液力抗冲击螺杆钻具的制作方法
【专利摘要】本发明公开了一种液力抗冲击螺杆钻具，包括传动轴，所述传动轴的内部轴向开设有通液孔，所述传动轴外匹配套设有上限位套管，所述上限位套管连接有通过花键套设在所述传动轴外的轴端套筒，所述轴端套筒的下方设有紧密套设在所述传动轴外的密封套管和弹性缓冲套圈，所述弹性缓冲套圈的外周侧一体连接有套装在所述下限位套管外的弹性外周边套，所述轴端套筒的下端匹配连接有缓冲套管，所述缓冲套管的上部轴向开设有液力缓冲腔。本发明采用液体缓冲传导的形式，能够有效减轻或消除跳钻和冲击震动，保护作用始终动态存在，减少了钻具、钻头的损坏，保护了钻铤的联接和井壁的完好，提高了钻具的整体使用寿命，并且增加了钻井的安全性。
【专利说明】液力抗冲击螺杆钻具
【技术领域】
[0001]本发明涉及一种钻井设备，尤其涉及一种螺杆钻具。
【背景技术】
[0002]钻井中钻具和钻头在大钻压下，通过钻具输出大的转矩的情况下进行钻进，特别是牙轮钻头是靠牙轮齿不断压碎岩石来进行钻进，在碳石受压力破碎的瞬间就产生了震动和冲击。在砾石层或硬度大并具稳固较差的底层中往往表现的尤为突出，甚至出现跳钻现象。如果出现跳钻会产生共振作用，能使数千米的钻杆钻具一起跳动，对钻杆、钻具、钻头破坏力极大。震动会对井壁造成较大的破坏力，会发生坍塌掉块，大量掉块的聚积会产生卡钻等井下事故。
[0003]如图4所示，现有螺杆钻具承主要通过串轴承承受钻进压力，串轴承由内钢圈81、外钢圈82和钢球83组成，在工作中钢球在内钢圈81和外钢圈82的轨道中滚动，钢球83与内钢圈81、外钢圈82点线接触。钢球83在内钢圈81、外钢圈82上下相互作用下工作，承受着较大的压力和剪切力。工作中受到的冲击破坏，大大影响了使用寿命。万向节受冲击损害同样较大，冲击容易导致花瓣和钢球的损坏，减少了正常使用寿命。钻具的各个连接扣也容易因为冲击震动发生松动和开扣，发生落井事故。
【发明内容】
[0004]本发明所要解决的技术问题是提供一种用于在钻进过程中减轻或消除跳钻和冲击震动，减少钻具、钻头的损坏，保护钻铤的联接和井壁的完好，提高钻具的整体使用寿命，增加钻井安全性，提高钻井速度的液力抗冲击螺杆钻具。
[0005]为解决上述技术问题，本发明的技术方案是:液力抗冲击螺杆钻具，包括传动轴，所述传动轴的内部轴向开设有通液孔，所述传动轴外匹配套设有上限位套管，所述上限位套管连接有通过花键套设在所述传动轴外的轴端套筒，所述轴端套筒的下方设有紧密套设在所述传动轴外的密封套管和弹性缓冲套圈，所述弹性缓冲套圈的下方设有固定套装在所述传动轴下端口处的下限位套管，所述弹性缓冲套圈的外周侧一体连接有套装在所述下限位套管外的弹性外周边套，所述轴端套筒的下端匹配连接有紧密套设在所述密封套管、所述弹性缓冲套圈和弹性外周边套外的缓冲套管，所述缓冲套管的上部轴向开设有液力缓冲腔，所述弹性外周边套的外周侧与所述液力缓冲腔的内壁紧密配合，所述液力缓冲腔连接有连通至所述缓冲套管下端口的出液口。
[0006]作为优选的技术方案，所述上限位套管设有上限位凸肩，所述轴端套筒的上端套装在所述上限位套管外后抵靠在所述上限位凸肩上。
[0007]作为对上述技术方案的改进，所述轴端套筒包括上轴端套筒和下轴端套筒，所述下轴端套筒的上端套设在所述上轴端套筒下端内部，所述下轴端套筒的下部设有下套筒凸肩，所述缓冲套管的上端螺纹配合套设在所述下轴端套筒外后向上抵靠在所述下套筒凸肩上。
