CN113404423A - 一种防卡结构及具有该防卡结构的防卡钻具 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种防卡结构及具有该防卡结构的防卡钻具,涉及石油钻采技术领域，包括传动轴、传动轴筒体和万向轴壳体；所述传动轴上固定套设有防卡套，且防卡套另一端共同罩设在传动轴筒体和万向轴壳体上，所述防卡套外壁还设有至少一个切削刀组。本发明不仅使钻具在遇到垮塌地层被掩埋时能正产钻进，且使用方便，钻具寿命得到保证。

Description

一种防卡结构及具有该防卡结构的防卡钻具
技术领域
本发明涉及石油钻采技术领域，具体而言，涉及一种防卡结构及具有该防卡结构的防卡钻具。
背景技术
油田钻设井下水泥塞等修井作业时，需要使用螺杆钻具，靠地面输入高压液流冲动螺杆钻具使其产生旋转。因此，地面输入的高压液流要通过螺杆钻具，螺杆钻具由定子和转子组成，两者配合紧密，高压液流冲击时，转子产生旋转带动钻头旋转进行修井作业。但在钻遇易垮塌的地层时，地层常常由于破碎或膨胀等原因发生垮塌，从而不能及时的将煤屑外排且断裂，将钻具掩埋或产生卡阻，情况严重的话，导致整个钻具无法上提或下放，影响操作和使用寿命，造成经济损失。
发明内容
本发明的目的在于提供一种防卡结构及具有该防卡结构的防卡钻具，不仅使钻具在遇到垮塌地层被掩埋时能正产钻进，且使用方便，钻具寿命得到保证。
为实现本发明目的，采用的技术方案为：一种防卡结构，包括传动轴、传动轴筒体和万向轴壳体；所述传动轴上固定套设有防卡套，且防卡套另一端共同罩设在传动轴筒体和万向轴壳体上，所述防卡套外壁还设有至少一个切削刀组。
进一步的，所述防卡套内壁与传动轴筒体外壁之间、防卡套内壁与万向轴壳体外壁之间共同形成小型环空。
进一步的，所述传动轴内部呈空心结构，传动轴上还开设有连通传动轴内部与小型环空的通孔。
进一步的，所述防卡套两端还设有切削齿。
进一步的，所述防卡套与传动轴螺纹连接。
进一步的，所述切削刀组呈螺旋状，且切削刀组表面呈锯齿状。
进一步的，所述切削刀组上还具有横向贯穿的贯穿孔。
进一步的，所述传动轴上还具有限位环，且防卡套内壁具有与限位环配合的限位止口。
进一步的，所述传动轴筒体内设有扣接其前端面的传动轴总成，传动轴总成前端与防卡套之间还设有密封圈。
一种防卡钻具，包括上述任意一项所述的防卡结构。
进一步的，还包括万向轴总成、转子总成和钻头，转子总成、万向轴总成和传动轴依次连接，钻头安装在传动轴上，且万向轴总成还开设有连通传动轴内部与万向轴壳体内壁之间的流通通道。
本发明的有益效果是,
1、通过在传动轴上固定套设有防卡套，使传动轴在转动的同时带动防卡套转动，并通过在防卡套上设有切削刀组，使防卡套随传动轴转动的同时，防卡套上的切削刀组对井壁进行修整，当遇到井壁有掉块或井壁坍塌时，防卡套上的切削刀组可对掉块破碎，从而有效防止钻具发生卡阻，并使钻具可正常上提或下放。
2、由于防卡套内壁与传动轴筒体外壁、万向轴壳体外壁间隙配合，使防卡套内部形成一个小型环空，而通过传动轴筒体与万向轴壳体之间或传动轴总成处泄漏的泥浆直接进入到该小型环空内，并最终通过防卡套的后端喷射出，使防卡套的后端处形成反向射流，达到清洗该处的目的，不仅能避免岩屑发生堆积，且有效防止钻具产生卡阻。
附图说明
图1是本发明提供的防卡钻具的剖面图；
图2是防卡套的结构图；
图3是防卡套另一实施方式的结构图；
图4是防卡套的断面图。
附图中标记及相应的零部件名称：
1、传动轴，2、传动轴筒体，3、万向轴壳体，4、防卡套，5、切削刀组，6、切削齿，7、限位环，8、限位止口，9、传动轴总成，10、密封圈，11、万向轴总成，12、转子总成，13、流通通道，14、小型环空，15、螺旋导向槽，16、贯穿孔，17、通孔，18、钻头。
具体实施方式
下面通过具体的实施例子并结合附图对本发明做进一步的详细描述。
如图1至图4所示，本发明提供的一种防卡结构，包括传动轴1、传动轴筒体2和万向轴壳体3，传动轴筒体2和万向轴壳体3共同套设在传动轴1上，传动轴1的前端用于安装钻头，传动轴1后端用于与万向轴总成11连接；所述传动轴1、传动轴筒体2和万向轴壳体3外共同套设有防卡套4，防卡套4的前端固定在传动轴1上，防卡套4中部可相对传动轴筒体2转动，防卡套4后端可相对万向轴壳体3转动，使传动轴1在转动时，传动轴1带动防卡套4同步转动，而防卡套4在转动的同时不会带动传动轴筒体2和万向轴壳体3转动。
