一种空气潜孔锤用螺旋翼扶正器[实用新型专利]

(12)实用新型专利

(10)授权公告号 CN 207048696 U(45)授权公告日 2018.02.27

(21)申请号 201720699609.1(22)申请日 2017.06.15

(73)专利权人 贵州省地质矿产勘查开发局111

地质大队

地址 550008 贵州省贵阳市云岩区百花大

道5号(72)发明人 陈怡　王虎　李勇　巴特尔　王剑　

秦世夕　(74)专利代理机构 北京酷爱智慧知识产权代理

有限公司 11514

代理人 安娜(51)Int.Cl.

E21B 17/10(2006.01)

(ESM)同样的发明创造已同日申请发明专利

(54)实用新型名称

一种空气潜孔锤用螺旋翼扶正器(57)摘要

本实用新型涉及一种空气潜孔锤用螺旋翼扶正器，包括：扶正器本体和扶正翼；所述扶正器本体呈管状，扶正器本体中段的外壁上设置至少一个所述扶正翼；所述扶正翼呈螺旋状绕设在所述扶正器本体上，并在扶正翼之间形成螺旋状的导流槽，扶正翼的外表面以及上下端面上均镶有复合材料片。采用上述结构的空气潜孔锤专用的扶正器，能有效扶正钻具以减小井斜，同时保证空气上返的携渣能力，减低卡钻或埋钻的风险，提高空气潜孔锤钻井的质量和效率。

权利要求书1页 说明书4页 附图3页

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权　利　要　求　书

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1.一种空气潜孔锤用螺旋翼扶正器，其特征在于，包括：扶正器本体和扶正翼；所述扶正器本体呈管状，扶正器本体的两端分别设置有公扣和母扣，扶正器本体中段的外壁上设置至少一个所述扶正翼；所述扶正翼用钢板制成，呈螺旋状绕设在所述扶正器本体上，并在扶正翼之间形成螺旋状的导流槽，所述扶正翼的厚度为24mm-30mm；扶正翼的外表面以及上下端面上均镶有复合材料片。

2.根据权利要求1所述的空气潜孔锤用螺旋翼扶正器，其特征在于，所述扶正翼设置有三个，沿周向均匀设置在所述扶正器本体的外壁上。3.根据权利要求1所述的空气潜孔锤用螺旋翼扶正器，其特征在于，

所述扶正翼两端外侧的扶正器本体上凹设有至少一组供动力钳或扳手夹持的夹持槽。4.根据权利要求3所述的空气潜孔锤用螺旋翼扶正器，其特征在于，所述夹持槽设置有多组，且每组所述夹持槽的夹持角度不同。5.根据权利要求1-4任一所述的空气潜孔锤用螺旋翼扶正器，其特征在于，所述扶正翼的高度为55mm-63mm。

