一种用于定向井的钻具防托压器的制作方法

文档序号:15953533发布日期:2018-11-16 20:57阅读:317来源:国知局

本实用新型涉及石油钻井设备技术领域,具体为一种用于定向井的钻具防托压器。



背景技术:

随着石油钻探开采事业的进步,越来越多的定向井、水平井技术运用到了石油钻井工程中,在部分地区甚至采用丛式井,这样的井身设计不仅为钻井节省了成本,也能使钻头更好更准确地钻至理想的靶位,从而提高石油开采的效率和产量,然而,上述各种钻井的井身结构也给钻井工作带来了更大的困难,这就要求人们使用新设备新工艺去解决井身安全问题、定向方位问题、钻具磨损问题和钻头托压等问题,其中,钻头托压问题较为突出,也阻碍着钻井技术的进一步发展,钻头托压问题产生的原因在于:在定向井、水平井中,由于存在长距离的井身水平走向,使钻具前面的钻头平躺在井眼内进行钻进,其中大部分的钻井压力被消耗在克服钻具的摩擦阻力上,所以地面设备很难给钻头施加足够的压力用以破碎岩石;同时,地面操作工程师甚至很难弄清楚钻头的精确压力,导致钻进速度受到很大的限制;另外,如果为了解决钻头托压问题而强行加压也会给井身安全带来很大隐患。



技术实现要素:

本实用新型的目的在于提供一种用于定向井的钻具防托压器,以解决上述背景技术中提出的问题。

为实现上述目的,本实用新型提供如下技术方案:一种用于定向井的钻具防托压器,包括壳体、芯轴、钻头、内通道和芯轴套,所述芯轴套的外侧安装有壳体,所述壳体与芯轴套之间设有外通道,所述芯轴套内的顶部安装有连接座,且连接座顶端的两侧延伸至壳体的上方,所述芯轴套内安装有芯轴,且芯轴套与芯轴之间设有环形密封腔,所述环形密封腔的底端安装有第一密封件,且第一密封件的上方安装有第二限位件,所述环形密封腔的顶端安装第二密封件,且第二密封件的下方安装有第一限位件,所述芯轴内设有内通道,且内通道贯穿芯轴,所述芯轴的底部安装有钻头固定座,所述钻头固定座位置处的内通道内通过固定轴安装有叶轮,所述叶轮的上方安装有导流板,所述钻头固定座的底部通过螺纹结构安装有钻头。

优选的,所述叶轮侧面位置处芯轴的内侧壁安装有弹性挡片。

优选的,所述连接座的内侧设有螺纹。

优选的,所述壳体的顶端设有环形通孔。

优选的,所述芯轴内内通道的直径由上到下逐渐变小。

与现有技术相比,本实用新型的有益效果是:该钻具防托压器通过安装有导流板使高压泥浆的流通面积变小,促使高压泥浆的流速增大,使其有足够的冲击力,并且可引导高压泥浆流沿着叶轮叶片的切线方向流动,通过安装弹性挡片,可延长叶轮叶片截留高压泥浆的交替时间,叶轮转动时其叶片与弹性挡片接触,在足够的冲击力作用下,叶片推动弹性挡片变形,使得叶轮能够以固定轴为中心继续转动,从而使得连续的泥浆流体变成脉冲式的流体,实现泥浆压力随脉冲流体而周期性波动,泥浆压力的周期性波动促使芯轴出现沿轴向的高频振动,芯轴沿轴向的高频振动促使钻具整体产生同方向的振动,使钻具与井壁之间的静摩擦转变为动摩擦,大大降低了摩擦系数,通过安装有壳体可临时支撑井眼,使钻具的旋进部分不与井眼内壁直接接触,因此钻具的旋进部分无需为了克服摩擦阻力而消耗钻井压力,从而解决了钻进的托压问题,提高了钻头的钻井效果。

附图说明

图1为本实用新型的结构示意图;

图2为本实用新型使用时的主视图;

图3为本实用新型的俯视局部结构图。

图中:1-连接座;2-壳体;3-第一限位件;4-芯轴;5-第二限位件;6-第一密封件;7-叶轮;8-钻头;9-钻头固定座;10-弹性挡片;11-固定轴;12-导流板;13-外通道;14-环形密封腔;15-内通道;16-第二密封件;17-芯轴套; 18-环形通孔。

