CN104847259A - 一种动力钻具旋转冲击提速装置及方法 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种动力钻具旋转冲击提速装置及方法。技术方案是:定子外筒内侧装有转子传动轴、主动齿形冲击锤和被动冲击传动接头,且转子传动轴的下端与被动冲击传动接头螺纹连接,转子传动轴的中部与定子外筒中部形成圆筒形空腔,空腔内安装冲击蓄力弹簧,冲击蓄力弹簧的下端与主动齿形冲击锤配合;所述的主动齿形冲击锤的下端设有齿形曲面,且齿形曲面与被动冲击传动接头上端的齿形曲面啮合在一起,在转子传动轴的带动下被动冲击传动接头相对主动齿形冲击锤产生旋转运动,主动齿形冲击锤和冲击蓄力弹簧对被动冲击传动接头产生轴向往复冲击,实现旋转和冲击。其结构简单、长度极短,使用时不影响动力钻具及随钻测量工具的工作。
Description
技术领域
本发明涉及一种石油工程领域,特别涉及一种动力钻具旋转冲击提速装置及方法。
背景技术
定向井是当前油气田开发最主要的井型,然而随着开发油气藏深度不断增加,钻井速度慢的问题愈显突出,如何实现定向井内提速是石油工程技术的重要攻关方向之一。定向井内提速存在以下问题:(1)钻头与动力钻具直接相连,其间不能加入长尺寸提速工具;(2)提速工具工作不能影响随钻测量工具的使用;(3)工具使用寿命不能太短,至少与动力钻具寿命相近;(4)工具出现事故时,不能引起井下事故;(5)提速工具的使用不能为动力钻具转动提供负担。这些问题使得定向井提速技术一直未得到较大突破。以往钻井实践表明,给钻头施加轴向高频冲击载荷可以提高钻头的破岩效率。为此,国内外设计了多种旋转冲击钻井工具来实现为钻头施加轴向高频冲击载荷的目的。然而,这些工具有的结构复杂、工作寿命短,难以满足现场需要;有的尺寸过大,不能与动力钻钻具匹配,有的不能与随钻测量仪器并用,上述因素导致上述种类的旋转冲击钻井工具一直未能应用于定向井提速领域。因此,研发直接连接与钻头与动力钻具之间的、与随钻测量仪器兼容的长寿命、小尺寸旋转冲击提速工具对深井硬地层定向井钻井提速非常有意义,对加快油气资源开发进度、降低钻井成本及风险具有重要作用。
发明内容
本发明的目的就是针对现有技术存在的上述缺陷,提供一种动力钻具旋转冲击提速装置及方法,实现在保持井下动力钻具带动钻头高速旋转破岩的同时,给钻头施加高频率、适当幅度轴向冲击载荷从而提高定向井破岩提速效果的目的。
本发明提到的一种动力钻具旋转冲击提速装置,包括定子外筒、转子传动轴、冲击蓄力弹簧、主动齿形冲击锤、被动冲击传动接头,定子外筒内侧装有转子传动轴、主动齿形冲击锤和被动冲击传动接头,且转子传动轴的下端与被动冲击传动接头螺纹连接,转子传动轴的中部与定子外筒中部形成圆筒形空腔,空腔内安装冲击蓄力弹簧,冲击蓄力弹簧的下端与主动齿形冲击锤配合;所述的主动齿形冲击锤的下端设有齿形曲面,且齿形曲面与被动冲击传动接头上端的齿形曲面啮合在一起,在转子传动轴的带动下被动冲击传动接头相对主动齿形冲击锤产生旋转运动,主动齿形冲击锤和冲击蓄力弹簧对被动冲击传动接头产生轴向往复冲击,实现旋转和冲击。
