螺桿驅(qū)動凹凸式振動沖擊鉆具的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本實用新型涉及一種螺桿驅(qū)動凹凸式振動沖擊鉆具，屬于石油天然氣開采領(lǐng)域。
【背景技術(shù)】
[0002]旋轉(zhuǎn)沖擊鉆井是在普通回旋鉆井的基礎(chǔ)上，增加一個沖擊器使其產(chǎn)生沖擊作用，并通過鉆頭把周期性沖擊載荷傳遞到地層上，以實現(xiàn)沖擊載荷與靜壓旋轉(zhuǎn)的聯(lián)合作用來破碎巖石，從而提高鉆井速度。國內(nèi)外對旋轉(zhuǎn)沖擊鉆井技術(shù)進(jìn)行了一定的研宄，并取得了一定的成果，研制出一系列的旋轉(zhuǎn)沖擊鉆具，但結(jié)構(gòu)比較復(fù)雜，壽命有限，在很大程度上制約了旋轉(zhuǎn)沖擊鉆具的推廣及應(yīng)用。
【實用新型內(nèi)容】
[0003]本實用新型旨在解決上述問題，提供一種可靠性較高、能夠適應(yīng)井下惡劣環(huán)境、壽命較長、鉆井速度快的螺桿驅(qū)動凹凸式振動沖擊鉆具，其采用的技術(shù)方案如下:
[0004]螺桿驅(qū)動凹凸式振動沖擊鉆具，主要由下支撐、防滑墊片、滑動軸承總成、殼體、組合密封圈、普通平鍵、內(nèi)螺旋座、外螺旋座、頂部外螺旋座、特制鍵、上支撐、螺塞、防掉螺母、芯軸、螺桿馬達(dá)組成；所述的上支撐與下支撐之間設(shè)有內(nèi)螺旋座、外螺旋座和頂部外螺旋座，內(nèi)螺旋座、外螺旋座和頂部外螺旋座之間的接觸面有三段螺旋斜面，每兩段螺旋斜面之間都有一段低凹平面，并且內(nèi)螺旋座螺旋面向上，外螺旋座螺旋面向下；所述的內(nèi)螺旋座通過普通平鍵與芯軸連接；所述的外螺旋座上端通過特制鍵與殼體連接；所述的螺桿馬達(dá)轉(zhuǎn)子的內(nèi)花鍵與芯軸上部的外花鍵配合；所述的螺桿馬達(dá)定子與殼體上部螺紋連接，將定子固定在殼體上；所述的防掉螺母安裝在芯軸中上部，防止在起下鉆過程中芯軸掉入井中。
[0005]所述的上支撐安裝在芯軸中部，其中部臺階面與殼體內(nèi)中部臺階面接觸，在其外圓柱面上加工有環(huán)形溝槽，并與殼體的NPT螺紋孔相對應(yīng)；所述的螺塞尾部插入環(huán)形溝槽內(nèi)，確保上支撐不會受鉆井液的影響而上下移動；所述的內(nèi)螺旋座底端面與芯軸中下部臺階面接觸；所述的下支撐安裝在殼體底部，用來扶正芯軸；所述的滑動軸承總成由軸套、內(nèi)外YG8硬質(zhì)合金滑動面組成，用于提高支撐面的壽命；所述的防滑墊片上端加工有兩凸塊，可嵌入到殼體下端的凹槽中，外端加工有兩凸出薄片，可彎曲嵌入到下支撐側(cè)面的溝槽中；所述的芯軸內(nèi)部設(shè)有中空流道，下部加工有API標(biāo)準(zhǔn)的連接螺紋，用以連接鉆頭。
[0006]本實用新型的有益效果是:螺旋起振機(jī)構(gòu)結(jié)構(gòu)簡單、性能穩(wěn)定、加工方便、工作可靠，鉆具整體使用壽命較長、強(qiáng)度高、能夠適應(yīng)井下的惡劣環(huán)境。
【附圖說明】
[0007]圖1:本實用新型螺桿驅(qū)動凹凸式振動沖擊鉆具的結(jié)構(gòu)原理圖；
[0008]圖2:本實用新型螺桿驅(qū)動凹凸式振動沖擊鉆具螺旋座的結(jié)構(gòu)示意圖。
[0009]符號說明:
