一種無磁鉆柱型鉆具穩(wěn)定器的制造方法
【專利摘要】本實(shí)用新型公開了一種無磁鉆柱型鉆具穩(wěn)定器，包括打撈頸上端、鉆具扶正部分、打撈頸下端，及打撈頸上下端分別與鉆具扶正部分之間的過渡圓錐部分；該穩(wěn)定器打撈頸上端錐體內(nèi)螺紋后連接有內(nèi)孔應(yīng)力分散槽，打撈頸下端的錐體外螺紋連接帶凹形應(yīng)力分散槽，可有效降低疲勞失效風(fēng)險。穩(wěn)定器材料選用奧氏體型不銹鋼，相對磁導(dǎo)率μr可控制在1.005以下，磁感強(qiáng)度梯度△B最大偏差不超過0.05μT；螺旋槽耐磨帶選用無磁硬質(zhì)合金，并對其幾何形狀、排列方式、合金釬焊進(jìn)行優(yōu)化設(shè)計，不僅鉆井井眼軌跡質(zhì)量得到有效控制，也能較好保證鉆頭的工作穩(wěn)定性，延長鉆柱使用壽命，從而縮短建井周期。該穩(wěn)定器適用于石油、天然氣、煤層氣、頁巖氣的超深井和復(fù)雜井況的定向鉆探。
【專利說明】一種無磁鉆柱型鉆具穩(wěn)定器【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本實(shí)用新型涉及一種石油、天然氣鉆探過程中的鉆井工具，尤其是適應(yīng)超深、復(fù)雜井等定向井用的無磁鉆柱型鉆具穩(wěn)定器。
【背景技術(shù)】
[0002]目前，在石油、天然氣、煤層氣的鉆探過程中，經(jīng)常使用無磁鉆鋌、無磁加重鉆桿，它們的材質(zhì)是一種不易磁化的鉆具，具有極低的磁導(dǎo)率，其用途是為測井儀器提供一個不受鉆柱磁場影響的測量環(huán)境。通過高靈敏傳感器，將井眼磁方位角、井下鉆壓、扭矩、以及地層電阻率、中子等測井信息傳輸?shù)降孛?，使司鉆和地質(zhì)專家能有效地“看”到井下實(shí)時發(fā)生的情況，從而提聞鉆探的成功率、保證鉆井的質(zhì)量。
[0003]無磁鉆柱組合的末端或中間 需配套連接一定數(shù)量的鉆具穩(wěn)定器，其主要作用是鉆井過程中防止井斜，鉆定向井時可起到控制井眼軌跡的作用。由于鉆具穩(wěn)定器的材質(zhì)是4145H或4145H MOD等普通合金鋼，無法對地磁場形成有效屏蔽，給無線/有線隨鉆測斜儀精確定位帶來了部分干擾；同時由于螺紋部分未采用應(yīng)力分散槽，經(jīng)常發(fā)生鉆具疲勞失效和斷裂事故。致使鉆井周期延長，井隊(duì)生產(chǎn)成本增加。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]本實(shí)用新型針對上述現(xiàn)有技術(shù)存在的問題，提供了一種無磁鉆柱型鉆具穩(wěn)定器，使鉆柱穩(wěn)定性大幅提聞，鉆具使用壽命延長。
[0005]本實(shí)用新型采用的的技術(shù)方案如下:
[0006]該無磁鉆柱型鉆具穩(wěn)定器，包括打撈頸上端、鉆具扶正部分、打撈頸下端，以及打撈頸上端與鉆具扶正部分、鉆具扶正部分與打撈頸下端之間的過渡圓錐部分；所述打撈頸上端的錐體內(nèi)螺紋帶有內(nèi)孔應(yīng)力分散槽，所述打撈頸下端的錐體外螺紋帶應(yīng)力分散槽。
[0007]所述打撈頸上端的錐體內(nèi)螺紋所帶內(nèi)孔應(yīng)力分散槽為錐體內(nèi)螺紋所連接的擴(kuò)孔部分，擴(kuò)孔有與錐體內(nèi)螺紋相同錐度的錐孔。
[0008]所述打撈頸下端的錐體外螺紋根部連接有帶過渡圓弧的凹形應(yīng)力分散槽。
[0009]所述鉆具扶正部分帶有螺旋槽耐磨帶，該螺旋槽耐磨帶包括無磁硬質(zhì)合金塊和填充合金兩部分，所述無磁硬質(zhì)合金塊部分側(cè)面形狀呈梯形結(jié)構(gòu)，先點(diǎn)焊在穩(wěn)定器螺旋槽耐磨帶表面，再用釬焊合金焊條熔化填充其表面縫隙作為填充合金部分。
