[發明專利]一種扭力沖擊鉆井裝置

有效

• 申請號: 201610214550.2
• 申請日: 2016-04-08
• 公開（公告）號: CN105888538B
• 公開（公告）日: 2018-02-09
• 發明（設計）人: 胡琴;趙吉中;吳磊;黃肖;謝麗媛;王一鳴
• 申請（專利權）人: 西南石油大學
• 主分類號: E21B4/16
• 分類號: E21B4/16
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

技術領域

本發明涉及石油工業鉆井行業配套設備技術領域，尤其涉及一種扭力沖擊鉆井裝置。

背景技術

隨著石油工業的發展，深井超深井勘探開發已成為油氣開發的一種趨勢，而在深井超深井的鉆井過程中鉆具經常會因扭矩過大而“憋停”，當扭矩達到某一值后鉆具會突然快速釋放，這種現象通常稱為鉆具粘滑。鉆具的粘滑經常伴隨井下震動，容易引發金剛石鉆頭崩齒，從而縮短鉆頭壽命，也會引起井下儀器(MWD/LWD)失效，降低鉆井效率并增加鉆井成本。

目前，國外美國、加拿大等國家研究發現，在旋轉鉆井或定向鉆井組合上直接配上扭力沖擊鉆井裝置，可以大大減少PDC鉆頭鉆進時的粘滑現象。扭力沖擊鉆井裝置給PDC鉆頭的是一個高頻的、均勻的扭力沖擊，直接極大地增加了鉆頭馬力，相比不用扭力沖擊鉆井裝置的普通的PDC鉆進，徹底減少了粘滑運動，滑脫、卡鉆現象也成倍地減少，而且能極大地提高機械鉆速和鉆頭壽命。

我國對扭力沖擊鉆井裝置的研究還處于起步階段，本發明的目的是開發一種扭力沖擊鉆井裝置,該裝置作為一種新型鉆井輔助裝置具有廣闊的應用前景。

發明內容

本專利旨在開發一種能將鉆井液的流體能量轉換成扭向的、高頻的、均勻穩定的沖擊能量，直接傳遞給PDC鉆頭，使鉆頭保持連續均勻的旋轉破巖，顯著避免鉆頭鉆進時的粘滑現象，提高機械鉆速、延長鉆頭及其配套鉆井工具壽命，并且結構簡單緊湊，不會影響鉆頭及其他鉆具的功能和結構的一種扭力沖擊鉆井裝置。

針對現有技術存在的缺陷，本發明提供一種扭力沖擊鉆井裝置，提高鉆井效率，采用如下技術方案實現：

一種扭力沖擊鉆井裝置，它包括外筒(1)、滑塊(2)、一級驅動裝置(3)、二級驅動裝置(4)、三級驅動裝置(5)、鉆頭接頭(6),一級驅動裝置(3)、二級驅動裝置(4)、三級驅動裝置(5)分別從上至下安裝于外筒(1)內部，相互之間設有推力軸承和密封圈，鉆頭接頭(6)通過螺紋連接于外筒(1)底端，滑塊(2)大端裝于一級驅動裝置(3)、二級驅動裝置(4)、三級驅動裝置(5)周向布置的滑槽(8)內，小端與外筒(1)內壁上的一級導軌(9)、二級導軌(10)、三級導軌(11)配合。

所述的一級驅動裝置(3)、二級驅動裝置(4)和三級驅動裝置(5)內壁上設有多個螺旋葉片(7)，外壁上均布有三個滑槽(8)。

所述的一級導軌(9)、二級導軌(10)、三級導軌(11)為三段上、下交替式凹槽，上、下凹槽過渡區域開設有變道斜坡和防卡直角結構。

所述的滑塊(2)整體為T型結構，大端為四邊形棱柱，小端為八邊形棱柱，小端棱柱斜面與導軌變道斜坡傾角一致。

本發明的有益效果表現在：

1.一級導軌(9)、二級導軌(10)和三級導軌(11)碰撞位置(即變道斜坡處)交錯布置，使外筒(1)周向受到均勻碰撞。

2.導軌上、下槽之間的變道斜坡與滑塊(2)倒角契合，提高了碰撞的效果和導軌的導向能力，防卡直角則避免了滑塊(2)卡住，保證了滑塊(2)的在導軌內的周期性運動。

3.一級驅動裝置(3)、二級驅動裝置(4)、三級驅動裝置(5)上均布有三個滑槽(8)，用于安裝滑塊(2)，每個驅動裝置上的三個滑塊(2)同時碰撞，使外筒(1)每次碰撞時受力均勻，并增大碰撞時傳遞的扭矩。

4.一級驅動裝置(3)、二級驅動裝置(4)、三級驅動裝置(5)可各自旋轉帶動三組滑塊碰撞，顯著的增加了碰撞頻率。

附圖說明

下面將結合說明書附圖和具體實施方式對本發明做進一步詳細說明，其中：

圖1為扭力沖擊鉆井裝置半剖圖

圖2為外筒全剖圖

圖3為外筒內壁軌道平面展開圖

圖4為一級驅動裝置三維圖

圖5為滑塊三維圖

圖中：1、外筒，2滑塊，3、一級驅動裝置，4、二級驅動裝置，5、三級驅動裝置，6、鉆頭接頭，7、螺旋葉片，8、滑槽，9、一級導軌，10、二級導軌，11、三級導軌

具體實施方式

下面結合附圖對本發明做進一步說明，但本發明的保護范圍不局限于以下所述。