6.根据权利要求1-4任一所述的空气潜孔锤用螺旋翼扶正器，其特征在于，所述扶正翼的螺旋角度19°-24°。

7.根据权利要求1所述的空气潜孔锤用螺旋翼扶正器，其特征在于，所述复合材料片的外表面上设置有钻齿。

8.根据权利要求7所述的空气潜孔锤用螺旋翼扶正器，其特征在于，所述钻齿包括硬质合金钻齿和金刚石钻齿，通过钎焊镶嵌到所述复合材料片的外表面上。

9.根据权利要求1所述的空气潜孔锤用螺旋翼扶正器，其特征在于，所述扶正翼与扶正器本体通过焊接连接。

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一种空气潜孔锤用螺旋翼扶正器

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技术领域

[0001]本实用新型涉及空气钻井设备领域，具体涉及一种空气潜孔锤用螺旋翼扶正器。背景技术

[0002]使用空气潜孔锤钻井时，当井深到达一定程度之后，钻具经常会因长度过长而发生变形，导致井身倾斜，为消除或减小这种井斜现象，工程上通常采用在钻具下部加装扶正器的方式来进行钻具扶正，以达到消除或减小井斜的效果。[0003]目前空气潜孔锤用的扶正器主要有两种，一种是根据空气潜孔锤的现场使用情况设计的简单扶正器100＇，参见附图1，简单扶正器100＇即在一个管体状的扶正器本体1＇的外表面上直接焊接几个沿其长度方向布置的钢板作为扶正翼2＇，在钢板扶正翼2＇的顶端焊有合金以减小磨耗。这种简单扶正器100＇结构简单，制作成本低，现在的空气潜孔锤上使用的扶正器以此为主；但其扶正翼2＇竖直焊接的形式，不利于钻屑上返，且旋转阻力较大，容易导致扶正翼2＇折断，导致简单扶正器100＇的使用寿命较低。另一种则是套用石油钻井用的螺旋扶正器100＂，参见附图2，石油钻井用的螺旋扶正器100＂的扶正器本体1＂采用一体铸造成型，结构强度高，在其外圆周上开设螺旋槽3＂进而形成螺旋状的扶正翼2＂，抗偏折能力强；但其扶正翼2＂间的螺旋槽3＂的槽深较浅、槽宽较小，在高压泥浆环境下使用时，可以保证钻屑上返的顺畅，但在压力相对较低的空气压力钻进中，空气和钻屑上返的通道受限，排屑不畅且容易卡钻，特别是在停止供气的情况下，下落的岩屑易在扶正翼2＂上以及螺旋槽3＂中堆积，极大的增加了卡钻或埋钻的风险。[0004]前述的简单扶正器100＇以及螺旋扶正器100＂，前者大多为现场自制，后者为直接借用石油钻井的扶正器，并非真的适合空气钻井的实际工作条件和环境，严格来说都不是真正适合空气潜孔锤使用的扶正器；而随着空气钻井技术的逐渐进步和大面积使用，尤其是空气潜孔锤钻井技术在现代工程上的应用愈加成熟，为提高空气潜孔锤钻井的质量和效率，消除或减小井斜现象，保证空气上返的携渣能力，减低卡钻或埋钻的风险，非常有必要为空气潜孔锤设计一种专用的扶正器。

实用新型内容

[0005]针对上述问题，发明人结合空气潜孔锤的实际工作条件，经过多方计算和现场试验，提出一种空气潜孔锤专用的扶正器，能有效扶正钻具以减小井斜，同时保证空气上返的携渣能力，减低卡钻或埋钻的风险，提高空气潜孔锤钻井的质量和效率。[0006]为达到上述技术效果，本实用新型所采用的技术方案是：[0007]一种空气潜孔锤用螺旋翼扶正器，包括：扶正器本体和扶正翼；所述扶正器本体呈管状，扶正器本体的两端分别设置有公扣和母扣，扶正器本体中段的外壁上设置至少一个所述扶正翼；所述扶正翼用钢板制成，呈螺旋状绕设在所述扶正器本体上，并在扶正翼之间形成螺旋状的导流槽，扶正翼的外表面以及上下端面上均镶有复合材料片。[0008]上述结构的扶正器，能有效扶正钻具、减小井斜；其扶正翼采用石油钻井用螺旋扶

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正器的螺旋翼形式，旋转扭矩小，极大的提高了扶正翼的抗偏折能力，使扶正翼不易折断和脱落；使用窄钢板制作扶正翼，增大了导流槽的宽度和深度，为空气上返携渣提供了充分的空间，增强空气潜孔锤钻井的携渣能力，减低卡钻或埋钻的风险；扶正翼的的具体设置数量，视不同的钻井环境可酌情增减，兼顾扶正效果和携渣能力即可；扶正翼表面镶有复合材料片，提升扶正器的抗磨能力，提高使用寿命。[0009]进一步地，所述扶正翼设置有三个，沿周向均匀设置在所述扶正器本体的外壁上。设置三个扶正翼，可兼顾扶正器的扶正效果，以及导流槽的携渣能力，可在常规的空气潜孔锤钻井中通用。

