[實用新型]基于渦輪與齒輪的扭力沖擊器

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201820226384.2
• 申請日: 2018-02-08
• 公開（公告）號: CN208152937U
• 公開（公告）日: 2018-11-27
• 發(fā)明（設計）人: 田家林;張?zhí)眉?/a>;楊琳;林曉月;楊毅;朱志;李居瑞
• 申請（專利權）人: 西南石油大學
• 主分類號: E21B4/14
• 分類號: E21B4/14;F03B13/02
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

本實用新型提供了一種基于渦輪與齒輪的扭力沖擊器，解決了鉆井過程中鉆頭產(chǎn)生的粘滑振動現(xiàn)象。其技術方案為：由渦輪總成、轉(zhuǎn)換接頭、沖擊總成組成，渦輪總成在鉆井液的沖擊作用下產(chǎn)生高速旋轉(zhuǎn)運動，進而帶動法蘭傳動軸旋轉(zhuǎn)；一方面法蘭傳動軸通過傳動軸、傳動銷帶動偏心沖擊錘高速旋轉(zhuǎn)；另一方面帶動外齒輪轉(zhuǎn)動，與內(nèi)齒輪殼體嚙合，將一個較低的轉(zhuǎn)速傳遞給內(nèi)齒輪殼體，進而帶動沖擊傳動軸以一個較低的轉(zhuǎn)速轉(zhuǎn)動；從而與偏心沖擊塊形成轉(zhuǎn)速差，產(chǎn)生沖擊作用，并將碰撞產(chǎn)生的扭轉(zhuǎn)振動通過沖擊傳動軸傳遞到下接頭。本實用新型可以持續(xù)產(chǎn)生扭轉(zhuǎn)沖擊振動，提高鉆頭破巖效率，有效避免卡鉆和粘滑現(xiàn)象產(chǎn)生。

技術領域

本實用新型涉及一種用于石油天然氣頁巖氣鉆井、礦山開采、地質(zhì)鉆井等領域中的基于渦輪與齒輪的扭力沖擊器。

背景技術

近年來，隨著國家對石油天然氣需求日益增加，同時對于頁巖氣的開采也是當今熱點，也是一個挑戰(zhàn)。因為在鉆井過程中，常會因為司鉆技術、經(jīng)驗問題以至于送鉆不及時或送鉆過快，或是因為井壁摩阻問題，造成施加給鉆頭的鉆壓不穩(wěn)定，影響破巖效率，甚至有可能因為鉆壓突然增大而損壞鉆頭、崩裂鉆頭的切削齒等，影響鉆進速度。另一方面PDC鉆頭在鉆硬或研磨性地層時，通常沒有足夠的扭矩來破碎巖石，從而產(chǎn)生卡鉆的現(xiàn)象，井下鉆桿扭力釋放導致鉆頭失效。油田深部地層巖石堅硬、研磨極值高，應用常規(guī)牙輪鉆頭鉆進，單只鉆頭進尺少，需要多次起下鉆且機械鉆速較低；應用螺桿進行復合鉆進時，由于深井中溫度較高，螺桿壽命低、使用效果不理想；同時在鉆探深井超深井中常出現(xiàn)粘滑振動現(xiàn)象，粘滑振動易造成鉆具失效，導致機械鉆速降低。此外，采用氣體鉆井技術鉆進可較大程度提高機械鉆速，但在地層出水的情況下易引起井下復雜情況發(fā)生，且氣體鉆井配套設備多，成本相對較大。

針對以上問題，國內(nèi)外已嘗試了多種工具，取得了一定的提速效果，其中高頻扭轉(zhuǎn)沖擊類工具占提速工具的主導地位。現(xiàn)場實驗和理論研究均表明，該類工具可以給鉆頭附加高頻扭轉(zhuǎn)沖擊力，輔助鉆頭破巖，降低鉆柱的粘滑現(xiàn)象，提高機械鉆速，降低鉆進成本，實現(xiàn)更大的經(jīng)濟效益，同時也更好地保證鉆井的安全性。

發(fā)明內(nèi)容

本實用新型的目的是：為了解決鉆井過程中的鉆頭卡鉆和鉆柱的粘滑導致鉆具失效和機械鉆速較低的問題，特提供一種基于渦輪與齒輪的扭力沖擊器，以克服現(xiàn)有技術的缺陷，提高鉆進速度。該工具能有效保護鉆頭，降低成本，提高破巖效率，增加鉆井效率。