CN202990851U - 螺杆式高频冲击钻井工具 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及一种螺杆式高频冲击钻井工具，该工具分为两大部分，一部分为螺杆总成，另一部分为轴向振动总成。该工具上端接螺杆钻具，下端接钻头。钻压通过螺杆钻具的传动轴、蝶簧传递给液压锤体、液压锤体再传递给钻头。扭矩是由螺杆钻具传动轴上的花键接头与液压锤上的花键传递给钻头。螺杆钻具外套与振动器的密封筒连接。活塞与液压锤固定连接，液压锤的水眼装有节流阀。流量调节盘与外筒连接。活塞和流量调节盘上开有孔，两者可相对转动，形成流道的开关作用，产生波动压力，使液压锤产生高频振动的冲击力。优点是：本实用新型能消除钻井过程的轴向跳动、横向涡动以及粘滑现象，提高钻井机械转速，延长钻具使用寿命。

Description

螺杆式高频冲击钻井工具

技术领域

本实用新型属于油气钻井完井技术领域，尤其涉及一种螺杆式高频冲击钻井工具。 

背景技术

随着国内外石油勘探开发步伐越来越快，新区勘探不断扩大，钻井深度不断增加，地层年代越来越久远，钻遇硬地层越来越多。常用的单一的旋转钻井技术由于存在重力堆积、横向涡动、纵向跳动、扭向粘滑等问题导致钻井机械转速低、进尺小、钻具提前产生应力疲劳、已不能满足深部地层中软硬交错地层、硬地层等可钻性差的地层的钻井时效要求。旋冲钻井技术是在常规旋转钻井的基础上，将冲击和旋转结合起来的钻井方法。其原理是在钻头上端安装一个冲击器，钻井过程中，由钻井液驱动的冲击器所产生的高频冲击力不断地施加给钻头，从而实现边旋转边冲击钻井。旋冲钻井技术与其他钻井工艺相比，更好的利用了坚硬岩石脆性大，而抗剪强度较低、不耐冲击的弱点，且在钻井时只需施加较小的钻压来压持钻头，故能有效地解决坚硬岩层和某些复杂岩层钻探过程中的一些问题。 

实用新型内容

本实用新型为解决公知技术中存在的技术问题而提供一种螺杆式高频冲击钻井工具，该工具能消除钻井过程的轴向跳动、横向涡动以及粘滑现象，提高钻井机械转速，延长钻具使用寿命。 

本实用新型为解决公知技术中存在的技术问题所采取的技术方案是： 

一种螺杆式高频冲击钻井工具，包括上接头和与钻井马达传动轴相连的花键轴， 

上接头下部外侧螺纹连接有密封筒，上接头的下端与密封套邻接，密封套内设有花键轴，花键轴的下端与液压锤体通过花键相连，花键轴的中部设有外轴肩，外轴肩以下自上而下依次穿装有上挡圈、上碟簧、预紧螺母、调整隔套，其中预紧螺母与花键轴的螺纹部螺纹连接，液压锤体中部沿径向设有上下贯通的第一通孔，液压锤体的中部外侧设有外螺纹部，外螺纹部的上 方设有第一径向孔，液压锤体第一径向孔之上还套装有上浮套，外螺纹部螺纹连接有活塞，活塞上设有轴向的第二通孔，液压锤体上在活塞以下自上而下依次套装有流量调节盘、推套、垫圈、下碟簧、下调整垫，下调整垫抵在密封筒的内轴肩上，流量调节盘上设有位置与第二通孔对应的第三通孔，流量调节盘以轴向移动周向固定的方式与密封筒连接，液压锤体的位于流量调节盘和推套之间的部位设有第二径向孔，液压锤体上套装有下浮套，液压锤体的第一通孔上在第一径向孔和第二径向孔之间安装有节流阀； 

所述下浮套内侧、所述推套内侧、所述活塞内侧、所述上浮套内侧与液压锤体密封，密封套内侧与花键轴密封，所述下浮套外侧、所述推套外侧、所述流量调节盘外侧、所述活塞外侧、所述上浮套外侧、所述密封套外侧、所述上接头外侧与密封筒密封。 

本实用新型还可以采用如下技术方案： 

所述流量调节盘的外侧设有行程槽，密封筒上设有螺钉，所述螺钉***行程槽中，所述行程槽的长度大于螺钉的直径。 

本实用新型具有的优点和积极效果是： 

本实用新型采用了以上技术方案后，将工具分为两大部分，一部分为螺杆总成，另一部分为轴向振动总成。该工具上端接螺杆钻具，下端接钻头。钻压通过螺杆钻具的传动轴、蝶簧传递给液压锤体、液压锤体再传递给钻头。扭矩是由螺杆钻具传动轴上的花键接头与液压锤上的花键传递给钻头。螺杆钻具外套与振动器的密封筒连接。活塞与液压锤固定连接，液压锤的水眼装有节流阀。流量调节盘与外筒连接。活塞和流量调节盘上开有孔，两者可相对转动，形成流道的开关作用，产生波动压力，使液压锤产生高频振动的冲击力。 

附图说明

图1是本实用新型的结构示意图； 

图中：1、液压锤体； 2、下浮套； 3、注油堵； 4、下调整垫； 5、下蝶簧； 6、垫圈； 7、推套； 8、流量调节盘； 9、螺钉； 10、活塞； 11、节流阀； 12、密封筒； 13、上浮套； 14、调整隔套； 15、预紧螺母； 16、上蝶簧； 17、上挡圈； 18、密封套； 19、油堵； 20、花键轴； 21、上接 头。 

