用于扭力冲击钻井提速工具的分流组件的制作方法

本发明涉及钻井设备技术领域，是一种用于扭力冲击钻井提速工具的分流组件。

背景技术：

随着我国油气资源勘探开发的不断深入，深层油气资源将是今后我国油气资源勘探开发的重点领域。然而，深层油气资源的工程地质条件特殊复杂，油气钻井面临着严峻的技术挑战。深部硬地层的快速钻进难题是制约深层油气资源钻井技术发展的技术关键。pdc钻头是深部硬地层提高钻井速度的重要手段。然而，当pdc钻头在深部硬地层钻进时会存在显著的“粘滑”振动现象，钻头输出扭矩异常波动，无法连续切削地层，显著增大pdc钻头磨损、加速钻头失效，大幅度降低机械钻速。室内实验和现场实践均表明，“粘滑”振动现象是造成深部硬地层钻井效率低下的最重要因素。此外，pdc钻头的“粘滑”振动现象还会加速下部钻井疲劳失效，降低钻井连续性及井身质量。pdc钻头钻深部硬地层时的“粘滑”现象已经成为制约我国深层油气资源勘探与开发的工程技术难题之一。

针对pdc钻头钻深部硬地层时的“粘滑”振动现象，加拿大阿特拉公司研发了扭力冲击钻井提速工具，能够向pdc钻头施加高频的、均匀稳定的周向冲击力矩，使钻头能够连续切削岩石，有效缓解或消除的“粘滑”现象，显著提高机械钻速，已在国内外得到大量应用。国内的中石油西部钻探、西南石油大学、长江大学及中石化胜利油田等相关单位也研发了各种形式的扭力冲击钻井提速工具，部分产品已成功投入现场应用。这些工具虽然提速效果明显，但普遍存在工具核心部件冲蚀严重，工具使用寿命有限，对钻井液要求较高等问题。此外，在堵漏作业时，这些工具均会因堵漏材料堵塞内部流动通道而憋死，无法满足随钻堵漏作业的技术需求。这些问题严重限制了扭力冲击钻井提速工具的大规模推广应用。

技术实现要素：

本发明提供了一种用于扭力冲击钻井提速工具的分流组件，克服了上述现有技术之不足，其能有效解决现有扭力冲击钻井提速工具存在的其核心部件冲蚀严重，工具使用寿命有限，对钻井液要求较高；且在堵漏作业时，这些工具均会因堵漏材料堵塞内部流动通道而憋死，无法满足随钻堵漏作业的技术需求，制约扭力冲击钻井提速工具的大规模推广应用的问题。

本发明的技术方案是通过以下措施来实现的：一种用于扭力冲击钻井提速工具的分流组件，包括引流套体、过滤机构和导流套体，引流套体的外侧包括自上而下依次连接且直径依序减小的上限位环台、连接环台、下限位环台和环形凹槽，引流套体的内孔包括上宽下窄的倒锥台孔段和与倒锥台孔段底端呈平滑过渡状连接的引流直孔段；导流套体的顶面位于上限位环台下方，且导流套体的上端内侧与连接环台固定安装在一起，在导流套体下部内侧设有位于下限位环台下方的内限位环台；在环形凹槽外侧套装有位于导流套体内且能使液体穿过并对液体完成过滤的过滤机构，过滤机构的上下两端分别与下限位环台的底面和内限位环台的顶面抵紧在一起；对应下限位环台所在位置的导流套体侧壁上沿圆周分布有至少一个分流口。

下面是对上述发明技术方案的进一步优化或/和改进：

上述过滤机构可包括内环形肋板、外环形肋板和过滤环带，内环形肋板位于外环形肋板内侧，且两者同轴，在内环形肋板和外环形肋板之间设有将两者连接在一起的过滤环带，在过滤环带上离散分布有过滤通孔；内环形肋板套装在环形凹槽外侧，且其上端抵在下限位环台的底面上，外环形肋板套装在导流套体内，且其下端抵在内限位环台的顶面上。

上述内限位环台的内孔可包括上宽下窄且内轮廓呈碗状的回转体孔段和与回转体孔段底端呈平滑过渡状连接的限位直孔段，限位直孔段的下端内侧设有呈内螺纹孔状的内环槽，回转体孔段的上端最大直径与外环形肋板内径相匹配。

上述回转体孔段的上端最大直径与外环形肋板内径的差值可不大于2mm。

上述内环形肋板和外环形肋板高度可相等，且两者的顶面位于同一水平面上；过滤环带的高度位于内环形肋板的中部。

上述过滤通孔在过滤环带上的分布可由内向外间隔形成三圈过滤孔圈，每圈过滤孔圈均包括30个呈圆周均布的过滤通孔。

上述分流口可为矩形分流槽，对应下限位环台所在位置的导流套体侧壁上沿圆周均布有三个分流口。

本发明结构合理而紧凑，使用方便，其能使钻井液从引流套体的中部内孔通过，还可使钻井液释放量过多或压力过大时，能在经过过滤机构后从分流口排出，从而通过过滤机构实现对钻井液的固液分离，可避免钻井液中的大颗粒固相和堵漏材料通过分流口作用于扭力冲击钻井提速工具中的易引起冲蚀的区域，有效减缓核心部件的冲蚀，提高工具的使用寿命，并使工具能够满足随钻堵漏作业的需要，显著扩展扭力冲击钻井提速工具的应用范围。

附图说明

附图1为本发明最佳实施例的主视半剖视结构示意图。

附图2为附图1的立体剖视结构示意图。

附图中的编码分别为：1为导流套体，2为上限位环台，3为连接环台，4为下限位环台，5为环形凹槽，6为倒锥台孔段，7为引流直孔段，8为内限位环台，9为分流口，10为内环形肋板，11为外环形肋板，12为过滤环带，13为过滤通孔，14为回转体孔段，15为限位直孔段，16为内环槽。

