CN204060517U - 液动冲击旋转钻具 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种液动冲击旋转钻具，包括上接头、钻具主体和下接头，钻具主体包括主体外壳以及同轴地设置在主体外壳中的涡轮主轴、凸轮轴、冲击锤和钻座；主体外壳的两端分别与上接头和下接头螺纹连接。涡轮主轴上安装有定子转子组；涡轮定子转子组的两侧的涡轮主轴上设有上径向支撑轴承和下径向支撑轴承；下径向支撑轴与冲击锤之间设有轴向支撑轴承。采用上结构的液动冲击旋转钻具，结构简单，没有易损元件，使用寿命长。且适用于各种深井、超深井、大斜度井、大位移井及水平钻井的钻井工程中，在钻遇硬岩层、软硬交错地层以及在钻遇大斜度地层时使用。

Description

液动冲击旋转钻具

技术领域

    本实用新型涉及钻探工具，尤其涉及一种液动冲击旋转钻具。

背景技术

目前，石油天然气钻井工作中，为解决钻进硬岩层、软硬交错地层时机械钻速较低的问题以及在钻遇大斜度地层井眼易斜等问题时，各国钻井专家广泛关注的技术热点之一，就是采用液动冲击旋转钻具。液动冲击旋转钻井技术的推广应用，不受现场条件的限制，不需要改变现有的钻井设备，只是在现有的钻井组合中增加一个液动冲击旋转钻具，既方便又可靠，能大幅度提高钻井效率，降低钻井成本。特别在深井、复杂地层钻井应用中具有广泛的前景。现在使用的液动冲击旋转钻具，常用的有阀式正作用式、阀式反作用式、阀式双作用式以及射流式液动冲击旋转钻具。但是，由于结构复杂、工具主要零件在泥浆条件下使用寿命较短，还不能完全满足现场应用的需要。

实用新型内容

本实用新型的目的是提供一种液动冲击旋转钻具，以解决现有液动冲击旋转钻具结构复杂使用寿命短的问题。

为解决上述技术问题，本实用新型提供一种液动冲击旋转钻具，包括上接头、钻具主体和下接头，钻具主体包括主体外壳以及同轴地设置在主体外壳中的涡轮主轴、凸轮轴、冲击锤和钻座；主体外壳的两端分别与上接头和下接头连接；涡轮主轴的一端固定安装有一涡轮轴接头，另一端装配在冲击锤内；凸轮轴的一端套接在涡轮主轴内，另一端装配在冲击锤内；钻座设置在冲击锤与下接头之间。

涡轮主轴上安装有包括定子和转子的涡轮定子转子组；定子安装在主体外壳的内表面，转子安装在涡轮主轴与定子之间；涡轮定子转子组的两侧的涡轮主轴上设有上径向支撑轴承和下径向支撑轴承；下径向支撑轴承与冲击锤之间的涡轮主轴上设有轴向支撑轴承。

进一步地，上接头和上径向支撑轴承之间的主体外壳内表面、下接头与轴向支撑轴承之间的主体外壳内表面、轴向支撑轴承与下径向支撑轴承之间的主体外壳内表面均设有间隔套。

进一步地，凸轮轴装配在冲击锤内的一端设有径向向外延伸的凸肩。

进一步地，凸肩的表面设有耐磨层。

本实用新型的有益效果为：该钻具结构简单，使用寿命长。且适用于各种深井、超深井、大斜度井、大位移井及水平钻井的钻井工程中，在钻遇硬岩层、软硬交错地层以及在钻遇大斜度地层时使用。

附图说明

图1为本实用新型最佳实施例的结构示意图。

其中：1、上接头；2、主体外壳；3、涡轮轴接头；4、第一间隔套；5、上径向支撑轴承；6、涡轮定子转子组；7、涡轮主轴；8、下径向支撑轴承；9、第二间隔套；10、轴向支撑轴承；11、凸轮轴；12、第三间隔套；13、冲击锤；14、钻座；15、下接头；16、凸肩。

具体实施方式

下面对本实用新型的具体实施方式进行描述，以便于本技术领域的技术人员理解本实用新型，但应该清楚，本实用新型不限于具体实施方式的范围，对本技术领域的普通技术人员来讲，只要各种变化在所附的权利要求限定和确定的本实用新型的精神和范围内，这些变化是显而易见的，一切利用本实用新型构思的发明创造均在保护之列。

