一种双向旋转的防卡钻装置的制作方法

本实用新型涉及石油钻采装备技术领域，具体涉及一种双向旋转的防卡钻装置。

背景技术：

空气钻井是指在钻井过程中以压缩空气或含有压缩空气的气液混合物作为洗井介质，或用压缩空气即作为破岩工具的动力又作为洗井介质的钻井技术。它最初在美国用于核试验井的钻探。相比于常规钻井液钻井，空气钻井具有以下优点：1、井眼净化好，减少岩屑的重复破碎，并由于井底发负压差的存在，使得井底岩石有破碎的趋势，提高机械钻速，缩短钻井周期；2、有效防止井漏问题；3、有利于发现和保护浅层气；4、避免了因钻井液漏失对地下水的污染；5、延长钻头使用寿命等等。空气锤钻井作为空气钻井技术的一个分支，是以空气锤为破岩工具，利用高压气体介质传递能量实现空气锤对岩石的高频率冲击做功而进行破岩的钻井方式。空气锤在工作时，活塞在高压气体的作用下做高频往复运动，不断地冲击钻头尾部。在冲击力的作用下，带动位于钻头底部的复合球齿冲击井底岩石并压碎凿入一定深度，形成一道凹痕。活塞退回后钻头回转一定角度之后，活塞又开始向前运动，再次冲击钻头尾部，又形成一道新的凹痕。两道凹痕之间的岩块被钎头上产生的水平分力剪碎，并被从钻头中心连续释放的高压空气携带出来。

空气锤的冲击破碎机理导致了使用空气锤钻井时，若上部井眼发生缩径、垮塌或由于地层出水导致钻头泥包，在起钻时容易发生起钻遇阻和卡钻。而由于空气锤的作用机理的限制，依靠空气锤自身无法轻易解除卡阻，导致增加起钻时间，延长钻井周期，增加钻井成本。

技术实现要素：

本实用新型的目的在于：针对上述空气锤钻井时容易起钻遇阻或卡钻的情况，本实用新型提供一种双向旋转的防卡钻装置。

本实用新型采用的技术方案如下：

一种双向旋转的防卡钻装置，包括圆柱状的连接杆，所述连接杆顶部设置有用于外接钻具的内螺纹，所述连接杆的底部设置有用于外接钻具的外螺纹，所述连接杆包含上部转体和下部转体以及位于上部转体和下部转体之间的连接件，所述上部转体和下部转体均与连接件铰接，所述上部转体外侧设置有第一刀翼，所述下部转体外侧设置有第二刀翼，所述上部转体与下部转体内均为螺杆结构且螺旋方向相反，所述上部转体上方以及连接件上均设置有气压控制装置。

优选的，所述气压控制装置包括中空的进气室，所述进气室内设置有活塞板，所述活塞板下放设置有弹簧，所述进气室上端连接进气管，所述进气室下端分别设置有外接钻头的排空口与连接螺杆的进气口，所述排空口位于进气口上端。

优选的，所述第一切削刀翼和第二切削刀翼沿着连接杆对称设置。

优选的，所述第一刀翼和第二刀翼外侧均镶嵌有金刚石牙齿。

综上所述，由于采用了上述技术方案，本实用新型的有益效果是：

本实用新型通过设置旋转方向相反的上部转体和下部转体，使得上部转体和下部转体的旋转达到切割岩石，尤其能切割在上部转体和下部转体之间的岩石，并利用本装置的上下移动，结合转头的移动，能够有效解除卡钻的风险，维护整个井眼的井壁的稳定性，无需耗费大量的时间来解卡作业，降低了钻井的卡钻风险，保证了钻井的正常进行。

附图说明

图1是本实用新型的结构图；

图2是气压控制装置的放大图；

图中标记：1-连接杆，2-内螺纹，3-金刚石牙齿，4-第一切削刀翼，5-第二切削刀翼，6-外螺纹，7-下部转体，8-中心杆，9-上部转体，10-进气室，11-排空口，12-弹簧，13-进气口，14-进气管，15-活塞板。

具体实施方式

下面结合图1、图2对本实用新型作详细说明。

实施例一：

如图1所示，一种双向旋转的防卡钻装置，包括圆柱状的连接杆1，所述连接杆1顶部设置有用于外接钻具的内螺纹2，所述连接杆1的底部设置有用于外接钻具的外螺纹6，所述连接杆1包含上部转体9和下部转体7以及位于上部转体9和下部转体7之间的中心杆8，所述上部转体9和下部转体7均与中心杆8铰接，所述上部转体9外侧设置有第一切削刀翼4，所述下部转体7外侧设置有第二切削刀翼5，所述上部转体9与下部转体7内均为螺杆结构且螺旋方向相反，所述上部转体9上方以及连接件上均设置有气压控制装置。

本装置通过设置旋转方向相反的上部转体9和下部转体7，使得上部转体9和下部转体7的旋转达到切割岩石，尤其能切割在上部转体9和下部转体7之间的岩石，并利用本装置的上下移动，结合转头的移动，能够有效解除卡钻的风险，维护整个井眼的井壁的稳定性，无需耗费大量的时间来解卡作业，降低了钻井的卡钻风险，保证了钻井的正常进行。

具体的，在使用空气钻井时，引导一部分气压进入上部转体9和下部转体7内，通过气压控制装置控制气压对螺杆结构的旋转冲击力，从而调节上部转体9和下部转体7的速度，在钻井的同时就对环空的岩石进行切削，防止大块的岩石卡钻，在卡钻的时候加大气压，加速旋转，从而有效的切削卡钻的岩石，从而避免了采用复杂的解卡步骤解卡。

实施例二：

作为实施例一的一个特例，实施例一中所述气压控制装置包括中空的进气室10，所述进气室10内设置有活塞板15，所述活塞板15下放设置有弹簧12，所述进气室10上端连接进气管14，所述进气室10下端分别设置有外接钻头的排空口11与连接螺杆的进气口13，所述排空口11位于进气口13上端。

气体经进气管14进入进气室10后，在进气室10内推动活塞板15压缩弹簧12，从而活塞板15先后经过排空口11与进气口13，最终经进气口13进入螺杆内，推动螺杆旋转。通过设置排空口11的压力释放大小，达到保护进入螺杆内的气压在一个稳定的环境，避免了螺杆的输出环境一直处于波动造成的设备损坏。

实施例三：

为优化切削效果，实施例一中所述第一切削刀翼44和第二切削刀翼55沿着连接杆11对称设置。设置多个切削刀翼，加速切削。

实施例四：

为优化切削效果，实施例一中所述第一切削刀翼4和第二切削刀翼5外侧均镶嵌有金刚石牙齿3。金刚石牙齿3能长时间的切削岩石，保证在恶劣的工作环境下完成切削工作。

如上所述即为本实用新型的实施例。本实用新型不局限于上述实施方式，任何人应该得知在本实用新型的启示下做出的结构变化，凡是与本实用新型具有相同或相近的技术方案，均落入本实用新型的保护范围之内。