具体实施方式

本发明不受下述实施例的限制，可根据本发明的技术方案与实际情况来确定具体的实施方式。

在本发明中，为了便于描述，各部件的相对位置关系的描述均是根据说明书附图1的布图方式来进行描述的，如：前、后、上、下、左、右等的位置关系是依据说明书附图的布图方向来确定的。

下面结合实施例及附图对本发明作进一步描述：

如附图1、2所示，该用于扭力冲击钻井提速工具的分流组件包括引流套体、过滤机构和导流套体1，引流套体的外侧包括自上而下依次连接且直径依序减小的上限位环台2、连接环台3、下限位环台4和环形凹槽5，引流套体的内孔包括上宽下窄的倒锥台孔段6和与倒锥台孔段6底端呈平滑过渡状连接的引流直孔段7；导流套体1的顶面位于上限位环台2下方，且导流套体1的上端内侧与连接环台3固定安装在一起，在导流套体1下部内侧设有位于下限位环台4下方的内限位环台8；在环形凹槽5外侧套装有位于导流套体1内且能使液体穿过并对液体完成过滤的过滤机构，过滤机构的上下两端分别与下限位环台4的底面和内限位环台8的顶面抵紧在一起；对应下限位环台4所在位置的导流套体1侧壁上沿圆周分布有至少一个分流口9。根据需求，扭力冲击钻井提速工具可采用现有公知技术，其内部应包括芯轴和与芯轴限位安装在一起的扭转冲击机构；在使用时，可将本发明装入扭力冲击钻井提速工具中，使芯轴的上端外侧与导流套体1的下部内侧固定安装在一起，并使本发明座于扭转冲击机构上方；在其使用过程中，钻井液进入扭力冲击钻井提速工具后，其将会从引流套体中部通过，在依次经过倒锥台孔段6、引流直孔段7、导流套体1的内孔后下行，进入芯轴内并作用于扭力冲击机构，从而实现扭力冲击钻井提速作业；当钻井液释放量过多或压力过大时，会有部分钻井液从导流套体1的内孔与环形凹槽5之间作用于过滤机构，并在经过过滤机构的过滤后从分流口9流出；上宽下窄的倒锥台孔段6的设计可对钻井液起到导流作用。本实施例结构合理，使用方便，能使钻井液从其中部内孔通过，还可使钻井液释放量过多或压力过大时，能在经过过滤机构后从分流口9排出，从而通过过滤机构实现对钻井液的固液分离，可避免钻井液中的大颗粒固相和堵漏材料通过分流口9作用于扭力冲击钻井提速工具中的易引起冲蚀的区域，有效减缓核心部件的冲蚀，提高工具的使用寿命，并使工具能够满足随钻堵漏作业的需要，显著扩展扭力冲击钻井提速工具的应用范围。

可根据实际需要，对上述用于扭力冲击钻井提速工具的分流组件作进一步优化或/和改进：

如附图1、2所示，过滤机构包括内环形肋板10、外环形肋板11和过滤环带12，内环形肋板10位于外环形肋板11内侧，且两者同轴，在内环形肋板10和外环形肋板11之间设有将两者连接在一起的过滤环带12，在过滤环带12上离散分布有过滤通孔13；内环形肋板10套装在环形凹槽5外侧，且其上端抵在下限位环台4的底面上，外环形肋板11套装在导流套体1内，且其下端抵在内限位环台8的顶面上。根据需求，过滤通孔13的直径应以能过滤掉钻井液中大颗粒的固相颗粒为准。由此可使钻井液能从过滤通孔13处穿过过滤机构，且对钻井液中大颗粒的固相颗粒实现过滤。

如附图1、2所示，内限位环台8的内孔包括上宽下窄且内轮廓呈碗状的回转体孔段14和与回转体孔段14底端呈平滑过渡状连接的限位直孔段15，限位直孔段15的下端内侧设有呈内螺纹孔状的内环槽16，回转体孔段14的上端最大直径与外环形肋板11内径相匹配。由此回转体孔段14可对钻井液的流动起到导向作用，使其顺利作用于过滤机构处；通过内螺纹孔状的内环槽16的设置可使位于扭力冲击钻井提速工具内芯轴的连接更加方便省力，使芯轴的上端外侧与内环槽16可通过螺纹连接直接固定在一起，另外内环槽16还可对芯轴的顶面位置起到限位作用。

如附图1、2所示，回转体孔段14的上端最大直径与外环形肋板11内径的差值不大于2mm。这样可便于钻井液通过回转体孔段14进入过滤环带12处。

如附图1、2所示，内环形肋板10和外环形肋板11高度相等，且两者的顶面位于同一水平面上；过滤环带12的高度位于内环形肋板10的中部。这样可增强过滤机构的过滤效果。

如附图1、2所示，过滤通孔13在过滤环带12上的分布由内向外间隔形成三圈过滤孔圈，每圈过滤孔圈均包括30个呈圆周均布的过滤通孔13。这样可使过滤机构具有良好的过滤效果。根据需求，过滤通孔13的分布还可采用其它现有公知技术。

如附图1、2所示，分流口9为矩形分流槽，对应下限位环台4所在位置的导流套体1侧壁上沿圆周均布有三个分流口9。由此可便于钻井液能均匀的从分流口9涌出。根据需求，分流口9还可采用其它现有公知技术。

以上技术特征构成了本发明的最佳实施例，其具有较强的适应性和最佳实施效果，可根据实际需要增减非必要的技术特征，来满足不同情况的需求。