[0010]1.下支撐，2.防滑墊片，3.滑動軸承總成，4.殼體，5.組合密封圈，6.普通平鍵，7.內(nèi)螺旋座，8.外螺旋座，9.頂部外螺旋座，10.特制鍵，11.上支撐，12.螺塞，13.滑動軸承總成，14.防掉螺母，15.芯軸，16.螺桿馬達(dá)。
【具體實施方式】
[0011]下面結(jié)合附圖和實例對本實用新型作進(jìn)一步說明:
[0012]如圖1-2所示，本實用新型螺桿驅(qū)動凹凸式振動沖擊鉆具，主要由下支撐(1)、防滑墊片(2)、滑動軸承總成(3)、殼體(4)、組合密封圈(5)、普通平鍵(6)、內(nèi)螺旋座(7)、外螺旋座(8)、頂部外螺旋座(9)、特制鍵(10)、上支撐(11)、螺塞(12)、滑動軸承總成(13)、防掉螺母(14)、芯軸(15)、螺桿馬達(dá)(16)組成；所述的上支撐(11)與下支撐⑴之間設(shè)有內(nèi)螺旋座(7)、外螺旋座(8)和頂部外螺旋座(9)，內(nèi)螺旋座(7)、外螺旋座(8)和頂部外螺旋座(9)之間的接觸面有三段螺旋斜面，每兩段螺旋斜面之間都有一段低凹平面，并且內(nèi)螺旋座(7)螺旋面向上，外螺旋座(8)螺旋面向下；所述的內(nèi)螺旋座(7)通過普通平鍵(6)與芯軸(15)連接；所述的外螺旋座(8)上端通過特制鍵(10)與殼體(4)連接；所述的螺桿馬達(dá)(16)轉(zhuǎn)子的內(nèi)花鍵與芯軸(15)上部的外花鍵配合；所述的螺桿馬達(dá)(16)定子與殼體
(4)上部螺紋連接，將定子固定在殼體(4)上；所述的防掉螺母(14)安裝在芯軸(15)中上部，防止在起下鉆過程中芯軸(15)掉入井中。
[0013]所述的上支撐(11)安裝在芯軸(15)中部，其中部臺階面與殼體(4)內(nèi)中部臺階面接觸，在其外圓柱面上加工有環(huán)形溝槽，并與殼體(4)的NPT螺紋孔相對應(yīng)；所述的螺塞
(12)尾部插入環(huán)形溝槽內(nèi)，確保上支撐(11)不會受鉆井液的影響而上下移動；所述的內(nèi)螺旋座(7)底端面與芯軸(15)中下部臺階面接觸；所述的下支撐(I)安裝在殼體(4)底部，用來扶正芯軸(15);所述的防滑墊片(2)上端加工有兩凸塊，可嵌入到殼體(4)下端的凹槽中，外端加工有兩凸出薄片，可彎曲嵌入到下支撐(I)側(cè)面的溝槽中；所述的芯軸(15)內(nèi)部設(shè)有中空流道，下部加工有API標(biāo)準(zhǔn)的連接螺紋，用以連接鉆頭。
[0014]本實用新型在工作時，螺桿馬達(dá)(16)作為井下動力源，其轉(zhuǎn)子發(fā)生轉(zhuǎn)動，并通過矩形花鍵連接帶動芯軸(15)旋轉(zhuǎn)，芯軸(15)通過與內(nèi)螺旋座(7)的普通平鍵(6)帶動內(nèi)螺旋座(7)旋轉(zhuǎn)，再通過內(nèi)螺旋座(7)、外螺旋座(8)和頂部外螺旋座(9)螺旋面間的相互作用，將內(nèi)螺旋座(X)的旋轉(zhuǎn)運動轉(zhuǎn)化為外螺旋座(8)和頂部外螺旋座(9)的軸向往復(fù)運動。在外螺旋座(8)和頂部外螺旋座(9)軸向往復(fù)運動的下降階段，與外螺旋座(8)和頂部外螺旋座(9)相連的鉆具殼體及其上部鉆桿，在自身重力的作用下，向下沖擊內(nèi)螺旋座
(7)，再由芯軸(15)將動力傳至下面連接的鉆頭，從而實現(xiàn)振動沖擊鉆井的目的，同時提高了鉆速。
【主權(quán)項】