[0010]进一步地，所述扶正翼两端外侧的扶正器本体上凹设有至少一组供动力钳或扳手夹持的夹持槽；方便拆装钻具和扶正器。[0011]进一步地，所述夹持槽设置有多组，且每组所述夹持槽的夹持角度不同；可在钻具处于不同角度时直接拆装钻具和扶正器，使用更方便。[0012]进一步地，所述扶正翼的厚度为24mm-30mm；结合力学计算和现场实验情况，扶正翼厚度小于24mm之后，强度不足，易损坏，使用寿命短，扶正翼厚度大于30mm之后，导流槽的宽度减小，空气上返携渣通道受限，卡钻或埋钻的概率会急剧上升。[0013]进一步地，所述扶正翼的高度为55mm-63mm；结合力学计算和现场实验情况，扶正翼高度小于55mm之后，空气上返携渣的能力不足，扶正翼高度大于63mm之后，扶正翼旋转扭矩太大，易折断和脱落。[0014]进一步地，所述扶正翼的螺旋角度19°-24°；结合力学计算和现场实验情况，扶正翼的螺旋角度小于19°时，旋转扭矩过大，钻进时振动较大，螺旋角度大于24°之后，稳定钻具的效果较差，且起下钻时摩擦阻力较大。[0015]进一步地，所述复合材料片的外表面上设置有钻齿；耐磨的同时，兼具破碎岩屑的作用，减小大颗粒岩屑上返进入导流槽被卡的可能，提高钻进的效率和质量。[0016]进一步地，所述钻齿包括硬质合金钻齿和金刚石钻齿，通过钎焊镶嵌到所述复合材料片的外表面上；保证钻齿的镶嵌强度，不易脱落。[0017]进一步地，所述扶正翼与扶正器本体通过焊接连接，确保这个扶正器的强度，且保证扶正翼不会轻易脱落。[0018]综上所述，采用上述技术方案的空气潜孔锤专用的扶正器，能有效扶正钻具以减小井斜，同时保证空气上返的携渣能力，减低卡钻或埋钻的风险，提高空气潜孔锤钻井的质量和效率。

附图说明

[0019]图1为现有技术简单扶正器的结构示意图；[0020]图2为现有技术螺旋扶正器的结构示意图；[0021]图3为本实用新型实施例的立体结构示意图；[0022]图4为图3中A-A断面的剖视结构示意图；[0023]图5为图3中B-B断面的剖视结构示意图。[0024]附图标记：[0025]100＇-简单扶正器；1＇-扶正器本体；2＇-扶正翼；

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100＂-螺旋扶正器；1＂-扶正器本体；2＂-扶正翼；3＂-螺旋槽；

