本實(shí)用新型涉及鉆采領(lǐng)域，特別涉及一種鉆具。

背景技術(shù)：

在油氣鉆采領(lǐng)域中，鉆具主要應(yīng)用于鉆孔等鉆進(jìn)作業(yè)中。其中，鉆具可以和鉆桿、鉆頭等連接，鉆桿可以將鉆機(jī)產(chǎn)生的推力傳遞給鉆具，使得鉆具在該推力的作用下帶動(dòng)鉆頭進(jìn)行直線運(yùn)動(dòng)，同時(shí)，鉆頭在馬達(dá)的作用下可以產(chǎn)生扭矩，因此，鉆頭可以在鉆進(jìn)作業(yè)時(shí)一方面進(jìn)行直線運(yùn)動(dòng)，另一方面進(jìn)行轉(zhuǎn)動(dòng)運(yùn)動(dòng)。

在實(shí)現(xiàn)本實(shí)用新型的過(guò)程中，發(fā)明人發(fā)現(xiàn)現(xiàn)有技術(shù)至少存在以下問(wèn)題：

在長(zhǎng)距離鉆進(jìn)作業(yè)中，由于鉆進(jìn)的距離較長(zhǎng)，使得鉆機(jī)產(chǎn)生的推力很可能被鉆桿和已鉆的孔的孔壁間的摩擦力抵消，導(dǎo)致推力通過(guò)鉆桿的傳遞效率降低，從而使得鉆進(jìn)速度較低，影響鉆進(jìn)作業(yè)效率。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

為了解決現(xiàn)有技術(shù)的問(wèn)題，本實(shí)用新型實(shí)施例提供了一種鉆具。所述鉆具包括：上接頭、外殼、第一活塞、第一活塞桿、輸出軸；

所述上接頭與所述外殼連接，所述第一活塞固定于所述外殼內(nèi)部，所述第一活塞中設(shè)置有第一通孔；

所述第一活塞桿的頭段和所述第一活塞桿的尾段之間設(shè)置有第一臺(tái)階，所述第一活塞桿的尾段穿過(guò)所述第一通孔與所述輸出軸的一端連接，所述輸出軸的另一端與鉆頭連接；

其中，所述第一活塞桿在所述頭段的端面受到由所述上接頭流入的泥漿的壓力作用時(shí)能夠帶動(dòng)所述輸出軸運(yùn)動(dòng)，直至所述第一活塞桿的第一臺(tái)階與所述第一活塞接觸為止。

在第一種實(shí)施方式中，所述鉆具還包括第一密封環(huán)和第一擋圈；

所述第一密封環(huán)與所述第一活塞桿的頭段的外壁和所述外殼的內(nèi)壁接觸，所述第一擋圈位于所述第一活塞桿的頭段外側(cè)，并與所述第一密封環(huán)接觸。

在第二種實(shí)施方式中，所述鉆具還包括第一緩沖碟簧；

所述第一緩沖碟簧位于所述第一活塞桿的頭段外側(cè)。

在第三種實(shí)施方式中，所述外殼上設(shè)置有第一出氣通孔；

所述第一出氣通孔，用于在所述第一活塞桿運(yùn)動(dòng)時(shí)，排出所述第一活塞、所述第一活塞桿的尾段、所述第一臺(tái)階和所述外殼形成的空腔中的氣體。

在第四種實(shí)施方式中，所述輸出軸與所述外殼通過(guò)花鍵連接。

在第五種實(shí)施方式中，所述鉆具還包括第二活塞、第二活塞桿和第三活塞桿；

所述第二活塞固定于所述外殼內(nèi)部，所述第二活塞中設(shè)置有第二通孔，所述第二活塞桿的頭段和所述第二活塞桿的尾段之間設(shè)置有第二臺(tái)階，所述第二活塞桿的頭段端面與所述第一活塞桿的尾段端面接觸，所述第二活塞桿的尾段穿過(guò)所述第二通孔，所述第二活塞桿的尾段端面與所述第三活塞桿的頭段端面接觸，所述第三活塞桿與所述輸出軸的一端連接；

