18-承压轴承、19- 一级钻头接头。
【具体实施方式】
[0017]下面结合附图和具体实施例来详细描述本发明。
[0018]实施例1
如图1，一种双级双转速钻井装置包括外壳体1、动力总成2、万向联轴器3、中心轴4、变速换向输入总成6、变速换向转换总成8、变速换向输出总成和二级钻头、一级钻头接头，其中:动力总成2通过万向联轴器3连接在中心轴4的上端，中心轴4上部加工有旁通孔5，一级钻头接头19连接在中心轴4下端，变速换向输入总成6与中心轴4固定连接，变速换向转换总成8通过旋转轴9安装在外壳体I内，变速换向输出总成10与二级钻头16固定连接；变速换向输入总成6与变速换向转换总成8配合，变速换向转换总成8与变速换向输出总成10配合；二级钻头16与外壳体I和中心轴4之间均构成旋转密封配合；。
[0019]实施例2
上述实施例1的基础上还包括:变速换向输入总成6与变速换向转换总成8以及变速换向转换总成8与变速换向输出总成10均为齿槽式配合。
[0020]外壳体I与二级钻头16之间安装承压轴承14，一级钻头接头19与变速换向输出总成10之间安装承压轴承18，一级钻头接头19外壁与二级钻头16内壁均镶嵌有耐磨片，呈交错状排列。
[0021]实施例3
在上述实施例的基础上还包括:在变速换向输出总成10与外壳体I内壁之间设计加工有储油槽11，储油槽11中密封有耐高温高压的润滑油。
[0022]二级钻头16与外壳体I之间、变速换向输出总成10与外壳体I和中心轴4之间、变速换向输入总成6与外壳体I之间分别安装密封装置12、13、17和7，变速换向输出总成10与中心轴4之间安装轴承15。
[0023]变速换向输入总成6、变速换向转换总成8、变速换向输出总成10的齿槽比为多种组合调节结构。
[0024]典型实施例4
动力总成2通过万向联轴器3连接在中心轴4的上端，中心轴4上加工有旁通孔5，变速换向输入总成6与中心轴4固定连接，变速换向转换总成8安装在外壳体I上，变速换向输出总成10与中心轴4之间安装轴承15，并与二级钻头16固定连接，变速换向输入总成6与外壳体I内壁之间安装密封装置7、变速换向输出总成10与外壳体I内壁之间安装密封装置13、二级钻头16与外壳体I外壁之间分别安装密封装置12，变速换向输入总成6与变速换向转换总成8配合，变速换向转换总成8与变速换向输出总成10配合，变速换向输出总成10与外壳体I内壁之间设计加工有储油槽11，二级钻头16与外壳体I之间安装承压轴承14，一级钻头接头19连接在中心轴4下端，一级钻头接头19与变速换向输出总成10安装承压轴承18，一级钻头接头19外壁与二级钻头16内壁均镶嵌有耐磨片。
[0025]上述实施例的装置安装在钻具组合下部，可将常规钻头或特制钻头连接在一级钻头接头上，钻井时，钻井液驱动动力总成转动，动力总成通过万向联轴器驱动中心轴转动，中心轴驱动变速换向输入总成转动，变速换向输入总成驱动变速换向转换总成转动，变速换向转换总成驱动变速换向输出总成转动，变速换向输出总成驱动二级钻头旋转，此时二级钻头的转向与中心轴不同，根据井下实际工况，可设计加工多套变速转换输入总成、变速换向转换总成、变速换向输出总成的组合，从而能够方便快捷的实现二级钻头转速与一级钻头转速相同或不同，满足不同井下环境的破岩要求。钻井液经过动力总成后，经中心轴旁通孔到达一级钻头，并由一级钻头上的水眼喷射，完成清洗井底岩屑、冷却一级、二级钻头等功能，并进入环空上返至地面。
【主权项】
1.一种双级双转速钻井装置，其特征是包括外壳体(I)、动力总成(2)、万向联轴器(3 )、中心轴(4)、变速换向输入总成(6 )、变速换向转换总成(8 )、变速换向输出总成和二级钻头、一级钻头接头，其中:动力总成(2)通过万向联轴器(3)连接在中心轴(4)的上端，中心轴(4)上部加工有旁通孔(5)，一级钻头接头(19)连接在中心轴(4)下端，变速换向输入总成(6 )与中心轴(4)固定连接，变速换向转换总成(8 )通过旋转轴(9 )安装在外壳体(I)内，变速换向输出总成(10)与二级钻头(16)固定连接；变速换向输入总成(6)与变速换向转换总成(8)配合，变速换向转换总成(8)与变速换向输出总成(10)配合；二级钻头(16)与外壳体(I)和中心轴(4)之间均构成旋转密封配合。
2.根据权利要求1所述的双级双转速钻井装置，其特征是:变速换向输入总成(6)与变速换向转换总成(8)以及变速换向转换总成(8)与变速换向输出总成(10)均为齿槽式配口 ο
3.根据权利要求1或2所述的双级双转速钻井装置，其特征是:外壳体(I)与二级钻头(16)之间安装承压轴承(14)，一级钻头接头(19)与变速换向输出总成(10)之间安装承压轴承(18)，一级钻头接头(19)外壁与二级钻头(16)内壁均镶嵌有耐磨片，呈交错状排列。
4.根据权利要求3所述的双级双转速钻井装置，其特征是:在变速换向输出总成(10)与外壳体(I)内壁之间设计加工有储油槽(11)，储油槽(11)中密封有耐高温高压的润滑油。
5.根据权利要求4所述的双级双转速钻井装置，其特征是:二级钻头(16)与外壳体(I)之间、变速换向输出总成(10)与外壳体(I)和中心轴(4)之间、变速换向输入总成(6)与外壳体(I)之间分别安装密封装置(12)、(13)、(17)和(7)，变速换向输出总成(10)与中心轴(4)之间安装轴承(15)。
6.根据权利要求5所述的双级双转速钻井装置，其特征是:变速换向输入总成(6)、变速换向转换总成(8)、变速换向输出总成(10)的齿槽比为多种组合调节结构。
【专利摘要】本发明涉及石油天然气钻井、地质勘探、矿山钻探、煤层气开发等行业领域中的一种双级双转速钻井装置，包括外壳体1、动力总成2、万向联轴器3、中心轴4、变速换向输入总成6、变速换向转换总成8、变速换向输出总成和二级钻头、一级钻头接头。该装置安装在井底钻具组合下部，利用第一级小钻头破岩速率高的特点钻出一个小尺寸导眼，由于岩石部分应力已经释放，从而降低了第二级较大尺寸钻头破岩难度，使井眼整体钻进速度得到提高，并且有利于井斜方位和粘滑振动的控制，对于提高深井、超深井钻井速度，延长钻柱及钻头使用寿命具有重要的实际意义。同时，双级双转速钻井装置还具有结构简单、操作方便、便于安装、安全可靠的优点。
【IPC分类】E21B4-16
【公开号】CN104563860
【申请号】CN201310510843
【发明人】李文飞, 周延军, 夏文安, 耿应春, 牛洪波, 李玄烨, 于丽丽, 于丽萍, 刘晓艳
【申请人】中国石油化工集团公司, 中石化胜利石油工程有限公司钻井工艺研究院
【公开日】2015年4月29日
【申请日】2013年10月27日