CN109930986A - 振荡自加压系统 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种振荡自加压系统。该振荡自加压系统包括：传动轴组件，其包括：传动轴、下TC轴承、自伸长推力轴承、上TC轴承和传动轴壳体；所述自伸长推力轴承套设在所述传动轴上，其一端与下TC轴承端面配合，另一端与上TC轴承端面配合；所述传动轴壳体的一端通过螺纹与下TC轴承外套连接；调压阀套；所述调压阀套上设有供钻井液流过的第一阀孔；万向轴组件，其一端与所述传动轴连接，所述万向轴组件设有供钻井液流过的第二阀孔，所述第二阀孔与调压阀套的第一阀孔的位置相对；马达组件；防掉组件；以及旁通组件。该振荡自加压系统提高了传递给钻头的扭矩及钻压，从而加快钻进速度；提高了传递给钻头的钻压，有效提高破岩效率。
Description
技术领域
本发明是关于石油钻具领域，特别是关于一种振荡自加压系统。
背景技术
随着陆地油气的不断开发，今后在浅海及陆地上大位移、大井斜井将不断增多。为了确保施工的顺利，减少事故复杂，这对钻井液技术水平的要求更加严格，大井斜、大位移的定向井及水平井在除了对润滑防卡、井壁稳定等要求更加严格以外，提高钻井机械钻速及定向井定向过程中托压问题的解决是我们目前施工中存在且迫切要求解决的重要问题。然而，目前使用的螺杆钻具机械钻速相对较低，传递给钻头的扭矩及钻压相对较小，破岩效率较低，严重影响钻进速度，提高了钻井成本。
公开于该背景技术部分的信息仅仅旨在增加对本发明的总体背景的理解，而不应当被视为承认或以任何形式暗示该信息构成已为本领域一般技术人员所公知的现有技术。
发明内容
本发明的目的在于提供一种结构简单合理的振荡自加压系统，该振荡自加压系统提高了传递给钻头的扭矩及钻压，从而加快钻进速度；提高了传递给钻头的钻压，有效提高破岩效率。
为实现上述目的，本发明提供了一种振荡自加压系统，包括：传动轴组件，其包括：传动轴、下TC轴承、自伸长推力轴承、上TC轴承和传动轴壳体；所述传动轴穿设在传动轴壳体内，所述下TC轴承包括：下TC轴承内套和下TC轴承外套，所述上TC轴承包括：上TC轴承外套和上TC轴承内套；所述下TC轴承内套通过螺纹与传动轴连接，并与下TC轴承外套间隙配合；所述上TC轴承内套通过螺纹与传动轴连接，并与上TC轴承外套间隙配合；所述自伸长推力轴承套设在所述传动轴上，其一端与下TC轴承端面配合，另一端与上TC轴承端面配合；所述传动轴壳体的一端通过螺纹与下TC轴承外套连接；调压阀套，其设置在所述传动轴壳体的另一端；所述调压阀套上设有供钻井液流过的第一阀孔；万向轴组件，其一端与所述传动轴连接，所述万向轴组件设有供钻井液流过的第二阀孔，所述第二阀孔与调压阀套的第一阀孔的位置相对；马达组件，其设置在所述万向轴组件的另一端，具有能够行星运动的转子；防掉组件，其设置在所述马达组件的外端；以及旁通组件，其设置在所述防掉组件的外端，泥浆泵泵出的钻井液流经旁通组件、防掉组件进入马达组件，推动马达组件内的转子做行星运动并产生水力轴向力，带动万向轴组件旋转，万向轴组件上的第二阀孔与调压阀套上的第一阀孔不断错位或重合，使得钻井液的过流面积发生周期性的变化，产生水力脉冲；钻井液流经转子产生水力轴向力，通过万向轴组件与上TC轴承内套传递给自伸长推力轴承，推动自伸长推力轴承前伸，最终通过传动轴传递至钻头。
