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1、10申请公布号CN104120971A43申请公布日20141029CN104120971A21申请号201410300002222申请日20140627E21B4/0220060171申请人西南石油大学地址610500四川省成都市新都区新都大道8号72发明人田家林朱永豪杨琳郭洪庞小林李友付传红夏天鸿刘刚袁长福杨志吴纯明54发明名称一种提供单向冲击的扭转发生器57摘要一种用于石油天然气钻井的提供单向冲击的扭转发生器。它能够将泥浆的压力能转换为驱动轴的周向单向冲击。其技术方案是主要是由上接头、外筒体、中心轴、下接头、钻头接头等组成;上接头、外筒体、下接头、钻头接头分别通过螺纹配合,固定后内部形成。
2、空腔,空腔由上向下依次是防掉总成、内筒体、中心轴、驱动轴、质量块、万向轴上接头、锁紧挡圈、万向轴、万向轴下接头;内筒体外壁设有叶片,内壁设有螺杆定子;中心轴上端外壁设有螺杆转子,下端设有内花键;驱动轴上端设有外花键,下端设有万向轴上接头。该工具通过钻井液带动驱动轴转动产生周期的周向单向冲击,提高钻头的破岩效率;产生稳定的周向振动,有效避免卡钻和粘滑现象产生。51INTCL权利要求书1页说明书2页附图5页19中华人民共和国国家知识产权局12发明专利申请权利要求书1页说明书2页附图5页10申请公布号CN104120971ACN104120971A1/1页21一种提供单向冲击的扭转发生器,主要由上接。
3、头1、外筒体2、中心轴6、下接头17、钻头接头23等组成,其特征在于上接头1在上,钻头接头23在下;上接头1上部和下部均设有螺纹;外筒体2通过螺纹上部与上接头1配合,下部与下接头17配合,外筒体2上端设有凸台,下端设有内筒动力液排出孔13;上接头1、外筒体2、下接头17和钻头接头23依次通过螺纹连接,固定过后,内部形成空腔,空腔由上向下依次是防掉总成3、内筒体4、中心轴6、驱动轴8、质量环9、万向轴上接头11、锁紧挡圈12、万向轴14、万向轴下接头20;防掉总成3设有对称分布的流水通孔,下端内部设有螺纹,与内筒体4相连接;内筒体4外壁设有均匀分布的叶片5,内壁设有螺杆定子7;中心轴6上端外壁设。
4、有螺杆转子,与内筒体4相配合,下端设有内花键;驱动轴8上端设有外花键,与中心轴4下端相配合,下端内部设万向轴上接头11;质量环9放置在内筒体4的内凸台10上,上端紧靠中心轴6;上径向轴承16放置下接头17的台阶上,外圈与内筒体4紧贴;上密封圈15放置在下接头17的台阶上,并与内筒体4紧贴;万向轴14上端连接万向轴上接头11,下端连接万向轴下接头20;钻头接头23上端设有均有分布的动力液排出孔18,上部中心设有万向轴下接头20;下密封圈19放置在钻头接头23的台阶上,与下接头17紧贴;下径向轴承21放置在钻头接头23的台阶上,内圈与钻头接头23紧贴,外圈与下接头17紧贴;滑动轴承22放置在钻头接。
5、头23的台阶上。2根据权利要求1所述的一种提供单向冲击的扭转发生器,其特征在于,中心轴6外壁设有螺杆转子,下端设有内花键。3根据权利要求1所述的一种提供单向冲击的扭转发生器,其特征在于,内筒体4上端设有螺纹,外壁设有叶片5,内壁设有螺杆定子7,下端设有内筒动力液排出孔13。权利要求书CN104120971A1/2页3一种提供单向冲击的扭转发生器技术领域0001本发明涉及一种用于石油,天然气、煤气层的钻井中的提供单向冲击的扭转发生器。背景技术0002近年来,随着国家对于石油、天然气需求大幅度增加,石油、天然气的开发也日益增多。但是,在钻井过程中,钻头常常会出现卡钻或者粘滑现象,此时,钻柱会发生严。
6、重的扭转变形,使钻井过程极不稳定,甚至会导致钻具失效,这将给钻井带来了极大的危害。目前,在钻井过程中,使用的各种井下工具,通常只能提供轴向冲击,并不能解决钻井过程中出现的粘滑、卡钻现象。0003如果该工具成功用于钻井过程中,由于能够在周向提供一个周期性单向冲击,将有效的避免粘滑和卡钻现象,提高钻头的破岩效率,降低钻井成本,给钻井行业带来巨大的经济效益。发明内容0004本发明的目的是为了将钻井液的压力能转换为周向的振动,提高钻头的破岩效率,达到降低钻井成本的目的,特提供一种提供单向冲击的扭转发生器。0005为实现上述目的,本发明采用以下技术方案一种提供单向冲击的扭转发生器,主要由上接头、外筒体、。