本发明提到的定子外筒的外部为一等直径圆柱面,内部从上到下依次为动力钻具外壳连接扣,传动轴支撑面,传动轴防脱端面,传动轴扶正面,弹簧支撑面,弹簧外筒,传扭面,旋转密封端面;动力钻具外壳连接扣用于连接动力钻具外壳;传动轴支撑面的直径小于动力钻具外壳连接扣的小端直径,用于扶正转子传动轴,传动轴支撑面上开有密封槽用于安装密封;传动轴防脱端面为一圆环面,其外径等于传动轴支撑面内径,内径大于传动轴下端面外径,用于防止转子传动轴从动力钻具旋转冲击提速装置中滑脱;传动轴扶正面直径大于传动轴下端面外径,用于为转子传动轴提供扶正支撑;弹簧支撑面为一圆环面,其外径大于冲击蓄力弹簧外径,内径小于冲击蓄力弹簧内径且大于传动轴下端面外径,用于为冲击蓄力弹簧提供支撑;弹簧外筒直径大于冲击蓄力弹簧外径,其上的注油孔和排气孔与动力钻具旋转冲击提速装置外环空相连;传扭面为扭矩传递结构;旋转密封端面为圆柱面,其内径大于传扭面外切圆直径,用于为定子外筒与转子传动轴提供密封面。
上述的传扭面为扭矩传递结构,可以是花键、平键、六方或八方形式。
本发明提到的转子传动轴外部上端为传动轴上端面,中端为传动轴防脱端面,下端为传动轴下端面,最底端为传动轴连接螺扣;传动轴上端面为直径小于传动轴支撑面直径的圆柱面,用于与传动轴支撑面配合实现转子传动轴居中扶正及密封;传动轴防脱端面为圆环面,用于与传动轴防脱端面配合实现转子传动轴防脱落;传动轴下端面为圆柱面,其直径小于冲击蓄力弹簧的内径;传动轴连接螺扣用于连接被动冲击传动接头;转子传动轴内部上端为转子传动面,用于连接动力钻具转子,并传递扭矩;转子传动轴内部下端为一通孔,用于为钻井液过流提供通道。
上述的转子传动面的形状可以是花键、平键、六方或八方形式。
本发明提到的主动齿形冲击锤顶部为冲击锤上端面,用于承受冲击蓄力弹簧的周期性推力;主动齿形冲击锤外部为冲击锤防旋端面,其形式可以是花键、平键、六方或八方形式,与传扭面配合使用,用于实现主动齿形冲击锤相对于定子外筒周向静止、轴向运动;主动齿形冲击锤内部为冲击锤内端面,其直径大于传动轴下端面外径,为转子传动轴提供穿过空间;主动齿形冲击锤底端为冲击锤齿形曲面,冲击锤齿形曲面沿主动齿形冲击锤母线剖开后展开图形为锯齿状曲线。
本发明提到的被动冲击传动接头顶端为传动接头齿形曲面,传动接头齿形曲面沿被动冲击传动接头母线剖开后展开图形为锯齿状曲线,该曲面结构与冲击锤齿形曲面相同;被动冲击传动接头上端为传动接头上部端面,中端为传动接头密封面,下端为传动接头外端面;传动接头上部端面为直径小于冲击锤防旋端面小径的圆柱面;传动接头密封面为直径小于旋转密封端面的圆柱面,其中部开有传动接头密封槽,该密封面用于与旋转密封端面配合实现密封;传动接头外端面为直径等于定子外筒外部圆柱面直径的圆柱面;被动冲击传动接头内部顶端为螺纹连接扣,用于与传动轴连接螺扣连接实现扭矩传递;被动冲击传动接头内部中端过流内孔,用于为钻井液提供通道;被动冲击传动接头底端为钻头连接扣,用于连接钻头。
上述的定子外筒弹簧外筒中部直径方向开有排气孔和注油孔,排气孔和注油孔上通过螺纹安装油堵;所述的转子传动轴上端面与定子外筒传动轴支撑面之间安装密封,被动冲击传动接头密封面与定子外筒旋转密封端面间装有密封。
上述的弹簧外筒与传动轴下端面构成的圆环腔体内充满润滑油,润滑油被传动轴上端面与传动轴支撑面的密封及传动接头密封面与旋转密封端面的密封封闭于圆环腔体内,为冲击蓄力弹簧的轴向往复运动及冲击锤齿形曲面与传动接头齿形曲面的相对运动提供润滑作用。
本发明提到的动力钻具旋转冲击提速装置的使用方法,包括以下步骤:
