液動(dòng)沖擊旋轉(zhuǎn)鉆具的制作方法
【專利摘要】本實(shí)用新型公開了一種液動(dòng)沖擊旋轉(zhuǎn)鉆具，包括上接頭、鉆具主體和下接頭，鉆具主體包括主體外殼以及同軸地設(shè)置在主體外殼中的渦輪主軸、凸輪軸、沖擊錘和鉆座；主體外殼的兩端分別與上接頭和下接頭螺紋連接。渦輪主軸上安裝有定子轉(zhuǎn)子組；渦輪定子轉(zhuǎn)子組的兩側(cè)的渦輪主軸上設(shè)有上徑向支撐軸承和下徑向支撐軸承；下徑向支撐軸與沖擊錘之間設(shè)有軸向支撐軸承。采用上結(jié)構(gòu)的液動(dòng)沖擊旋轉(zhuǎn)鉆具，結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，沒(méi)有易損元件，使用壽命長(zhǎng)。且適用于各種深井、超深井、大斜度井、大位移井及水平鉆井的鉆井工程中，在鉆遇硬巖層、軟硬交錯(cuò)地層以及在鉆遇大斜度地層時(shí)使用。
【專利說(shuō)明】液動(dòng)沖擊旋轉(zhuǎn)鉆具

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本實(shí)用新型涉及鉆探工具，尤其涉及一種液動(dòng)沖擊旋轉(zhuǎn)鉆具。

【背景技術(shù)】
[0002]目前，石油天然氣鉆井工作中，為解決鉆進(jìn)硬巖層、軟硬交錯(cuò)地層時(shí)機(jī)械鉆速較低的問(wèn)題以及在鉆遇大斜度地層井眼易斜等問(wèn)題時(shí)，各國(guó)鉆井專家廣泛關(guān)注的技術(shù)熱點(diǎn)之一，就是采用液動(dòng)沖擊旋轉(zhuǎn)鉆具。液動(dòng)沖擊旋轉(zhuǎn)鉆井技術(shù)的推廣應(yīng)用，不受現(xiàn)場(chǎng)條件的限制，不需要改變現(xiàn)有的鉆井設(shè)備，只是在現(xiàn)有的鉆井組合中增加一個(gè)液動(dòng)沖擊旋轉(zhuǎn)鉆具，既方便又可靠，能大幅度提高鉆井效率，降低鉆井成本。特別在深井、復(fù)雜地層鉆井應(yīng)用中具有廣泛的前景?，F(xiàn)在使用的液動(dòng)沖擊旋轉(zhuǎn)鉆具，常用的有閥式正作用式、閥式反作用式、閥式雙作用式以及射流式液動(dòng)沖擊旋轉(zhuǎn)鉆具。但是，由于結(jié)構(gòu)復(fù)雜、工具主要零件在泥漿條件下使用壽命較短，還不能完全滿足現(xiàn)場(chǎng)應(yīng)用的需要。
實(shí)用新型內(nèi)容
[0003]本實(shí)用新型的目的是提供一種液動(dòng)沖擊旋轉(zhuǎn)鉆具，以解決現(xiàn)有液動(dòng)沖擊旋轉(zhuǎn)鉆具結(jié)構(gòu)復(fù)雜使用壽命短的問(wèn)題。
[0004]為解決上述技術(shù)問(wèn)題，本實(shí)用新型提供一種液動(dòng)沖擊旋轉(zhuǎn)鉆具，包括上接頭、鉆具主體和下接頭，鉆具主體包括主體外殼以及同軸地設(shè)置在主體外殼中的渦輪主軸、凸輪軸、沖擊錘和鉆座；主體外殼的兩端分別與上接頭和下接頭連接；渦輪主軸的一端固定安裝有一渦輪軸接頭，另一端裝配在沖擊錘內(nèi)；凸輪軸的一端套接在渦輪主軸內(nèi)，另一端裝配在沖擊錘內(nèi)；鉆座設(shè)置在沖擊錘與下接頭之間。
[0005]渦輪主軸上安裝有包括定子和轉(zhuǎn)子的渦輪定子轉(zhuǎn)子組；定子安裝在主體外殼的內(nèi)表面，轉(zhuǎn)子安裝在渦輪主軸與定子之間；渦輪定子轉(zhuǎn)子組的兩側(cè)的渦輪主軸上設(shè)有上徑向支撐軸承和下徑向支撐軸承；下徑向支撐軸承與沖擊錘之間的渦輪主軸上設(shè)有軸向支撐軸承。
[0006]進(jìn)一步地，上接頭和上徑向支撐軸承之間的主體外殼內(nèi)表面、下接頭與軸向支撐軸承之間的主體外殼內(nèi)表面、軸向支撐軸承與下徑向支撐軸承之間的主體外殼內(nèi)表面均設(shè)有間隔套。
[0007]進(jìn)一步地，凸輪軸裝配在沖擊錘內(nèi)的一端設(shè)有徑向向外延伸的凸肩。
[0008]進(jìn)一步地，凸肩的表面設(shè)有耐磨層。
[0009]本實(shí)用新型的有益效果為:該鉆具結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，使用壽命長(zhǎng)。且適用于各種深井、超深井、大斜度井、大位移井及水平鉆井的鉆井工程中，在鉆遇硬巖層、軟硬交錯(cuò)地層以及在鉆遇大斜度地層時(shí)使用。