[0010]所述無磁硬質(zhì)合金塊硬度HRA ^ 85。
[0011]所述釬焊合金焊條為銅鎳合金。
[0012]所述過渡圓錐部分有R25.4mm~R127mm的過渡圓??；過渡圓錐部分與扶正部分的
夾角為20°~50°。
[0013]該穩(wěn)定器材料選用奧氏體型不銹鋼。
[0014]本實(shí)用新型的有益效果是，該無磁鉆柱型鉆具穩(wěn)定器打撈頸上端錐體內(nèi)螺紋后連接有內(nèi)孔應(yīng)力分散槽，打撈頸下端的錐體外螺紋連接帶應(yīng)力分散槽，可有效降低疲勞失效的風(fēng)險。該穩(wěn)定器材料選用奧氏體型不銹鋼，相對磁導(dǎo)率yr可控制在1.005以下，磁感強(qiáng)度梯度Λ B最大偏差不超過0.05 μ T ;螺旋帶耐磨層選用無磁硬質(zhì)合金，并對其幾何形狀、排列方式、合金釬焊進(jìn)行了優(yōu)化設(shè)計，不僅鉆井井眼軌跡質(zhì)量得到有效控制，也能較好地保證鉆頭的工作穩(wěn)定性，延長鉆柱使用壽命，從而縮短建井周期。該穩(wěn)定器適用于石油、天然氣、煤層氣、頁巖氣的超深井和復(fù)雜井況的定向鉆探。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0015]圖1為無磁鉆柱型鉆具穩(wěn)定器的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0016]圖2是無磁鉆柱型鉆具穩(wěn)定器螺旋槽耐磨帶的局部剖視圖。
【具體實(shí)施方式】
[0017]以下結(jié)合附圖進(jìn)一步介紹本實(shí)用新型的實(shí)施例。
[0018]如圖1和圖2所示，該無磁鉆柱型鉆具穩(wěn)定器包括打撈頸上端1、鉆具扶正部分3、打撈頸下端5，打撈頸上端I與鉆具扶正部分3之間有過渡圓錐部分2，鉆具扶正部分3與打撈頸下端5之間有過渡圓錐部分4 ;打撈頸上端I的錐體內(nèi)螺紋Ia帶有內(nèi)孔應(yīng)力分散槽Ib,打撈頸下端5的錐體外螺紋5a根部連接應(yīng)力分散槽5b。
[0019]以Φ 660.4mmX Φ 241.3mmX Φ 76.2mmX 2616.2mm 的鉆具穩(wěn)定器為例:打榜頸上端1、打撈頸下端5分別與鉆具扶正部分3的過渡圓錐部分2、4的過渡圓弧為R50.8mm,過渡圓錐部分2、4分別與鉆具扶正部分3的夾角為33°，鉆具扶正部分3的長度為457.2mm。
[0020]鉆具扶正部分3具有三個螺旋槽耐磨帶6，其每個螺旋槽法向?qū)挾?27mm。每個螺旋槽耐磨帶6包括無磁硬質(zhì)合金塊部分7和填充合金部分8,無磁硬質(zhì)合金塊部分7側(cè)面形狀呈梯形結(jié)構(gòu)，先點(diǎn)焊在穩(wěn)定器螺旋槽耐磨帶6表面，沿穩(wěn)定器軸向方向排列，行間距為25.4mm,每個合金塊間隔4mm?5mm,均布排列。其間再用釬焊合金焊條熔化填充其表面縫隙作為填充合金部分8。
[0021]打撈頸上端I錐體內(nèi)螺紋規(guī)格型號為7 5/8REG，螺紋牙型V-050，錐度1/4，螺紋密封臺肩面至最后一牙螺紋刻痕長度120.65mm，錐體內(nèi)螺紋Ia所帶內(nèi)孔應(yīng)力分散槽Ib為其所連接的后擴(kuò)孔部分，該擴(kuò)孔部分直徑Φ 148.83+0.38 0mm，內(nèi)螺紋密封臺肩面至擴(kuò)孔末端長度171.45 ±7.9mm，擴(kuò)孔部分末端是錐度1/4的錐孔，長度50+6 Omm ;打撈頸下端5錐體外螺紋規(guī)格型號7 5/8REG，螺紋牙型V-050，錐度1/4，螺紋根部連接帶凹形應(yīng)力分散槽，直徑Φ 161.260 -0.79mm，長度25.40±0.79mm，分散槽兩邊圓弧過渡R6.4±0.4mm。