其中，所述第二活塞桿能夠在所述第一活塞桿壓力的作用下，帶動(dòng)所述第三活塞桿和所述輸出軸運(yùn)動(dòng)，直至所述第二臺(tái)階與所述第二活塞接觸為止。

在第六種實(shí)施方式中，所述第二活塞桿的頭段端面上設(shè)置有第一泥漿槽；

所述第一泥漿槽，用于使由所述上接頭流向所述第一活塞桿內(nèi)部的泥漿通過(guò)所述第一泥漿槽流出至所述第二活塞桿外部；

其中，所述第二活塞桿能夠在所述第二活塞桿的頭段端面受到由所述第一泥漿槽流出的泥漿的壓力作用時(shí)帶動(dòng)所述第三活塞桿和所述輸出軸運(yùn)動(dòng)，直至所述第二臺(tái)階與所述第二活塞接觸為止。

在第七種實(shí)施方式中，所述第三活塞桿的頭段端面上設(shè)置有第二泥漿槽；

所述第二泥漿槽，用于使由所述上接頭流向所述第一活塞桿內(nèi)部和第二活塞桿內(nèi)部的泥漿通過(guò)所述第二泥漿槽流出至所述第三活塞桿外部；

其中，所述第三活塞桿能夠在所述第三活塞桿的頭段端面受到由所述第二泥漿槽流出的泥漿的壓力作用時(shí)帶動(dòng)所述輸出軸運(yùn)動(dòng)。

在第八種實(shí)施方式中，所述外殼上設(shè)置有第二出氣通孔；

所述第二出氣通孔，用于在所述第二活塞桿運(yùn)動(dòng)時(shí)，排出所述第二活塞、所述第二活塞桿的尾段、所述第二臺(tái)階和所述外殼形成的空腔中的氣體。

在第九種實(shí)施方式中，所述鉆具還包括第二密封環(huán)、第二擋圈、第三密封環(huán)和第三擋圈；

所述第二密封環(huán)與所述第二活塞桿的頭段的外壁和所述外殼的內(nèi)壁接觸，所述第三密封環(huán)與所述第三活塞桿的頭段的外壁和所述外殼的內(nèi)壁接觸；

所述第二擋圈位于所述第二活塞桿的頭段外側(cè)，且與所述第二密封環(huán)接觸，所述第三擋圈位于所述第三活塞桿的頭段外側(cè)，且與所述第三密封環(huán)接觸。

在第十種實(shí)施方式中，所述鉆具還包括第二緩沖碟簧和第三緩沖碟簧；

所述第二緩沖碟簧位于所述第二活塞桿的頭段外側(cè)，所述第三緩沖碟簧位于所述第三活塞桿的頭段外側(cè)。

本實(shí)用新型實(shí)施例提供的技術(shù)方案帶來(lái)的有益效果是：

通過(guò)提供包含第一活塞桿、第一活塞和輸出軸的鉆具，使得第一活塞桿在泥漿壓力的作用下能夠帶動(dòng)輸出軸運(yùn)動(dòng)，從而為與輸出軸連接的鉆頭提供推力，使得在長(zhǎng)距離鉆進(jìn)作業(yè)中，除了鉆機(jī)為鉆頭提供推力外，輸出軸也可為鉆頭提供推力，保證了鉆頭受到的推力，從而保證了鉆進(jìn)速度和鉆進(jìn)作業(yè)效率。

附圖說(shuō)明

為了更清楚地說(shuō)明本實(shí)用新型實(shí)施例中的技術(shù)方案，下面將對(duì)實(shí)施例描述中所需要使用的附圖作簡(jiǎn)單地介紹，顯而易見(jiàn)地，下面描述中的附圖僅僅是本實(shí)用新型的一些實(shí)施例，對(duì)于本領(lǐng)域普通技術(shù)人員來(lái)講，在不付出創(chuàng)造性勞動(dòng)的前提下，還可以根據(jù)這些附圖獲得其他的附圖。