7、中心轴、下接头、钻头接头等组成,其特征在于上接头在上,钻头接头在下;上接头上部和下部均设有螺纹;外筒体通过螺纹上部与上接头配合,下部与下接头配合,外筒体上端设有凸台,下端设有内筒动力液排出孔;上接头、外筒体、下接头和钻头接头依次通过螺纹连接,固定过后,内部形成空腔,空腔由上向下依次是防掉总成、内筒体、中心轴、驱动轴、质量环、万向轴上接头、锁紧挡圈、万向轴、万向轴下接头;防掉总成设有对称分布的流水通孔,下端内部设有螺纹,与内筒体相连接;内筒体外壁设有均匀分布的叶片,内壁设有螺杆定子;中心轴上端外壁设有螺杆转子,与内筒体相配合,下端设有内花键;驱动轴上端设有外花键,与中心轴下端相配合,下端内部设万。
8、向轴上接头;质量环放置在内筒体的内凸台上,上端紧靠中心轴;上径向轴承放置下接头的台阶上,外圈与内筒体紧贴;上密封圈放置在下接头的台阶上,并与内筒体紧贴;万向轴上端连接万向轴上接头,下端连接万向轴下接头;钻头接头上端设有均有分布的动力液排出孔,上部中心设有万向轴下接头;下密封圈放置在钻头接头的台阶上,与下接头紧挨;下径向轴承放置在钻头接头的台阶上,内圈与钻头接头紧贴,外圈与下接头紧贴;滑动轴承放置在钻头接头的台阶上。0006本发明与现有技术比较,其有益效果是1提高钻头破岩效率将钻井液的压力能转换为外筒体和内筒体的转动,并作用在驱动轴上,由于有速度差提供一种单向的周期性的冲击,通过万向轴传递给钻头。
9、,提高钻头的破岩效率;2避免卡钻粘滑现象由于钻头得到了周向方向的冲击力,产生扭转振动,因此能避免卡钻粘滑现象的产生。说明书CN104120971A2/2页4附图说明0007图1为本发明一种提供单向冲击的扭转发生器结构示意图0008图中1上接头,2外筒体,3防掉总成,4内筒体,5叶片,6中心轴,7螺杆定子,8驱动轴,9质量环,10内凸台,11万向轴上接头,12锁紧挡圈,13内筒动力液排出孔,14万向轴,15上密封圈,16上径向轴承,17下接头,18动力液排出孔,19下密封圈,20万向轴下接头,21下径向轴承,22滑动轴承,23钻头接头。0009图2为图1中的AA截面图0010图3为图1中的BB截。
10、面图0011图4为图1中的CC截面图0012图5为图1中的DD截面图0013图6为图1中的EE截面图0014图中24驱动轴0015图7为图1中的FF截面图具体实施方式0016下面结合附图对本发明做进一步的详细说明。0017按照图1图7所示,本扭转发生器主要由上接头1、外筒体2、中心轴6、下接头17、钻头接头23等组成,其特征在于上接头1在上,钻头接头23在下;上接头1上部和下部均设有螺纹;外筒体2通过螺纹上部与上接头1配合,下部与下接头17配合,外筒体2上端设有凸台,下端设有内筒动力液排出孔13;上接头1、外筒体2、下接头17和钻头接头23依次通过螺纹连接,固定过后,内部形成空腔,空腔由上向下。
11、依次是防掉总成3、内筒体4、中心轴6、驱动轴8、质量环9、万向轴上接头11、锁紧挡圈12、万向轴14、万向轴下接头20;防掉总成3设有对称分布的流水通孔,下端内部设有螺纹,与内筒体4相连接;内筒体4外壁设有均匀分布的叶片5,内壁设有螺杆定子7;中心轴6上端外壁设有螺杆转子,与内筒体4相配合,下端设有内花键;驱动轴8上端设有外花键,与中心轴4下端相配合,下端内部设万向轴上接头11;质量环9放置在内筒体4的内凸台10上,上端紧靠中心轴6;上径向轴承16放置下接头17的台阶上,外圈与内筒体4紧贴;上密封圈15放置在下接头17的台阶上,并与内筒体4紧贴;万向轴14上端连接万向轴上接头11,下端连接万向。
12、轴下接头20;钻头接头23上端设有均有分布的动力液排出孔18,上部中心设有万向轴下接头20;下密封圈19放置在钻头接头23的台阶上,与下接头17紧贴;下径向轴承21放置在钻头接头23的台阶上,内圈与钻头接头23紧贴,外圈与下接头17紧贴;滑动轴承22放置在钻头接头23的台阶上。0018工作时,钻井液从上接头1流入扭转发生器内,此时,钻井液分为两部分一部分通过放掉总成上的通孔,流入内筒体4,通过螺杆,带动中心轴6旋转,进而通过花键带动驱动轴8旋转;一部分通过内筒体4和外筒体2之间的缝隙,通过叶片5带动内筒体4旋转,进而通过连接轴带动质量环9旋转;由于内筒体4和中心轴6存在速度差,故驱动轴8会与质量环9发生碰撞,碰撞过后,连接轴在质量环9的滑动槽内滑动,此时,驱动轴8与质量环9发生分离。说明书CN104120971A1/5页5图1说明书附图CN104120971A2/5页6图2图3说明书附图CN104120971A3/5页7图4图5说明书附图CN104120971A4/5页8图6说明书附图CN104120971A5/5页9图7说明书附图CN104120971A。