CN212376577U - 石油钻井专用换向器 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开一种石油钻井专用换向器，包括本体和安装在本体一端的盖体，该石油钻井专用换向器还包括液动锤和内芯，内芯插接在液动锤内，液动锤插接在本体内；本体内部圆周壁上对称开设有转动腔；液动锤呈锤管状结构，外圆周壁上径向对称有一体成型的两个摆动锤，紧靠摆动锤两侧、且在液动锤的圆周壁上沿着轴向方向开设有第一旁通侧孔，液动锤插入本体内，摆动锤可在转动腔内转动，液动锤内壁上、沿轴向方向径向对称设置有限位凸起带，紧靠限位凸起带两侧分别开设有第二旁通侧孔。本实用新型利用流体冲击原理，石油钻井专用换向器能够有效消除PDC钻头的卡滑现象，减轻钻柱扭转振荡，能够有效保护钻头和钻具等配套部件，有效降低钻井成本。

Description

石油钻井专用换向器

技术领域

本实用新型属于石油钻井工具加工领域，具体涉及一种石油钻井专用换向器。

背景技术

随着浅层油气能源的渐近匮乏,国内石油和天然气的勘探形式的标准正逐步由浅层转换向深层的发展，以深井和超深井的方式而存在。深层地下的岩石质层的钻性较差：伴随着井的深度不断增大，深层地下的岩石所承压的阻力逐步增加，并且致其岩石的缝隙和整体构架产生变化，导致变形，导致其深度平均延伸一千米，岩石的硬度密度、抗挤压的强度以及磨损度翻倍的增长，继而使得岩石的凝固密度更大，联结更加紧密，凿钻度变得越来越差，可钻度也越来越低。

石油钻井专用换向器利用钻井液驱动内部冲击锤做反复的扭转冲击，将部分流体能量转换成一定频率、周向扭转、冲击型的井底机械破岩能量，并直接传递给钻头。复合动力提速钻具能够有效消除PDC钻头的卡滑现象，减轻钻柱扭转振荡，能够有效保护钻头和钻具等配套部件，有效降低钻井成本。

发明内容

鉴于此，本实用新型的目的在于，提供钻井液驱动的一种石油钻井专用换向器，为钻头提供反复的扭转冲击力，提高钻井效率。

为了达到上述目的，进而采取的技术方案如下：

石油钻井专用换向器，包括本体和安装在本体一端的盖体，本体另一端为钻井液流通端，可与钻杆连通，该石油钻井专用换向器还包括液动锤和内芯，所述内芯插接在液动锤内，液动锤插接在本体内；

本体，呈桶状结构，内圆周壁上径向对称开设有两个弧形转动腔和两个内流道，两个转动腔中心径向线与两个内流道中心径向线垂直，内流道两侧的本体壁上内设有与本体外圆周壁上开设的外流道相连通的第一通道；

液动锤，呈管状结构，外圆周壁上径向对称有一体成型的两个摆动锤，紧靠摆动锤两侧、且在液动锤的圆周壁上沿着轴向方向开设有第一旁通侧孔，同时，液动锤插入本体内，摆动锤可在转动腔内沿着弧形侧壁转动，液动锤内壁上、沿轴向方向径向对称设置有限位凸起带，紧靠限位凸起带两侧分别开设有第二旁通侧孔，此外，摆动锤所在径向线与限位凸起带所在径向线垂直；

内芯，沿轴线方向开设有中心泄压孔，外圆周壁上有两个限位块，限位块上开设有与限位凸起带配合的限位槽，限位凸起带可在限位槽内转动一端角度，内芯外圆周壁上还有径向对称两个流通块，流通块上开设有第二通道，第二通道与中心泄压孔连通，从而，限位块与流通块之间为第三通道；

所述限位块和流通块的外周呈圆弧状，与液动锤内壁精密配合。

作为本实用新型进一步的改进，所述液动锤一端套设有内大支撑环和外大支撑环与内芯一端连接，液动锤另一端可转动顶接在盖体上；

所述内芯一端通过内小支撑环和外小支撑环与防转块连接，防转块安装在远离盖体的本体一端。

作为本实用新型进一步的改进，所述限位块一端开设有用于安装内芯时限位凸起带可插入限位槽内的开槽，同时，限位块该端面上可拆卸安装有与开槽配合的固定块，用于限制内芯滑出液动锤。