在一优选的实施方式中，万向轴组件的一端与传动轴螺接。
在一优选的实施方式中，马达组件通过螺纹连接在万向轴组件的另一端；所述防掉组件通过螺纹连接在马达组件的外端；所述旁通组件通过螺纹连接在防掉组件的外端。
与现有技术相比，根据本发明的振荡自加压系统具有如下有益效果：该振荡自加压系统通过增设调压阀套来周期性调节钻井液的过流面积，从而产生水力脉冲，改善钻进方式，提高了传递给钻头的扭矩及钻压，从而加快钻进速度；通过增加自伸长推力轴承，将钻井液流经转子产生的水力轴向力间接传递至钻头，提高了传递给钻头的钻压，有效提高破岩效率。
附图说明
图1是根据本发明第一实施方式的振荡自加压系统的传动轴组件、调压阀套和万向轴组件结构示意图。
图2是根据本发明第一实施方式的振荡自加压系统的马达组件、防掉组件和旁通组件结构示意图。
具体实施方式
下面结合附图，对本发明的具体实施方式进行详细描述，但应当理解本发明的保护范围并不受具体实施方式的限制。
除非另有其它明确表示，否则在整个说明书和权利要求书中，术语“包括”或其变换如“包含”或“包括有”等等将被理解为包括所陈述的元件或组成部分，而并未排除其它元件或其它组成部分。
如图1和图2所示，根据本发明优选实施例的振荡自加压系统的具体结构包括：传动轴组件11、调压阀套28、万向轴组件12、马达组件13、防掉组件14和旁通组件15。其中，所述传动轴组件11通过螺纹连接万向轴组件12，万向轴组件12另一端通过螺纹连接马达组件13，马达组件13另一端通过螺纹连接防掉组件14，防掉组件14另一端通过螺纹连接旁通组件15；调压阀套28设置在所述传动轴组件11的传动轴壳体27的另一端，泥浆泵泵出的钻井液流经旁通组件15、防掉组件14进入马达组件13，推动马达组件13内的转子做行星运动并产生水力轴向力，带动万向轴组件12旋转，万向轴组件12上的阀孔与调压阀套28上的阀孔不断错位或重合，使得钻井液的过流面积发生周期性的变化，产生水力脉冲；钻井液流经转子产生水力轴向力，通过万向轴组件12与上TC轴承内套26传递给自伸长推力轴承24，推动自伸长推力轴承24前伸，最终通过传动轴21传递至钻头。
具体来讲，传动轴组件11包括：传动轴21、下TC轴承、自伸长推力轴承24、上TC轴承和传动轴壳体27。传动轴21穿设在传动轴壳体27内，下TC轴承包括：下TC轴承内套22和下TC轴承外套23，上TC轴承包括：上TC轴承外套25和上TC轴承内套26；下TC轴承内套22通过螺纹与传动轴21连接，并与下TC轴承外套23间隙配合；上TC轴承内套26通过螺纹与传动轴21连接，并与上TC轴承外套25间隙配合。自伸长推力轴承24套设在所述传动轴21上，其一端与下TC轴承端面配合，另一端与上TC轴承端面配合。传动轴壳体27的一端通过螺纹与下TC轴承外套23连接。
调压阀套28设置在所述传动轴壳体27的另一端；调压阀套28上设有供钻井液流过的第一阀孔。
万向轴组件12的一端与传动轴21连接。万向轴组件12设有供钻井液流过的第二阀孔，第二阀孔与调压阀套28的第一阀孔位置相对。
马达组件13设置在万向轴组件12的另一端，具有能够行星运动的转子。
防掉组件14设置在马达组件13的外端。
旁通组件15设置在防掉组件14的外端。
优选的，马达组件13通过螺纹连接在万向轴组件12的另一端。防掉组件14通过螺纹连接在马达组件13的外端。旁通组件15通过螺纹连接在防掉组件14的外端。
