[發(fā)明專利]一種深地層鉆井提速工具

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201610298744.5
• 申請日: 2016-05-09
• 公開（公告）號: CN105909168B
• 公開（公告）日: 2017-11-07
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 葉哲偉;胡玉帆;吳凱豪;趙勇
• 申請（專利權(quán)）人: 西南石油大學(xué)
• 主分類號: E21B4/02
• 分類號: E21B4/02;E21B4/06
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及一種石油鉆井用的深地層鉆井提速工具。

背景技術(shù)

隨著石油、天然氣資源的不斷勘探開發(fā)，鉆井技術(shù)的不斷發(fā)展，油氣鉆井深度越來越深，鉆井過程中所遇地層巖石硬度越來越高，這就減緩了鉆井速度，提高了鉆井成本。而現(xiàn)有的傳統(tǒng)旋轉(zhuǎn)鉆井技術(shù)并不能很好的滿足高速鉆井的要求，如何提高破巖效率、加快鉆井速度成為了鉆井過程中的一個(gè)重要問題。

沖旋鉆井技術(shù)是一種提高鉆井速度的有效方式，沖擊器是實(shí)現(xiàn)沖旋鉆井的關(guān)鍵部件。現(xiàn)階段最常用的的沖擊器是液動沖擊器，它能明顯的提高鉆井速度，但在使用過程中仍然存在很多問題，如易磨損腐蝕、維修困難、壽命短等問題。基于以上技術(shù)背景，本發(fā)明特提供一種深地層鉆井提速工具。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的目的是：為了提高深地層鉆井速度，特提供一種深地層鉆井提速工具。

為了達(dá)到上述目的，本發(fā)明采用以下技術(shù)方案：一種深地層鉆井提速工具，是由上接頭，閥芯，下接頭，沖錘，錘砧，密封套筒，圓銷構(gòu)成；其結(jié)構(gòu)特征是：上接頭內(nèi)部設(shè)置有鉆井液流道，上接頭下部設(shè)置有環(huán)腔，在上接頭中部周向均勻設(shè)置有四個(gè)側(cè)孔，連通上接頭內(nèi)部環(huán)腔和外部環(huán)空，上接頭上部設(shè)置有錐形外螺紋，上接頭與上部鉆柱用錐形螺紋連接，上接頭下部設(shè)置有錐形內(nèi)螺紋，上接頭下部與下接頭上部用錐形螺紋連接；閥芯內(nèi)部設(shè)置有鉆井液流道，閥芯的外部設(shè)置有一臺階，閥芯上部外徑小于下部外徑，閥芯的上部安裝在上接頭內(nèi)部流道內(nèi)，閥芯上部與上接頭內(nèi)部流道之間采用動密封，閥芯下部安裝在下接頭上部環(huán)腔內(nèi)，閥芯下部與下接頭上部環(huán)腔之間采用動密封，在閥芯內(nèi)部流道下端位置處周向均勻設(shè)置有四個(gè)側(cè)孔，將閥芯內(nèi)部流道與下接頭上部環(huán)腔相連通，在閥芯下端面處設(shè)置有一圓形凹槽；下接頭內(nèi)部設(shè)置有環(huán)腔，上部環(huán)腔的內(nèi)徑小于中部環(huán)腔的內(nèi)徑，中部環(huán)腔的內(nèi)徑小于下部環(huán)腔的內(nèi)徑，下接頭中部環(huán)腔處周向均勻設(shè)置有四個(gè)側(cè)孔，將中部環(huán)腔和外部環(huán)空連通，下接頭下部環(huán)腔處內(nèi)壁上周向均勻設(shè)置有四個(gè)弧形凹槽，下接頭下部設(shè)置有母螺紋；沖錘內(nèi)部設(shè)置有鉆井液流道，沖錘上端安裝在下接頭上部環(huán)腔中，沖錘下端安裝在下接頭中部環(huán)腔中，沖錘上端與下接頭上部環(huán)腔之間采用動密封，沖錘下端與下接頭中部環(huán)腔之間采用動密封，在沖錘上端面設(shè)置有一環(huán)形凹槽，在該環(huán)形凹槽下部位置處周向均勻設(shè)置有四個(gè)側(cè)孔，將環(huán)形凹槽和沖錘內(nèi)部流道相連通；錘砧內(nèi)部設(shè)置有鉆井液流道，錘砧內(nèi)流道的上部內(nèi)徑小于下部內(nèi)徑，在錘砧下部設(shè)置有錐形內(nèi)螺紋，錘砧與井下鉆頭用錐形螺紋進(jìn)行連接，在錘砧的外部設(shè)置有一臺階，在該臺階上周向均勻設(shè)置有四個(gè)弧形凹槽，錘砧的上部安裝在下接頭中部環(huán)腔中，錘砧上部與下接頭中部環(huán)腔之間采用動密封；密封套筒設(shè)置為一環(huán)狀零件，在密封套筒的外部設(shè)置有螺紋，密封套筒與下接頭下部之間采用螺紋連接；圓銷設(shè)置為一細(xì)長圓柱體，安裝在下接頭下部環(huán)腔與錘砧外部臺階之間的弧形凹槽內(nèi)。

本發(fā)明的優(yōu)點(diǎn)是：(1)本發(fā)明依靠鉆井液驅(qū)動，無需添加其他井下輔助動力工具，控制方式簡單；(2)本發(fā)明利用鉆井液驅(qū)動閥芯、沖錘做軸向往復(fù)運(yùn)動，對錘砧進(jìn)行往復(fù)沖擊，傳遞沖擊載荷；(3)由于閥芯，沖錘的特殊結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，使得閥芯與沖錘間存在液壓緩存作用，能夠提高閥芯的使用壽命；(4)由于下接頭與錘砧的安裝關(guān)系，允許錘砧在軸向有微小的振動，能夠更好的將沖擊載荷傳遞給鉆頭；(5)將外殼體拆分為上接頭與下接頭，便于各個(gè)零件的安裝調(diào)試。

附圖說明

圖1是本發(fā)明一種深地層鉆井提速工具的結(jié)構(gòu)示意圖；

圖2是E-E截面的斷面圖；

圖3是下接頭的三維模型；

圖4是錘砧的三維模型；

圖5是圖1 F位置處的局部放大圖；

圖中：1.上接頭，2.閥芯，3.下接頭，4.沖錘，5.錘砧，6.密封套筒，7.圓銷，Ⅰ.上接頭內(nèi)鉆井液流道，A.上接頭下部環(huán)腔，Ⅱ.閥芯內(nèi)部鉆井液流道，2a.閥芯下部側(cè)孔，2b.閥芯下端面凹槽，B.下接頭上部環(huán)腔，C.下接頭中部環(huán)腔，D.下接頭下部環(huán)腔，3a.下接頭中部環(huán)腔上的側(cè)孔，3b.下接頭下部環(huán)腔內(nèi)壁上的弧形凹槽，Ⅲ.沖錘內(nèi)鉆井液流道，4a.沖錘上端面環(huán)形凹槽，4b.環(huán)形凹槽與鉆井液流道Ⅲ之間的側(cè)孔，Ⅳ錘砧內(nèi)鉆井液流道，5a.錘砧外部臺階上的弧形凹槽。

具體實(shí)施方式