[實用新型]一種鉆頭自動加壓裝置

有效

• 申請號: 201721306470.6
• 申請日: 2017-10-11
• 公開（公告）號: CN207348793U
• 公開（公告）日: 2018-05-11
• 發明（設計）人: 田啟忠;戴榮東;于少卿;王鍇;王健;侯業貴;陳麗媛
• 申請（專利權）人: 中國石油化工股份有限公司;中國石油化工股份有限公司勝利油田分公司石油工程技術研究院
• 主分類號: E21B7/04
• 分類號: E21B7/04;E21B12/00;E21B19/08
• 代理公司: 東營雙橋專利代理有限責任公司 37107
• 代理人: 周京蘭

本實用新型是一種鉆頭自動加壓裝置，適用于定向井鉆井工藝，可以向鉆頭自動施加鉆壓。本裝置包括活塞，活塞安裝在內筒與外筒之間、與外筒螺紋連接，外筒設有泄流孔，外筒上端通過定位銷與上接頭連接、下部是花鍵套與下接頭螺紋連接；內筒設有進液孔，內筒上端與上接頭螺紋連接、下部的傳動軸與外筒的花鍵套連接，內筒下端頂靠在節流閥上面，節流閥與下接頭連接。本實用新型設計合理，工作性能可靠，不但能向鉆頭自動施加鉆壓，工作時的活塞推進機構還能對鉆頭產生的縱向振動起到緩沖作用，降低對上部鉆具的疲勞破壞，具有很好的使用效果和應用價值。

技術領域

本實用新型涉及石油工業鉆井工程鉆頭的輔助工具，特別是一種鉆頭自動加壓裝置，適用于定向井鉆井工藝，可以向鉆頭自動施加鉆壓。

背景技術

在定向井鉆進過程中，由于鉆具與彎曲井筒之間存在摩阻，導致上部鉆具的鉆壓不能有效傳遞到鉆頭，這種現象稱為托壓。發生托壓后，只有部分鉆壓施加到鉆頭上，導致機械鉆速低，若強行加大鉆壓，會增加鉆具的彎曲變形，嚴重時鉆柱會發生自鎖，影響正常鉆進。如果在滑動鉆進中發生托壓，鉆具長時間靜止，巖屑易沉積在井筒底部形成巖屑床，可能導致沉砂卡鉆，影響井下安全。發生托壓后，如果繼續加大鉆壓至摩阻突然釋放，鉆頭受到的鉆壓和扭矩會突然增大，從而引起工具面變動，甚至導致鉆頭和螺桿鉆具受損，嚴重影響鉆井效率。

申請日為2016年1月7日，公開日為2016年6月1日，專利號為201610006405.5，公開了一種水力脈沖式加壓送鉆工具，該工具包括圓錐筒、卡瓦、活塞缸、筒體、彈簧、傳動殼體、傳動軸、靜閥座、靜閥環、動閥環、推力軸承、動閥座和螺旋轉子等，靜閥環與靜閥座、動閥環與動閥座分別通過過盈配合連接，靜閥環與動閥環上分別設置有偏心通孔，動閥座通過螺紋與螺旋轉子連接。鉆進過程中，鉆井液沖擊螺旋轉子產生旋轉，帶動動閥環轉動，使動閥環與靜閥環的偏心通孔錯開，在動閥環以上的空間產生暫時高壓，通過傳壓孔傳遞至活塞缸推動傳動殼體下行，同時卡瓦撐出錨定在井壁上，從而對下部連接的鉆具施加鉆壓。該工具存在以下問題：①靜閥環與動閥環相對轉動時，偏心通孔交替錯開，使鉆井液循環出現間隙性停頓，不利于對井底巖屑的連續攜帶；②工具結構復雜，靜閥環與動閥環的偏心通孔對齊時為最大的鉆井液過流通道，產生的節流壓差大，嚴重影響鉆進排量，影響鉆頭水功率；該工具為單級液缸，產生的推力較小，向鉆頭施加的鉆壓較小。

申請日為2015年9月10日，公開日為2015年12月30日，專利號為201510574450.6，公開了一種液力式連續加壓送鉆工具，主要包括配流筒、節流柱、旋轉體、傳動軸等，節流柱軸向上設置四條換向凹槽軌道，其中兩條對稱軌道在軸向上是通槽軌道，另外兩條軌道是封閉凹槽軌道，但在其上端向右設置一條周向凹槽軌道連通旁邊的軸向通槽軌道，在其下端向左設置一條周向凹槽軌道連通旁邊的軸向通槽軌道。配流筒內腔設有兩個凸起位于節流柱的兩個對稱的通槽軌道里，鉆井液經過配流筒凸起上部的節流柱上部通槽軌道，由與之連通的上部周向軌道流過封閉凹槽軌道，再由配流筒凸起下部的周向軌道流過配流筒凸起下部的通槽軌道流向旋轉體與外筒形成的內腔，由下部開孔流經傳動軸內孔傳向下部鉆具，這一復雜通道形成較大的節流壓差，能夠推動節流柱上端的端蓋下行產生一定的推力，達到向鉆頭施加鉆壓的目的。該工具存在以下問題：①工具結構復雜，依靠工具本身產生較大的節流壓差來推動活塞向下施加鉆壓，鉆井液過流通道較小，嚴重影響鉆進排量，影響鉆頭水功率；②該工具為單級活塞結構，產生的推力較小；③通過外筒與傳動軸之間設置的鎖柱傳遞來自上部轉盤的扭矩，存在抗扭強度低的缺陷。

發明內容

本實用新型的目的是提供一種鉆頭自動加壓裝置，能夠將鉆進循環中的鉆井液在底部鉆具組合產生的節流壓差轉化為推動鉆頭鉆進的推力，并能向底部鉆具組合傳遞扭矩，解決井眼摩阻造成的托壓問題，提高鉆井效率。