[發明專利]一種提高油氣井鉆井速度的裝置

有效

• 申請號: 201410153115.4
• 申請日: 2014-04-16
• 公開（公告）號: CN103899250A
• 公開（公告）日: 2014-07-02
• 發明（設計）人: 劉永旺;管志川
• 申請（專利權）人: 中國石油大學（華東）
• 主分類號: E21B7/18
• 分類號: E21B7/18;E21B7/24
• 代理公司: 北京匯澤知識產權代理有限公司 11228
• 代理人: 張瑾

1.一種提高油氣井鉆井速度的裝置，包括：芯軸體、花鍵外筒、彈簧保護筒、彈簧總成、彈簧下封堵接頭、活塞總成、增壓總成外筒；其特征在于：芯軸體與活塞總成螺紋連接；花鍵外筒、彈簧保護筒、彈簧下封堵接頭、增壓總成外筒通過螺紋連接；彈簧總成置于彈簧保護筒內。

2.根據權利要求1所述的提高油氣井鉆井速度的裝置，其特征在于，所述的芯軸體沿著其軸線開有圓孔，圓芯軸體的頂端帶有鉆鋌扣，芯軸體外部由頂端到底端依次為：緊扣圓柱面、滑動密封面、花鍵體、限位螺紋、彈簧內支撐圓柱面、活塞螺紋；滑動密封面為鍍鉻圓柱面，滑動密封面的直徑小于緊扣圓柱面的直徑；花鍵體齒頂圓直徑與滑動密封面外徑相等，花鍵體齒根圓直徑大于限位螺紋大徑；限位螺紋小徑大于彈簧內支撐圓柱面直徑；彈簧內支撐圓柱面直徑大于活塞螺紋大徑。

3.根據權利要求1-2所述的提高油氣井鉆井速度的裝置，其特征在于，所述的花鍵外筒為圓柱殼體，花鍵外筒外側的上部為端蓋連接外螺紋、中部為圓柱面、下部為彈簧保護筒連接外螺紋，花鍵外筒圓柱面部分的外徑與芯軸體的緊扣圓柱面外徑相等；花鍵外筒內側的上部為扶正圓筒、下部為內花鍵，扶正圓筒的內徑略大于芯軸體滑動密封面的外徑；內花鍵與芯軸體的花鍵體相配合，并形成花鍵潤滑液腔；花鍵外筒頂端安裝防沖擊密封端蓋，花鍵外筒的頂端內側設有花鍵腔密封總成；花鍵外筒中部開有注油孔，注油孔內安裝注油孔堵頭。

4.根據權利要求1-3所述的提高油氣井鉆井速度的裝置，其特征在于，防沖擊密封端蓋的外徑與緊扣圓柱面的外徑相等，防沖擊密封端蓋的頂端開有圓孔，該圓孔的直徑略大于滑動密封面的外徑，該圓孔與滑動密封面形成密封允許的間隙；防沖擊密封端蓋的側壁內側設有端蓋螺紋，防沖擊密封端蓋通過端蓋螺紋與花鍵外筒的端蓋連接外螺紋連接。

5.根據權利要求1-4所述的提高油氣井鉆井速度的裝置，其特征在于，所述的彈簧保護筒為圓柱殼體，彈簧保護筒的外徑與緊扣圓柱面的外徑相等；彈簧保護筒內側的上部為上螺紋、中部為彈簧外支撐面、下部為下螺紋；彈簧外支撐面的內徑大于彈簧直徑2-6mm；彈簧保護筒中部開有排氣孔，排氣孔內安裝排氣孔堵頭。

6.根據權利要求1-5所述的提高油氣井鉆井速度的裝置，其特征在于，限位環為中心帶有內螺紋的圓筒，限位環外徑略小于彈簧保護筒彈簧外支撐面的內徑，限位環外徑大于花鍵外筒花鍵基圓的直徑，限位環的內螺紋與芯軸體的限位螺紋相配合。

7.根據權利要求1-6所述的提高油氣井鉆井速度的裝置，其特征在于，所述的彈簧下封堵接頭為圓柱殼體，外側的上部為彈簧保護筒連接螺紋、中部為接頭圓柱面、下部為增壓總成外筒連接螺紋，內側為接頭內圓柱面；接頭內圓柱面的直徑略大于芯軸體彈簧內支撐圓柱面的外徑，在接頭內圓柱面上設有密封槽，密封槽內設有彈簧腔密封總成；接頭圓柱面的直徑與芯軸體緊扣圓柱面外徑相等，在接頭圓柱面中部位于垂直于軸線的同一平面內沿圓周方向均布四個徑向盲孔，盲孔深度小于該段壁厚，盲孔通過沿軸向對應設置的環空流體入口流道與彈簧下封堵接頭的底面連通，環空流體入口過流壓緊頭將環空流體入口單向閥限位于盲孔之中，過流壓緊頭為帶有直徑2-3mm圓孔的圓形孔板，環空流體入口單向閥允許環空流體單向進入環空鉆井液儲存腔。

8.根據權利要求1-7所述的提高油氣井鉆井速度的裝置，其特征在于，彈簧總成為螺旋彈簧與液體彈簧的組合或者碟形彈簧與液體彈簧的組合；彈簧總成設置于限位環下平面與彈簧下封堵接頭上平面之間。

9.根據權利要求1-8所述的提高油氣井鉆井速度的裝置，其特征在于，所述的增壓總成外筒為圓柱殼體，圓柱殼體的外徑與芯軸體緊扣圓柱面外徑相等；增壓總成外筒內側由上到下依次為：彈簧下封堵接頭連接螺紋、缸套扶正面、缸套承壓面、鉆井液流動孔和鉆頭連接扣；彈簧下封堵接頭連接螺紋用于連接彈簧下封堵接頭；缸套扶正面內設有增壓缸套；增壓缸套為外徑小于缸套扶正面內徑，內徑略大于活塞總成外徑的圓筒，與缸套承壓面的內徑相等；缸套扶正面的頂端開有密封槽，密封槽內安裝增壓缸套密封；增壓缸套內壁精磨。

10.根據權利要求1-9所述的提高油氣井鉆井速度的裝置，其特征在于，活塞總成，包括：活塞母體、環空流體出口單向閥、活塞體密封總成、鉆具內孔單向閥；活塞母體為圓柱殼體，活塞母體內部頂端帶有芯軸體連接螺紋；活塞母體下部設有單向閥安裝孔，單向閥安裝孔內安裝鉆具內孔單向閥；活塞母體外部上端外徑小、中部外徑大、下部外徑小；上端小外徑部位為上扣柱面、中部大直徑部位為密封扶正面；密封扶正面上設有活塞體密封總成；活塞母體周向均布上下貫通的環空流體出口流道，環空流體出口流道的下端設有環空流體出口單向閥安裝孔，環空流體出口單向閥安裝孔內安裝環空流體出口單向閥。