一种用于振动钻柱的钻井装置制造方法
【专利摘要】本实用新型公开了一种用于振动钻柱的钻井装置，包括活塞杆、上壳体和下壳体，活塞杆一端设置在上壳体内，另一端伸出上壳体，并通过中间接头与下壳体固定连接，下壳体内依次设置有转接头、导流头、心轴、动盘阀和静盘阀，导流头上均匀开设有多个倾斜流道，心轴分别与导流头和动盘阀固定连接成一体，并通过轴承活动设置在下壳体内，转接头固定设置在中间接头与导流头之间，且转接头上均匀开设有多个竖直流道；静盘阀固定在动盘阀下方，静盘阀与动盘阀配合用于周期性接通或者阻断钻井液。本实用新型使得钻柱能够在轴向上周期性振动，并使钻柱在每个周期内的振动次数相同，达到减小钻柱与井壁之间的摩擦力和提高钻井速度的目的。
【专利说明】一种用于振动钻柱的钻井装置
【技术领域】
[0001]本实用新型涉及石油钻井的配套装置【技术领域】，尤其涉及一种用于振动钻柱的钻井装置。
【背景技术】
[0002]在利用钻柱进行石油或天然气钻井的过程中，钻柱与井壁之间的接触及摩擦将消耗部分钻压，这种现象随着井斜的增大、岩屑床的形成和井眼内液柱压力和地层压力之间的差值而逐渐显现，严重时钻柱将完全停止运动，造成卡钻事故。因此，如何减少钻柱与井壁之间的接触和摩擦，是将上部钻柱的部分重量向下顺利传递至钻头，确保钻头高效破岩钻进的关键。
[0003]为了解决上述技术问题，现有技术中提出了如下技术:
[0004]中国专利号“201220358718.4”公开了一种激发钻柱振动的钻井工具，其
【公开日】为2013年02月13日，其技术方案为所述钻井工具包括:一个筒状的上壳体，所述上壳体的上端安装有转换接头，所述转换接头的下方滑动设置有活塞杆，所述活塞杆的下端伸出所述上壳体的下端，所述活塞杆上设有沿其轴向延伸的中空的活塞杆流道；一个筒状的下壳体，所述下壳体的上端与所述活塞杆的下端固定连接，所述下壳体内设有位于所述活塞杆下方的导流驱动装置，以及位于所述导流驱动装置下方的盘阀装置，用于周期性接通或者阻断钻井液。该专利主要由钻井液带动动盘阀转动，使动盘阀流道与静盘阀流道周期性接通或阻断钻井液，实现钻柱在轴向上产生周期性振动，但在实际使用过程中，当钻井液被阻断时，即当动盘阀流道转动至与静盘阀流道错开时，动盘阀上部钻井液压力急剧上升，此时整个导流头都位于钻井液中，钻井液对导流头只有压力而无冲击力，导致导流头不能带动动盘阀转动，不仅仍然不能解决钻柱与井壁之间摩擦力较大的问题，还导致钻井速度慢。
实用新型内容
[0005]本实用新型的目的在于克服现有技术中存在的上述问题，提供一种用于振动钻柱的钻井装置，本实用新型使得钻柱能够在轴向上周期性振动，并使钻柱在每个周期内的振动次数相同，达到减小钻柱与井壁之间的摩擦力和提高钻井速度的目的。
[0006]为实现上述目的，本实用新型采用的技术方案如下:
[0007]—种用于振动钻柱的钻井装置，包括带有流道的活塞杆、筒状上壳体和筒状下壳体，活塞杆一端设置在上壳体内，另一端伸出上壳体，并通过中间接头与下壳体固定连接，其特征在于:所述位于中间接头下方的下壳体内依次设置有转接头、导流头、中空心轴、带有流道的动盘阀和静盘阀，所述导流头上均匀开设有多个倾斜流道，所述心轴分别与导流头和动盘阀固定连接成一体，并通过轴承活动设置在下壳体内，所述转接头固定设置在中间接头与导流头之间，且转接头上均匀开设有多个竖直流道，当导流头在钻井液的冲击下转动时，通过倾斜流道的钻井液液量周期性减小；所述静盘阀固定在动盘阀下方，静盘阀与动盘阀配合用于周期性接通或者阻断钻井液。[0008]所述转接头与导流头之间有0.4— Icm的间隙。
