CN214886837U - 一种用于定向井的钻具防托压器 - Google Patents
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Abstract
本实用新型提出一种用于定向井的钻具防托压器。涉及石油天然气钻井技术领域。筒体的中心孔内间隙配合连接活塞，筒体的台阶孔与冲击头的台阶轴间隙配合连接，活塞下部设有冲击柱，冲击柱下部为花键轴，活塞底部设有弹簧。本实用新型具有如下有益效果：设置活塞和弹簧，通过泥浆流道的设置，使活塞产生轴向高频振动，冲击柱不断撞击冲击头向下产生高频振动，从而使得连续的泥浆流体变成脉冲式的流体，泥浆压力的周期性波动促使冲击柱撞击冲击头出现沿轴向的高频振动，冲击头沿轴向的高频振动促使钻具整体产生同方向的振动，使钻具与井壁之间的静摩擦转变为动摩擦，大大降低了摩擦系数，提高了钻头的钻井效果。
Description
技术领域：
本实用新型涉及石油天然气钻井技术领域，具体地说是一种用于定向井的钻具防托压器。
背景技术：
随着石油钻探开采事业的进步，越来越多的定向井、水平井技术运用到了石油钻井工程中，在部分地区甚至采用丛式井，这样的井身设计不仅为钻井节省了成本，也能使钻头更好更准确地钻至理想的靶位，从而提高石油开采的效率和产量，然而，上述各种钻井的井身结构也给钻井工作带来了更大的困难，这就要求人们使用新设备新工艺去解决井身安全问题、定向方位问题、钻具磨损问题和钻头托压等问题，其中，钻头托压问题较为突出，也阻碍着钻井技术的进一步发展，钻头托压问题产生的原因在于：在定向井、水平井中，由于存在长距离的井身水平走向，使钻具前面的钻头平躺在井眼内进行钻进，其中大部分的钻井压力被消耗在克服钻具的摩擦阻力上，所以地面设备很难给钻头施加足够的压力用以破碎岩石；同时，地面操作工程师甚至很难弄清楚钻头的精确压力，导致钻进速度受到很大的限制；另外，如果为了解决钻头托压问题而强行加压也会给井身安全带来很大隐患。
实用新型内容：
为了解决上述问题，本实用新型提供一种用于定向井的钻具防托压器。
本实用新型的技术方案是：一种用于定向井的钻具防托压器，包括筒体，筒体上部设有上接头，上接头下部的中心孔内间隙配合连接活塞，筒体下部设有一个直径缩小的花键槽，花键槽下部为一段直径变大的台阶孔，台阶孔与冲击头的台阶轴间隙配合连接，台阶轴外侧开有下环槽，活塞上部设有上沉孔，上沉孔侧壁上开有边孔，边孔外部开有上环槽，筒体上开有旁通孔连通上环槽和下环槽；
活塞下部设有冲击柱，冲击柱下部为冲击头上方的花键轴，花键轴与筒体的花键槽连接，活塞底部和花键槽上部台阶面之间设有弹簧；
冲击头下部设有下接头，冲击头下部设有下沉孔，下沉孔通过连通孔与下环槽连通。
冲击头和筒体外圆上套设有外套，外套通过销钉连接冲击头，外套上部开有长孔，外套通过长孔、销钉连接筒体。
筒体下端面和冲击头的台阶轴下端面之间存在一个空档，台阶轴上端面和台阶孔下端面之间存在一个环空。
旁通孔上部端口位于上环槽下部位置。
本实用新型具有如下有益效果：设置活塞和弹簧，通过泥浆流道的设置，使活塞产生轴向高频振动，冲击柱不断撞击冲击头向下产生高频振动，从而使得连续的泥浆流体变成脉冲式的流体，泥浆压力的周期性波动促使冲击柱撞击冲击头出现沿轴向的高频振动，冲击头沿轴向的高频振动促使钻具整体产生同方向的振动，使钻具与井壁之间的静摩擦转变为动摩擦，大大降低了摩擦系数，提高了钻头的钻井效果。
附图说明：
图1是本实用新型的结构示意图。
图中1-筒体，2-活塞，3-外套，4-冲击头，5-弹簧，6-环空，7-旁通孔，8-长孔，9-销钉，10-上环槽，11-边孔，12-冲击柱，13-花键轴，14-台阶轴，15-下环槽，16-连通孔，17-下沉孔，18-空档，19-台阶孔，20-中心孔，21-上沉孔。
具体实施方式：
下面结合附图对本实用新型作进一步说明：