具体实施方式

为能进一步了解本实用新型的发明内容、特点及功效，兹例举以下实施例，并配合附图详细说明如下： 

请参阅图1，一种螺杆式高频冲击钻井工具，包括上接头21和与钻井马达传动轴相连的花键轴20，上接头下部外侧螺纹连接有密封筒12，上接头的下端与密封套18邻接，密封套上设有油堵19，密封套内套装有花键轴，花键轴的下端与液压锤体1通过花键相连，花键轴的中部设有外轴肩，外轴肩以下自上而下依次穿装有上挡圈17、上碟簧16、预紧螺母13、调整隔套14，其中预紧螺母与花键轴的螺纹部螺纹连接，液压锤体中部沿径向设有上下贯通的第一通孔，液压锤体的中部外侧设有外螺纹部，外螺纹部的上方设有第一径向孔，液压锤体第一径向孔之上还套装有上浮套13，外螺纹部螺纹连接有活塞10，活塞上设有轴向的第二通孔，液压锤体上在活塞以下自上而下依次套装有流量调节盘8、推套7、垫圈6、下碟簧5、下调整垫4，下调整垫抵在密封筒的内轴肩上，该内轴肩上设有注油堵3，流量调节盘上设有位置与第二通孔对应的第三通孔，流量调节盘以轴向移动周向固定的方式与密封筒连接，液压锤体的位于流量调节盘和推套之间的部位设有第二径向孔，液压锤体上套装有下浮套2，液压锤体的第一通孔上在第一径向孔和第二径向孔之间安装有节流阀11； 

所述下浮套内侧、所述推套内侧、所述活塞内侧、所述上浮套内侧与液压锤体密封，密封套内侧与花键轴密封，所述下浮套外侧、所述推套外侧、所述流量调节盘外侧、所述活塞外侧、所述上浮套外侧、所述密封套外侧、所述上接头外侧与密封筒密封。 

所述流量调节盘的外侧设有行程槽，密封筒上设有螺钉9，所述螺钉***行程槽中，所述行程槽的长度大于螺钉的直径。 

本实用新型的动作原理为： 

正常钻井时，工具上接头21与螺杆钻具连接成为整体，液体锤体1接钻头。螺杆钻具的传动轴将扭矩传递至花键轴20，使花键轴20转动，花键轴20带动液压锤体1转动，从而将扭矩传递至钻头。与此同时，由于活塞10 与液压锤体1通过螺纹连接成为一体，液压锤体1转动使活塞10随之转动，由于螺杆钻具传动轴与外套之间有转速差，使活塞10与流量调节盘8之间产生相对转动，从而使活塞10上的通孔与流量调节盘8上的通孔产生周期性的开启与闭合，产生周期性的压力波动。压力波动作用于活塞10上，对液压锤体1产生周期性的轴向力，最终轴向力传递至钻头，对井底产生轴向冲击。 

具体讲，当流量调节盘上的第二通孔和活塞上的第一通孔位置相对应时，第一通孔和第二通孔连通，由第一径向孔流出的液压油可以通过第一通孔和第二通孔进入到推套内。此时上浮套、活塞、液压锤体之间的腔室内压力较小，对活套端面产生的推力也较小。具体讲，当流量调节盘上的第二通孔和活塞上的第一通孔位置错开时，第一通孔和第二通孔不连通，由第一径向孔流出的液压油不能通过第一通孔和第二通孔进入到推套内。此时上浮套、活塞、液压锤体之间的腔室内压力较大，对活套端面产生的推力也较大。 

尽管上面结合附图对本实用新型的优选实施例进行了描述，但是本实用新型并不局限于上述的具体实施方式，上述的具体实施方式仅仅是示意性的，并不是限制性的，本领域的普通技术人员在本实用新型的启示下，在不脱离本实用新型宗旨和权利要求所保护的范围情况下，还可以做出很多形式，这些均属于本实用新型的保护范围之内。 

Claims (2)

1.一种螺杆式高频冲击钻井工具，包括上接头和与钻井马达传动轴相连的花键轴，其特征是：

上接头下部外侧螺纹连接有密封筒，上接头的下端与密封套邻接，密封套内设有花键轴，花键轴的下端与液压锤体通过花键相连，花键轴的中部设有外轴肩，外轴肩以下自上而下依次穿装有上挡圈、上碟簧、预紧螺母、调整隔套，其中预紧螺母与花键轴的螺纹部螺纹连接，液压锤体中部沿径向设有上下贯通的第一通孔，液压锤体的中部外侧设有外螺纹部，外螺纹部的上方设有第一径向孔，液压锤体第一径向孔之上还套装有上浮套，外螺纹部螺纹连接有活塞，活塞上设有轴向的第二通孔，液压锤体上在活塞以下自上而下依次套装有流量调节盘、推套、垫圈、下碟簧、下调整垫，下调整垫抵在密封筒的内轴肩上，流量调节盘上设有位置与第二通孔对应的第三通孔，流量调节盘以轴向移动周向固定的方式与密封筒连接，液压锤体的位于流量调节盘和推套之间的部位设有第二径向孔，液压锤体上套装有下浮套，液压锤体的第一通孔上在第一径向孔和第二径向孔之间安装有节流阀；

所述下浮套内侧、所述推套内侧、所述活塞内侧、所述上浮套内侧与液压锤体密封，密封套内侧与花键轴密封，所述下浮套外侧、所述推套外侧、所述流量调节盘外侧、所述活塞外侧、所述上浮套外侧、所述密封套外侧、所述上接头外侧与密封筒密封。

2.根据权利要求1所述的螺杆式高频冲击钻井工具，其特征是：所述流量调节盘的外侧设有行程槽，密封筒上设有螺钉，所述螺钉***行程槽中，所述行程槽的长度大于螺钉的直径。 

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