一种陀螺效应钻井增速工具的制作方法
【专利摘要】本实用新型涉及石油钻井领域的一种陀螺效应钻井增速工具。该工具主要由上接头、钻铤短节和下接头从上往下顺序用丝扣相连形成工具外壳，工具内部中心陀螺转子的上下端均装有轴承副，两个轴承副分别置于上轴承座和下轴承座内，上下轴承座固定在钻铤短节内的凹环槽内，上轴承座的上端和下轴承座的下端均安置有轴承座端盖，涡轮定子设置在上轴承座下端，并与上轴承座丝扣连接固定，涡轮转子设置在陀螺转子的大经上端，并与陀螺转子丝扣连接固定，上接头的下端和下接头上端均设有密封圈用来与钻铤短节密封。本实用新型陀螺效应钻井增速工具因为不存在振动与往复运动，所以不会出现工具疲劳破坏或泄漏等事故，因此工具自身是很安全的。
【专利说明】一种陀螺效应钻井增速工具
【技术领域】
[0001]本实用新型属于石油钻井领域的一种钻井增速工具，特别是一种钻进过程中增加钻井机械钻速的工具。
【背景技术】
[0002]钻具在钻进过程中，由于地层的岩性不均匀性和钻具旋转的机械特性使钻头在井底并非聚中旋转钻进，而是扫膛和偏摆旋转钻进。这样的结果使钻井机械钻速降低，钻头利用率降低，导致钻井成本增加。为了有效提高钻井机械钻速，人们发明了机械式和液压式振动工具，以增加钻头对岩层的切削力度和频度，来增加机械钻速；同时也有采用弹簧式或液压式减振工具，力图降低钻头跳动所引起的扫膛和偏摆，以提高机械钻速。这类工具由于采用振动与往复运动，工具自身存在机械疲劳和密封失效问题，严重的会引起钻进事故。
【发明内容】
[0003]为了解决【背景技术】存在的不足，本实用新型提供了一种陀螺效应钻井增速工具。本实用新型是根据陀螺近似理论，即当工具内陀螺转子的转速远远大于钻头扫膛和偏摆的转速时，该陀螺转子可视作陀螺，它具有陀螺效应；当钻进过程中，钻头扫膛和偏摆产生的运动力会通过近钻头安装的工具短钻铤经轴承传给陀螺转子，根据陀螺效应，陀螺转子将产生一个反作用力去抵消钻头扫膛和偏摆产生的运动力，使钻头保持聚中和压持状态钻进，这样就能有效提高钻井机械速度。本实用新型陀螺效应钻井增速工具因不存在振动与往复运动，因此工具自身是很安全的。
[0004]本实用新型所采取的技术方案是:一种陀螺效应钻井增速工具，上接头、钻铤短节和下接头从上往下顺序用丝扣相连形成工具外壳，工具内部中心陀螺转子的上下端均装有轴承副，两个轴承副分别置于上轴承座和下轴承座内，上轴承座的外侧上端与垫环相接触，外侧下端与涡轮隔套相接触，它们被钻铤短节的上台阶与上接头下端形成的凹环槽所固定，下轴承座的外侧上端与导引套相接触，外侧下端与垫环相接触，它们被钻铤短节的下台阶与下接头上端形成的凹环槽所固定，上轴承座的上端和下轴承座的下端均安置有轴承座端盖，涡轮定子设置在上轴承座下端，并与上轴承座丝扣连接固定，涡轮转子设置在陀螺转子的大经上端，并与陀螺转子丝扣连接固定，上接头的下端和下接头上端均设有密封圈用来与钻铤短节密封。在钻井作业中，当钻井液流过工具时涡轮转子会将钻井液流动能转换成陀螺转子的高速旋转的转动能，从而产生陀螺效应。其中轴承副是由圆弧滚道球轴承组组合装配而成。另外，当一个工具增速效果不理想时可串联连接两个以上本工具进行钻井施工作业。
