[實(shí)用新型]一種高溫硬巖提速鉆具

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201921187488.8
• 申請(qǐng)日: 2019-07-26
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN210195657U
• 公開(kāi)（公告）日: 2020-03-27
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 李小洋;李寬;張永勤;梁健;劉秀美;李鑫淼;尹浩;王志剛
• 申請(qǐng)（專(zhuān)利權(quán)）人: 中國(guó)地質(zhì)科學(xué)院勘探技術(shù)研究所
• 主分類(lèi)號(hào): E21B4/02
• 分類(lèi)號(hào): E21B4/02;E21B4/16
• 代理公司: 長(zhǎng)春市四環(huán)專(zhuān)利事務(wù)所(普通合伙) 22103
• 代理人: 張冉昕

本實(shí)用新型公開(kāi)了一種高溫硬巖提速鉆具，包括動(dòng)力總成和沖擊總成，所述動(dòng)力總成從上到下依次為上連接接頭、渦輪組上壓蓋、渦輪副、渦輪管、渦輪軸、渦輪組下壓蓋、萬(wàn)向節(jié)和連接管；沖擊總成包括沖擊組件上壓蓋、沖擊管、沖擊塊、沖擊軸、沖擊組件下壓蓋及下連接接頭，所述的高溫硬巖提速鉆具通過(guò)渦輪組帶動(dòng)沖擊組件進(jìn)行回轉(zhuǎn)沖擊，并將旋轉(zhuǎn)沖擊力傳遞到鉆頭，提高鉆頭的碎巖剪切效率，同時(shí)消除鉆柱的粘滑振動(dòng)，提高鉆進(jìn)效率。該鉆具結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，不含電子元器件及橡膠等零部件，對(duì)深孔高溫高壓環(huán)境具有良好的適應(yīng)性。

技術(shù)領(lǐng)域

本實(shí)用新型涉及井下勘探器具技術(shù)領(lǐng)域，特別涉及一種高溫硬巖提速鉆具。

背景技術(shù)

隨著干熱巖及油氣資源勘探逐步向深部推進(jìn)，在鉆井過(guò)程將會(huì)面臨越來(lái)越復(fù)雜的井下環(huán)境，同時(shí)地層物化性質(zhì)也跟淺部地層呈現(xiàn)出明顯的差異，此時(shí)常規(guī)的鉆井器具在鉆井效率和使用壽命方面將會(huì)表現(xiàn)出明顯的不適應(yīng)。為此，針對(duì)深部鉆井過(guò)程中遇到的高溫、堅(jiān)硬等難鉆進(jìn)地層，為了提高鉆進(jìn)效率，在提速增效鉆具方面開(kāi)展了專(zhuān)門(mén)的技術(shù)攻關(guān)和樣機(jī)研發(fā)。根據(jù)目前在深部鉆井方面遇到的難題，研發(fā)的提速增效鉆具應(yīng)具備以下技術(shù)優(yōu)勢(shì)：

1、耐高溫性能要好，根據(jù)加拿大研制的TorkBuster扭力沖擊器，其耐高溫能力可達(dá)到210℃，對(duì)于深井的高溫環(huán)境有良好的適應(yīng)性；

2、鉆具結(jié)構(gòu)應(yīng)簡(jiǎn)單，減少提鉆維修次數(shù)，最好不含電子元器件和橡膠等零部件；

3、最好能充分利用泥漿的能量來(lái)為提速增效鉆具提供動(dòng)力，簡(jiǎn)化能量的傳遞流程，提高傳遞效率，同時(shí)提高提速鉆具工作的可靠性；

4、最好能與其他鉆具聯(lián)合使用，增強(qiáng)鉆頭的碎巖效果。

針對(duì)深部鉆井面臨的新挑戰(zhàn)，一種高溫硬巖提速鉆具提供了一種較好的解決辦法，采用泥漿為提速鉆具提供動(dòng)力，以扭轉(zhuǎn)沖擊增強(qiáng)碎巖效果，同時(shí)還能夠有效減輕下部鉆具的粘滑振動(dòng)現(xiàn)象，提高鉆進(jìn)速度。

實(shí)用新型內(nèi)容

本實(shí)用新型為了解決上述背景技術(shù)中，針對(duì)深孔鉆進(jìn)速度慢、井下高溫等難題，而提出了一種高溫硬巖提速鉆具，它可通過(guò)渦輪組件帶動(dòng)沖擊組件產(chǎn)生高頻扭向沖擊，以此消除鉆頭的粘滑振動(dòng)，提高鉆頭的碎巖效率，進(jìn)而提高鉆進(jìn)速度。

一種高溫硬巖提速鉆具，包括動(dòng)力總成和沖擊總成，其中所述的動(dòng)力總成從上到下依次由上連接接頭、渦輪組上壓蓋、渦輪副、渦輪管、渦輪軸、渦輪組下壓蓋、萬(wàn)向節(jié)和連接管組成，上連接接頭、渦輪管和連接管通過(guò)螺紋連接起來(lái)，上連接接頭的上端螺紋與鉆桿連接，連接管的下端與沖擊管的上端螺紋連接，渦輪副串裝于渦輪軸上，接著套裝于渦輪管的中心孔內(nèi)，然后將渦輪組上壓蓋和渦輪組下壓蓋安裝于渦輪軸的兩端，最后通過(guò)上連接接頭和連接管將渦輪組上壓蓋和渦輪組下壓蓋進(jìn)行軸向定位；沖擊總成包括沖擊組件上壓蓋、沖擊管、沖擊塊、沖擊軸、沖擊組件下壓蓋及下連接接頭，其中所述的萬(wàn)向節(jié)上端與渦輪軸通過(guò)銷(xiāo)子連接，其下端與沖擊軸的上端通過(guò)銷(xiāo)子連接，并傳遞動(dòng)力總成與沖擊總成之間的扭矩，沖擊管的上端與連接管的下端通過(guò)螺紋連接，沖擊管的下端與下連接接頭的上端通過(guò)螺紋連接，下連接接頭下端螺紋與鉆頭連接，沖擊軸上套裝沖擊塊，并在沖擊軸的兩端安裝沖擊組件上壓蓋和沖擊組件下壓蓋，然后通過(guò)連接管和下連接接頭的內(nèi)臺(tái)階實(shí)現(xiàn)沖擊軸的軸向定位；

所述的沖擊管具有異形截面，沖擊塊由沖擊塊A和沖擊塊B組成，沖擊塊A和沖擊塊B通過(guò)錐型齒嚙合在一起，分別將沖擊塊A和沖擊塊B用沖擊銷(xiāo)貫穿于沖擊軸上；

所述渦輪軸與渦輪組上壓蓋、渦輪組下壓蓋之間安裝了渦輪組上軸承和渦輪組下軸承，在渦輪組上軸承和渦輪組下軸承側(cè)面布置了渦輪組上防塵密封和渦輪組下防塵密封，防止泥漿中的固體顆粒進(jìn)入到在渦輪組上軸承和渦輪組下軸承內(nèi)，同樣地，在沖擊軸與沖擊組件上壓蓋、沖擊組件下壓蓋之間安裝了沖擊組件上軸承和沖擊組件下軸承，沖擊組件上軸承和沖擊組件下軸承側(cè)面布置了沖擊組件上防塵密封和沖擊組件下防塵密封。

本實(shí)用新型的工作原理和過(guò)程：