CN107542405A - 水力脉冲螺杆钻具 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种水力脉冲螺杆钻具，包括震荡接头、外接头、马达组件、万向轴组件和传动轴组件，所述震荡接头通过螺纹连接外接头，外接头的另一端螺纹连接马达组件，马达组件的另一端通过万向轴组件，万向轴组件的另一端连接传动轴组件，传动轴组件另一端与钻头连接；所述外接头内设有上阀组，上阀组上设有供钻井液流过的阀孔，所述马达组件的转子为中空结构，在马达组件的转子的一端设有下阀座，下阀座上设有下阀，下阀上设有供钻井液流过的阀孔，下阀上的阀孔与上阀组上的阀孔位置相对。该螺杆钻具在工作时同时具有震击、冲击和水力脉冲加压三种功能，变单一的破岩方式为复合破岩方式，有效提高了钻头的冲击力，提高了破岩效率。
Description
技术领域
本发明属于石油钻具领域，具体涉及一种用于水平井、大位移井作业中的水力脉冲螺杆钻具。
背景技术
螺杆钻具是一种以钻井液为动力，把液体压力能转为机械能的容积式井下动力钻具。
常规的螺杆钻具由旁通阀组件、马达组件、万向轴组件、传动轴组件四大组件构成。当泥浆泵泵出的高压泥浆流经旁通阀组件进入马达组件，在马达的进、出口形成一定的压力差，推动转子绕定子的轴线旋转，并将转速和扭矩通过万向轴组件传递给钻头，从而实现钻井作业。但在一些水平井、大位移井段时，由于钻柱自重和岩屑床等引起的托压、黏卡，加大了对螺杆钻具的磨损，增加了螺杆钻具动力部分的负载，极大地降低了其使用寿命，另外，由于其机械钻速低，钻头传递的破岩扭矩也相对较小，破岩效率较低，这些问题严重影响着钻井的进度和成本。
发明内容
本发明所要解决的技术问题是克服现有技术的不足，提供一种水力脉冲螺杆钻具，该螺杆钻具在工作时同时具有震击、冲击和水力脉冲加压三种功能，变单一的破岩方式为复合破岩方式，有效提高了钻头的冲击力，提高了破岩效率。
本发明的技术方案：一种水力脉冲螺杆钻具，包括震荡接头、外接头、马达组件、万向轴组件和传动轴组件，所述震荡接头通过螺纹连接外接头，外接头的另一端螺纹连接马达组件，马达组件的另一端通过万向轴组件，万向轴组件的另一端连接传动轴组件，传动轴组件另一端与钻头连接；所述外接头内设有上阀组，上阀组上设有供钻井液流过的阀孔，所述马达组件的转子为中空结构，在马达组件的转子的一端设有下阀座，下阀座上设有下阀，下阀上设有供钻井液流过的阀孔，下阀上的阀孔与上阀组上的阀孔位置相对。当泥浆泵泵出的高压钻井液流经震荡接头、外接头进入马达组件时，推动转子绕定子的轴线旋转，并将转速和扭矩通过万向轴组件传递给传动轴组件进而传递给钻头。当马达组件中的转子旋转时带动安装在其上的下阀座旋转，下阀上的阀孔与上阀组上的阀孔不断相错或重合，使得流经螺杆钻具的钻井液的过流面积发生周期性的变化，进而产生水力脉冲。
本发明与现有技术相比具有以下有益效果：本发明结构设计合理，使用方便，通过对现有旁通阀组件和马达组件的结构进行改进，将旁通阀组件改为片阀震荡结构，将马达组件转子改为中空结构，泥浆泵泵出的高压泥浆流经片阀震荡结构进入马达组件，推动转子绕定子的轴线旋转，并将转速和扭矩通过万向轴组件传递给钻头，转子旋转带动片阀旋转同时，使得两阀片的阀孔不断地相错与重合，使得流经螺杆钻具的钻井液的过流面积发生周期性的变化，从而产生水力脉冲现象，在工作时同时具有震击、冲击和水力脉冲加压三种功能，变单一的破岩方式为复合破岩方式，有效提高了钻头的冲击力，进而提高了钻速和破岩效率，可广泛应用在水平井、大位移井等作业环境中。
附图说明
图1是本发明的部分结构示意图；
图2是本发明另一部分结构示意图。
图中：1-震荡接头；2-外接头；3-上阀组；4-下阀；5-下阀座；6-马达组件；7-万向轴组件；8-传动轴组件。
具体实施方式
下面结合说明书附图对本发明作进一步的说明，以使本领域技术人员能够更好地理解本发明的技术方案。
一种水力脉冲螺杆钻具，如图1、图2所示，包括震荡接头1、外接头2、马达组件6、万向轴组件7和传动轴组件8，所述震荡接头1通过螺纹连接外接头2，外接头2的另一端螺纹连接马达组件6，马达组件6的另一端通过万向轴组件7，万向轴组件7的另一端连接传动轴组件8, 传动轴组件8另一端与钻头连接。所述外接头2内设有上阀组3，上阀组3上设有供钻井液流过的阀孔，所述马达组件6的转子为中空结构，在马达组件的转子的一端设有下阀座5，下阀座上设有下阀4，下阀4上设有供钻井液流过的阀孔，下阀4上的阀孔与上阀组3上的阀孔位置相对。当泥浆泵泵出的高压钻井液流经震荡接头1、外接头2进入马达组件6时，推动转子绕定子的轴线旋转，并将转速和扭矩通过万向轴组件7传递给传动轴组件8进而传递给钻头。当马达组件6中的转子旋转时，带动安装在其上的下阀座5旋转，下阀4上的阀孔与上阀组3上的阀孔不断相错或重合，使得流经螺杆钻具的钻井液的过流面积发生周期性的变化，进而产生水力脉冲。该种螺杆钻具在工作时同时具有震击、冲击和水力脉冲加压三种功能，变单一的破岩方式为复合破岩方式，有效提高了钻头的冲击力，进而提高了钻速和破岩效率，可广泛应用在水平井、大位移井等作业环境中。
上述实施例仅用于本领域技术人员理解本发明的技术方案，而并非是对其进行限制，凡在本发明的保护范围之内所作的任何修改、改进或等同替换，均应包含在本发明的保护范围之内。
Claims (2)
1.水力脉冲螺杆钻具，包括震荡接头、外接头、马达组件、万向轴组件和传动轴组件，其特征是：所述震荡接头通过螺纹连接外接头，外接头的另一端螺纹连接马达组件，马达组件的另一端通过万向轴组件，万向轴组件的另一端连接传动轴组件，传动轴组件另一端与钻头连接；所述外接头内设有上阀组，上阀组上设有供钻井液流过的阀孔，所述马达组件的转子为中空结构，在马达组件的转子的一端设有下阀座，下阀座上设有下阀，下阀上设有供钻井液流过的阀孔，下阀上的阀孔与上阀组上的阀孔位置相对, 当马达组件中的转子旋转时带动安装在其上的下阀座旋转，下阀上的阀孔与上阀组上的阀孔不断相错或重合，使得流经螺杆钻具的钻井液的过流面积发生周期性的变化，产生水力脉冲。
2.根据权利要求1所述的水力脉冲螺纹钻具，其特征是：当泥浆泵泵出的高压钻井液流经震荡接头、外接头进入马达组件时，推动转子绕定子的轴线旋转，并将转速和扭矩通过万向轴组件传递给传动轴组件进而传递给钻头。
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