连续钻进器的制造方法_2

文档序号:9542919阅读:来源:国知局
,所述主轴100的外壁上设置有多个键槽120,多个键槽120沿所述主轴100的圆周方向间隔设置且每个键槽120的长度方向均与主轴100的长度方向相同,所述键槽120内设置有与所述花键槽120匹配的滑动键200,所述壳体400的内壁上还设置有环形凸台,所述主轴100的外壁上还设置有防掉螺母500,所述防掉螺母500的外径大于所述第一滑动套300的内径,所述主轴100上套设有由多个碟形弹簧叠加而成的第一碟簧组合柱,所述第一碟簧组合柱的顶端抵住环形凸台,底端抵住防掉螺母500,所述主轴100的内部设置有用于供钻井液流通的通孔110,所述通孔110的长度方向与所述主轴100的长度方向相同。
[0041]其中,所述壳体400整体呈圆柱管状,其内孔呈台阶状,所述主轴100的主体结构位于所述壳体400内;所述壳体400的内壁底部设置有内螺纹,所述第一滑动套300的外壁上设置有与上述内螺纹匹配的外螺纹;所述花键槽120包括多个沿所述花键孔圆周方向均匀间隔设置的通槽;所述滑动件为平键,其与所述花键槽120间隙配合,以保证滑动的流畅性;所述环形凸台一体成型于所述壳体400内壁的上部;所述主轴100上设置有外螺纹,所述防掉螺丝的内孔为阶梯孔,包括大孔段和小孔段,所述大孔段上设置有与上述外螺纹匹配的内螺纹;所述防掉螺母500的外径大于所述第一滑动套300的内径,以便使防掉螺母500的底部抵住第一滑动套300,从而形成本连续钻进器的下防掉结构;所述通孔110为圆柱孔且贯穿整根主轴100。
[0042]本实施例中,所述主轴100为阶梯轴,包括从下到上依次设置的第一轴体130、第二轴体140以及第三轴体150,所述第一轴体130和第二轴体140均呈圆柱形,多个键槽120设置于所述第一轴体130的外壁上,所述防掉螺母500螺纹连接于所述第二轴体140上,所述第三轴体150为六方柱体结构,所述第一碟簧组合柱套设于所述第三轴体150上。
[0043]其中,所述第一轴体130的底部连接有底部轴体,第三轴体150的顶部设置有顶部轴体;所述底部轴体、第一轴体130、第二轴体140、第三轴体150以及顶部轴体一体成型且直径大小依次减小。
[0044]这样设置主轴100的目的在于其具有结构简单,加工容易,装配方便的特点。
[0045]本实施例中,所述第一碟簧组合柱包括两个挡圈620和若干储能碟形弹簧600,两个挡圈620 —个抵住环形凸台,另一个抵住防掉螺母500,若干储能碟形弹簧600两两相扣且叠合于两个挡圈620之间。
[0046]其中,两个挡圈620和若干储能碟形弹簧600的内孔与采用六方柱体结构的第三轴体150匹配,以保证装配的稳定性;两个挡圈620向外的端面上均布有若干道径向槽,以便钻井液在壳体400内的流通,而向里的端面则为平面,以便稳定地抵住第一碟簧组合柱;多对两两相扣的储能碟形弹簧600沿所述主轴100的长度方向连续设置从而呈柱状;所述“两两相扣”的含义是两个碟形弹簧的外边缘相互接触且共同形成环形的缓冲腔,所述缓冲腔被主轴100穿过。
[0047]这样设置第一碟簧组合柱的目的在于其结构简单,组装方便,可以通过压缩和释放弹性能来加深钻头的连续钻进深度和延长钻压作用距离。
[0048]本实施例中,所述第一碟簧组合柱还包括若干加强碟形弹簧610,若干加强碟形弹簧610两两相扣并叠合于抵住环形凸台的挡圈620和靠近环形凸台的储能碟形弹簧600之间,所述加强碟形弹簧610的厚度大于储能碟形弹簧600,所述加强碟形弹簧610的数量小于储能碟形弹簧600。
[0049]其中,所述若干加强碟形弹簧610的设置方式与若干储能碟形弹簧600相同;位于最高处的加强碟形弹簧610抵住靠近环形凸台的挡圈620,位于最低处的加强碟形弹簧610抵住位于最高处的储能碟形弹簧600。
[0050]设置加强碟形弹簧610的目的在于在钻压超过许用工作钻压后起过载保护作用,因此,储能碟形弹簧600的数量大于加强碟形弹簧610的数量,但是厚度小于加强碟形弹簧610的厚度。
[0051]本实施例中,所述主轴100的顶部螺纹连接有第二滑动套800,所述主轴100上还套设有第二碟簧组合柱,所述第二碟簧组合柱的顶端抵住第二滑动套800,底端抵住环形凸台。