所述防卡套4外壁还设有至少一个切削刀组5，切削刀组5与防卡套4为一体成型，由于防卡套4与传动轴1固定，使传动轴1在转动时，防卡套4上的切削刀组5对井壁进行修整，而当遇到井壁有掉块或井壁坍塌时，防卡套4上的切削刀组5可对掉块破碎，从而有效防止钻具发生卡阻，并使钻具可正常上提或下放，使用方便，可使钻具寿命得到保证。
在一些实施方式中，所述防卡套4内壁与传动轴筒体2外壁、万向轴壳体3外壁间隙配合，不仅能有效防止传动轴1在带动防卡套4转动时，防卡套4、传动轴筒体2、万向轴壳体3受到磨损，且使防卡套4内壁与传动轴筒体2外壁之间、防卡套4内壁与万向轴壳体3之间形成一个小型环空14，使钻具在钻进过程中通过传动轴筒体2与万向轴壳体3之间或传动轴总成9处泄漏的泥浆直接进入到该小型环空14内，由于该小型环空14的后端呈敞开状，使进入到该小型环空14内的泥浆从防卡套4的后端喷射出，从而使防卡套4的后端处形成反向射流，能对井壁达到清洗该处的目的，避免岩屑发生堆积，有效防止钻具产生卡阻。
在一些实施方式中，所述传动轴1内部呈空心结构，传动轴1上还开设有连通传动轴1内部与小型环空14的通孔17，使一部分泥浆可直接通过通孔17进入到小型环空14内，保证进入到小型环空14内的泥浆具有足够的压力，使通过防卡套4后端喷射出的泥浆具有足够的冲击力，不仅使井壁的清洗效果更好，且使岩屑的冲击效果更好。
在一些实施方式中，所述防卡套4两端还设有切削齿6，且切削齿6为多个，多个切削齿6沿防卡套4的圆周方向间隔排布，使钻具在钻进的过程中，防卡套4前端的切削齿6可随防卡套4的转动进行钻进，使钻具的钻进效果更好，有效避免钻具在钻进过程中坍塌或掉落的掉块因对防卡套4前端造成卡死的现象。
在一些实施方式中，所述防卡套4两端还设置有倒角，且切削齿6位于倒角上，且切削齿6的轴线方向与倒角，使钻具在钻进过程中，防卡套4的前进更加方便，避免坍塌或掉落的掉块与防卡套4前端端面卡死，使钻具的钻进效果更好。
在一些实施方式中，所述防卡套4与传动轴1螺纹连接，使防卡套4与传动轴1之间的连接方式更加方便；同时，为了防止钻具在钻进过程中脱落，防卡套4的拧紧方向可与传动轴1的钻进方向相反，使钻具在钻进过程中，防卡套4的拧紧方向始终受到一个例，从而使防卡套4的固定效果更好。
在一些实施方式中，所述切削刀组5呈螺旋状，切削刀组5沿防卡套4的外壁螺旋排布，且多个切削刀组5沿防卡套4的圆周方向均匀间隔排布，切削刀组5的两端分别与防卡套4两端平齐，使防卡套4随传动轴1转动时，由于切削刀组5外壁与井壁配合，从而使相邻两个切削刀组5之间形成一个螺旋导向槽15，使泥浆可通过该螺旋导向槽15流动，但由于防卡套4在转动时会带动螺旋导向槽15内的泥浆同步运动，从而使螺旋导向槽15内的泥浆受到一个离心力，不仅可加大泥浆的流速，且使通过螺旋导向槽15送出的泥浆形成反向射流，使井壁的清洗效果更好。所述切削刀组5表面呈锯齿状，使切削刀组5在满足对井壁修整的同时使切削刀组5结构更加简单。
在一些实施方式中，所述切削刀组5上还具有横向贯穿的贯穿孔16，贯穿孔16的轴线方向与切削刀组5的宽度方向一致或贯穿孔16的轴线方向与切削刀组5的宽度倾斜，不仅能减轻防卡套4的重量，且使泥浆可通过贯穿孔16流动，使泥浆在螺旋导向槽15内的流动更加紊乱，有效防止泥浆沉积在螺旋导向槽15内，避免对泥浆的流动造成阻碍。
在一些实施方式中，所述贯穿孔16为矩形孔或圆形孔或其他形状，如图3中所示，贯穿孔16为矩形孔，如图4所示，贯穿孔16为矩形孔。
在一些实施方式中，所述传动轴1上还具有限位环7，限位环7与传动轴1为一体结构，且防卡套4内壁具有与限位环7配合的限位止口8，通过限位环7与限位止口8的配合，不仅使防卡套4在安装时可进行限位，且使传动轴1在带动防卡套4钻进过程中防卡套4不会相对传动轴1产生位移，使防卡套4的安装更加稳固。
在一些实施方式中，所述传动轴筒体2内设有扣接其前端面的传动轴总成9，传动轴总成9前端断面与限位环7内侧抵紧贴合，不仅方传动轴总成9的安装，且使传动轴总成9与限位环7之间形成初步密封；同时，传动轴总成9前端与防卡套4之间还设有密封圈10，使传动轴总成9与防卡套4之间的密封效果更好，从而使防卡套4的前端被密封，有效防止泥浆从防卡套4前端与传动轴1外壁之间排出，使泥浆在防卡套4后端的喷射效果更好，使井壁的清洗效果更好。此时，为了避免传动轴总成9在安装时会对通孔17进行封堵，在传动轴总成9上还开设有连通通孔17与小型环空14的连通孔，保证传动轴1内部与小型环空14连通，从而保证有足够的泥浆进入到小型环空14内，使小型环空14内的泥浆的压力得到保证。