[0008]作为对上述技术方案的进一步改进，所述密封套管的外周侧套有若干弹性密封圈。
[0009]作为对上述技术方案的更进一步改进，所述下限位套管的上部设有下限位凸肩，所述下限位凸肩的上端部与所述弹性缓冲套圈的下端部连接，所述下限位套管的下部与所述弹性外周边套之间间隔设置。
[0010]作为对上述技术方案的特别进一步改进，所述弹性外周边套的下端口的内径由上至下逐渐增大；所述下限位套管的下端口的外径由上至下逐渐减小。
[0011]作为对上述技术方案的特别进一步改进，所述弹性外周边套的下端面位于所述下限位套管的下端面以下。
[0012]作为对上述技术方案的尤其进一步改进，所述下限位套管内设有下缓冲内圈，所述下缓冲内圈的内径小于所述通液孔的直径，所述下缓冲内圈的外径大于所述通液孔的直径。
[0013]由于采用了上述技术方案，液力抗冲击螺杆钻具，包括传动轴，所述传动轴的内部轴向开设有通液孔，所述传动轴外匹配套设有上限位套管，所述上限位套管连接有通过花键套设在所述传动轴外的轴端套筒，所述轴端套筒的下方设有紧密套设在所述传动轴外的密封套管和弹性缓冲套圈，所述弹性缓冲套圈的下方设有固定套装在所述传动轴下端口处的下限位套管，所述弹性缓冲套圈的外周侧一体连接有套装在所述下限位套管外的弹性外周边套，所述轴端套筒的下端匹配连接有紧密套设在所述密封套管、所述弹性缓冲套圈和弹性外周边套外的缓冲套管，所述缓冲套管的上部轴向开设有液力缓冲腔，所述弹性外周边套的外周侧与所述液力缓冲腔的内壁紧密配合，所述液力缓冲腔连接有连通至所述缓冲套管下端口的出液口。在钻进过程中，泥浆、清水等液体动力介质依次流经所述通液孔、所述液力缓冲腔和所述出液口，当出现跳钻或冲击震动时，所述液力缓冲腔内的液体受到冲击的作用力，依次传递到所述弹性外周边套和所述弹性缓冲套圈，所述弹性缓冲套圈和所述弹性外周边套可以采用橡胶材料制成，冲击的作用力经过所述液力缓冲腔内的液体、所述弹性外周边套和所述弹性缓冲套圈，能够逐级被缓冲或消除。本发明采用液体缓冲传导的形式，能够有效减轻或消除跳钻和冲击震动，保护作用始终动态存在，减少了钻具、钻头的损坏，保护了钻铤的联接和井壁的完好，提高了钻具的整体使用寿命，并且增加了钻井的安全性，提高了钻井的速度。
【专利附图】
【附图说明】
[0014]以下附图仅旨在于对本发明做示意性说明和解释，并不限定本发明的范围。其中:
[0015]图1是本发明实施例的结构示意图；
[0016]图2是图1的A部局部放大图；
[0017]图3是图1的B部局部放大图；
[0018]图4是现有技术的结构示意图。
[0019]图中:1-传动轴；11_通液孔；2-上限位套管；21_上限位凸肩；31_上轴端套筒；32_下轴端套筒；33_下套筒凸肩；41_密封套管；42_弹性密封圈；51_弹性缓冲套圈；52-弹性外周边套；6_下限位套管；61_下限位凸肩；62_下缓冲内圈；7_缓冲套管；71_液力缓冲腔；72-出液口 ；81-内钢圈；82-外钢圈；83-钢球。
【具体实施方式】
[0020]下面结合附图和实施例，进一步阐述本发明。在下面的详细描述中，只通过说明的方式描述了本发明的某些示范性实施例。毋庸置疑，本领域的普通技术人员可以认识到，在不偏离本发明的精神和范围的情况下，可以用各种不同的方式对所描述的实施例进行修正。因此，附图和描述在本质上是说明性的，而不是用于限制权利要求的保护范围。