【專利附圖】

【附圖說(shuō)明】
[0010]圖1為本實(shí)用新型最佳實(shí)施例的結(jié)構(gòu)示意圖。
[0011]其中:1、上接頭；2、主體外殼；3、渦輪軸接頭；4、第一間隔套；5、上徑向支撐軸承；6、渦輪定子轉(zhuǎn)子組；7、渦輪主軸；8、下徑向支撐軸承；9、第二間隔套；10、軸向支撐軸承；11、凸輪軸；12、第三間隔套；13、沖擊錘；14、鉆座；15、下接頭；16、凸肩。

【具體實(shí)施方式】
[0012]下面對(duì)本實(shí)用新型的【具體實(shí)施方式】進(jìn)行描述，以便于本【技術(shù)領(lǐng)域】的技術(shù)人員理解本實(shí)用新型，但應(yīng)該清楚，本實(shí)用新型不限于【具體實(shí)施方式】的范圍，對(duì)本【技術(shù)領(lǐng)域】的普通技術(shù)人員來(lái)講，只要各種變化在所附的權(quán)利要求限定和確定的本實(shí)用新型的精神和范圍內(nèi)，這些變化是顯而易見(jiàn)的，一切利用本實(shí)用新型構(gòu)思的發(fā)明創(chuàng)造均在保護(hù)之列。
[0013]如圖1所示的液動(dòng)沖擊旋轉(zhuǎn)鉆具,包括上接頭1、鉆具主體和下接頭15,鉆具主體包括主體外殼2以及同軸地設(shè)置在主體外殼中的渦輪主軸7、凸輪軸11、沖擊錘13和鉆座14 ;主體外殼2的兩端分別與上接頭I和下接頭15螺紋連接；渦輪主軸7的一端固定安裝有一渦輪軸接頭3，另一端裝配在沖擊錘13內(nèi)；凸輪軸11的一端套接在渦輪主軸7內(nèi)，另一端裝配在沖擊錘13內(nèi)；鉆座14設(shè)置在沖擊錘13與下接頭15之間。
[0014]渦輪主軸7上安裝有包括定子和轉(zhuǎn)子的渦輪定子轉(zhuǎn)子組6。其中，定子安裝在主體外殼2的內(nèi)表面，轉(zhuǎn)子安裝在渦輪主軸7與定子之間。渦輪定子轉(zhuǎn)子組6的兩側(cè)的渦輪主軸7上設(shè)有上徑向支撐軸承5和下徑向支撐軸承8 ;下徑向支撐軸承8與沖擊錘13之間設(shè)有軸向支撐軸承10。
[0015]優(yōu)選地，上接頭I和上徑向支撐軸承5之間的主體外殼2內(nèi)表面上設(shè)有第一間隔套4，下接頭15與軸向支撐軸承10之間的主體外殼2內(nèi)表面設(shè)有第二間隔套9，軸向支撐軸承10與下徑向支撐軸承8之間的主體外殼2內(nèi)表面上設(shè)有第三間隔套4。上述間隔套均用于調(diào)節(jié)主體外殼2內(nèi)各部件的裝配關(guān)系。
[0016]優(yōu)選地，凸輪軸上設(shè)有凸肩16，沖擊錘13內(nèi)設(shè)有與凸肩16相對(duì)應(yīng)的形狀結(jié)構(gòu)。并且凸肩16與沖擊錘13內(nèi)的接觸面可以設(shè)置成傾斜接觸面，且在接觸面上均設(shè)有耐磨層。
[0017]裝配時(shí)，首先將凸輪軸11和沖擊錘13依次安裝在渦輪主軸7的一端，并將第三間隔套12安裝到?jīng)_擊錘13上。接著依次將軸向支撐軸承10、第二間隔套9、下徑向支撐軸承8、渦輪定子轉(zhuǎn)子組6和上徑向支撐軸承5裝配在渦輪主軸7上，再安裝第一間隔套4，并將渦輪軸接頭3固定到渦輪主軸7的另一端以預(yù)緊渦輪定子轉(zhuǎn)子組6。隨后，再將組裝好的上述所有部件裝入主體外殼2內(nèi)，并將鉆座14安裝在沖擊錘13的另一端。最后，將上接頭I和下接頭15分別緊固在主體外殼2兩端。至此，本實(shí)施例裝配完成。
