滚子，所述圆柱滚子的轴线方向和其所在的所述凹槽的设置方向一致，所述圆柱滚子的表面突出于所述扶正肋片的表面，所述圆柱滚子能够在所述凹槽内沿自身轴线自由转动。下套管时，所述圆柱滚子与井壁接触，在轴向上形成线接触的滑动摩擦，在周向上形成线接触的滚动摩擦，从而大幅降低了下套管产生的摩擦阻力；其次，所述圆柱滚子与井壁之间形成的线接触相比于面接触增大了泥浆过流区，提高了泥浆排出率；最后，由于所述圆柱滚子的轴线方向和其所在的所述扶正肋片的设置方向一致，所述圆柱滚子与井壁之间形成的线接触的方向与泥浆流动方向一致，因此不会改变或阻断泥浆流动空间的连续性，进一步提高泥浆排出率，且在井下高温高压的工况下，嵌入式装配相比于销轴装配具有更高的可靠性，能够避免销轴断裂破坏引起的零部件掉入井底的隐患。优选地，沿所述主体的外壁圆周均匀分布有4-8根扶正肋片。为了在保证扶正效果的前提下降低制造成本，最常设置4根所述扶正肋片。优选地，所述主体、所述扶正肋片和所述凹槽为一体成型结构件。无需销轴、无需单独开孔开槽，结构简单可靠、制造方便，能够避免销轴或滚轮破坏后掉入井中的隐患。优选地，一体成型得到的所述凹槽一端为开放端，另一端为封闭端，所述圆柱滚子从所述开放端嵌入装配，装配完成后将所述开放端封闭。装配过程简洁快速，无需专业工具，提高了制造效率。优选地，所述开放端在装配完成后采用堆焊方式封闭，形成堆焊区，封闭完成后对所述堆焊区进行修整和打磨。打磨完成后的扶正器表面光滑完整，有利于减小井下摩擦阻力。优选地，所述凹槽为能够匹配所述圆柱滚子的圆柱槽。圆柱槽的内表面能够更好地配合所述圆柱滚子的转动，避免接触面不匹配引起所述圆柱滚子破坏。优选地，所述凹槽的深度为所述圆柱滚子直径的五分之四。该比例对应的所述圆柱滚子的突出部分能够与井壁之间形成滚动摩擦，同时避免所述扶正肋片与井壁接触。优选地，每一个所述凹槽内嵌入装配至少2个所述圆柱滚子。井壁表面并不平整，多个所述圆柱滚子能够相互配合，保证与井壁之间的接触效果，形成良好的滚动摩擦。优选地，所有所述扶正肋片朝同侧倾斜设置，倾斜角大于0°且小于或者等于60°，即每一根所述扶正肋片的侧边线方向和主体轴线的夹角大于0°且小于或者等于60°，具体角度根据钻井工况的不同而定。所有所述扶正肋片呈螺旋形分布，能够导引泥浆产生旋流，使泥浆充分接触所述井壁，提高泥浆排出率和固井质量。优选地，所有所述倾斜角相等。方便一体成型制造。本技术的有益效果是：相较于现有的刚性扶正器，本技术能够在大幅降低摩擦阻力的同时提升泥浆排出率和固井质量，能够更好地避免零部件损坏和掉入井底的隐患。结构简单可靠，综合性能好，实用性强。附图说明下面结合附图和具体实施方式对本专利技术作进一步详细说明。图1是本技术一种嵌入式圆柱滚子扶正器的结构示意图。图2是图1的A向剖视图。图3是图1的B向剖视图。图4是本技术一种嵌入式圆柱滚子扶正器的结构示意图。其中，附图标记：1-主体，2-扶正肋片，3-凹槽，4-圆柱滚子，5-井壁，6-泥浆过流区，7-开放端，8-封闭端，9-堆焊区，α-倾斜角。具体实施方式实施例1如图1-3所示，一种嵌入式圆柱滚子扶正器，包括圆筒形状的主体1和沿主体1外壁圆周均匀、竖向设置的4根扶正肋片2，相邻扶正肋片2之间为泥浆过流区6，每根扶正肋片2上设有圆柱形的凹槽3，凹槽3的设置方向和其所在的扶正肋片2的设置方向一致，每个凹槽3内嵌入式地装配有3个圆柱滚子4，圆柱滚子4的轴线方向和其所在的凹槽3的设置方向一致，凹槽3的深度为圆柱滚子4直径的五分之四，即圆柱滚子4的表面突出于所述扶正肋片2的表面，所述圆柱滚子4能够在所述凹槽3内沿自身轴线自由转动。所有扶正肋片2呈垂直分布，即每一根扶正肋片2的侧边线方向和主体1的轴线平行。主体1、扶正肋片2和凹槽3为一体成型结构件，其中一体成型的凹槽3一端为开放端7，另一端为封闭端8，圆柱滚子3从开放端7嵌入装配，装配完成后采用堆焊方式将开放端7封闭，形成堆焊区9，封闭完成后对堆焊区9进行修整和打磨。图3中，为了更好地展示圆柱滚子3与扶正肋片2的装配关系，隐藏了位于开放端7的堆焊区9。圆柱滚子4的突出部分能够与井壁5之间形成滚动摩擦，避免扶正肋片2与井壁5接触产生滑动摩擦；各个圆柱滚子4相互配合，保证其与井壁5之间的接触效果，形成良好的滚动摩擦。使用时，将扶正器套装在套管外壁，和套管一起下入井中。圆柱滚子4和井壁5之间在轴向上形成线接触的滑动摩擦，在周向上形成线接触的滚动摩擦，从而大幅降低下套管产生的摩擦阻力；其次，圆柱滚子4与井壁5之间形成的线接触相比于面接触增大了泥浆过流区6，提高了泥浆排出率；最后本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种嵌入式圆柱滚子扶正器，包括圆柱筒形的主体(1)，其特征在于，沿所述主体(1)的外壁圆周分布有多根竖向设置的扶正肋片(2)，相邻所述扶正肋片(2)之间为泥浆过流区(6)，每个所述扶正肋片(2)上设有凹槽(3)，所述凹槽(3)的设置方向和其所在的所述扶正肋片(2)的设置方向一致，所述凹槽(3)内嵌入式地装配有圆柱滚子(4)，所述圆柱滚子(4)的轴线方向和其所在的所述凹槽(3)的设置方向一致，所述圆柱滚子(4)的表面突出于所述扶正肋片(2)的表面，所述圆柱滚子(4)能够在所述凹槽(3)内沿自身轴线自由转动。/n

