CN112943113A - 一种近钻头减震工具 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种近钻头减震工具，属于石油开采井下工具领域；包括减震管，减震管的上下部内壁均匀分布有多个凸起，凸起为圆弧状；减震管中部高出减震管上下部；减震管内装设芯轴，芯轴的形状与减震管内部相互匹配；减震管上端与上接头下端过盈连接；减震管下端与下接头上端过盈连接；上接头上端通过螺纹与钻杆连接，下接头下端与钻头连接；芯轴上下部位设置有多个凹槽，凹槽内设置有防掉球；所述导流管设置于减震工具内部，导流管上端设有密封槽，密封槽内设置有密封圈，通过本发明公开的减震器可以承受较大的轴向冲击载荷，保证工具的减震性能；具备防止下接头掉落的同时可以也兼具扭矩的传递；可以很好的传递扭矩，减小磨损。
Description
技术领域
本发明属于石油开采井下工具领域，特别涉及一种近钻头减震工具；用于改善钻头在井底振动状态的减震工具。
背景技术
在钻井作业过程中，钻头在破岩的过程中，会产生径向和轴向震动，钻头在工作过程中高速转动，承受巨大的钻压，钻头震动会大大降低钻头的使用寿命，也会损伤钻柱，尤其是在高速转动的钻头与岩石接触时，其瞬时冲击力极大，极易造成钻头损伤。
现有的减震器是通过机械(如叠簧)或者液压(如油缸)变形，产生减震效果。可参考专利号CN206513317U，一种油气开采钻井减震器；减震过程在反冲力的作用中会造成滞后，同时在使用过程中此反冲作用不能够100％的接触到钻柱系统，容易导致故障率增加；在钻井作业中，由于井底凹凸不平造成钻头频繁跳钻，如果钻头与钻铤直接连接，整个钻柱将与钻头一起加速上下运动，产生强烈的振动，破坏最优钻井条件，降低钻头和钻具寿命，甚至损坏钻井设备。钻井有许多方法，包括顿钻，旋转，声波等，根据不同的钻井工艺，地形及设备情况，使用于不同的方法；然而，各种钻井方法都会有不同的纵向和轴向振动，这些振动会对钻柱造成冲击力，导致钻柱中某些部件疲劳损坏，甚至故障；使用寿命短，减震连续工作500小时，需要检修，返修以及维护成本非常高。
但是现有减震器还存在如下问题：1、整体式设计的减震器在使用过程中有零件或者部分损坏，需要更换时，很难进行拆解，只有整体性更换，浪费资源；2、现有的减震器一般比较宽长，不利于钻井造斜；3、现有的减震橡胶容易损坏和脱落，吸能性不高。
发明内容
针对背景技术中存在的问题，本发明的目的在于：提供了一种近钻头减震工具，用以解决现有减震器的不便更换零部件、不利于钻井造斜和减震橡胶容易损坏和脱落，吸能性不高的问题。
本发明的目的是通过以下技术方案来实现的：一种近钻头减震工具，包括减震管，减震管的上下部内壁均匀分布有多个凸起，凸起为圆弧状；减震管的中部高出减震管的上下部；所述减震管内装设芯轴，所述芯轴的形状与减震管内部相互匹配；所述减震管的上端与上接头的下端过盈连接；减震管的下端与下接头上端过盈连接；所述上接头的上端通过螺纹与钻杆连接，下接头的下端与钻头连接；所述芯轴的上下部位的设置有多个凹槽，所述凹槽分为两部分，凹槽的下部分为球状，凹槽的上部分为平块状，凹槽的下部分设置有防掉球，防掉球的尺寸与凹槽的下部分，凹槽的上部分内部设置有封堵块，所述封堵块的尺寸与凹槽的上部分相匹配，封堵块与减震工具固定连接；还包括导流管，所述导流管设置于减震工具的内部，导流管的上端设有密封槽，密封槽内设置有密封圈，导流管的上端置于上接头处，导流管的下端置于下接头处；下接头的下端螺纹连接有封堵螺母。
作为优选的，所述减震管的材质为橡胶。
作为优选的，所述减震管的边壁由6个圆弧首尾连接组成。
作为优选的，所述凹槽为6个，对应的防掉球为6个。
作为优选的，所述封堵螺母为6个。