圖1是本實(shí)用新型實(shí)施例提供的鉆具10的頭段的結(jié)構(gòu)示意圖。

圖2是本實(shí)用新型實(shí)施例提供的鉆具10的尾段的結(jié)構(gòu)示意圖。

圖3時(shí)本實(shí)用新型實(shí)施例提供的鉆具與其他設(shè)備的組合示意圖。

具體實(shí)施方式

為使本實(shí)用新型的目的、技術(shù)方案和優(yōu)點(diǎn)更加清楚，下面將結(jié)合附圖對(duì)本實(shí)用新型實(shí)施方式作進(jìn)一步地詳細(xì)描述。

本實(shí)用新型提供了一種鉆具10，如圖1和圖2所示，該鉆具10包括：上接頭11、外殼12、第一活塞13、第一活塞桿14和輸出軸15。

該上接頭11與該外殼12連接，該第一活塞13固定于該外殼12內(nèi)部，該第一活塞13中設(shè)置有第一通孔。該第一活塞桿14的頭段141和該第一活塞桿14的尾段142之間設(shè)置有第一臺(tái)階，該第一活塞桿14的尾段142穿過(guò)該第一通孔與該輸出軸15的一端連接，該輸出軸15的另一端與鉆頭連接。其中，該第一活塞桿14在該頭段141的端面受到由該上接頭11流入的泥漿的壓力作用時(shí)能夠帶動(dòng)該輸出軸15運(yùn)動(dòng)，直至該第一活塞桿14的第一臺(tái)階與該第一活塞13接觸為止。

需要說(shuō)明的是，上接頭11和外殼12通過(guò)螺紋連接，具體地，上接頭11可以設(shè)置有內(nèi)螺紋，外殼12可以設(shè)置有外螺紋，上接頭11和外殼12可以通過(guò)上述內(nèi)螺紋和外螺紋進(jìn)行連接。在本實(shí)用新型的一個(gè)實(shí)施例中，外殼12可以分為兩個(gè)部分，分別為第一外殼121和第二外殼122，該第一外殼121和該第二外殼122可以通過(guò)螺紋連接。在這種情況下，上接頭11和第一外殼121通過(guò)螺紋連接。還需要說(shuō)明的是，如圖1所示，該第一活塞13可以通過(guò)銷(xiāo)釘固定于外殼12的內(nèi)部。

在實(shí)際應(yīng)用中，第一活塞桿14的尾段142可以直接和輸出軸15的一端連接，也可以通過(guò)鉆具10中的其他部件與輸出軸15的一端連接，本實(shí)用新型對(duì)此不做具體限定。如圖3所示，輸出軸15的另一端一般需要通過(guò)馬達(dá)100與鉆頭200連接，其中，馬達(dá)100可以為鉆頭提供扭矩，使鉆頭200在直線運(yùn)動(dòng)的同時(shí)做旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)，在本實(shí)用新型的一個(gè)實(shí)施例中，輸出軸15還需要通過(guò)鉆鋌300與鉆頭200連接，鉆鋌300可以減輕鉆頭200的震動(dòng)、擺動(dòng)，保證鉆頭200平穩(wěn)，同時(shí)鉆具10的上接頭11可以與鉆桿400的一端連接，鉆桿400的另一端與鉆機(jī)連接，鉆桿400可以將鉆機(jī)產(chǎn)生的推力傳遞給鉆頭200。

在實(shí)際應(yīng)用中，鉆具10的上接頭11可以和鉆桿400連接，鉆桿400為中空結(jié)構(gòu)，泥漿可以通過(guò)鉆桿400流至上接頭11內(nèi)，靠近上接頭11的第一活塞桿14的頭段141的端面受到泥漿的壓力作用，使得該頭段141的端面和第一臺(tái)階之間形成壓力差，在該壓力差的作用下，第一活塞桿14可以帶動(dòng)輸出軸15朝向泥漿流動(dòng)的方向(如圖1和圖2所示的x軸方向)運(yùn)動(dòng)，直至第一臺(tái)階與第一活塞13接觸為止。如圖1和圖2所示，第一活塞桿14和輸出軸15均為中空結(jié)構(gòu)，泥漿可以通過(guò)第一活塞桿14和輸出軸15流出鉆具10并流向馬達(dá)100中，使得馬達(dá)100可以在該泥漿的帶動(dòng)下工作。

