[發明專利]石油鉆井專用換向器

在審

• 申請號: 202011053043.8
• 申請日: 2020-09-29
• 公開（公告）號: CN112031642A
• 公開（公告）日: 2020-12-04
• 發明（設計）人: 劉海軍;陳曉宇;張立;鄭錫坤;李桂變;楊劍;張昀
• 申請（專利權）人: 山西風雷鉆具有限公司
• 主分類號: E21B4/00
• 分類號: E21B4/00;E21B4/16;E21B4/14;E21B4/02
• 代理公司: 太原智慧管家知識產權代理事務所(特殊普通合伙) 14114
• 代理人: 馬俊平

本發明公開一種石油鉆井專用換向器，包括本體和安裝在本體一端的蓋體，該石油鉆井專用換向器還包括液動錘和內芯，內芯插接在液動錘內，液動錘插接在本體內；本體內部圓周壁上對稱開設有轉動腔；液動錘呈錘管狀結構，外圓周壁上徑向對稱有一體成型的兩個擺動錘，緊靠擺動錘兩側、且在液動錘的圓周壁上沿著軸向方向開設有第一旁通側孔，液動錘插入本體內，擺動錘可在轉動腔內轉動，液動錘內壁上、沿軸向方向徑向對稱設置有限位凸起帶，緊靠限位凸起帶兩側分別開設有第二旁通側孔。本發明利用流體沖擊原理，提高鉆井速度，提升工具使用時間；石油鉆井專用換向器能夠有效消除PDC鉆頭的卡滑現象，減輕鉆柱扭轉振蕩，能夠有效保護鉆頭和鉆具等配套部件，有效降低鉆井成本。

技術領域

本發明屬于石油鉆井工具加工領域，具體涉及一種石油鉆井專用換向器。

背景技術

隨著淺層油氣能源的漸近匱乏,國內石油和天然氣的勘探形式的標準正逐步由淺層轉換向深層的發展，以深井和超深井的方式而存在。深層地下的巖石質層的鉆性較差：伴隨著井的深度不斷增大，深層地下的巖石所承壓的阻力逐步增加，并且致其巖石的縫隙和整體構架產生變化，導致變形，導致其深度平均延伸一千米，巖石的硬度密度、抗擠壓的強度以及磨損度翻倍的增長，繼而使得巖石的凝固密度更大，聯結更加緊密，鑿鉆度變得越來越差，可鉆度也越來越低。

石油鉆井專用換向器利用鉆井液驅動內部沖擊錘做反復的扭轉沖擊，將部分流體能量轉換成一定頻率、周向扭轉、沖擊型的井底機械破巖能量，并直接傳遞給鉆頭。復合動力提速鉆具能夠有效消除PDC鉆頭的卡滑現象，減輕鉆柱扭轉振蕩，能夠有效保護鉆頭和鉆具等配套部件，有效降低鉆井成本。

發明內容

鑒于此，本發明的目的在于，提供鉆井液驅動的一種石油鉆井專用換向器，為鉆頭提供反復的扭轉沖擊力，提高鉆井效率。

為了達到上述目的，進而采取的技術方案如下：

石油鉆井專用換向器，包括本體和安裝在本體一端的蓋體，本體另一端為鉆井液流通端，可與鉆桿連通，該石油鉆井專用換向器還包括液動錘和內芯，所述內芯插接在液動錘內，液動錘插接在本體內；

本體，呈桶狀結構，內圓周壁上徑向對稱開設有兩個弧形轉動腔和兩個內流道，兩個轉動腔中心徑向線與兩個內流道中心徑向線垂直，內流道兩側的本體壁上內設有與本體外圓周壁上開設的外流道相連通的第一通道；

液動錘，呈管狀結構，外圓周壁上徑向對稱有一體成型的兩個擺動錘，緊靠擺動錘兩側、且在液動錘的圓周壁上沿著軸向方向開設有第一旁通側孔，同時，液動錘插入本體內，擺動錘可在轉動腔內沿著弧形側壁轉動，液動錘內壁上、沿軸向方向徑向對稱設置有限位凸起帶，緊靠限位凸起帶兩側分別開設有第二旁通側孔，此外，擺動錘所在徑向線與限位凸起帶所在徑向線垂直；

內芯，沿軸線方向開設有中心泄壓孔，外圓周壁上有兩個限位塊，限位塊上開設有與限位凸起帶配合的限位槽，限位凸起帶可在限位槽內轉動一端角度，內芯外圓周壁上還有徑向對稱兩個流通塊，流通塊上開設有第二通道，第二通道與中心泄壓孔連通，從而，限位塊與流通塊之間為第三通道；

所述限位塊和流通塊的外周呈圓弧狀，與液動錘內壁精密配合。

作為本發明進一步的改進，所述液動錘一端套設有內大支撐環和外大支撐環與內芯一端連接，液動錘另一端可轉動頂接在蓋體上；

所述內芯一端通過內小支撐環和外小支撐環與防轉塊連接，防轉塊安裝在遠離蓋體的本體一端。

作為本發明進一步的改進，所述限位塊一端開設有用于安裝內芯時限位凸起帶可插入限位槽內的開槽，同時，限位塊該端面上可拆卸安裝有與開槽配合的固定塊，用于限制內芯滑出液動錘。

作為本發明進一步的改進，所述內流道兩側的兩個第一通道之間弧度角為62°～66°，轉動腔的弧度角為72°～76°。