[0018]當(dāng)使用本實(shí)用新型時(shí)，將組裝好的液動(dòng)沖擊旋轉(zhuǎn)鉆具的上接頭I連接到鉆鋌接頭，下接頭15連接到鉆頭，即可以下到井內(nèi)使用。在工作過(guò)程中，泥漿流動(dòng)驅(qū)動(dòng)渦輪定子轉(zhuǎn)子組6轉(zhuǎn)動(dòng)，利用渦輪主軸7和凸輪軸11的旋轉(zhuǎn)帶動(dòng)沖擊錘13上下運(yùn)動(dòng)，當(dāng)沖擊錘13向下運(yùn)動(dòng)時(shí)打擊到鉆座14上，所產(chǎn)生的沖擊力量傳遞到下接頭15，再進(jìn)一步作用到到鉆頭上，從而促進(jìn)巖石的破碎，加速鉆井進(jìn)程。其中，渦輪定子轉(zhuǎn)子組6的定子和轉(zhuǎn)子的葉片結(jié)構(gòu)與泥漿排量確定了渦輪主軸7和凸輪軸11的旋轉(zhuǎn)速度，從而控制沖擊錘13的打擊頻率；第一間隔套4、第二間隔套9和第三間隔套12用于調(diào)節(jié)主體外殼2內(nèi)各部件的裝配關(guān)系；上、下徑向支撐軸承5、8用于扶正渦輪定子轉(zhuǎn)子組6，并使渦輪主軸7在高速旋轉(zhuǎn)時(shí)穩(wěn)定在軸心線；軸向支撐軸承10用于承受渦輪主軸7在高速旋轉(zhuǎn)時(shí)產(chǎn)生的軸向推力。
【權(quán)利要求】
1.一種液動(dòng)沖擊旋轉(zhuǎn)鉆具，包括上接頭、鉆具主體和下接頭，其特征在于，所述鉆具主體包括主體外殼以及同軸地設(shè)置在所述主體外殼中的渦輪主軸、凸輪軸、沖擊錘和鉆座；所述主體外殼的兩端分別與所述上接頭和下接頭連接；所述渦輪主軸的一端固定安裝有一渦輪軸接頭，另一端裝配在所述沖擊錘內(nèi)；所述凸輪軸的一端套接在渦輪主軸內(nèi)，另一端裝配在所述沖擊錘內(nèi)；所述鉆座設(shè)置在所述沖擊錘與下接頭之間； 所述渦輪主軸上安裝有包括定子和轉(zhuǎn)子的渦輪定子轉(zhuǎn)子組；所述定子安裝在主體外殼的內(nèi)表面，所述轉(zhuǎn)子安裝在渦輪主軸與定子之間；所述渦輪定子轉(zhuǎn)子組的兩側(cè)的渦輪主軸上設(shè)有上徑向支撐軸承和下徑向支撐軸承；所述下徑向支撐軸承與沖擊錘之間的渦輪主軸上設(shè)有軸向支撐軸承。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的液動(dòng)沖擊旋轉(zhuǎn)鉆具，其特征在于，所述上接頭和上徑向支撐軸承之間的主體外殼內(nèi)表面、所述下接頭與軸向支撐軸承之間的主體外殼內(nèi)表面、所述軸向支撐軸承與下徑向支撐軸承之間的主體外殼內(nèi)表面均設(shè)有間隔套。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的液動(dòng)沖擊旋轉(zhuǎn)鉆具，其特征在于，所述凸輪軸裝配在所述沖擊錘內(nèi)的一端設(shè)有徑向向外延伸的凸肩。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的液動(dòng)沖擊旋轉(zhuǎn)鉆具，其特征在于，所述凸肩的表面設(shè)有耐磨層。
【文檔編號(hào)】E21B10/36GK204060517SQ201420408090
【公開日】2014年12月31日 申請(qǐng)日期:2014年7月23日 優(yōu)先權(quán)日:2014年7月23日
【發(fā)明者】楊智佳, 于惠洋, 傅云博, 高藝博, 邊朝亮, 夏添 申請(qǐng)人:成都惠容佳石油科技有限公司