CN216043574U - 一种钻井用井下工具 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种钻井用井下工具，包括工具主体、花键接头、芯轴、腔体上密封件和腔体下密封件；花键接头安装在工具主体的底端，且内壁上设置有内花键，花键接头的内壁上还开设有注油槽，外壁上开设有与注油槽导通的注油孔，注油孔内安装有封闭件；芯轴套设在工具主体及花键接头内，且外壁上设置有与内花键传动配合的外花键，腔体上密封件及腔体下密封件均密封芯轴及花键接头，且腔体上密封件位于注油槽上方，腔体下密封件位于内花键下方。本实用新型使得外花键和内花键组成的井下工具周向扭矩传递机构始终沉浸在装有机油的密封腔体内，保证了井下工具周向扭矩传递机构具有良好的润滑，不易磨损，且不易发生金属粘连。

Description

一种钻井用井下工具

技术领域

本实用新型涉及钻井工具技术领域，尤其是涉及一种钻井用井下工具。

背景技术

石油天然气钻探中，随着油田勘探开发进程的不断深入，经常使用到轴套类井下工具，轴套类井下工具的芯轴被外缸体传递扭矩发生周向转动，故在芯轴和外缸体之间设计有扭矩传递机构，常用的扭矩传递机构为花键连接。花键连接的优点是传递扭矩平稳并且可自由发生轴向位移，但也存在着花键润滑条件差导致易磨损，传递扭矩大时易发生金属粘连的缺点。

因此，如何保证井下工具周向扭矩传递机构具有良好的润滑，不易磨损，且不易发生金属粘连是本领域技术人员亟待解决的技术问题。

实用新型内容

有鉴于此，本实用新型的目的是提供一种钻井用井下工具，能够保证井下工具周向扭矩传递机构具有良好的润滑，不易磨损，且不易发生金属粘连。

为了实现上述目的，本实用新型提供了如下方案：

一种钻井用井下工具，包括工具主体、花键接头、芯轴、腔体上密封件和腔体下密封件；

所述花键接头安装在所述工具主体的底端，且内壁上设置有内花键，所述花键接头的内壁上还开设有注油槽，外壁上开设有与所述注油槽导通的注油孔，所述注油孔内安装有封闭件；所述芯轴套设在所述工具主体及所述花键接头内，且外壁上设置有与所述内花键传动配合的外花键，所述腔体上密封件及所述腔体下密封件均密封所述芯轴及所述花键接头，且所述腔体上密封件位于所述注油槽上方，所述腔体下密封件位于所述内花键下方。

在一个具体的实施方案中，所述花键接头的内壁顶端开设有上密封槽，且所述上密封槽位于所述注油槽的上方；

所述腔体上密封件安装在所述上密封槽内，且与所述芯轴的外壁抵接密封。

在另一个具体的实施方案中，所述芯轴上开设有下密封槽，且所述下密封槽位于所述内花键的下方；

所述腔体下密封件安装在所述下密封槽内，且与所述花键接头的内壁抵接密封。

在另一个具体的实施方案中，所述钻井用井下工具还包括弹性组件；

所述弹性组件套设在所述芯轴外，且沿着所述芯轴的轴线限位于所述工具主体内。

在另一个具体的实施方案中，所述弹性组件包括弹性件和压帽；

所述弹性件套设在所述芯轴外，且所述弹性件的一端与所述芯轴上的第一限位台阶抵接，所述弹性件的另一端与所述压帽抵接，所述压帽安装在所述芯轴的顶端；

所述工具主体的内壁上设置有第二限位台阶，所述弹性件的底端与所述第二限位台阶抵接。

在另一个具体的实施方案中，所述压帽与所述芯轴螺纹连接。

在另一个具体的实施方案中，所述钻井用井下工具还包括轴向限位件；

所述轴向限位件套设在所述芯轴外，且所述工具主体的内壁上设置有第三限位台阶，所述第三限位台阶设置在所述第二限位台阶的下方；

在所述弹性组件的弹性回复力下，所述轴向限位件与所述第三限位台阶抵接。

在另一个具体的实施方案中，所述芯轴的外壁上开设有环槽，所述轴向限位件安装在所述环槽内，且所述轴向限位件的外径与所述工具主体的内径间隙配合，所述工具主体的内壁能够扶正所述轴向限位件。