[0009]采用本实用新型的优点在于:
[0010]一、本实用新型中，钻井前，转接头上的多个竖直流道和导流头上的多个倾斜流道相对应，此时通过倾斜流道的钻井液液量最多，钻井时，导流头在钻井液的冲击下转动，随着导流头的转动，倾斜流道与竖直流道相错位，此时通过倾斜流道的钻井液液量逐渐减小，当动盘阀的流道在导流头的带动下与静盘阀的流道完全错位时，即钻井液被阻断时，由于转接头的原因，导流头不会被浸泡在钻井液中，因此仍然可以在钻井液的冲击下持续转动。如此周而复始，不仅使得钻柱能够在轴向上产生周期性振动，还使得钻柱在每个周期内的振动次数相同，有效地减小了钻柱与井壁之间的摩擦力和提高了钻井速度。
[0011]二、本实用新型中，如果转接头与导流头之间的间隙小于0.4cm，将导致钻井液的冲击力下降，不利于导流头的转动，而如果转接头与导流头之间的间隙大于lcm，又导致转接头上的钻井液压力提升速度较慢，使得钻柱在轴向上的振动力度较弱，容易影响钻井速度；因此所述转接头与导流头之间的间隙设置为0.4 — lcm，在使得导流头能够持续转动的前提下，保证了钻井速度。
【专利附图】
【附图说明】
[0012]图1为本实用新型的结构示意图。
[0013]图中的标记为:1、上冗体，2、下冗体，3、活塞杆，4、转接头，5、导流头，6、;L.、轴，7、动
盘阀，8、静盘阀，9、竖直流道，IO、倾斜流道，11、中间接头。
【具体实施方式】
[0014]实施例1
[0015]一种用于振动钻柱的钻井装置，包括带有流道的活塞杆3、筒状上壳体I和筒状下壳体2，活塞杆3 —端活动设置在上壳体I内，另一端伸出上壳体1，并通过中间接头与下壳体2固定连接，所述位于中间接头下方的下壳体2内依次设置有转接头4、导流头5、中空心轴6、带有流道的动盘阀7和静盘阀8，所述导流头5上均匀开设有多个倾斜流道10，所述心轴6分别与导流头5和动盘阀7固定连接成一体，并通过轴承活动设置在下壳体2内，所述转接头4固定设置在中间接头与导流头5之间，且转接头4与导流头5之间有0.7cm的间隙，所述转接头4上均匀开设有多个竖直流道9，当导流头5在钻井液的冲击下转动时，通过倾斜流道10的钻井液液量周期性减小；所述静盘阀8固定在动盘阀7下方，静盘阀8与动盘阀7配合用于周期性接通或者阻断钻井液。
[0016]实施例2
[0017]一种用于振动钻柱的钻井装置，包括带有流道的活塞杆3、筒状上壳体I和筒状下壳体2，活塞杆3 —端活动设置在上壳体I内，另一端伸出上壳体1，并通过中间接头与下壳体2固定连接，所述位于中间接头下方的下壳体2内依次设置有转接头4、导流头5、中空心轴6、带有流道的动盘阀7和静盘阀8，所述导流头5上均匀开设有多个倾斜流道10，所述心轴6分别与导流头5和动盘阀7固定连接成一体，并通过轴承活动设置在下壳体2内，所述转接头4固定设置在中间接头与导流头5之间，且转接头4与导流头5之间有0.4cm的间隙，所述转接头4上均匀开设有多个竖直流道9，当导流头5在钻井液的冲击下转动时，通过倾斜流道10的钻井液液量周期性减小；所述静盘阀8固定在动盘阀7下方，静盘阀8与动盘阀7配合用于周期性接通或者阻断钻井液。
[0018]实施例3