具体实施方式

下面将结合本实用新型实施例中的附图,对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述,显然,所描述的实施例仅仅是本实用新型一部分实施例,而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例,本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例,都属于本实用新型保护的范围。

请参阅图1-3,本实用新型提供的一种实施例:一种用于定向井的钻具防托压器,包括壳体2、芯轴4、钻头8、内通道15和芯轴套17,芯轴套17的外侧安装有壳体2,壳体2的顶端设有环形通孔18,壳体2与芯轴套17之间设有外通道13,芯轴套17内的顶部安装有连接座1,连接座1的内侧设有螺纹,通过连接座1内的螺纹可将该托压器安装在钻井设备的输出端,且连接座1顶端的两侧延伸至壳体2的上方,芯轴套17内安装有芯轴4,且芯轴套17与芯轴4之间设有环形密封腔14,环形密封腔14的底端安装有第一密封件6,且第一密封件6的上方安装有第二限位件5,环形密封腔14的顶端安装第二密封件16,通过第一密封件6以及第二密封件16可防止高压泥浆进入环形密封腔14,且第二密封件16的下方安装有第一限位件3,第一限位件3由芯轴套17内焊接的限位片以及芯轴4内的限位槽组成,限位片可在限位槽内滑动,第一限位件3与第二限位件5的结构相同,当脉冲式高压泥浆在内通道15以及外通道13冲击时,芯轴4在环形密封腔14内沿轴向的高频振动促使钻具整体产生同方向的振动,芯轴4内设有内通道15,且内通道15贯穿芯轴4,芯轴4的底部安装有钻头固定座9,钻头固定座9位置处的内通道15内通过固定轴11安装有叶轮7,叶轮 7侧面位置处芯轴4的内侧壁安装有弹性挡片10,通过弹性挡片10可延长叶轮叶片截留高压泥浆的交替时间,叶轮7的上方安装有导流板12,钻头固定座9 的底部通过螺纹结构安装有钻头8,芯轴4内内通道15的直径由上到下逐渐变小,内通道15的流通面积变小,使得脉冲式泥浆流体在流通时对内通道15的底部产生冲击力,使得芯轴4沿轴向的高频振动。

工作原理:使用时,先通过连接座1将该托压器安装在钻井设备的输出端,然后通过钻井设备的输出端带动芯轴套17、芯轴4、钻头8旋转,并对该托压器施加钻井压力,通过钻头8旋转进行钻井,通过壳体2临时支撑井眼,使钻具的旋进部分不与井壁直接接触,保证了钻头8在井眼内能顺利钻进,同时高压泥浆依次经过连接座1、芯轴套17的空腔后,进入芯轴4内的内通道15,通过导流板12使高压泥浆的流通面积变小,促使高压泥浆的流速增大,使其有足够的冲击力,并且引导高压泥浆流沿着叶轮7叶片的切线方向流动,通过高压泥浆冲击使得叶轮7转动,叶轮7转动时其叶片与弹性挡片10接触,通过弹性挡片10阻碍其转动,在足够的冲击力作用下,叶片推动10变形,使得叶轮7 能够以固定轴10为中心继续转动,从而使得连续的泥浆流体变成脉冲式的流体, 高压泥浆通过钻头8内的内通道15进入外通道13,通过外通道13顶端的环形通孔18冲出托压器,脉冲流体在托压器内流动,冲击托压器内壁,泥浆压力随脉冲流体而周期性波动,将钻具与井壁之间的静摩擦转变为动摩擦,进一步减小托压。

对于本领域技术人员而言,显然本实用新型不限于上述示范性实施例的细节,而且在不背离本实用新型的精神或基本特征的情况下,能够以其他的具体形式实现本实用新型。因此,无论从哪一点来看,均应将实施例看作是示范性的,而且是非限制性的,本实用新型的范围由所附权利要求而不是上述说明限定,因此旨在将落在权利要求的等同要件的含义和范围内的所有变化囊括在本实用新型内。不应将权利要求中的任何附图标记视为限制所涉及的权利要求。

当前第1页1 2 3 
网友询问留言 已有0条留言
  • 还没有人留言评论。精彩留言会获得点赞!
1