作为优选的，所述封堵块通过螺钉与减震工具固定连接。
综上所述，由于采用了上述技术方案，本发明具有以下积极的技术效果：
1、本发明公开的减震器中的减震管上下部均为花瓣形，接触状况优良可传递大扭矩，减震管分别于上接头和下接头过盈配合，可以承受较大的轴向冲击载荷，从而保证了工具的减震性能；
2、本发明设计的防掉球装设在芯轴上下两端凹槽内，封堵块下端限制放掉球在工具的径向移动，具备防止下接头掉落的同时可以也兼具扭矩的传递；
3、本发明设计的芯轴与花型接头的配合连接，可以很好的传递扭矩，减小磨损。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，应当理解，以下附图仅示出了本发明的某些实施例，因此不应被看作是对范围的限定，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他相关的附图，其中：
图1是本发明的近钻头减震工具的正视图；
图2是本发明的近钻头减震工具的俯视图；
图3是本发明中心轴方向的平面结构示意图；
图4是本发明中心轴方向的剖面方向示意图；
图5是图4中A-A剖面结构示意图；
图6是图4中B-B剖面结构示意图；
图7是图6中C-C剖面结构示意图；
图8是图5中D-D剖面结构示意图；
图9是本发明封堵螺母的立体结构示意图；
图10是本发明的芯轴的立体结构示意图；
图11是本发明的减震管的立体结构示意图；
图12是本发明的下接头的立体结构示意图；
图13是本发明的上接头的立体结构示意图；
图中标记：1-上接头；2-导流管；3-密封圈；4-减震管；5-防掉球；6-封堵块；7-螺钉； 8-芯轴；9-封堵螺母；10-下接头。
具体实施方式
为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅用以解释本发明，并不用于限定本发明，即所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。通常在此处附图中描述和示出的本发明实施例的组件可以以各种不同的配置来布置和设计。
因此，以下对在附图中提供的本发明的实施例的详细描述并非旨在限制要求保护的本发明的范围，而是仅仅表示本发明的选定实施例。基于本发明的实施例，本领域技术人员在没有做出创造性劳动的前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
除非另作定义，此处使用的技术术语或者科学术语应当为本发明所属领域内具有一般技能的人士所理解的通常意义。本发明专利申请说明书以及权利要求书中使用的“第一”、“第二”以及类似的词语并不表示任何顺序、数量或者重要性，而只是用来区分不同的组成部分。同样，“一个”、“一”或者“该”等类似词语也不表示数量限制，而是表示存在至少一个。“包括”或者“包含”等类似的词语意指出现在“包括”或者“包含”前面的元件或者物件涵盖出现在“包括”或者“包含”后面列举的元件或者物件及其等同，并不排除其他元件或者物件。“上”、“下”、“左”、“右”等仅用于表示相对位置关系，当被描述对象的绝对位置改变后，则该相对位置关系也可能相应地改变。
下面结合实施例对本发明的特征和性能作进一步的详细描述。
实施例一