[0021 ] 如图1、图2和图3所示，液力抗冲击螺杆钻具，包括传动轴I，所述传动轴I的内部轴向开设有通液孔11，所述传动轴I外匹配套设有上限位套管2，所述上限位套管2连接有通过花键套设在所述传动轴I外的轴端套筒，所述轴端套筒的下方设有紧密套设在所述传动轴I外的密封套管41和弹性缓冲套圈51，所述弹性缓冲套圈51的下方设有固定套装在所述传动轴I下端口处的下限位套管6，所述弹性缓冲套圈51的外周侧一体连接有套装在所述下限位套管6外的弹性外周边套52，所述轴端套筒的下端匹配连接有紧密套设在所述密封套管41、所述弹性缓冲套圈51和弹性外周边套52外的缓冲套管7，所述缓冲套管7的上部轴向开设有液力缓冲腔71，所述弹性外周边套52的外周侧与所述液力缓冲腔71的内壁紧密配合，所述液力缓冲腔71连接有连通至所述缓冲套管7下端口的出液口 72。在钻进过程中，泥浆、清水等液体动力介质依次流经所述通液孔11、所述液力缓冲腔71和所述出液口 72，当出现跳钻或冲击震动时，所述液力缓冲腔71内的液体受到冲击的作用力，依次传递到所述弹性外周边套52和所述弹性缓冲套圈51，所述弹性缓冲套圈51和所述弹性外周边套52可以采用橡胶材料制成，冲击的作用力经过所述液力缓冲腔71内的液体、所述弹性外周边套52和所述弹性缓冲套圈51，能够逐级被缓冲或消除。本实施例采用液体缓冲传导的形式，能够有效减轻或消除跳钻和冲击震动，保护作用始终动态存在，减少了钻具、钻头的损坏，保护了钻铤的联接和井壁的完好，提高了钻具的整体使用寿命，并且增加了钻井的安全性，提高了钻井的速度。
[0022]如图2所示，所述上限位套管2设有上限位凸肩21，所述轴端套筒的上端套装在所述上限位套管2外后抵靠在所述上限位凸肩21上，上述结构便于连接，而且结构紧密牢靠。
[0023]如图2和图3所示，所述轴端套筒包括上轴端套筒31和下轴端套筒32，所述下轴端套筒32的上端套设在所述上轴端套筒31下端内部，所述下轴端套筒32的下部设有下套筒凸肩33，所述缓冲套管7的上端螺纹配合套设在所述下轴端套筒32外后向上抵靠在所述下套筒凸肩33上，上述结构便于拆分连接组装，而且结构紧密牢靠。
[0024]如图3所示，所述密封套管41的外周侧套有若干弹性密封圈42，上述结构能够确保密封效果，防止泥浆、清水等液体动力介质逆流。
[0025]如图3所示，所述下限位套管6的上部设有下限位凸肩61，所述下限位凸肩61的上端部与所述弹性缓冲套圈51的下端部连接，所述下限位套管6的下部与所述弹性外周边套52之间间隔设置，当出现跳钻或冲击震动时，所述液力缓冲腔71内的液体受到冲击的作用力，所述下限位套管6的下部与所述弹性外周边套52之间间隔内填充的液体容易冲击所述弹性外周边套52向外撑开，使得所述弹性外周边套52与所述液力缓冲腔71的内壁配合得更加紧密，既有很好的缓冲作用，又能起到密封作用，防止液体逆流。
[0026]所述弹性外周边套52的下端口的内径由上至下逐渐增大；所述下限位套管6的下端口的外径由上至下逐渐减小，上述结构便于缓冲冲击的作用力，既有很好的缓冲作用，又能起到密封作用，防止液体逆流。
[0027]所述弹性外周边套52的下端面位于所述下限位套管6的下端面以下，当出现跳钻或冲击震动时，上述结构能够保证所述弹性外周边套52先接收到冲击的作用力，起到缓冲密封作用，保护所述下限位套管6受到冲击，减少了钻具、钻头的损坏，保护了钻铤的联接和井壁的完好。