[0052]其中,所述顶部轴体的外壁上设置有外螺纹,所述第二滑动套800的内孔底部设置有与上述外螺纹匹配的内螺纹;所述第二碟簧组合柱的构成与所述第一碟簧组合柱相似,也包括两个挡圈620、若干储能碟形弹簧600、若干加强碟形弹簧610,只是储能碟形弹簧600和加强碟形弹簧610的数量较少;两个挡圈620向外的端面上也设置有径向槽,以便主轴100在壳体400内伸缩时,壳体400内外的钻井液能够流通。
[0053]设置第二碟簧组合柱的目的在于作为本连续钻进器在开栗、空载时主轴100和壳体400之间的缓冲部件,并与第一碟簧组合柱配合实现钻头与井底之间的缓冲。
[0054]本实施例中,所述第二滑动套800内设置有与所述主轴100的通孔110连通的穿孔,所述穿孔内壁的顶部设置有安装孔,所述安装孔的孔径大于所述穿孔,所述安装孔内设置有圆环状的助压调节套850和用于固定助压调节套850的压帽,所述壳体400的顶部螺纹连接有接头900,所述接头900内设置有与所述第二滑动套800匹配的安装腔,所述第二滑动套800、助压调节套850以及接头900共同构成连续钻进器的液力助压装置。
[0055]其中,所述第二滑动套800的外壁和内壁均呈台阶状,包括下部的大直径外圆和上部的小直径外圆;所述穿孔的形状大小与通孔110相同,且位置与通孔110正对,从而保证钻井液的无碍流通;所述助压调节套850内孔的顶端和底端均采用圆弧过渡,以便钻井液的通过;所述压帽为带有外螺纹的中空柱体,所述安装孔内壁的上部设置有与上述外螺纹匹配的内螺纹,向下旋拧压帽即可紧固助压调节套850。
[0056]设置助压调节套850的目的在于使得钻井液在其两端形成压差,并在第二滑动套800的小直径外圆一端端面形成持续性的液压力,该液压力由主轴100传递到钻头上,起到辅助延长钻头对井底地层钻压力的有效作用距离的作用。
[0057]本实施例中,所述第二滑动套800的外壁上套设有两个密封圈,两个密封圈分别设置于第二滑动套800的顶部和底部。
[0058]其中,所述第二滑动套800的外壁上设置有环形的密封槽,所述密封圈为0型密封圈并套设于所述密封槽内。
[0059]设置密封圈的目的在于对第二滑动套800的外壁和安装腔的内壁之间的间隙进行密封。
[0060]本实施例中,所述壳体400侧壁对应环形凸台的部位设置有多个供钻井液进入壳体400的流通孔110,多个流通孔110的轴线方向垂直于壳体400的轴线方向,所述壳体400内腔对应流通孔110的部位设置有用于过滤进入壳体400的钻井液的过滤器700。
[0061]设置流通孔110的目的在于使得壳体400内外的钻井液可以循环流通,从而提高钻井液的冷却和润滑效果;设置过滤器700的目的在于取出浸入壳体400内的钻井液中的杂质,有效防止杂质进入壳体400而对内部结构产生破坏。
[0062]本实施例中,所述过滤器700包括骨架710、过滤网720以及钢丝730,所述骨架710为圆环体,所述圆环体的外壁中部设置有环形槽,所述圆环体侧壁对应环形槽的部位设置有多个连通孔110,多个连通孔110与多个流通孔110 —一对应,所述过滤网720缠绕于所述环形槽内并由所述钢丝730捆绑固定。
[0063]这样设置过滤器700的目的在于其结构简单,制作方便,可以有效实现钻井液的过滤。
[0064]本实施例中,为了提高所述连续钻进器的工作寿命,所述第一滑动套300内孔及与该内孔配合处的所述主轴100的外圆表面、所述滑动键200表面、所述第二滑动套800与接头900配合轴内孔表面、所述主轴100上作为两个碟簧组合柱导柱的第三轴体150的外表面、所述助压调节套850内孔表面均采用表面硬化的工艺方法进行处理。
[0065]本技术方案提供的连续钻进器的工作原理是:当送钻时,在钻压力作用下,所述第一碟簧组合柱被压缩并蓄储弹性能,所述主轴100将随之缩入所述主轴100壳体400中一部分,当一次送钻完成后,被压缩的第一碟簧组合柱开始释放弹性能,并迫使缩入壳体400中的一部分主轴100从壳体400中伸出,此过程中,作用于所述第二滑动套800上端的液压力始终保持着对钻头的助压作用,因为助压调节套850两端的压差变化很小,使得作用于第二滑动套800上端的液压力基本保持恒定,碟形弹簧的弹性力和钻井液的液压力共同作用为钻头提供了有效的钻压力,使主轴100从壳体400中的伸出的同时钻头的连续钻进深度得以加深,合理有效的解决了以往钻井中钻压有效作用距离短、钻头连续钻进行程短的难题。另外,由于单次送钻后钻头的连续钻井深度被
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