(a)动力钻具旋转冲击提速装置的钻头连接扣通过螺纹连接钻头,动力钻具外壳连接扣(101)通过螺纹连接动力钻具的外壳,传扭面与动力钻具转子传动接头通过扭矩传递结构连接;
(b)当动力钻具开始工作时,动力钻具转子带动转子传动轴与被动冲击传动接头通过螺纹连接构成的整体相对于动力钻具旋转冲击提速装置的定子外筒产生旋转,该旋转使得主动齿形冲击锤与被动冲击传动接头产生周向旋转运动,由于主动齿形冲击锤的冲击锤齿形曲面与传动接头齿形曲面为齿形结构,主动齿形冲击锤与被动冲击传动接头产生周向旋转运动会引起主动齿形冲击锤与被动冲击传动接头轴向相对运动;
(c)当冲击锤齿形曲面的齿尖与传动接头齿形曲面的齿尖接触时,冲击蓄力弹簧压缩蓄力,当冲击锤齿形曲面的齿尖与传动接头齿形曲面的齿底接触时,冲击蓄力弹簧弹力释放,推动主动齿形冲击锤冲击被动冲击传动接头,从而实现轴向冲击,由于转子传动轴与被动冲击传动接头通过螺纹连接构成的整体可以相对于动力钻具转子传动接头轴向往复运动,因此,主动齿形冲击锤冲击被动冲击传动接头产生的轴向冲击可以有效作用于钻头,从而实现动力钻具旋转冲击提速的目的。
本发明相对于现有技术,具有如下的有益效果:
1、动力钻具旋转冲击提速装置可在保持动力钻具转子带动钻头高速旋转的同时,实现为钻头施加轴向高频适当幅度冲击载荷的目的;
2、动力钻具旋转冲击提速装置结构简单、长度极短,使用时不影响动力钻具及随钻测量工具的工作,有益于长时间工作,有利于运输使用;
3、动力钻具旋转冲击提速装置使用过程不改变钻井工艺、不改变钻井参数,冲击幅值极易调节;
4、动力钻具旋转冲击提速装置使得钻头破岩机理产生变化,尤其可以避免PDC钻头憋跳现象,有利于定向过程工具面的稳定,可提高定向效率。
5、动力钻具旋转冲击提速装置应用范围广,可应用于直井、定向井、水平井等,且可应用于不同钻井方式,如平衡压力钻井、欠平衡钻井及空气钻井等。
附图说明
图1是动力钻具旋转冲击提速装置整体结构图;
图2是动力钻具旋转冲击提速装置A-A剖面图;
图3是动力钻具旋转冲击提速装置B-B剖面图;
图4是定子外筒结构图;
图5是转子传动轴结构图;
图6是主动齿形冲击锤结构图;
图7是被动冲击传动接头结构图;
图8是转子传动轴及被动冲击传动接头相啮合的齿形曲面齿形展开图;
上图中:定子外筒1、转子传动轴2、冲击蓄力弹簧3、排气孔4、主动齿形冲击锤5、被动冲击传动接头6、扶正密封7、注油孔8、旋封密封9、动力钻具外壳连接扣101、传动轴支撑面102、传动轴防脱端面103、传动轴扶正面104、弹簧支撑面105、弹簧外筒106、传扭面107、旋转密封端面108、密封槽109、传动轴上端面201、转子传动面202、转子限位面203、传动轴防脱端面204、传动轴下端面205、传动轴连接螺扣206、冲击锤上端面501、冲击锤防旋端面502、冲击锤内端面503、冲击锤齿形曲面504、传动接头齿形曲面601、传动接头上部端面602、传动接头密封面603、传动接头外端面604、传动接头密封槽605、限位端面606、过流内孔607、钻头连接扣608。
具体实施方式
如图1、图2、图3所示,本发明提到的动力钻具旋转冲击提速装置,包括定子外筒1,转子传动轴2,冲击蓄力弹簧3,主动齿形冲击锤5,被动冲击传动接头6。