[0028]所述下限位套管6内设有下缓冲内圈62，所述下缓冲内圈62的内径小于所述通液孔11的直径，所述下缓冲内圈62的外径大于所述通液孔11的直径，当出现跳钻或冲击震动时，上述结构能够在冲击的作用力到达所述传动轴I下端口时，受到所述下缓冲内圈62的缓冲，避免所述传动轴I下端口受到冲击，减少了钻具、钻头的损坏。
[0029]以上显示和描述了本发明的基本原理、主要特征及本发明的优点。本行业的技术人员应该了解，本发明不受上述实施例的限制，上述实施例和说明书中描述的只是说明本发明的原理，在不脱离本发明精神和范围的前提下，本发明还会有各种变化和改进，这些变化和改进都落入要求保护的本发明范围内。本发明要求保护范围由所附的权利要求书及其等效物界定。
【权利要求】
1.液力抗冲击螺杆钻具，包括传动轴，所述传动轴的内部轴向开设有通液孔，其特征在于:所述传动轴外匹配套设有上限位套管，所述上限位套管连接有通过花键套设在所述传动轴外的轴端套筒，所述轴端套筒的下方设有紧密套设在所述传动轴外的密封套管和弹性缓冲套圈，所述弹性缓冲套圈的下方设有固定套装在所述传动轴下端口处的下限位套管，所述弹性缓冲套圈的外周侧一体连接有套装在所述下限位套管外的弹性外周边套，所述轴端套筒的下端匹配连接有紧密套设在所述密封套管、所述弹性缓冲套圈和弹性外周边套外的缓冲套管，所述缓冲套管的上部轴向开设有液力缓冲腔，所述弹性外周边套的外周侧与所述液力缓冲腔的内壁紧密配合，所述液力缓冲腔连接有连通至所述缓冲套管下端口的出液口。
2.如权利要求1所述的液力抗冲击螺杆钻具，其特征在于:所述上限位套管设有上限位凸肩，所述轴端套筒的上端套装在所述上限位套管外后抵靠在所述上限位凸肩上。
3.如权利要求1所述的液力抗冲击螺杆钻具，其特征在于:所述轴端套筒包括上轴端套筒和下轴端套筒，所述下轴端套筒的上端套设在所述上轴端套筒下端内部，所述下轴端套筒的下部设有下套筒凸肩，所述缓冲套管的上端螺纹配合套设在所述下轴端套筒外后向上抵靠在所述下套筒凸肩上。
4.如权利要求1所述的液力抗冲击螺杆钻具，其特征在于:所述密封套管的外周侧套有若干弹性密封圈。
5.如权利要求1所述的液力抗冲击螺杆钻具，其特征在于:所述下限位套管的上部设有下限位凸肩，所述下限位凸肩的上端部与所述弹性缓冲套圈的下端部连接，所述下限位套管的下部与所述弹性外周边套之间间隔设置。
6.如权利要求1所述的液力抗冲击螺杆钻具，其特征在于:所述弹性外周边套的下端口的内径由上至下逐渐增大；所述下限位套管的下端口的外径由上至下逐渐减小。
7.如权利要求1所述的液力抗冲击螺杆钻具，其特征在于:所述弹性外周边套的下端面位于所述下限位套管的下端面以下。
8.如权利要求1至7任一权利要求所述的液力抗冲击螺杆钻具，其特征在于:所述下限位套管内设有下缓冲内圈，所述下缓冲内圈的内径小于所述通液孔的直径，所述下缓冲内圈的外径大于所述通液孔的直径。
【文档编号】E21B17/10GK104265181SQ201410532604
【公开日】2015年1月7日 申请日期:2014年10月11日 优先权日:2014年10月11日
【发明者】贺波, 单连茂, 冯宝忠, 王洋, 夏洪飞 申请人:潍坊盛德石油机械制造有限公司