[0019]一种用于振动钻柱的钻井装置，包括带有流道的活塞杆3、筒状上壳体I和筒状下壳体2，活塞杆3 —端活动设置在上壳体I内，另一端伸出上壳体1，并通过中间接头与下壳体2固定连接，所述位于中间接头下方的下壳体2内依次设置有转接头4、导流头5、中空心轴6、带有流道的动盘阀7和静盘阀8，所述导流头5上均匀开设有多个倾斜流道10，所述心轴6分别与导流头5和动盘阀7固定连接成一体，并通过轴承活动设置在下壳体2内，所述转接头4固定设置在中间接头与导流头5之间，且转接头4与导流头5之间有Icm的间隙，所述转接头4上均匀开设有多个竖直流道9，当导流头5在钻井液的冲击下转动时，通过倾斜流道10的钻井液液量周期性减小；所述静盘阀8固定在动盘阀7下方，静盘阀8与动盘阀7配合用于周期性接通或者阻断钻井液。
[0020]本实用新型通过上壳体I与上方的钻柱螺纹连接，通过下壳体2与下方的钻柱螺纹连接。
[0021]本实用新型的工作原理为:钻井前，竖直流道9对应设置有倾斜流道10的正上方，此时能够通过导流头5上倾斜流道10的钻井液液量最大。钻井时，钻井液依次通过上壳体I内的流道、活塞杆3内的流道、中间接头内的流道、转接头4的竖直流道9后到达转接头4与导流头5之间的间隙，并冲击导流头5使其带动心轴6和动盘阀7转动，当动盘阀7的流道转至与静盘阀8的流道完全错位时，此时通过倾斜流道10的钻井液液量最小，且整个钻井液的流动被截止，在水击效应的带动下，动盘阀7上部的钻井液压力急剧上升，致使作用在活塞杆3上端的钻井液压力急剧增大，活塞杆3沿上壳体I向下滑动并带动中间接头与下壳体2向下运动，并冲击作用于连接在下壳体2下端的下部钻柱上。由于转接头4和转接头4与导流头5之间间隙的原因，虽然在动盘阀7转动至与静盘阀8完全错位时，通过倾斜流道10的钻井液液量最小，但由于整个导流头5未浸泡在钻井液中，钻井液的冲击量仍然能够带动导流头5和动盘阀7持续旋转，当动盘阀7的流道转动至与静盘阀8的流道重合时，钻井液的流动通道打开，动盘阀7上部被压缩的钻井液得以向下释放，水击效应消除，作用在活塞杆3上端的压力相应减小。如此交替往复，不仅使得钻柱能够在轴向上进行周期性振动，还使得钻柱在每个周期性内的振动次数相同，有效地解决了钻柱与井壁之间摩擦较大的问题，大幅提高了钻井速度。
【权利要求】
1.一种用于振动钻柱的钻井装置，包括带有流道的活塞杆(3)、筒状上壳体(I)和筒状下壳体(2)，活塞杆(3)—端设置在上壳体(I)内，另一端伸出上壳体(1)，并通过中间接头与下壳体(2)固定连接，其特征在于:所述位于中间接头下方的下壳体(2)内依次设置有转接头(4)、导流头(5)、中空心轴(6)、带有流道的动盘阀(7)和静盘阀(8)，所述导流头(5)上均匀开设有多个倾斜流道(10)，所述心轴(6)分别与导流头(5)和动盘阀(7)固定连接成一体，并通过轴承活动设置在下壳体(2)内，所述转接头(4)固定设置在中间接头与导流头(5)之间，且转接头(4)上均匀开设有多个竖直流道(9)，当导流头(5)在钻井液的冲击下转动时，通过倾斜流道(10)的钻井液液量周期性减小；所述静盘阀(8)固定在动盘阀(7)下方，静盘阀(8)与动盘阀(7)配合用于周期性接通或者阻断钻井液。
2.如权利要求1所述的一种用于振动钻柱的钻井装置，其特征在于:所述转接头(4)与导流头(5)之间有0.4—Icm的间隙。
【文档编号】E21B7/24GK203729879SQ201420060437
【公开日】2014年7月23日 申请日期:2014年2月10日 优先权日:2014年2月10日
【发明者】田清明 申请人:成都诚虹机械设备有限公司