优选的，万向轴组件12的一端与传动轴21螺接。
泥浆泵泵出的钻井液流经旁通组件15、防掉组件14进入马达组件13，推动马达组件13内的转子做行星运动并产生水力轴向力，带动万向轴组件12旋转，万向轴组件12上的阀孔与调压阀套28上的阀孔不断错位或重合，使得钻井液的过流面积发生周期性的变化，产生水力脉冲；钻井液流经转子产生水力轴向力，通过万向轴组件12与上TC轴承内套26传递给自伸长推力轴承24，推动自伸长推力轴承24前伸，最终通过传动轴21传递至钻头。本系统在大井斜、大位移的定向井及水平井施工中有效解决拖压问题，并且提高了钻进速度，降低钻井成本。
综上，该振荡自加压系统通过增设调压阀套来周期性调节钻井液的过流面积，从而产生水力脉冲，改善钻进方式，提高了传递给钻头的扭矩及钻压，从而加快钻进速度；通过增加自伸长推力轴承，将钻井液流经转子产生的水力轴向力间接传递至钻头，提高了传递给钻头的钻压，有效提高破岩效率。
前述对本发明的具体示例性实施方案的描述是为了说明和例证的目的。这些描述并非想将本发明限定为所公开的精确形式，并且很显然，根据上述教导，可以进行很多改变和变化。对示例性实施例进行选择和描述的目的在于解释本发明的特定原理及其实际应用，从而使得本领域的技术人员能够实现并利用本发明的各种不同的示例性实施方案以及各种不同的选择和改变。本发明的范围意在由权利要求书及其等同形式所限定。
Claims (3)
1.一种振荡自加压系统，其特征在于，包括：
传动轴组件，其包括：传动轴、下TC轴承、自伸长推力轴承、上TC轴承和传动轴壳体；所述传动轴穿设在传动轴壳体内，所述下TC轴承包括：下TC轴承内套和下TC轴承外套，所述上TC轴承包括：上TC轴承外套和上TC轴承内套；所述下TC轴承内套通过螺纹与传动轴连接，并与下TC轴承外套间隙配合；所述上TC轴承内套通过螺纹与传动轴连接，并与上TC轴承外套间隙配合；所述自伸长推力轴承套设在所述传动轴上，其一端与下TC轴承端面配合，另一端与上TC轴承端面配合；所述传动轴壳体的一端通过螺纹与下TC轴承外套连接；
调压阀套，其设置在所述传动轴壳体的另一端；所述调压阀套上设有供钻井液流过的第一阀孔；
万向轴组件，其一端与所述传动轴连接，所述万向轴组件设有供钻井液流过的第二阀孔，所述第二阀孔与调压阀套的第一阀孔的位置相对；
马达组件，其设置在所述万向轴组件的另一端，具有能够行星运动的转子；
防掉组件，其设置在所述马达组件的外端；以及
旁通组件，其设置在所述防掉组件的外端，泥浆泵泵出的钻井液流经旁通组件、防掉组件进入马达组件，推动马达组件内的转子做行星运动并产生水力轴向力，带动万向轴组件旋转，万向轴组件上的第二阀孔与调压阀套上的第一阀孔不断错位或重合，使得钻井液的过流面积发生周期性的变化，产生水力脉冲；钻井液流经转子产生水力轴向力，通过万向轴组件与上TC轴承内套传递给自伸长推力轴承，推动自伸长推力轴承前伸，最终通过传动轴传递至钻头。
2.如权利要求1所述的振荡自加压系统，其特征在于，所述万向轴组件的一端与传动轴螺接。
3.如权利要求1所述的振荡自加压系统，其特征在于，所述马达组件通过螺纹连接在万向轴组件的另一端；所述防掉组件通过螺纹连接在马达组件的外端；所述旁通组件通过螺纹连接在防掉组件的外端。
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