綜上所述，本實(shí)施例提供的鉆具，通過(guò)設(shè)置第一活塞桿、第一活塞和輸出軸，使得第一活塞桿在泥漿壓力的作用下能夠帶動(dòng)輸出軸運(yùn)動(dòng)，從而為與輸出軸連接的鉆頭提供推力，使得在長(zhǎng)距離鉆進(jìn)作業(yè)中，除了鉆機(jī)為鉆頭提供推力外，輸出軸也可為鉆頭提供推力，保證了鉆頭受到的推力，從而保證了鉆進(jìn)速度和鉆進(jìn)作業(yè)效率。

進(jìn)一步地，該鉆具10還包括第一密封環(huán)16和第一擋圈17。該第一密封環(huán)16與該第一活塞桿14的頭段141的外壁和該外殼12的內(nèi)壁接觸，該第一擋圈17位于該第一活塞桿14的頭段141外側(cè)，并與該第一密封環(huán)16接觸。

在實(shí)際應(yīng)用中，為了保證上述頭段141的端面和第一臺(tái)階之間形成壓力差，需要防止泥漿由第一活塞桿14和外殼12間的空隙流至由第一活塞13、第一活塞桿的尾段142、第一臺(tái)階和外殼12形成的空腔A中。為了達(dá)到這一目的，本實(shí)用新型可以設(shè)置第一密封環(huán)16，第一密封環(huán)16位于第一活塞桿14的頭段141和外殼12之間，用于防止泥漿由第一活塞桿14和外殼12間的空隙流至空腔A中。此外，為了固定第一密封環(huán)16，防止其在第一活塞桿14運(yùn)動(dòng)的過(guò)程中移位，本實(shí)用新型還可以設(shè)置第一擋圈17，該第一擋圈17位于第一活塞桿14的頭段141外側(cè)，并與第一密封環(huán)16接觸。

進(jìn)一步地，該鉆具10還包括第一緩沖碟簧18，該第一緩沖碟簧18位于該第一活塞桿14的頭段141外側(cè)。

實(shí)際應(yīng)用中，在泥漿壓力的作用下，上述頭段141的端面和第一臺(tái)階之間形成壓力差較大，在本實(shí)用新型的一個(gè)實(shí)施例中，該壓力差可以達(dá)到5噸，因此，在泥漿壓力的作用下第一臺(tái)階與第一活塞13接觸時(shí)將會(huì)發(fā)生劇烈碰撞。為了防止第一臺(tái)階與第一活塞13接觸時(shí)的碰撞對(duì)第一活塞桿14和第一活塞13造成損害，本實(shí)用新型還可以設(shè)置第一緩沖碟簧18，該第一緩沖碟簧18可以起到緩沖減震的作用，從而可以對(duì)第一活塞桿14和第一活塞13進(jìn)行保護(hù)。

進(jìn)一步地，該外殼12上設(shè)置有第一出氣通孔123，該第一出氣通孔123，用于在該第一活塞桿14運(yùn)動(dòng)時(shí)，排出該第一活塞13、該第一活塞桿14的尾段142、該第一臺(tái)階和該外殼12形成的空腔A中的氣體。

如圖1所示，在第一活塞桿14運(yùn)動(dòng)的過(guò)程中，空腔A的體積將會(huì)逐漸減小，該空腔A中的氣體也會(huì)受到壓縮。由于壓縮空氣的壓力較大，則上述頭段141的端面和第一臺(tái)階之間形成壓力差將會(huì)減小，導(dǎo)致加在鉆頭200上的推力減小，為了防止這種情況，本實(shí)用新型還可以設(shè)置第一出氣通孔123，以排出上述空腔A中的空氣。

