[發(fā)明專利]一種緩沖調(diào)心接頭

在審

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201410837973.0
• 申請(qǐng)日: 2014-12-26
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN105781439A
• 公開(kāi)（公告）日: 2016-07-20
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 聶云飛;吳仲華;張俊杰;趙宗峰;寧仁磊;王彬;庒偉;孫振剛;左靈;梁海明;田宗正;李明朝;陳忠?guī)?/a>;張銳
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 中石化勝利石油工程有限公司鉆井工藝研究院
• 主分類號(hào): E21B17/02
• 分類號(hào): E21B17/02
• 代理公司: 東營(yíng)雙橋?qū)＠碛邢挢?zé)任公司 37107
• 代理人: 侯華頌

所屬技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及油氣勘探開(kāi)發(fā)工具領(lǐng)域的一種緩沖調(diào)心接頭，用于配置頂驅(qū)的鉆機(jī)使用，能夠在鉆井過(guò)程中給鉆具傳遞扭矩和承受軸向力、為泥漿提供循環(huán)通道及緩沖軸向沖擊力，同時(shí)還能用于完井下套管施工作業(yè)。

背景技術(shù)

目前國(guó)內(nèi)鉆井時(shí)頂驅(qū)的輸出扭矩是通過(guò)螺紋連接的鉆具傳遞給井下鉆頭或其他工具，采用螺紋直接連接的鉆具剛性較強(qiáng)，當(dāng)鉆具出現(xiàn)憋跳現(xiàn)象時(shí)，沖擊力會(huì)直接作用在頂驅(qū)的動(dòng)力輸出端，而且當(dāng)頂驅(qū)動(dòng)力輸出軸相對(duì)于井口如出現(xiàn)較大的偏心時(shí)，用于鉆具與頂驅(qū)的剛性連接，將影響鉆井施工，特別是進(jìn)行套管鉆井或采用旋轉(zhuǎn)循環(huán)下套管裝置下套管的施工作業(yè)時(shí)，對(duì)接套管螺紋容易發(fā)生螺紋錯(cuò)扣。目前已有的專利，US8684851的《浮動(dòng)短節(jié)工具》（《FLOATINGSUBTOOL》），實(shí)現(xiàn)了傳遞頂驅(qū)扭矩和承受軸向力，并能夠緩沖鉆井過(guò)程中鉆具傳遞給頂驅(qū)的軸向沖擊力，但是不具備調(diào)心功能，無(wú)法解決頂驅(qū)動(dòng)力輸出軸相對(duì)于井口與出現(xiàn)較大偏心的問(wèn)題。申請(qǐng)?zhí)朇N201220563576.5《水平井柔性短節(jié)》和申請(qǐng)?zhí)朇N03235201.8《一種齒形萬(wàn)向聯(lián)軸器》兩個(gè)專利，實(shí)現(xiàn)了鉆具調(diào)心的功能，但無(wú)法緩沖鉆井過(guò)程中鉆具產(chǎn)生的軸向沖擊力，并且CN03235201.8《一種齒形萬(wàn)向聯(lián)軸器》無(wú)法為鉆具提供泥漿循環(huán)通道。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的目的是解決上述技術(shù)問(wèn)題，提供一種緩沖調(diào)心接頭，采用帶有預(yù)充氣的緩沖氣室和球形鉸接的花鍵連接結(jié)構(gòu)，實(shí)現(xiàn)了調(diào)心、扭矩傳遞及緩沖鉆井過(guò)程中鉆具產(chǎn)生的軸向沖擊力的功能。