如图4所示,所述的定子外筒1外部为一等直径圆柱面,内部从上到下依次为动力钻具外壳连接扣101,传动轴支撑面102,传动轴防脱端面103,传动轴扶正面104,弹簧支撑面105,弹簧外筒106,传扭面107,旋转密封端面108;动力钻具外壳连接扣101用于连接动力钻具外壳;传动轴支撑面102外径小于动力钻具外壳连接扣101小端小径,用于扶正转子传动轴2,传动轴支撑面102上开有密封槽109用于安装密封;传动轴防脱端面103为一圆环面,其外径等于传动轴支撑面102内径,内径大于传动轴下端面205外径,用于防止转子传动轴2从动力钻具旋转冲击提速装置中滑脱;传动轴扶正面104直径大于传动轴下端面205外径,用于为转子传动轴2提供扶正支撑;弹簧支撑面105为一圆环面,其外径大于冲击蓄力弹簧3外径,内径小于冲击蓄力弹簧3内径且大于传动轴下端面205外径,用于为冲击蓄力弹簧3提供支撑;弹簧外筒106直径大于冲击蓄力弹簧3外径,其上的注油孔8和排气孔4与动力钻具旋转冲击提速装置外环空相连;传扭面107为扭矩传递结构,可以是花键、平键、六方、八方等形式;旋转密封端面108为圆柱面,其内径大于传扭面107外切圆直径,用于为定子外筒1与转子传动轴2提供密封面。
如图5所示,所述的转子传动轴2外部上端为传动轴上端面201,中端为传动轴防脱端面204,下端为传动轴下端面205,最底端为传动轴连接螺扣206;传动轴上端面201为直径小于传动轴支撑面102的圆柱面,用于与传动轴支撑面102配合实现转子传动轴2剧中扶正及密封;传动轴防脱端面204为圆环面,用于与传动轴防脱端面103配合实现转子传动轴2防脱落;传动轴下端面205为圆柱面,其直径小于冲击蓄力弹簧3内径;传动轴连接螺扣206用于连接被动冲击传动接头6;转子传动轴2内部上端为转子传动面202,其形状可以是花键、平键、六方、八方等形式,用于连接动力钻具转子,并传递扭矩;转子传动轴2内部下端为一通孔,用于为钻井液过流提供通道。
如图6所示,所述的主动齿形冲击锤5顶部为冲击锤上端面501,用于承受冲击蓄力弹簧3的周期性推力;主动齿形冲击锤5外部为冲击锤防旋端面502,其形式可以是花键、平键、六方、八方等形式,与传扭面107配合使用,用于实现主动齿形冲击锤5相对于定子外筒1周向静止、轴向运动;主动齿形冲击锤5内部为冲击锤内端面503,其直径大于传动轴下端面205外径,为转子传动轴2提供穿过空间;主动齿形冲击锤5底端为冲击锤齿形曲面504,冲击锤齿形曲面504沿主动齿形冲击锤5母线剖开后展开图形为锯齿状曲线,如图8所示。
如图7所示,所述的被动冲击传动接头6顶端为传动接头齿形曲面601,传动接头齿形曲面601沿被动冲击传动接头6母线剖开后展开图形为锯齿状曲线,该曲面结构与冲击锤齿形曲面504相同,如图8所示;被动冲击传动接头6上端为传动接头上部端面602,中端为传动接头密封面603,下端为传动接头外端面604;传动接头上部端面602为直径小于冲击锤防旋端面502小径的圆柱面;传动接头密封面603为直径小于旋转密封端面108的圆柱面,其中部开有传动接头密封槽605,该密封面用于与旋转密封端面108配合实现密封;传动接头外端面604为直径等于定子外筒1外部圆柱面直径的圆柱面;被动冲击传动接头6内部顶端为螺纹连接扣,用于与传动轴连接螺扣206连接实现扭矩传递;被动冲击传动接头6内部中端过流内孔607,用于为钻井液提供通道;被动冲击传动接头6底端为钻头连接扣608,用于连接钻头。