作为本实用新型进一步的改进，所述内流道两侧的两个第一通道之间弧度角为62°～66°，转动腔的弧度角为72°～76°。

作为本实用新型进一步的改进，所述摆动锤两侧的两个第一旁通侧孔之间的弧度角为54°～60°，所述限位凸起带两侧的两个之间的第二旁通侧孔之间的弧度角为28°～32°。

作为本实用新型进一步的改进，所述内芯上的限位块两侧的两个第三通道之间的弧度角为90°-96°。

本实用新型的有益效果是：本实用新型利用流体冲击原理，提高钻井速度，提升工具使用时间；

石油钻井专用换向器能够有效消除PDC钻头的卡滑现象，减轻钻柱扭转振荡，能够有效保护钻头和钻具等配套部件，有效降低钻井成本。

附图说明

构成本申请的一部分的附图用来提供对本实用新型的进一步理解，本实用新型的示意性实施例及其说明用于解释本实用新型，并不构成对本实用新型的不当限定。在附图中：

图1为本实用新型结构示意图；

图2为本实用新型中涉及液动锤和内芯的装配结构示意图；

图3为图2中本体的结构示意图；

图4为图2中液动锤的结构示意图；

图5为图2中内芯的结构示意图；

图6为本实用新型中内芯的结构示意图；

图7为本实用新型中液动锤逆时针旋转时的工作原理图；

图8为本实用新型中液动锤逆时针旋转时的驱动液体的流动方向示意图；

图9为本实用新型中液动锤顺时针旋转时的工作原理图；

图10为本实用新型中液动锤顺时针旋转时的驱动液体的流动方向示意图。

具体实施方式

需要说明的是，在不冲突的情况下，本申请中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。下面将参考附图并结合实施例来详细说明本实用新型。

为了使本技术领域的人员更好地理解本申请方案，下面将结合本申请实施例中的附图，对本申请实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本申请一部分的实施例，而不是全部的实施例。基于本申请中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都应当属于本申请保护的范围。

请参考图1-6：

石油钻井专用换向器，包括本体1和安装在本体1一端的盖体2，该石油钻井专用换向器还包括液动锤3和内芯4，所述内芯4插接在液动锤3内，液动锤3插接在本体1内；

本体1，呈桶状结构，内圆周壁上径向对称开设有两个弧形转动腔10和两个内流道11，两个转动腔10中心径向线与两个内流道11中心径向线垂直，内流道11两侧的本体1壁上内设有与本体1外圆周壁上开设的外流道12相连通的第一通道13；

液动锤3，呈锤管状结构，外圆周壁上径向对称有一体成型的两个摆动锤30，紧靠摆动锤30两侧、且在液动锤3的圆周壁上沿着轴向方向开设有第一旁通侧孔31，同时，液动锤3插入本体1内，摆动锤30可在转动腔10内转动，液动锤3内壁上、沿轴向方向径向对称设置有限位凸起带32，紧靠限位凸起带32两侧分别开设有第二旁通侧孔33，此外，摆动锤30所在径向线与限位凸起带32所在径向线垂直；

内芯4，沿轴线方向开设有中心泄压孔40，外圆周壁上有两个限位块41，限位块41上开设有与限位凸起带32配合的限位槽42，限位凸起带32可在限位槽42内转动一定角度，内芯4外圆周壁上还有径向对称两个流通块43，流通块43上开设有第二通道44，第二通道44与中心泄压孔40连通，从而，限位块41与流通块43之间为第三通道45。

所述液动锤3一端套设有内大支撑环6和外大支撑环7与内部的内芯4一端连接，液动锤3另一端可转动顶接在盖体2上；所述内芯4一端通过内小支撑环8和外小支撑环9与防转块14连接，防转块14安装在远离盖体2的本体1一端。

所述限位块41一端开设有用于安装内芯4时限位凸起带32可插入限位槽42内的开槽46，同时，限位块41该端面上可拆卸安装有与开槽46配合的固定块5，用于限制内芯4滑出液动锤3。

