一種翼式扶正器的製作方法

2023-12-09 16:08:15

本實用新型涉及一種翼式扶正器，屬於石油鑽探領域，具體為定向鑽井的測井輔助零部件。

背景技術：

沿著預先設計的井眼軌跡鑽達目的層的鑽井方法稱為定向鑽井。無線隨鑽測井系統(Measure While Drilling)，以下簡稱MWD，是石油鑽採定向鑽井作業的精密基礎工具，井下方位探測的精度、可靠性是隨鑽測井的技術保證。

MWD儀器作業的環境惡劣，其高溫高振動的環境以及鑽井液（稱為泥漿）的流量、含沙量大對儀器衝蝕有較大影響。石油鑽井隨著鑽井深度的加深，其井眼越來越小，井下鑽具尺寸包括內徑（泥漿通道）也越來越小。通常的鑽井井眼尺寸有17.5英寸、13.125英寸、8.5英寸、6英寸幾種，鑽具內徑通常有3.5英寸、3.25英寸、2.81英寸、2.69英寸幾種。

本申請的扶正器是指適用於4.5寸超小井眼，鑽具內徑只有2.2英寸時的超小井眼的扶正器。MWD儀器是筒狀的儀器，抗壓筒外徑通常是1.875英寸，扶正器是安裝在MWD儀器上用於隔離儀器與鑽具內壁並把儀器扶正到中心位置的工具。當外徑1.875英寸的MWD儀器使用在2.2英寸的空間時，留給鑽井液通過的空間非常狹小。在狹小空間下鑽井液的流速會非常快，對於扶正器的設計和耐衝蝕質量提出了更高的要求。

目前傳統的超小井眼MWD儀器所使用的扶正器有兩種，一種三翼式墊塊扶正器，一種是五翼的膠套式扶正器。墊塊式扶正器的優點是過流面積大，但缺點是墊塊不抗振動，在高溫高振動環境下易發生破裂；五翼的膠套式扶正器優點是抗振動性能好，缺點是過流面積小易導致衝蝕。

技術實現要素：

本實用新型的發明目的在於：針對上述存在的問題，提供一種翼式扶正器，將扶正器的內套和外套分別一體成型，然後鑲嵌連接，減小扶正器的內外套之間的間隙，提高扶正器的抗衝蝕性。

本實用新型採用的技術方案如下：

本實用新型公開了一種翼式扶正器，包括管狀的內套、及一體成型的外套，外套嵌接於內套外側且在嵌接處與內套齊平。將內套與外套分別一體成型，從而降低內套和外套上的縫隙；採用鑲嵌連接的方式，減小內外套之間的縫隙，並避免縫隙迎向扶正器外側的水流，從而提高扶正器的抗衝蝕性。

進一步，在嵌接處，內套與外套粘連為一體，使內套與外套不可拆卸。通過粘連的方式，加強內套與外套之間的連接，進而減小內外套之間的縫隙。

進一步，外套包括套狀部和翼狀部；套狀部嵌接在內套上並與內套齊平，翼狀部凸起於套狀部。其套狀部的外接圓與內套的外接圓相接，防止在內套與外套之間形成梯度，保證嵌接處的抗衝蝕性。

進一步，所述套狀部與翼裝部一體成型。其一體成型的方式避免了一些可避免的縫隙。

進一步，所述翼狀部呈條形並平行於內套的軸線，翼狀部的兩端呈錐形。其錐形的結構能夠方便於水流的引導，防止高速的水流對翼狀部的破壞。

進一步，翼狀部上設有平行於內套軸線的導流槽，導流槽為通槽，增大水的過流量。

進一步，所述外套具有三個均勻分布的翼狀部。 採用三翼的結構，在保證扶正器穩定的情況下，提高扶正器的過流面積；有利於扶正器的小型化和鑽孔的小型化，降低了鑽井液通過時的流速，使得扶正器的衝蝕危險大大降低。