【技术特征摘要】
1.一种嵌入式圆柱滚子扶正器，包括圆柱筒形的主体(1)，其特征在于，沿所述主体(1)的外壁圆周分布有多根竖向设置的扶正肋片(2)，相邻所述扶正肋片(2)之间为泥浆过流区(6)，每个所述扶正肋片(2)上设有凹槽(3)，所述凹槽(3)的设置方向和其所在的所述扶正肋片(2)的设置方向一致，所述凹槽(3)内嵌入式地装配有圆柱滚子(4)，所述圆柱滚子(4)的轴线方向和其所在的所述凹槽(3)的设置方向一致，所述圆柱滚子(4)的表面突出于所述扶正肋片(2)的表面，所述圆柱滚子(4)能够在所述凹槽(3)内沿自身轴线自由转动。


2.根据权利要求1所述的一种嵌入式圆柱滚子扶正器，其特征在于，沿所述主体(1)的外壁圆周均匀分布有4-8根所述扶正肋片(2)。


3.根据权利要求1所述的一种嵌入式圆柱滚子扶正器，其特征在于，所述主体(1)、所述扶正肋片(2)和所述凹槽(3)为一体成型结构件。


4.根据权利要求3所述的一种嵌入式圆柱滚子扶正器，其特征在于，一体成型的所述凹槽(3)一端为开放端(7...

【专利技术属性】
技术研发人员：彭军栋，
申请(专利权)人：成都永会利机械制造有限公司，
类型：新型
国别省市：四川;51