所述内流道11两侧的两个第一通道13之间弧度角为62°～66°，转动腔10的弧度角为72°～76°。

所述摆动锤30两侧的两个第一旁通侧孔31之间的弧度角为54°～60°，所述限位凸起带32两侧的两个之间的第二旁通侧孔33之间的弧度角为28°～32°。

所述内芯4上的限位块41两侧的两个第三通道45之间的弧度角为90°-96°。

请参考图7-10：

工作原理：该装置通过改变，当换向器处于图7位置时，驱动液体通过其中两个开启的第一通道13进入第二旁通侧孔33从而推动液动锤3逆时针运动，同时液动锤3运动方向空间连通中心泄压孔40，减小旋转阻力，此时，液动锤逆时针运动，敲击本体1上转动腔10的侧面，从而实现本体1旋转；运动到图8位置时，驱动液体的推动方向改变，推动液动锤3顺时针运动，如此反复，实现换向效果；

如图5中，驱动液体从其中两个径向位置的外流道12和限位凸起带32上液动锤3转动方向相反一侧的第二旁通侧孔33进入限位槽42内，推动液动锤3，内芯4逆时针转动，而转动腔10内、摆动锤30运动方向一侧的驱动液体通过摆动锤30转动方向一侧的第一旁通侧孔31和流通块43逆时针一侧的第三通道45流入内芯4，然后液动锤3转动至图6状态，外流道12与内部封闭，驱动液体转为内循环，摆动锤30转动方向反侧的转动腔10内通过第二通道44和摆动锤30转动方向反侧的第一旁通侧孔31流入驱动液体，液动锤3持续转动，转动至图7、图8状态，该状态驱动液体运动方向刚好与图5和图6相反，从而推动液动锤3和内芯4顺时针转动。

以上所述仅为本实用新型的优选实施例而已，并不用于限制本实用新型，对于本领域的技术人员来说，本实用新型可以有各种更改和变化。凡在本实用新型的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。

Claims (6)

1.石油钻井专用换向器，其特征在于，包括本体和安装在本体一端的盖体，本体另一端为钻井液流通端，可与钻杆连通，该石油钻井专用换向器还包括液动锤和内芯，所述内芯插接在液动锤内，液动锤插接在本体内；

本体，呈桶状结构，内圆周壁上径向对称开设有两个弧形转动腔和两个内流道，两个转动腔中心径向线与两个内流道中心径向线垂直，内流道两侧的本体壁上内设有与本体外圆周壁上开设的外流道相连通的第一通道；

液动锤，呈管状结构，外圆周壁上径向对称有一体成型的两个摆动锤，紧靠摆动锤两侧、且在液动锤的圆周壁上沿着轴向方向开设有第一旁通侧孔，同时，液动锤插入本体内，摆动锤可在转动腔内沿着弧形侧壁转动，液动锤内壁上、沿轴向方向径向对称设置有限位凸起带，紧靠限位凸起带两侧分别开设有第二旁通侧孔，此外，摆动锤所在径向线与限位凸起带所在径向线垂直；

内芯，沿轴线方向开设有中心泄压孔，外圆周壁上有两个限位块，限位块上开设有与限位凸起带配合的限位槽，限位凸起带可在限位槽内转动一端角度，内芯外圆周壁上还有径向对称两个流通块，流通块上开设有第二通道，第二通道与中心泄压孔连通，从而，限位块与流通块之间为第三通道；

所述限位块和流通块的外周呈圆弧状，与液动锤内壁精密配合。

2.根据权利要求1所述的石油钻井专用换向器，其特征在于，所述液动锤一端套设有内大支撑环和外大支撑环与内芯一端连接，液动锤另一端可转动顶接在盖体上；

所述内芯一端通过内小支撑环和外小支撑环与防转块连接，防转块安装在远离盖体的本体一端。

3.根据权利要求1所述的石油钻井专用换向器，其特征在于，所述限位块一端开设有用于安装内芯时限位凸起带可插入限位槽内的开槽，同时，限位块该端面上可拆卸安装有与开槽配合的固定块，用于限制内芯滑出液动锤。

4.根据权利要求1所述的石油钻井专用换向器，其特征在于，所述内流道两侧的两个第一通道之间弧度角为62°～66°，转动腔的弧度角为72°～76°。

5.根据权利要求1所述的石油钻井专用换向器，其特征在于，所述摆动锤两侧的两个第一旁通侧孔之间的弧度角为54°～60°，所述限位凸起带两侧的两个之间的第二旁通侧孔之间的弧度角为28°～32°。

6.根据权利要求1所述的石油钻井专用换向器，其特征在于，所述内芯上的限位块两侧的两个第三通道之间的弧度角为90°-96°。

Images