如图1至图13所示，本发明较佳实施例提供的一种近钻头减震工具，一种近钻头减震工具，包括减震管4，减震管4的上下部内壁均匀分布有多个凸起，凸起为圆弧状；减震管4的中部高出减震管4的上下部所述减震管4内装设芯轴8，所述芯轴8的形状与减震管4 内部相互匹配；所述减震管4的上端与上接头1的下端过盈连接；减震管4的下端与下接头10上端过盈连接；所述上接头1的上端通过螺纹与钻杆连接，下接头10的下端与钻头连接；所述芯轴8的上下部位的设置有多个凹槽，所述凹槽分为两部分，凹槽的下部分为球状，凹槽的上部分为平块状，凹槽的下部分设置有防掉球5，防掉球5的尺寸与凹槽的下部分，凹槽的上部分内部设置有封堵块6，所述封堵块6的尺寸与凹槽的上部分相匹配，封堵块6与减震工具固定连接；还包括导流管2，所述导流管2设置于减震工具的内部，导流管2的上端设有密封槽，密封槽内设置有密封圈3，导流管2的上端置于上接头1处，导流管2的下端置于下接头10处；下接头10的下端螺纹连接有封堵螺母9。
本发明主要用于钻头井下钻井，有效消除钻头振动和吸收附加的冲击载荷的优点,有助于延长钻头的使用寿命,提高钻头的工作效率,还可减轻钻具连接处的疲劳和地面设备的振动；本发明易拆卸和更换易损件，可以很好地解决在油气开发钻井过程中,钻头在轴载和扭矩作用下产生振动,对钻进产生负面影响的问题,具备有效消除钻头振动和吸收附加的冲击载荷的优点,有助于延长钻头的使用寿命,提高钻头的工作效率,还可减轻钻具连接处的疲劳和地面设备的振动。
需要说明的是，本发明的减震管4的多个凸起绕减震管4的中心轴呈现中心分布，凸起的形状相同，与普通的花瓣较为类似。
实施例二
本实施例在实施例一的基础上，将所述减震管4的材质设置为橡胶；作为对应的，所述减震管4的边壁由6个圆弧首尾连接组成；所述凹槽为6个，对应的防掉球5为6个。
这种是根据实际生产过程中形成的较为优异的实践方案，不仅对于有效消除钻头振动和吸收附加的冲击载荷的能力都能满足日常使用需要。
实施例三
本实施例在实施例一的基础上，所述封堵螺母9为6个；所述封堵块6通过螺钉与减震工具固定连接。
在上文中，结合具体的实施例对本发明的各种实施方式进行了描述。然而，应当得出的理解是：本发明的对各个实施例描述的用意不是对本发明的限制。以上所述仅是本发明的示范性实施例，而非用于限制本发明的保护范围，本发明的保护范围由权利要求确定。
Claims (6)
1.一种近钻头减震工具，其特征在于，包括减震管(4)，减震管(4)的上下部内壁均匀分布有多个凸起，凸起为圆弧状；减震管(4)的中部高出减震管(4)的上下部；
所述减震管(4)内装设芯轴(8)，所述芯轴(8)的形状与减震管(4)内部相互匹配；所述减震管(4)的上端与上接头(1)的下端过盈连接；减震管(4)的下端与下接头(10)上端过盈连接；所述上接头(1)的上端通过螺纹与钻杆连接，下接头(10)的下端与钻头连接；
所述芯轴(8)的上下部位的设置有多个凹槽，所述凹槽分为两部分，凹槽的下部分为球状，凹槽的上部分为平块状，凹槽的下部分设置有防掉球(5)，防掉球(5)的尺寸与凹槽的下部分，凹槽的上部分内部设置有封堵块(6)，所述封堵块(6)的尺寸与凹槽的上部分相匹配，封堵块(6)与减震工具固定连接；
还包括导流管(2)，所述导流管(2)设置于减震工具的内部，导流管(2)的上端设有密封槽，密封槽内设置有密封圈(3)，导流管(2)的上端置于上接头(1)处，导流管(2)的下端置于下接头(10)处；下接头(10)的下端螺纹连接有封堵螺母(9)。
2.根据权利要求1所述的一种近钻头减震工具，其特征在于，所述减震管(4)的材质为橡胶。
3.根据权利要求2所述的一种近钻头减震工具，其特征在于，所述减震管(4)的边壁由6个圆弧首尾连接组成。
4.根据权利要求3所述的一种近钻头减震工具，其特征在于，所述凹槽为6个，对应的防掉球(5)为6个。
5.根据权利要求4所述的一种近钻头减震工具，其特征在于，所述封堵螺母(9)为6个。
6.根据权利要求1所述的一种近钻头减震工具，其特征在于，所述封堵块(6)通过螺钉与减震工具固定连接。
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