转子传动轴2与被动冲击传动接头6通过螺纹连接;主动齿形冲击锤5安装于定子外筒1内侧,通过传扭结构实现互相周向静止、轴向滑动;冲击蓄力弹簧3安装于定子外筒1内部,定子外筒弹簧支撑面105与主动齿形冲击锤上端面501之间;主动齿形冲击锤齿形曲面504与被动冲击传动接头齿形曲面601啮合在一起,可相对周向转动,轴向往复振动;定子外筒弹簧外筒106中部直径方向开有排气孔4和注油孔8,排气孔4和注油孔8上通过螺纹安装油堵;转子传动轴上端面201与定子外筒传动轴支撑面102之间安装密封;被动冲击传动接头密封面603与定子外筒旋转密封端面108间装有密封;弹簧外筒106与传动轴下端面205构成的圆环腔体内充满润滑油,润滑油被传动轴上端面201与传动轴支撑面102的密封及传动接头密封面603与旋转密封端面108的密封封闭于圆环腔体内,为冲击蓄力弹簧3的轴向往复运动及冲击锤齿形曲面504与传动接头齿形曲面601的相对运动提供润滑作用。
本发明提到的一种动力钻具旋转冲击提速装置,其使用过程如下:
本发明的动力钻具旋转冲击提速装置的钻头连接扣608通过螺纹连接钻头,动力钻具外壳连接扣101通过螺纹连接动力钻具的外壳(转子),传扭面107与动力钻具转子传动接头通过扭矩传递结构连接;当动力钻具开始工作时,动力钻具转子带动转子传动轴2与被动冲击传动接头6通过螺纹连接构成的整体相对于动力钻具旋转冲击提速装置的定子外筒1产生旋转,该旋转使得主动齿形冲击锤5与被动冲击传动接头6产生周向滑动,由于主动齿形冲击锤5的冲击锤齿形曲面504与传动接头齿形曲面601为齿形结构,主动齿形冲击锤5与被动冲击传动接头6产生周向滑动会引起主动齿形冲击锤5与被动冲击传动接头6轴向相对运动,当冲击锤齿形曲面504的齿尖与传动接头齿形曲面601的齿尖接触时,冲击蓄力弹簧3压缩蓄力,当冲击锤齿形曲面504的齿尖与传动接头齿形曲面601的齿底接触时,冲击蓄力弹簧3弹力释放,推动主动齿形冲击锤5冲击被动冲击传动接头6,从而实现轴向冲击,由于转子传动轴2与被动冲击传动接头6通过螺纹连接构成的整体可以相对于动力钻具转子传动接头轴向往复运动,因此,主动齿形冲击锤5冲击被动冲击传动接头6产生的轴向冲击可以有效作用于钻头,从而实现动力钻具旋转冲击提速的目的。
Claims (10)
1.一种动力钻具旋转冲击提速装置,其特征是:包括定子外筒(1)、转子传动轴(2)、冲击蓄力弹簧(3)、主动齿形冲击锤(5)、被动冲击传动接头(6),定子外筒(1)内侧装有转子传动轴(2)、主动齿形冲击锤(5)和被动冲击传动接头(6),且转子传动轴(2)的下端与被动冲击传动接头(6)螺纹连接,转子传动轴(2)的中部与定子外筒(1)中部形成圆筒形空腔,空腔内安装冲击蓄力弹簧(3),冲击蓄力弹簧(3)的下端与主动齿形冲击锤(5)配合;所述的主动齿形冲击锤(5)的下端设有齿形曲面,且齿形曲面与被动冲击传动接头(6)上端的齿形曲面啮合在一起,在转子传动轴(2)的带动下被动冲击传动接头(6)相对主动齿形冲击锤(5)产生旋转运动,主动齿形冲击锤(5)和冲击蓄力弹簧(3)对被动冲击传动接头(6)产生轴向往复冲击,实现旋转和冲击。
