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一种提供单向冲击的扭转发生器.pdf

  • 上传人:奻奴
  • 文档编号:51868
  • 上传时间:2018-01-20
  • 格式:PDF
  • 页数:9
  • 大小:849.22KB
  • 摘要
    申请专利号:

    CN201410300002.2

    申请日:

    2014.06.27

    公开号:

    CN104120971A

    公开日:

    2014.10.29

    当前法律状态:

    终止

    有效性:

    无权

    法律详情:

    未缴年费专利权终止 IPC(主分类):E21B 4/02申请日:20140627授权公告日:20160120终止日期:20160627|||授权|||实质审查的生效IPC(主分类):E21B 4/02申请日:20140627|||公开

    IPC分类号:

    E21B4/02

    主分类号:

    E21B4/02

    申请人:

    西南石油大学

    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

    地址:

    610500 四川省成都市新都区新都大道8号

    优先权:

    专利代理机构:

    代理人:

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    内容摘要

    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。

    权利要求书

    1.  一种提供单向冲击的扭转发生器,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。

    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)。

    说明书

    一种提供单向冲击的扭转发生器
    技术领域
    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
    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。
    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
    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。
    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、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。
    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,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。
    附图说明
    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
    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。
    图2为图1中的A-A截面图
    图3为图1中的B-B截面图
    图4为图1中的C-C截面图
    图5为图1中的D-D截面图
    图6为图1中的E-E截面图
    图中:24.驱动轴
    图7为图1中的F-F截面图
    具体实施方式
    下面结合附图对本发明做进一步的详细说明。
    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。
    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。

    关 键  词:
    一种 提供 单向 冲击 扭转 发生器
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