為了實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明采取以下技術(shù)方案：

一種緩沖調(diào)心接頭，包括上球接頭、上球座、上端蓋、外筒、、內(nèi)花鍵、外花鍵、下球座、下端蓋和下球接頭，其中：上球接頭安裝在上球座和內(nèi)花鍵的球頭連接后形成的球腔內(nèi)，在內(nèi)花鍵球頭部的外圓對(duì)稱分布有兩個(gè)徑向通孔，球銷穿過(guò)通孔后與設(shè)置在上球接頭球面外圓的盲孔構(gòu)成間隙限位配合，并將上球接頭和內(nèi)花鍵鉸鏈在一起；上端蓋套裝在上球座的外部，上端蓋頂部?jī)?nèi)凸沿與上球座的上部軸向滑動(dòng)密封配合，上端蓋凸沿下方與上球座外部凸出部分間隙配合，構(gòu)成環(huán)形的上氣室；在上端蓋上設(shè)有注氣閥，注氣閥與上氣室貫通；內(nèi)花鍵的下部是與內(nèi)花鍵構(gòu)成軸向插接配合的外花鍵，在內(nèi)花鍵下端與外花鍵的結(jié)合部預(yù)留有環(huán)形的下氣室；在上球座和內(nèi)、外花鍵結(jié)合部設(shè)置貫通上下流道的T型噴管，并分別與內(nèi)花鍵和外花鍵密封配合；下球接頭安裝在下球座和外花鍵的球頭連接后形成的球腔內(nèi)，在外花鍵球頭部的外圓對(duì)稱分布有兩個(gè)徑向通孔，球銷穿過(guò)通孔后與設(shè)置在下球接頭球面外圓的盲孔構(gòu)成間隙限位配合，并將下球接頭和外花鍵鉸鏈在一起；下端蓋套裝在下球座外部，外筒分別與上、下端蓋固定連接后，將上球座、內(nèi)花鍵、下球座密閉套裝在其內(nèi)。

上述方案還包括：

在上、下求接頭上分別通過(guò)螺紋和鎖釘連接有上接頭和下接頭。

在噴管與內(nèi)外花鍵、上球接頭與外花鍵球頭、下球接頭與外花鍵的球頭、上端蓋與上球座，以及外筒與上端蓋、上球座、內(nèi)花鍵、下球座密閉結(jié)合部均設(shè)置有環(huán)形密封圈、槽。

本發(fā)明的技術(shù)方案中上球座上端安裝在上端蓋上部的孔內(nèi)，能夠沿軸向在一定距離內(nèi)相對(duì)運(yùn)動(dòng)。上球座安裝在上端蓋孔內(nèi)，內(nèi)花鍵安裝在外筒孔內(nèi)，上球座與內(nèi)花鍵通過(guò)螺紋連接在一起后能夠相對(duì)于外筒沿軸向在一定距離內(nèi)相對(duì)運(yùn)動(dòng)。上球接頭下端的球頭安裝在上球座與內(nèi)花鍵形成的球形孔內(nèi)，扭矩能夠通過(guò)安裝在上球接頭下端的球銷傳遞給內(nèi)花鍵，上球接頭能夠相對(duì)上球座在任何方向自由轉(zhuǎn)動(dòng)一定的角度。噴管裝在內(nèi)花鍵孔內(nèi)，噴管下端插入外花鍵孔內(nèi)，相對(duì)外花鍵能夠在一定距離內(nèi)軸向運(yùn)動(dòng)。外花鍵插入內(nèi)花鍵的花鍵槽內(nèi)，兩者能夠在一定距離內(nèi)軸向運(yùn)動(dòng)并傳遞扭矩。另一個(gè)下球接頭安裝在下球座與外花鍵通過(guò)螺紋連接后形成的球孔內(nèi)，扭矩能夠通過(guò)安裝在下球接頭下端的球銷傳遞給外花鍵，下球接頭能夠相對(duì)下球座在任何方向自由轉(zhuǎn)動(dòng)一定的角度，與上球座的自由轉(zhuǎn)動(dòng)向配合，實(shí)現(xiàn)調(diào)心功能。上接頭、上球座、噴管、外花鍵、下球座、下接頭的中心孔形成泥漿循環(huán)通道。上端蓋、上球座、外筒之間裝有密封，形成上氣室。內(nèi)花鍵、外花鍵、噴管、外筒、下球座之間裝有密封，形成下氣室。通過(guò)上端蓋上部的注氣閥可以給上氣室預(yù)充一定壓力的氣體，充氣后內(nèi)花鍵相對(duì)外筒和外花鍵向下沿軸向運(yùn)動(dòng)一定距離，壓縮下氣室的氣體，直至上、下氣室產(chǎn)生的推力平衡。此時(shí)上端蓋與上球座在氣壓作用下處于不接觸狀態(tài)，因此能夠緩沖軸向沖擊力。