2.根据权利要求1所述的动力钻具旋转冲击提速装置,其特征是:所述的定子外筒(1)的外部为一等直径圆柱面,内部从上到下依次为动力钻具外壳连接扣(101),传动轴支撑面(102),传动轴防脱端面(103),传动轴扶正面(104),弹簧支撑面(105),弹簧外筒(106),传扭面(107),旋转密封端面(108);动力钻具外壳连接扣(101)用于连接动力钻具外壳;传动轴支撑面(102)的直径小于动力钻具外壳连接扣(101)的小端直径,用于扶正转子传动轴(2),传动轴支撑面(102)上开有密封槽(109)用于安装密封;传动轴防脱端面(103)为一圆环面,其外径等于传动轴支撑面(102)内径,内径大于传动轴下端面(205)外径,用于防止转子传动轴(2)从动力钻具旋转冲击提速装置中滑脱;传动轴扶正面(104)直径大于传动轴下端面(205)外径,用于为转子传动轴(2)提供扶正支撑;弹簧支撑面(105)为一圆环面,其外径大于冲击蓄力弹簧(3)外径,内径小于冲击蓄力弹簧(3)内径且大于传动轴下端面(205)外径,用于为冲击蓄力弹簧(3)提供支撑;弹簧外筒(106)直径大于冲击蓄力弹簧(3)外径,其上的注油孔(8)和排气孔(4)与动力钻具旋转冲击提速装置外环空相连;传扭面(107)为扭矩传递结构;旋转密封端面(108)为圆柱面,其内径大于传扭面(107)外切圆直径,用于为定子外筒(1)与转子传动轴(2)提供密封面。
3.根据权利要求2所述的动力钻具旋转冲击提速装置,其特征是:所述的传扭面(107)为扭矩传递结构,可以是花键、平键、六方或八方形式。
4.根据权利要求1所述的动力钻具旋转冲击提速装置,其特征是:所述的转子传动轴(2)外部上端为传动轴上端面(201),中端为传动轴防脱端面(204),下端为传动轴下端面(205),最底端为传动轴连接螺扣(206);传动轴上端面(201)为直径小于传动轴支撑面(102)直径的圆柱面,用于与传动轴支撑面(102)配合实现转子传动轴(2)居中扶正及密封;传动轴防脱端面(204)为圆环面,用于与传动轴防脱端面(103)配合实现转子传动轴(2)防脱落;传动轴下端面(205)为圆柱面,其直径小于冲击蓄力弹簧(3)的内径;传动轴连接螺扣(206)用于连接被动冲击传动接头(6);转子传动轴(2)内部上端为转子传动面(202),用于连接动力钻具转子,并传递扭矩;转子传动轴(2)内部下端为一通孔,用于为钻井液过流提供通道。
5.根据权利要求4所述的动力钻具旋转冲击提速装置,其特征是:所述的转子传动面(202)的形状可以是花键、平键、六方或八方形式。
6.根据权利要求1所述的动力钻具旋转冲击提速装置,其特征是:所述的主动齿形冲击锤(5)顶部为冲击锤上端面(501),用于承受冲击蓄力弹簧(3)的周期性推力;主动齿形冲击锤(5)外部为冲击锤防旋端面(502),其形式可以是花键、平键、六方或八方形式,与传扭面(107)配合使用,用于实现主动齿形冲击锤(5)相对于定子外筒(1)周向静止、轴向运动;主动齿形冲击锤(5)内部为冲击锤内端面(503),其直径大于传动轴下端面(205)外径,为转子传动轴(2)提供穿过空间;主动齿形冲击锤(5)底端为冲击锤齿形曲面(504),冲击锤齿形曲面(504)沿主动齿形冲击锤(5)母线剖开后展开图形为锯齿状曲线。
