CN106545304A - 一种防蹩钻钻井装置 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种防蹩钻钻井装置，属石油、天然气开采钻井该装置技术领域。该该装置包括限位防掉接头、短节、密封套筒和中间接头，限位防掉接头上螺纹安装有中间接头，中间接头上设置有中筒体，中筒体的一端与中间接头螺纹连接，中筒体的另一端与限位防掉接头滑动连接。该装置根据钻头扭矩可自动调整钻压，从而保证钻头匀速旋转，防止出现憋跳卡滑现象。避免了PDC钻头崩齿、损坏、钻具断脱等现象，提高了PDC钻头的工作稳定性、延长了钻头的使用寿命。
Description
技术领域
本发明涉及一种防蹩钻钻井装置，属石油、天然气开采钻井该装置技术领域。
背景技术
在正常钻井条件下，PDC钻头能以极高的速度和效率钻穿地层。但在钻遇硬地层时，扭矩的波动会使钻头产生剧烈的冲击载荷。这些剧烈的冲击载荷将会大幅降低钻头的寿命、降低钻井的机械钻速。同时，钻头受到阻挡，扭矩波动会异常严重，而且容易发生卡滑现象，引起钻头和钻具的频繁蹩跳等扭震，这不仅会导致PDC钻头崩齿、损坏、钻具断脱，而且会造成电子该装置(旋转导向系统、垂钻系统)和随钻测量仪器的提前损坏。
发明内容
本发明的目的在于：提供一种可有效提高PDC钻头的工作稳定性、防止钻头损坏，以解决现有技术在钻井过程中钻头遇含有砾石、碳酸盐之类的地层时，扭矩波动异常、发生的卡滑和蹩钻问题的防蹩钻钻井装置。
本发明的技术方案是：
一种防蹩钻钻井装置，包括限位防掉接头、外短节、密封套筒和中间接头，其特征在于：限位防掉接头上螺纹安装有中间接头，中间接头设置有中筒体，中筒体的一端与中间接头螺纹连接，中筒体的另一端与限位防掉接头滑动连接；中间接头的一侧通过密封套筒装有外短节，密封套内装有伸缩短节，伸缩短节的一端与限位防掉接头接触连接，伸缩短节的另一端与外短节滑动连接，外短节端头的密封套筒和伸缩短节之间装有蝶形弹簧，蝶形弹簧的一端与伸缩短节的限位台肩接触连接，蝶形弹簧的另一端与外短节端头接触连接。
所述的中筒体与限位防掉接头之间设置有密封圈。
所述的密封套筒分别与外短节和中间接头螺纹连接。
本发明的有益效果在于：
该防蹩钻钻井装置在使用过程中可将破坏性能量转化存储后释放为破岩的正能量；该装置根据钻头扭矩可自动调整钻压，从而保证钻头匀速旋转，防止出现憋跳卡滑现象。工作过程中，当钻头扭矩达到标定值，将要出现卡滑蹩钻情况时可在轴向方向收缩，导致钻压立即减小，快速减小的钻压能充分减少钻头切削深度而保持钻头旋转，从而达到防蹩钻的作用。并通过碟形弹簧的缓冲作用对钻头破岩过程进行有效的控制，转移钻井过程中产生的能量，防止冲击能量达到损坏级别，由此避免了PDC钻头崩齿、损坏、钻具断脱等现象，提高了PDC钻头的工作稳定性、延长了钻头的使用寿命。
附图说明
图1为本发明的结构示意图；
图2为图1的A处的放大结构示意图；
图3为图1的B处的放大结构示意图。
图中：1、限位防掉接头，2、外短节，3、伸缩短节，4、密封套筒，5、中间接头，6、中筒体，7、蝶形弹簧，8、密封圈。
具体实施方式
该防蹩钻钻井装置包括限位防掉接头1、外短节2、伸缩短节3、密封套筒4和中间接头5。限位防掉接头1上螺纹安装有中间接头5，中间接头5上设置有中筒体6，中筒体6的一端与中间接头5螺纹连接，中筒体6的另一端与限位防掉接头1滑动连接；中筒体6与限位防掉接头1之间设置有密封圈8。
中间接头5的一侧通过密封套筒4装有外短节2，密封套筒4内装有伸缩短节3，伸缩短节3的一端与限位防掉接头1接触连接，伸缩短节3的另一端与外短节2滑动连接，外短节2端头的密封套筒4和伸缩短节3之间装有蝶形弹簧7，蝶形弹簧7的一端与伸缩短节3的限位台肩接触连接，蝶形弹簧7的另一端与外短节2端头接触连接。
该防蹩钻钻井装置的密封套筒4分别与外短节2和中间接头5螺纹连接。限位防掉接头1上开有小孔，用于消除液体流动产生的压力差。碟形弹簧7作为储能器会被压缩或拉伸，从而实现能量的存储和释放。
工作时，钻柱的扭矩通过限位防掉接头1、中间接头5、密封套筒4和外短节2传递到钻头实现钻采功能。正常情况下，碟形弹簧7可通过预紧环数量设定预紧力压力大小，预紧压力通过外短节2转化为预设扭矩。当上部钻柱钻进扭矩超出预设扭矩时，限位防掉接头1与中间接头5之间产生相对转动，该装置的轴向长度变短，即将周向运动转化为轴向运动（向左运动）。并通过伸缩短节3压缩碟形弹簧7，在此过程中，碟形弹簧7将被压缩所吸收的能量作用至外短节2 ，由此解决PDC钻头的卡滑、制动与井下钻柱、钻头的振动问题。
当作用于钻头上的转矩减小时，限位防掉接头1与中间接头5之间产生反向相对转动，碟形弹簧7复位，该装置将相应地伸长，以此自动增大扭矩，使钻头平稳地钻进，从而维持一个平衡稳定的扭转载荷，进而提高PDC钻头的工作稳定性，由此避免了PDC钻头崩齿、损坏、钻具断脱等现象，提高了PDC钻头的工作稳定性、延长了钻头的使用寿命。
Claims (3)
1.一种防蹩钻钻井装置，包括限位防掉接头（1）、外短节（2）、伸缩短节（3）、密封套筒（4）和中间接头（5），其特征在于： 限位防掉接头（1）上螺纹安装有中间接头（5），中间接头（5）上设置有中筒体（6），中筒体（6）的一端与中间接头（5）螺纹连接，中筒体（6）的另一端与限位防掉接头（1）滑动连接；中间接头（5）的一侧通过密封套筒（4）装有外短节（2），密封套筒（4）内装有伸缩短节（3），伸缩短节（3）的一端与限位防掉接头（1）接触连接，伸缩短节（3）的另一端与外短节（2）滑动连接，外短节（2）端头的密封套筒（4）和伸缩短节（3）之间装有蝶形弹簧（7），蝶形弹簧（7）的一端与伸缩短节（3）的限位台肩接触连接，蝶形弹簧（7）的另一端与外短节（2）端头接触连接。
2.根据权利要求1所述的一种防蹩钻钻井装置，其特征在于：所述的中筒体（6）与限位防掉接头（1）之间设置有密封圈（8）。
3.根据权利要求1所述的一种防蹩钻钻井装置，其特征在于：所述的密封套筒（4）分别与外短节（2）和中间接头（5）螺纹连接。
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