可選地，該輸出軸15與該外殼12通過(guò)花鍵連接。

如圖2所示，外殼12上設(shè)置有花鍵，輸出軸15上也設(shè)置有花鍵，外殼12上的花鍵和輸出軸15上的花鍵配合，外殼12和輸出軸15通過(guò)上述花鍵連接。如上所述，輸出軸15一般通過(guò)馬達(dá)100與鉆頭200連接，該馬達(dá)100為鉆頭200提供扭矩的同時(shí)，也會(huì)為輸出軸15提供扭矩，則輸出軸15需要和外殼12通過(guò)花鍵連接，使得輸出軸15可以相對(duì)于外殼12做旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)。

進(jìn)一步地，該鉆具10還包括第二活塞19、第二活塞桿20和第三活塞桿21。該第二活塞19固定于該外殼12內(nèi)部，該第二活塞19中設(shè)置有第二通孔，該第二活塞桿20的頭段201和該第二活塞桿20的尾段202之間設(shè)置有第二臺(tái)階，該第二活塞桿20的頭段201的端面與該第一活塞桿20的尾段202的端面接觸，該第二活塞桿20的尾段202穿過(guò)該第二通孔，該第二活塞桿20的尾段202的端面與該第三活塞桿21的頭段的端面接觸，該第三活塞桿21與該輸出軸15的一端連接。其中，該第二活塞桿20能夠在該第一活塞桿14壓力的作用下，帶動(dòng)該第三活塞桿21和該輸出軸15運(yùn)動(dòng)，直至該第二臺(tái)階與該第二活塞19接觸為止。

如上所述，第一活塞桿14的尾段142可以直接和輸出軸15的一端連接，也可以通過(guò)鉆具10中的其他部件與輸出軸15的一端連接，在本實(shí)用新型的一個(gè)實(shí)施例中，第一活塞桿14的尾段142可以通過(guò)第二活塞桿20和第三活塞桿21與輸出軸15連接。

如圖2所示，第二活塞19與外殼12的連接方式與第一活塞13同理，第二活塞桿20的結(jié)構(gòu)與第一活塞桿14的結(jié)構(gòu)相同，且，第二活塞桿20與第二活塞的位置關(guān)系與第一活塞桿14和第一活塞13的位置關(guān)系相同，第三活塞桿21和第二活塞桿20及第一活塞桿14相比沒(méi)有設(shè)置臺(tái)階。如圖1和圖2所示，第二活塞桿20和第三活塞桿21為中空結(jié)構(gòu)，泥漿可以由第二活塞桿20和第三活塞桿21的內(nèi)部流至輸出軸15的內(nèi)部。

可選地，該第二活塞桿20的頭段201的端面上設(shè)置有第一泥漿槽，該第一泥漿槽，用于使由該上接頭11流向該第一活塞桿104內(nèi)部的泥漿通過(guò)該第一泥漿槽流出至該第二活塞桿20外部，其中，該第二活塞桿20能夠在該第二活塞桿20的頭段201的端面受到由該第一泥漿槽流出的泥漿的壓力作用時(shí)帶動(dòng)該第三活塞桿21和該輸出軸15運(yùn)動(dòng)，直至該第二臺(tái)階與該第二活塞19接觸為止。

為了進(jìn)一步增加推動(dòng)輸出軸15的推力，本實(shí)用新型可以在第二活塞桿20的頭段201的端面上設(shè)置第一泥漿槽，使得泥漿通過(guò)第一泥漿槽流出至第二活塞桿20外部，以給第二活塞桿20的頭段201的端面施加壓力，使得該頭段201的端面與第二臺(tái)階之間形成壓力差，第二活塞桿20在該壓力差的作用下帶動(dòng)第三活塞桿21和輸出軸15運(yùn)動(dòng)。

可選地，該第三活塞桿21的頭段的端面上設(shè)置有第二泥漿槽，該第二泥漿槽，用于使由該上接頭11流向該第一活塞桿14內(nèi)部和第二活塞桿20內(nèi)部的泥漿通過(guò)該第二泥漿槽流出至該第三活塞桿21外部，其中，該第三活塞桿21能夠在該第三活塞桿21的頭段的端面受到由該第二泥漿槽流出的泥漿的壓力作用時(shí)帶動(dòng)該輸出軸15運(yùn)動(dòng)。