7.根据权利要求1所述的动力钻具旋转冲击提速装置,其特征是:所述的被动冲击传动接头(6)顶端为传动接头齿形曲面(601),传动接头齿形曲面(601)沿被动冲击传动接头(6)母线剖开后展开图形为锯齿状曲线,该曲面结构与冲击锤齿形曲面(504)相同;被动冲击传动接头(6)上端为传动接头上部端面(602),中端为传动接头密封面(603),下端为传动接头外端面(604);传动接头上部端面(602)为直径小于冲击锤防旋端面(502)小径的圆柱面;传动接头密封面(603)为直径小于旋转密封端面(108)的圆柱面,其中部开有传动接头密封槽(605),该密封面用于与旋转密封端面(108)配合实现密封;传动接头外端面(604)为直径等于定子外筒(1)外部圆柱面直径的圆柱面;被动冲击传动接头(6)内部顶端为螺纹连接扣,用于与传动轴连接螺扣(206)连接实现扭矩传递;被动冲击传动接头(6)内部中端过流内孔(607),用于为钻井液提供通道;被动冲击传动接头(6)底端为钻头连接扣(608),用于连接钻头。
8.根据权利要求2所述的动力钻具旋转冲击提速装置,其特征是:所述的定子外筒弹簧外筒(106)中部直径方向开有排气孔(4)和注油孔(8),排气孔(4)和注油孔(8)上通过螺纹安装油堵;所述的转子传动轴上端面(201)与定子外筒传动轴支撑面(102)之间安装密封,被动冲击传动接头密封面(603)与定子外筒旋转密封端面(108)间装有密封。
9.根据权利要求2所述的动力钻具旋转冲击提速装置,其特征是:所述的弹簧外筒(106)与传动轴下端面(205)构成的圆环腔体内充满润滑油,润滑油被传动轴上端面(201)与传动轴支撑面(102)的密封及传动接头密封面(603)与旋转密封端面(108)的密封封闭于圆环腔体内,为冲击蓄力弹簧(3)的轴向往复运动及冲击锤齿形曲面(504)与传动接头齿形曲面(601)的相对运动提供润滑作用。
10.一种如权利要求1-9中任一项所述的动力钻具旋转冲击提速装置的使用方法,其特征是:
(a)动力钻具旋转冲击提速装置的钻头连接扣(608)通过螺纹连接钻头,动力钻具外壳连接扣(101)通过螺纹连接动力钻具的外壳,传扭面(107)与动力钻具转子传动接头通过扭矩传递结构连接;
(b)当动力钻具开始工作时,动力钻具转子带动转子传动轴(2)与被动冲击传动接头(6)通过螺纹连接构成的整体相对于动力钻具旋转冲击提速装置的定子外筒(1)产生旋转,该旋转使得主动齿形冲击锤(5)与被动冲击传动接头(6)产生周向旋转运动,由于主动齿形冲击锤(5)的冲击锤齿形曲面(504)与传动接头齿形曲面(601)为齿形结构,主动齿形冲击锤(5)与被动冲击传动接头(6)产生周向旋转运动会引起主动齿形冲击锤(5)与被动冲击传动接头(6)轴向相对运动;
(c)当冲击锤齿形曲面(504)的齿尖与传动接头齿形曲面(601)的齿尖接触时,冲击蓄力弹簧(3)压缩蓄力,当冲击锤齿形曲面(504)的齿尖与传动接头齿形曲面(601)的齿底接触时,冲击蓄力弹簧(3)弹力释放,推动主动齿形冲击锤(5)冲击被动冲击传动接头(6),从而实现轴向冲击,由于转子传动轴(2)与被动冲击传动接头(6)通过螺纹连接构成的整体可以相对于动力钻具转子传动接头轴向往复运动,因此,主动齿形冲击锤(5)冲击被动冲击传动接头(6)产生的轴向冲击可以有效作用于钻头,从而实现动力钻具旋转冲击提速的目的。
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