進一步，所述內套是由鈹銅製成的金屬套，金屬套的硬度為36-40；所述外套是由氫化丁晴橡膠製成的橡膠套，橡膠套的硬度為85。鈹銅是以鈹為主的銅合金，它是銅合金中性能最好的高級有彈性材料，有很高的強度、彈性、硬度、疲勞強度、彈性滯後小、耐蝕、耐磨、耐寒、高導電、無磁性、衝擊不產生火花等一系列優良的物理、化學和力學性能。氫化丁腈橡膠具有良好耐油性能（對燃料油、潤滑油、芳香系溶劑耐抗性良好）；並且由於其高度飽和的結構，使其具良好的耐熱性能，優良的耐化學腐蝕性能（對氟利昂、酸、鹼的具有良好的抗耐性），優異的耐臭氧性能，較高的抗壓縮永久變形性能；同時氫化丁腈橡膠還具有高強度，高撕裂性能、耐磨性能優異等特點，是綜合性能極為出色的橡膠之一。

進一步，與扶正器配合的井眼的外徑不大於4.5英寸。該扶正器正因為採用以上結構，能夠適用於更小型的井眼，降低激流對扶正器的衝蝕。

進一步，在內套的外表面設有環形的凹槽，凹槽的深度與外套邊沿的厚度相同。其匹配嵌接的方式，有效的降低了激流對嵌接處的衝擊。

綜上所述，由於採用了上述技術方案，本實用新型的有益效果是：

1.將內套與外套分別一體成型，從而降低內套和外套上的縫隙；採用鑲嵌連接的方式，減小內外套之間的縫隙，並避免縫隙迎向扶正器外側的水流，從而提高扶正器的抗衝蝕性；

2.採用三翼的結構，提高扶正器的過流面積；降低了鑽井液通過時的流速，使得扶正器的衝蝕危險大大降低。外套採用耐衝蝕耐腐蝕的氫化丁晴橡膠，85的硬度既保證了膠翼的強度，也保留了良好的減振性能；橡膠與金屬濤的粘接要做到牢固、渾然一體，才能在使用中擁有良好抗衝蝕性。

附圖說明

圖1是翼式扶正器的縱向剖面圖；

圖2是翼式扶正器的橫向剖面圖；

圖3是翼式扶正器的主視圖；

圖4是翼式扶正器的使用狀態圖。

圖中標記：1-內套，2-外套，3-翼狀部，4-MWD儀器，5-井眼,6-導流槽。

具體實施方式

如圖1-3所示，本實用新型的一種翼式扶正器，內套1和外套2，內套1呈管狀，在內套1的外側表面設置有環形的凹槽；外套2一體成型並包括的套狀部和三個翼狀部3；套狀部嵌接在內套1上並與內套1齊平，翼狀部3凸起於套狀部並均勻分布在套狀部周圍，三個翼狀部3的中心與內套1的軸線重合。翼狀部3呈條形並平行於內套1的軸線，翼狀部3的兩端呈錐形。內套1是由鈹銅製成的金屬套，金屬套的硬度為36-40；外套2是由氫化丁晴橡膠製成的橡膠套，橡膠套的硬度為85。外套2邊沿的厚度與凹槽的深度相同，使外套2嵌接於內套1外側時，在嵌接處內套1與外套2齊平。外套2套於內套1外側並與內套1粘連為一體，使內套1與外套2不可拆卸。環狀的外套2的端面與凹槽鑲嵌連接的縫隙垂直於扶正器的軸線，從而避免縫隙迎向水流，造成衝蝕。與扶正器配合的井眼5的外徑不大於4.5英寸。翼狀部上設有平行於內套軸線的導流槽6，導流槽6為通槽，增大水的過流量。翼狀部與套狀部的錐狀的夾角為約為16度。

本裝置的扶正器為超小井眼5扶正器，適用於4.5寸超小井眼5，鑽具內徑只有2.2英寸。將扶正器固定到筒狀的MWD儀器4的抗壓筒上，其外徑通常為1.875英寸；扶正器安裝在MWD儀器4上用於隔離儀器與鑽具內壁並把儀器扶正到中心位置；其翼狀部3支撐於鑽井的側壁上，翼狀部3之間的空隙用於水流/鑽井液通過，由於採用三翼式的結構，增大了過流面積，降低了水流的流速，又因為採用一體式的結構，減少了縫隙，提高扶正器的抗衝蝕性。