[發明專利]一種軸向振蕩螺桿鉆具

有效

• 申請號: 202110889797.5
• 申請日: 2021-08-04
• 公開（公告）號: CN113685140B
• 公開（公告）日: 2022-07-01
• 發明（設計）人: 查春青;王寧華;席巖
• 申請（專利權）人: 北京工業大學
• 主分類號: E21B7/24
• 分類號: E21B7/24
• 代理公司: 北京思海天達知識產權代理有限公司 11203
• 代理人: 沈波

1.一種軸向振蕩螺桿鉆具，其特征在于，包括螺桿鉆具本體和軸向振蕩總成，所述螺桿鉆具本體包括旁通閥總成、防掉總成、馬達總成、萬向軸總成和傳動軸總成，所述旁通閥總成用于控制鉆井液流向，所述旁通閥總成的下方設置防掉總成和馬達總成，所述防掉總成連接在馬達總成上方，所述馬達總成的底部連接傳動軸總成，所述馬達總成用于將鉆井液的液壓能轉換為驅動所述傳動軸總成繞其中心軸旋轉的機械能，所述傳動軸總成向下傳遞扭矩和轉速；所述軸向振蕩總成連接在所述傳動軸總成的下方，所述軸向振蕩總成將鉆井液的流體能量轉換為對鉆頭的軸向振蕩載荷，所述軸向振蕩總成的底部連接鉆頭；

所述軸向振蕩總成包括能沿軸向往復移動的振蕩軸，所述振蕩軸頂部設置的周向均勻分布的導向鍵與傳動軸底部相對應的導向鍵槽配合使用使所述振蕩軸與所述傳動軸周向固定且能軸向滑動，所述振蕩軸能隨所述傳動軸同軸轉動，所述振蕩軸上設置軸向貫通的中間流道，所述振蕩軸的外側套設振蕩外殼，所述振蕩外殼的上方與扶正器的下方采用螺紋連接，所述振蕩外殼上方內部放置上TC軸承靜圈，所述上TC軸承靜圈內部放置套設在所述傳動軸上的上TC軸承動圈，所述振蕩軸和所述振蕩外殼之間套設能驅動所述振蕩軸沿軸向往復振蕩的重要部件；

所述振蕩軸上設置位于所述導向鍵下方的懸掛槽，所述懸掛槽外套設防止所述振蕩軸掉落的懸掛和懸掛套筒，所述振蕩軸上位于所述懸掛槽的下方設置兩個徑向對稱的第二徑向透槽，所述振蕩軸的中間流道內位于所述第二徑向透槽的下方設置節流噴嘴，所述節流噴嘴上沿軸向設置孔徑呈減小變化的噴嘴通孔；所述振蕩軸上位于所述第二徑向透槽的下方設置兩個徑向對稱的第二螺紋孔，所述振蕩軸底部外壁設置兩個徑向對稱的低壓流道槽，所述第二徑向透槽、所述第二螺紋孔和所述低壓流道槽三者在同一軸線上；所述振蕩軸的底部設置錐螺紋，以連接鉆頭。

2.如權利要求1所述的軸向振蕩螺桿鉆具，其特征在于，所述振蕩外殼的外壁設置兩排第一沉頭通孔，每排各四個且周向均勻分布，所述振蕩外殼外壁位于所述第一沉頭通孔的下方設置四個周向均勻分布的泄壓孔，所述振蕩外殼內設置內襯，所述內襯外壁設置與所述第一沉頭通孔一一對應的第一螺紋孔，所述內襯與所述振蕩外殼通過第一螺釘連接固定；所述內襯底部外壁上設置四個周向均勻分布的第一徑向透槽，所述第一徑向透槽與所述第二徑向透槽隨著振蕩軸的轉動連通和錯開，所述內襯上設置四個均勻分布第一軸向通孔，所述內襯內設置懸掛套筒。

3.如權利要求2所述的軸向振蕩螺桿鉆具，其特征在于，所述第二螺紋孔的位置套設活塞，所述活塞上設置與所述第二螺紋孔相對應的徑向對稱的通孔，所述活塞與所述振蕩軸采用第二螺釘連接固定，所述活塞位于所述內襯下方且兩者不接觸，所述活塞上方空間為高壓腔且下方空間為低壓腔，所述高壓腔通過所述泄壓孔與工具外部的流體連通，所述高壓腔通過連通的所述第一徑向透槽和所述第二徑向透槽與所述振蕩軸的中間流道的流體連通。

4.如權利要求3 所述的軸向振蕩螺桿鉆具，其特征在于，所述振蕩軸的低壓流道槽外套設與所述振蕩軸過盈配合的下TC軸承動圈，所述下TC軸承動圈外套設的下TC軸承靜圈與所述振蕩外殼的下方采用螺紋連接，所述活塞下方的低壓腔僅僅通過兩個所述低壓流道槽與工具外部的流體連通。