[發明專利]一種反循環鉆井工具

有效

• 申請號: 201410228385.7
• 申請日: 2014-05-28
• 公開（公告）號: CN103982134A
• 公開（公告）日: 2014-08-13
• 發明（設計）人: 梁政;趙勇;鄧雄;葉哲偉
• 申請（專利權）人: 西南石油大學
• 主分類號: E21B4/02
• 分類號: E21B4/02;E21B21/00
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

技術領域

本發明涉及一種用于鉆井采煤技術的反循環鉆井工具。

背景技術

地層深處蘊藏著豐富的煤礦資源，深部地層煤碳資源開發必然是未來能源開發的一個重要方向。現有的煤礦開采技術主要以人工井下巷道開發為主，最深可達2000～2500m左右，但隨著井下溫度的增加、工作環境惡劣、工作效率較低；特別是瓦斯突破、透水及巖爆事故等時有發生，嚴重危及井下工作人員的人身安全，導致礦井與設備損壞。

鉆井采煤作為深層煤碳資源開發的一種新技術，將徹底解決目前人工巷道開采存在的主要問題。鉆井采煤技術借鑒油氣鉆采的相關技術，并針對煤碳為固相的特點，設計專門的鉆井裝備與工具以滿足鉆井采煤技術的特殊要求。反循環鉆井實現開采的煤從鉆柱中心返回地面，鉆柱中心鉆井液流速高，相比環空的低流速更容易攜煤返回地面，能有效防止煤層坍塌導致卡鉆等事故的發生。

針對鉆井采煤技術反循環鉆井的技術要求，本發明特提供一種反循環鉆井工具。

發明內容

本發明的目的是：為了滿足鉆井采煤反循環技術的要求，特提供一種反循環鉆井工具。

為了達到上述目的，本發明采用以下技術方案：一種反循環鉆井工具，是由上接頭、動力總成、萬向軸總成、傳動接頭、過濾環、橡膠套、分流殼體和傳動軸總成組成；動力總成包括定子殼體、定子襯套、空心螺桿；萬向軸總成包括萬向軸接頭、碟簧、支撐座、鋼球、換向頭、鎖緊環、密封套、萬向軸傳動桿、萬向軸殼體；傳動軸總成包括滑動軸承套、傳動軸殼體、軸承串、傳動軸；其結構特征是：動力總成的定子殼體上端與上接頭絲扣連接，下端與萬向軸總成的萬向軸殼體上端絲扣連接，空心螺桿下端與萬向軸接頭絲扣連接；萬向軸總成另一端的萬向軸接頭與傳動接頭上端絲扣連接，萬向軸殼體下端與分流殼體上端絲扣連接；傳動軸總成的傳動軸上端與傳動接頭下端絲扣連接，下端與專用鉆頭絲扣連接，傳動軸殼體上端與分流殼體下端絲扣連接；在動力總成中，定子襯套固定于定子殼體內腔，空心螺桿置入定子襯套內腔；在萬向軸總成中，萬向軸接頭內腔上下連通，內腔上部設置有臺階，中部周向均勻設置有八個半圓弧鍵槽，下部設置有絲扣，碟簧安裝在萬向軸接頭內腔臺階上，支撐座安裝在碟簧上，支撐座下端是一個半球形凹面，內腔上下連通，換向頭上端是一個半球形凸面，上部周向均勻設置有八個半球形凹面，下部設置有絲扣，內腔上下連通，將八個鋼球分別安裝在換向頭八個半球形凹面內，換向頭置入萬向軸接頭內腔，其半球形凸面與支撐座半球形凹面緊密貼合，密封套一端套在換向頭下部，另一端置入萬向軸接頭內腔，鎖緊環與萬向軸接頭絲扣連接，并壓緊密封套，萬向軸傳動桿內腔上下連通，兩端絲扣分別和兩個換向頭絲扣連接；在傳動軸總成中，傳動軸殼體和傳動軸之間安裝有滑動軸承套和軸承串；分流殼體中部周向均勻設置有4個沉頭通孔，沉頭通孔內設置有卡簧槽，過濾環是內部均勻設置過濾小孔的圓柱體，過濾環安裝在沉頭通孔臺階上，用卡簧固定，橡膠套安裝在傳動接頭臺階上，外側與分流殼體貼合。

本發明的有益效果是：(1)本反循環工具實現反循環鉆井和攜煤；(2)根據扭矩負載變化自動調整流量分配；(3)采用螺桿驅動方式，機械效率高；(4)井下動力驅動方式，方便定向鉆進；(4)有效解決正循環鉆井時環空固相沉積及煤層垮塌導致的卡鉆等事故。

附圖說明

圖1是本發明一種反循環鉆井工具的結構示意圖；

圖中：1.上接頭，2.定子殼體，3.定子襯套，4.空心螺桿，5.動力總成，6.萬向軸接頭，7.碟簧，8.支撐座，9.鋼球，10.換向頭，11.鎖緊環，12.密封套，13.萬向軸傳動桿，14.萬向軸殼體，15.萬向軸總成，16.傳動接頭，17.過濾環，18.橡膠套，19.分流殼體，20.滑動軸承套，21.傳動軸殼體，22.軸承串，23.傳動軸，24.傳動軸總成。

具體實施方式