1.螺桿驅(qū)動凹凸式振動沖擊鉆具，其特征在于:主要由下支撐(I)、防滑墊片(2)、滑動軸承總成(3)、殼體(4)、組合密封圈(5)、普通平鍵￠)、內(nèi)螺旋座(7)、外螺旋座(8)、頂部外螺旋座(9)、特制鍵(10)、上支撐(11)、螺塞(12)、滑動軸承總成(13)、防掉螺母(14)、芯軸(15)、螺桿馬達(dá)(16)組成；所述的上支撐(11)與下支撐⑴之間設(shè)有內(nèi)螺旋座(7)、外螺旋座(8)和頂部外螺旋座(9)，內(nèi)螺旋座(7)、外螺旋座(8)和頂部外螺旋座(9)之間的接觸面有三段螺旋斜面，每兩段螺旋斜面之間都有一段低凹平面，并且內(nèi)螺旋座(7)螺旋面向上，外螺旋座(8)螺旋面向下；所述的內(nèi)螺旋座(7)通過普通平鍵(6)與芯軸(15)連接；所述的外螺旋座⑶上端通過特制鍵(10)與殼體(4)連接；所述的螺桿馬達(dá)(16)轉(zhuǎn)子的內(nèi)花鍵與芯軸(15)上部的外花鍵配合；所述的螺桿馬達(dá)(16)定子與殼體(4)上部螺紋連接，將定子固定在殼體(4)上；所述的防掉螺母(14)安裝在芯軸(15)中上部。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的螺桿驅(qū)動凹凸式振動沖擊鉆具，其特征在于:所述的上支撐(11)安裝在芯軸(15)中部，其中部臺階面與殼體(4)內(nèi)中部臺階面接觸，在其外圓柱面上加工有環(huán)形溝槽，并與殼體(4)的NPT螺紋孔相對應(yīng)；所述的螺塞(12)尾部插入環(huán)形溝槽內(nèi)；所述的內(nèi)螺旋座(7)底端面與芯軸(15)中下部臺階面接觸；所述的下支撐(I)安裝在殼體⑷底部；所述的滑動軸承總成由軸套、內(nèi)外YG8硬質(zhì)合金滑動面組成；所述的防滑墊片(2)上端加工有兩凸塊，可嵌入到殼體(4)下端的凹槽中，外端加工有兩凸出薄片，可彎曲嵌入到下支撐(I)側(cè)面的溝槽中；所述的芯軸(15)內(nèi)部設(shè)有中空流道，下部加工有API標(biāo)準(zhǔn)的連接螺紋。
【專利摘要】本實用新型涉及一種螺桿驅(qū)動凹凸式振動沖擊鉆具，屬于石油天然氣開采領(lǐng)域。主要由下支撐、防滑墊片、滑動軸承總成、殼體、組合密封圈、普通平鍵、內(nèi)螺旋座、外螺旋座、頂部外螺旋座、特制鍵、上支撐、螺塞、防掉螺母、芯軸、螺桿馬達(dá)組成；所述的螺桿馬達(dá)轉(zhuǎn)子的內(nèi)花鍵與芯軸上部的外花鍵配合；工作時，螺桿馬達(dá)通過矩形花鍵連接帶動芯軸旋轉(zhuǎn)，芯軸通過普通平鍵連接帶動內(nèi)螺旋座旋轉(zhuǎn)，再通過內(nèi)外螺旋座之間螺旋斜面相互作用使外螺旋座做軸向往復(fù)運動，對鉆頭產(chǎn)生沖擊和下壓作用，從而實現(xiàn)振動沖擊鉆井的目的。有益效果：螺旋起振機(jī)構(gòu)結(jié)構(gòu)簡單、性能穩(wěn)定、加工方便、工作可靠，鉆具整體使用壽命較長、強(qiáng)度高、能夠適應(yīng)井下的惡劣環(huán)境。
【IPC分類】E21B7/24, E21B28/00
【公開號】CN204627412
【申請?zhí)枴緾N201520107617
【發(fā)明人】趙軍友, 趙路豪, 傅建偉, 徐依吉, 郭公浦, 蘭凱
【申請人】中國石油大學(xué)(華東)
【公開日】2015年9月9日
【申請日】2015年2月10日