[0027]100-空气潜孔锤用螺旋翼扶正器；1-扶正器本体；11-公扣；12-母扣；13-夹持槽；2-扶正翼；3-导流槽；4-复合材料片具体实施方式

[0028]下面将结合附图对本实用新型技术方案的实施例进行详细的描述。[0029]如图3至图5所示，本实施例提供一种空气潜孔锤用螺旋翼扶正器100，包括：扶正器本体1和扶正翼2；扶正器本体1呈管状，其两端分别设置有公扣11和母扣12，其中段的外壁上设置至少一个扶正翼2，且该扶正翼2用厚度较窄的钢板制成，钢板呈螺旋状绕设在扶正器本体1上，在扶正翼2之间形成螺旋状的导流槽3，为空气上返携渣提供的空间；扶正翼2两端外侧的扶正器本体上1凹设有至少一组供动力钳或扳手夹持的夹持槽13，方便拆装钻具和扶正器；且夹持槽13设置有多组时，每组夹持槽13的夹持角度宜不相同，以方便在钻具处于不同角度时直接拆装钻具和扶正器，使用更方便。[0030]扶正翼2与扶正器本体1通过焊接连接，确保这个整个扶正器的强度，且保证扶正翼2不会轻易脱落。扶正翼2的上下端面宜设置成倒角面，以减小起下钻的阻力；扶正翼2的外表面以及上下端面上镶有复合材料片4，提升整个扶正器的抗磨能力，提高使用寿命；并在复合材料片4的外表面上设置有钻齿，耐磨的同时，兼具破碎岩屑的作用，减小大颗粒岩屑上返进入导流槽3被卡的可能，提高钻进的效率和质量。常用的钻齿有硬质合金钻齿和金刚石钻齿，通过钎焊镶嵌到复合材料片4的外表面上，保证钻齿的镶嵌强度，不易脱落。[0031]经过多方的力学计算和现场试验发现，扶正翼2沿周向在扶正器本体1的外壁上均匀设置三个时，对钻具的扶正效果比较稳定，且此时的导流槽3携渣能力较强，可在常规的空气潜孔锤钻井中通用；当然，扶正翼2的具体设置数量可视不同的钻井环境可酌情增减，能兼顾扶正效果和携渣能力即可。扶正翼2的厚度宜在24mm-30mm范围内，盖因厚度小于24mm之后，强度不足，易损坏，使用寿命短；而厚度大于30mm之后，随导流槽2的宽度减小，空气上返携渣通道受限，卡钻或埋钻的概率会急剧上升。扶正翼2的高度优选55mm-63mm：当高度小于55mm之后，空气上返携渣的能力不足；而高度大于63mm之后，扶正翼2的旋转扭矩太大，易折断和脱落。同时，扶正翼2的螺旋角度优选19°-24°，结合力学计算和现场实验情况，扶正翼2的螺旋角度小于19°时，旋转扭矩过大，钻进时振动较大；螺旋角度大于24°之后，稳定钻具的效果较差，且起下钻时摩擦阻力较大。[0032]本实施例中，使用外径241mm，长度600mm的空气潜孔锤用螺旋翼扶正器100在贵州地区进行水井钻井施工试验，扶正器本体1的上端设母扣12，下端设公扣11，扶正翼2上下端的扶正器本体1分别设置一组夹持槽13，且两组夹持槽13夹持角度垂直；扶正翼2在扶正器本体1轴线上的投影长度为350mm，厚度25mm，高度优58mm，螺旋角度20°；试验效果良好，没有发生过扶正翼2折断或掉落现象，也未出现卡钻和埋钻事故。[0033]采用上述技术方案的空气潜孔锤用螺旋翼扶正器100，能有效扶正钻具、减小井斜；其扶正翼2采用石油钻井用螺旋扶正器100＂的螺旋翼形式，旋转扭矩小，极大的提高了扶正翼2的抗偏折能力，使扶正翼2不易折断和脱落；使用窄钢板制作扶正翼2，增大了导流槽3的宽度和深度，为空气上返携渣提供了充分的空间，增强空气潜孔锤钻井的携渣能力，减低卡钻或埋钻的风险；扶正翼2的的具体设置数量，视不同的钻井环境可酌情增减，兼顾

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扶正效果和携渣能力即可；扶正翼2表面镶有复合材料片4，提升扶正器的抗磨能力，提高使用寿命。

[0034]综上所述，本实施例提供的空气潜孔锤专用的扶正器，能有效扶正钻具以减小井斜，同时保证空气上返的携渣能力，减低卡钻或埋钻的风险，提高空气潜孔锤钻井的质量和效率。

[0035]需要说明的是，以上优选实施例仅用以说明本实用新型的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述实施例对本实用新型进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分或者全部技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本实用新型实施例技术方案的范围，其均应涵盖在本实用新型的权利要求和说明书的范围当中。

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图2

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图3

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说　明　书　附　图

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图4

图5

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