如图1所示的液动冲击旋转钻具，包括上接头1、钻具主体和下接头15，钻具主体包括主体外壳2以及同轴地设置在主体外壳中的涡轮主轴7、凸轮轴11、冲击锤13和钻座14；主体外壳2的两端分别与上接头1和下接头15螺纹连接；涡轮主轴7的一端固定安装有一涡轮轴接头3，另一端装配在冲击锤13内；凸轮轴11的一端套接在涡轮主轴7内，另一端装配在冲击锤13内；钻座14设置在冲击锤13与下接头15之间。

涡轮主轴7上安装有包括定子和转子的涡轮定子转子组6。其中，定子安装在主体外壳2的内表面，转子安装在涡轮主轴7与定子之间。涡轮定子转子组6的两侧的涡轮主轴7上设有上径向支撑轴承5和下径向支撑轴承8；下径向支撑轴承8与冲击锤13之间设有轴向支撑轴承10。

优选地，上接头1和上径向支撑轴承5之间的主体外壳2内表面上设有第一间隔套4，下接头15与轴向支撑轴承10之间的主体外壳2内表面设有第二间隔套9，轴向支撑轴承10与下径向支撑轴承8之间的主体外壳2内表面上设有第三间隔套4。上述间隔套均用于调节主体外壳2内各部件的装配关系。

优选地，凸轮轴上设有凸肩16，冲击锤13内设有与凸肩16相对应的形状结构。并且凸肩16与冲击锤13内的接触面可以设置成倾斜接触面，且在接触面上均设有耐磨层。

装配时，首先将凸轮轴11和冲击锤13依次安装在涡轮主轴7的一端，并将第三间隔套12安装到冲击锤13上。接着依次将轴向支撑轴承10、第二间隔套9、下径向支撑轴承8、涡轮定子转子组6和上径向支撑轴承5装配在涡轮主轴7上，再安装第一间隔套4，并将涡轮轴接头3固定到涡轮主轴7的另一端以预紧涡轮定子转子组6。随后，再将组装好的上述所有部件装入主体外壳2内，并将钻座14安装在冲击锤13的另一端。最后，将上接头1和下接头15分别紧固在主体外壳2两端。至此，本实施例装配完成。

当使用本实用新型时，将组装好的液动冲击旋转钻具的上接头1连接到钻铤接头，下接头15连接到钻头，即可以下到井内使用。在工作过程中，泥浆流动驱动涡轮定子转子组6转动，利用涡轮主轴7和凸轮轴11的旋转带动冲击锤13上下运动，当冲击锤13向下运动时打击到钻座14上，所产生的冲击力量传递到下接头15，再进一步作用到到钻头上，从而促进岩石的破碎，加速钻井进程。其中，涡轮定子转子组6的定子和转子的叶片结构与泥浆排量确定了涡轮主轴7和凸轮轴11的旋转速度，从而控制冲击锤13的打击频率；第一间隔套4、第二间隔套9和第三间隔套12用于调节主体外壳2内各部件的装配关系；上、下径向支撑轴承5、8用于扶正涡轮定子转子组6，并使涡轮主轴7在高速旋转时稳定在轴心线；轴向支撑轴承10用于承受涡轮主轴7在高速旋转时产生的轴向推力。

Claims (4)

1.一种液动冲击旋转钻具，包括上接头、钻具主体和下接头，其特征在于，所述钻具主体包括主体外壳以及同轴地设置在所述主体外壳中的涡轮主轴、凸轮轴、冲击锤和钻座；所述主体外壳的两端分别与所述上接头和下接头连接；所述涡轮主轴的一端固定安装有一涡轮轴接头，另一端装配在所述冲击锤内；所述凸轮轴的一端套接在涡轮主轴内，另一端装配在所述冲击锤内；所述钻座设置在所述冲击锤与下接头之间；

所述涡轮主轴上安装有包括定子和转子的涡轮定子转子组；所述定子安装在主体外壳的内表面，所述转子安装在涡轮主轴与定子之间；所述涡轮定子转子组的两侧的涡轮主轴上设有上径向支撑轴承和下径向支撑轴承；所述下径向支撑轴承与冲击锤之间的涡轮主轴上设有轴向支撑轴承。

2.根据权利要求1所述的液动冲击旋转钻具，其特征在于，所述上接头和上径向支撑轴承之间的主体外壳内表面、所述下接头与轴向支撑轴承之间的主体外壳内表面、所述轴向支撑轴承与下径向支撑轴承之间的主体外壳内表面均设有间隔套。

3.根据权利要求1所述的液动冲击旋转钻具，其特征在于，所述凸轮轴装配在所述冲击锤内的一端设有径向向外延伸的凸肩。

4.根据权利要求3所述的液动冲击旋转钻具，其特征在于，所述凸肩的表面设有耐磨层。