與上述設(shè)置第一泥漿槽的原因及方式同理地，本實(shí)用新型還可以在第三活塞桿21的頭段的端面上設(shè)置上述第二泥漿槽。

可選地，該外殼12上設(shè)置有第二出氣通孔124，該第二出氣通孔124，用于在該第二活塞桿20運(yùn)動(dòng)時(shí)，排出該第二活塞19、該第二活塞桿20的尾段202、該第二臺(tái)階和該外殼12形成的空腔B中的氣體。

與上述設(shè)置第一出氣通孔123的原因及方式同理地，本實(shí)用新型還可以在外殼12上設(shè)置上述第二出氣通孔124。

進(jìn)一步地，該鉆具10還包括第二密封環(huán)22、第二擋圈23、第三密封環(huán)24和第三擋圈25。該第二密封環(huán)22與該第二活塞桿20的頭段201的外壁和該外殼12的內(nèi)壁接觸，該第三密封環(huán)24與該第三活塞桿21的頭段的外壁和該外殼12的內(nèi)壁接觸。該第二擋圈23位于該第二活塞桿20的頭段201外側(cè)，且與該第二密封環(huán)22接觸，該第三擋圈25位于該第三活塞桿21的頭段外側(cè)，且與該第三密封環(huán)24接觸。

與上述設(shè)置第一密封環(huán)16和第一擋圈17的原因及方式同理地，本實(shí)用新型還可以設(shè)置第二密封環(huán)22、第二擋圈23、第三密封環(huán)24和第三擋圈25。

進(jìn)一步地，該鉆具10還包括第二緩沖碟簧26和第三緩沖碟簧27。該第二緩沖碟簧26位于該第二活塞桿20的頭段201外側(cè)，該第三緩沖碟簧27位于該第三活塞桿21的頭段外側(cè)。

與上述設(shè)置第一緩沖碟簧18的原因及方式同理地，本實(shí)用新型還可以設(shè)置第二緩沖碟簧26和第三緩沖碟簧27。

本實(shí)用新型提供的鉆具10可用于鉆進(jìn)作業(yè)，下面，本實(shí)用新型將以圖1和圖2所示的鉆具10為例，對(duì)本實(shí)用新型提供的鉆具10的使用方法做簡(jiǎn)要說(shuō)明，具體地，該使用方法可以為：

將鉆具10的上接頭11與鉆桿400相連，而鉆桿400與鉆機(jī)相連，鉆具10的輸出軸15與馬達(dá)100相連，而馬達(dá)100通過(guò)鉆鋌300與鉆頭200相連。在鉆進(jìn)作業(yè)中，技術(shù)人員啟動(dòng)鉆機(jī)，鉆機(jī)產(chǎn)生的推力通過(guò)鉆桿400傳遞到鉆頭200上，同時(shí)向鉆桿400內(nèi)加入泥漿，使得鉆具10中的第一活塞桿14、第二活塞桿20、第三活塞桿21和輸出軸15向泥漿流動(dòng)的方向運(yùn)動(dòng)，為鉆頭200提供額外的推力。此外，泥漿通過(guò)鉆具10流入馬達(dá)100中，帶動(dòng)馬達(dá)100工作，以為鉆頭200提供扭矩。

綜上所述，本實(shí)施例提供的鉆具，通過(guò)設(shè)置第一活塞桿、第一活塞和輸出軸，使得第一活塞桿在泥漿壓力的作用下能夠帶動(dòng)輸出軸運(yùn)動(dòng)，從而為與輸出軸連接的鉆頭提供推力，使得在長(zhǎng)距離鉆進(jìn)作業(yè)中，除了鉆機(jī)為鉆頭提供推力外，輸出軸也可為鉆頭提供推力，保證了鉆頭受到的推力，從而保證了鉆進(jìn)速度和鉆進(jìn)作業(yè)效率。

以上所述僅為本實(shí)用新型的較佳實(shí)施例，并不用以限制本實(shí)用新型，凡在本實(shí)用新型的精神和原則之內(nèi)，所作的任何修改、等同替換、改進(jìn)等，均應(yīng)包含在本實(shí)用新型的保護(hù)范圍之內(nèi)。