(不同無磁鉆柱型鉆具穩(wěn)定器打撈頸上端的錐體內(nèi)螺紋規(guī)格與其所帶內(nèi)孔應(yīng)力分散槽、打撈頸下端錐體外螺紋規(guī)格與其所帶的凹形應(yīng)力分散槽的大小也有所不同，應(yīng)視其實(shí)際需求進(jìn)行設(shè)計)。它比普通鉆具錐體螺紋多出來的應(yīng)力分散槽，在鉆具承受拉伸、壓縮工作時，有緩沖減壓的作用，可有效降低鉆具疲勞失效所帶來的風(fēng)險，防止鉆具早期疲勞損壞和斷裂。
[0022]以上結(jié)合附圖對本實(shí)用新型優(yōu)選實(shí)施方式作了詳細(xì)說明，但是本實(shí)用新型并不限于上述實(shí)施方式，所有在本實(shí)用新型的實(shí)質(zhì)范圍內(nèi)作出的變化、改型、添加或替換，都應(yīng)屬于本實(shí)用新型的保護(hù)范圍。
【權(quán)利要求】
1.一種無磁鉆柱型鉆具穩(wěn)定器，其特征在于:包括打撈頸上端、鉆具扶正部分、打撈頸下端，以及打撈頸上端與鉆具扶正部分、鉆具扶正部分與打撈頸下端之間的過渡圓錐部分；所述打撈頸上端的錐體內(nèi)螺紋帶有內(nèi)孔應(yīng)力分散槽，所述打撈頸下端的錐體外螺紋帶有應(yīng)力分散槽。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的無磁鉆柱型鉆具穩(wěn)定器，其特征在于:所述打撈頸上端的錐體內(nèi)螺紋所帶內(nèi)孔應(yīng)力分散槽為錐體內(nèi)螺紋所連接的擴(kuò)孔部分，擴(kuò)孔末端有與錐體內(nèi)螺紋相同錐度的錐孔。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的無磁鉆柱型鉆具穩(wěn)定器，其特征在于:所述打撈頸下端的錐體外螺紋根部連接帶過渡圓弧的凹形應(yīng)力分散槽。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的無磁鉆柱型鉆具穩(wěn)定器，其特征在于:所述鉆具扶正部分帶有螺旋槽耐磨帶，該螺旋槽耐磨帶包括無磁硬質(zhì)合金塊和填充合金兩部分，所述無磁硬質(zhì)合金塊部分側(cè)面形狀呈梯形結(jié)構(gòu)，先點(diǎn)焊在穩(wěn)定器螺旋槽耐磨帶表面，再用釬焊合金焊條熔化填充其表面縫隙作為填充合金部分。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的無磁鉆柱型鉆具穩(wěn)定器，其特征在于:所述無磁硬質(zhì)合金塊硬度HRA≥85。
6.根據(jù)權(quán)利要求4所述的無磁鉆柱型鉆具穩(wěn)定器，其特征在于:所述釬焊合金焊條為銅鎳合金。
7.根據(jù)權(quán)利要求1-6任一所述的無磁鉆柱型鉆具穩(wěn)定器，其特征在于:所述過渡圓錐部分有R25.4mm~R127mm的過渡圓??；過渡圓錐部分與扶正部分的夾角為20°~50°。
8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的無磁鉆柱型鉆具穩(wěn)定器，其特征在于:該穩(wěn)定器材料選用奧氏體型不銹鋼。
【文檔編號】E21B17/10GK203702021SQ201420023996
【公開日】2014年7月9日 申請日期:2014年1月15日 優(yōu)先權(quán)日:2014年1月15日
【發(fā)明者】牛戰(zhàn)波, 趙紅星, 王銳利, 李利霞, 張軍紅, 郭超 申請人:河南神龍石油鉆具有限公司