由图1所示，一种用于定向井的钻具防托压器，包括筒体1，筒体1上部设有上接头，上接头下部的中心孔20内间隙配合连接活塞2，筒体1下部设有一个直径缩小的花键槽，花键槽下部为一段直径变大的台阶孔19，台阶孔19与冲击头4的台阶轴14间隙配合连接，台阶轴14外侧开有下环槽15，在冲击头4上下移动时，下环槽15和连通孔16始终连通，活塞2上部设有上沉孔21，上沉孔21侧壁上开有边孔11，边孔11外部开有上环槽10，上环槽10的宽度决定了泥浆产生脉冲的频次，筒体1上开有旁通孔7连通上环槽10和下环槽15；
活塞2下部设有冲击柱12，冲击柱12下部为冲击头4上方的花键轴13，花键轴13与筒体1的花键槽连接传递扭矩，活塞2底部和花键槽上部台阶面之间设有弹簧5；
冲击头4下部设有下接头，冲击头4下部设有下沉孔17，下沉孔17通过连通孔16与下环槽15连通。
冲击头4和筒体1外圆上套设有外套3，外套3通过销钉9连接冲击头4，外套3上部开有长孔8，外套3通过长孔8、销钉9连接筒体1，通过外套3和销钉9、筒体1上的长孔8配合连接限制冲击头4的轴向动位置。
筒体1下端面和冲击头4的台阶轴14下端面之间存在一个空档18，台阶轴14上端面和台阶孔19下端面之间存在一个环空6。
旁通孔7上部端口位于上环槽10下部位置。
当泥浆从顶部流入筒体时，带压力的泥浆进入活塞2的上沉孔21，驱动活塞2下降，活塞2下降到上环槽10和旁通孔7连通时，泥浆从旁通孔7流入到下环槽15、连通孔16进入下沉孔17，进入连接在下接头下部的钻头内，同时，活塞2下降，冲击柱12撞击冲击头4的花键轴13顶部，使冲击头4连带砖头产生向下的冲击；
在此过程中，弹簧5受力压缩，在上下环槽10、15连通时，活塞2底部和顶部的压力差变小，弹簧5复位，顶起活塞2上升，泥浆上下连通通道关闭，活塞2上部的泥浆压力和活塞2底部重新形成压力差，活塞2重复动作，活塞2上下移动，冲击柱12不断撞击冲击头4向下产生高频振动，从而使得连续的泥浆流体变成脉冲式的流体，泥浆压力的周期性波动促使冲击柱12撞击冲击头4出现沿轴向的高频振动，冲击头4沿轴向的高频振动促使钻具整体产生同方向的振动，使钻具与井壁之间的静摩擦转变为动摩擦，大大降低了摩擦系数，提高了钻头的钻井效果。
Claims (4)
1.一种用于定向井的钻具防托压器，包括筒体(1)，其特征在于：筒体(1)上部设有上接头，上接头下部的中心孔(20)内间隙配合连接活塞(2)，筒体(1)下部设有一个直径缩小的花键槽，花键槽下部为一段直径变大的台阶孔(19)，台阶孔(19)与冲击头(4)的台阶轴(14)间隙配合连接，台阶轴(14)外侧开有下环槽(15)，活塞(2)上部设有上沉孔(21)，上沉孔(21)侧壁上开有边孔(11)，边孔(11)外部开有上环槽(10)，筒体(1)上开有旁通孔(7)连通上环槽(10)和下环槽(15)；
活塞(2)下部设有冲击柱(12)，冲击柱(12)下部为冲击头(4)上方的花键轴(13)，花键轴(13)与筒体(1)的花键槽连接，活塞(2)底部和花键槽上部台阶面之间设有弹簧(5)；
冲击头(4)下部设有下接头，冲击头(4)下部设有下沉孔(17)，下沉孔(17)通过连通孔(16)与下环槽(15)连通。
2.根据权利要求1所述的一种用于定向井的钻具防托压器，其特征在于：冲击头(4)和筒体(1)外圆上套设有外套(3)，外套(3)通过销钉(9)连接冲击头(4)，外套(3)上部开有长孔(8)，外套(3)通过长孔(8)、销钉(9)连接筒体(1)。
3.根据权利要求1所述的一种用于定向井的钻具防托压器，其特征在于：筒体(1)下端面和冲击头(4)的台阶轴(14)下端面之间存在一个空档(18)，台阶轴(14)上端面和台阶孔(19)下端面之间存在一个环空(6)。
4.根据权利要求1所述的一种用于定向井的钻具防托压器，其特征在于：旁通孔(7)上部端口位于上环槽(10)下部位置。
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- 2021-05-21 CN CN202121109667.7U patent/CN214886837U/zh active Active
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