本实施例提供的防卡结构可用于现有的钻井钻具中，当用于钻井钻具时，传动轴1壳体可与转子总成12壳体连接，传动轴1与万向轴总成11总成连接，钻头安装在传动轴1上，当传动轴1通过万向轴总成11传动进行转动时，传动轴1带动防卡套4同步转动，防卡套4上的切削齿6对井壁进行扩径或对坍塌的掉块进行破碎，而切削刀组5则对扩径后的井壁进行修整，而通过传动轴筒体2与万向轴壳体3之间或传动轴总成9处泄漏的泥浆直接进入防卡套4的后端喷射出，对井壁进行清洗或对堆积的岩屑进行清理。
本发明还提供了一种防卡钻具，该防卡钻具采用上述实施例中的提供的防卡结构。
该防卡钻具还包括万向轴总成11、转子总成12和钻头18，转子总成12、万向轴总成11和传动轴1依次连接，钻头18安装在传动轴1上，万向轴总成11还开设有连通传动轴1内部与万向轴壳体3内壁之间的流通通道13，使进入到转子总成12内的泥浆进入到万向轴壳体3与万向轴总成11之间后通过流通通道13进入到传动轴1内，并最终通过传动轴1内进入到钻头，使钻头在钻进过程中对切削齿6进行冷却；同时，进入到万向轴壳体3与万向轴总成11之间的泥浆可通过传动轴筒体2与万向轴壳体3之间或传动轴总成9处泄漏的泥浆进入到防卡套4内部，并最终通过防卡套4的后端喷射出，使防卡套4的后端处形成反向射流，达到清洗该处的目的，不仅能避免岩屑发生堆积，且有效防止钻具产生卡阻。
以上所述仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，对于本领域的技术人员来说，本发明可以有各种更改和变化。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种防卡结构，其特征在于，包括传动轴(1)、传动轴筒体(2)和万向轴壳体(3)；所述传动轴(1)上固定套设有防卡套(4)，且防卡套(4)另一端共同罩设在传动轴筒体(2)和万向轴壳体(3)上，所述防卡套(4)外壁还设有至少一个切削刀组(5)。
2.根据权利要求1所述的防卡结构，其特征在于，所述防卡套(4)内壁与传动轴筒体(2)外壁之间、防卡套(4)内壁与万向轴壳体(3)外壁之间共同形成小型环空（14）。
3.根据权利要求2所述的防卡结构，其特征在于，所述传动轴（1）内部呈空心结构，传动轴（1）上还开设有连通传动轴（1）内部与小型环空（14）的通孔（17）。
4.根据权利要求1所述的防卡结构，其特征在于，所述防卡套(4)两端还设有切削齿(6)。
5.根据权利要求1所述的防卡结构，其特征在于，所述切削刀组(5)呈螺旋状，且切削刀组(5)表面呈锯齿状。
6.根据权利要求1所述的防卡结构，其特征在于，所述防卡套（4）与传动轴（1）螺纹连接。
7.根据权利要求5所述的防卡结构，其特征在于，所述切削刀组(5)上还具有横向贯穿的贯穿孔（16）。
8.根据权利要求1所述的防卡结构，其特征在于，所述传动轴(1)上还具有限位环(7)，且防卡套(4)内壁具有与限位环(7)配合的限位止口(8)。
9.根据权利要求1所述的防卡结构，其特征在于，所述传动轴筒体(2)内设有扣接其前端面的传动轴总成(9)，传动轴总成(9)前端与防卡套(4)之间还设有密封圈(10)。
10.一种防卡钻具，其特征在于，包括如权利要求1-9中任意一项所述的防卡结构，还包括万向轴总成(11)、转子总成(12)和钻头（18），转子总成(12)、万向轴总成(11)和传动轴(1)依次连接，钻头（18）安装在传动轴(1)上，且万向轴总成(11)还开设有连通传动轴(1)内部与万向轴壳体(3)内壁之间的流通通道(13)。
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Denomination of invention: An anti jamming structure and an anti jamming drilling tool with the anti jamming structure

Effective date of registration: 20230427

Granted publication date: 20211109

Pledgee: Shanghai Pudong Development Bank Co.,Ltd. Chengdu Branch

Pledgor: Sichuan Deep & Fast Oil Drilling Tools Co.,Ltd.

Registration number: Y2023510000112