[0005]本实用新型的有益效果是:本实用新型由于采用陀螺转子的陀螺效应去抵消钻头扫膛和偏摆产生的运动力，使钻头保持聚中和压持状态钻进，这样就能有效提高钻井机械速度。并且本实用新型陀螺效应钻井增速工具因为不存在振动与往复运动，所以不会出现工具疲劳破坏或泄漏等事故，因此工具自身是很安全的。
【专利附图】
【附图说明】
[0006]下面结合附图和【具体实施方式】对本实用新型作进一步详细说明。
[0007]图1是本实用新型工具的纵向剖面构造图。
[0008]图中1.上接头，2.钻铤短节，3.下接头，4.轴承座端盖，5.上轴承座，6.陀螺转子，7.下轴承座，8.轴承副，9.垫环，10.涡轮隔套，11.涡轮定子，12.涡轮转子，13.密封圈，14.导引套。
【具体实施方式】
[0009]如图1所示，一种陀螺效应钻井增速工具，上接头1、钻铤短节2和下接头3从上往下顺序用丝扣相连形成工具外壳，工具内部中心陀螺转子6的上下端均装有轴承副8，两个轴承副8分别置于上轴承座5和下轴承座7内，上轴承座5的外侧上端与垫环9相接触，夕卜侧下端与涡轮隔套10相接触，它们被钻铤短节2的上台阶与上接头I下端形成的凹槽所固定，下轴承座7的外侧上端与导引套14相接触，外侧下端与垫环9相接触，它们被钻铤短节2的下台阶与下接头3上端形成的凹槽所固定，上轴承座5的上端和下轴承座7的下端均安置有轴承座端盖4，涡轮定子11设置在上轴承座5下端，并与上轴承座5丝扣连接固定，涡轮转子12设置在陀螺转子6的大经上端，并与陀螺转子6丝扣连接固定，上接头I的下端和下接头3上端均设有密封圈13用来与钻铤短节2密封。其中轴承副8是由圆弧滚道球轴承组组合装配而成。另外，当一个工具增速效果不理想时可串联连接两个以上本工具进行钻井施工作业。
【权利要求】
1.一种陀螺效应钻井增速工具，其特征在于:上接头(I)、钻铤短节(2)和下接头(3)从上往下顺序用丝扣相连形成工具外壳，工具内部中心陀螺转子￠)的上下端均装有轴承副(8)，两个轴承副(8)分别置于上轴承座(5)和下轴承座(7)内，上轴承座(5)的外侧上端与垫环(9)相接触，外侧下端与涡轮隔套(10)相接触，它们被钻铤短节(2)的上台阶与上接头(I)下端形成的凹环槽所固定，下轴承座(7)的外侧上端与导引套(14)相接触，外侧下端与垫环(9)相接触，它们被钻铤短节(2)的下台阶与下接头(3)上端形成的凹环槽所固定，上轴承座(5)的上端和下轴承座(7)的下端均安置有轴承座端盖(4)，涡轮定子(11)设置在上轴承座(5)下端，并与上轴承座(5)丝扣连接固定，涡轮转子(12)设置在陀螺转子(6)的大经上端，并与陀螺转子(6)丝扣连接固定，上接头(I)的下端和下接头(3)上端均设有密封圈(13)。
2.按照权利要求1所述的陀螺效应钻井增速工具，其特征在于:轴承副(8)是由圆弧滚道球轴承组组合装配而成。
3.按照权利要求1或2所述的陀螺效应钻井增速工具，其特征在于:当一个陀螺效应钻井增速工具的增速效果不理想时可串联连接两个以上本工具进行钻井施工作业。
【文档编号】E21B7/00GK203925279SQ201420223747
【公开日】2014年11月5日 申请日期:2014年5月4日 优先权日:2014年5月4日
【发明者】冯建宇 申请人:北京六合伟业科技股份有限公司