在另一个具体的实施方案中，所述轴向限位件为2个半圆形卡环，且对称安装在所述环槽内。

在另一个具体的实施方案中，所述工具主体包括外缸体和轴向限位接头；

所述外缸体的内壁底端设置有第一内螺纹，所述轴向限位接头的外壁顶端设置有与所述第一内螺纹螺纹连接的第一外螺纹，所述轴向限位接头的顶端形成所述第二限位台阶；

所述轴向限位接头的内壁底端设置有第二内螺纹，所述花键接头的外壁顶端设置有与所述第二内螺纹螺纹连接的第二外螺纹。

根据本实用新型的各个实施方案可以根据需要任意组合，这些组合之后所得的实施方案也在本实用新型范围内，是本实用新型具体实施方式的一部分。

本实用新型提供的钻井用井下工具，通过腔体上密封件、腔体下密封件和封闭件将花键接头与芯轴之间形成了密封腔体，使得外花键和内花键组成的井下工具周向扭矩传递机构完全密封在封闭腔体内。通过向花键接头上的注油孔内注油，实现机油能够依次通过注油孔及注油槽进入井下工具周向扭矩传递机构内，之后，通过密封件密封注油孔，使得外花键和内花键组成的井下工具周向扭矩传递机构始终沉浸在装有机油的密封腔体内，保证了井下工具周向扭矩传递机构具有良好的润滑，不易磨损，且不易发生金属粘连。

附图说明

为了更清楚地说明本实用新型实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本实用新型的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出新颖性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1是本实用新型实施例提供的钻井用井下工具的剖视结构示意图；

图2是本实用新型实施例提供的密封腔体的局部放大结构示意图；

图3是本实用新型实施例提供的注油孔和封闭件的局部放大结构示意图。

其中，图1-图3中：

工具主体1、花键接头2、芯轴3、腔体上密封件4、腔体下密封件5、注油槽201、注油孔202、封闭件6、弹性组件7、弹性件701、压帽702、第一限位台阶301、第二限位台阶101、轴向限位件8、第三限位台阶102、外缸体103、轴向限位接头104。

具体实施方式

下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型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实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出新颖性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。

如图1-图3所示，本实用新型提供了一种钻井用井下工具，能够保证井下工具周向扭矩传递机构具有良好的润滑，不易磨损，且不易发生金属粘连。

钻井用井下工具包括工具主体1、花键接头2、芯轴3、腔体上密封件4和腔体下密封件5。

花键接头2安装在工具主体1的底端，且内壁上设置有内花键，花键接头2的内壁上还开设有注油槽201，机油能够通过注油槽201进入内花键所在的花键槽内。

花键接头2的外壁上开设有与注油孔202，注油孔202与注油槽201导通，注油孔202内安装有封闭件6，封闭件6可拆卸连接在注油孔202内，当需要注油时，将封闭件6拆下，向注油孔202内注油，注油完成后，将封闭件6封堵在注油孔202内。需要说明的是，封闭件6为任意能够封堵注油孔202的材质制成。

芯轴3套设在工具主体1及花键接头2内，且外壁上设置有与内花键传动配合的外花键，腔体上密封件4及腔体下密封件5均密封芯轴3及花键接头2，且腔体上密封件4位于注油槽201上方，腔体下密封件5位于内花键下方。

本实用新型提供的钻井用井下工具，通过腔体上密封件4、腔体下密封件5和封闭件6将花键接头2与芯轴3之间形成了密封腔体，使得外花键和内花键组成的井下工具周向扭矩传递机构完全密封在封闭腔体内。通过向花键接头2上的注油孔202内注油，实现机油能够依次通过注油孔202及注油槽201进入井下工具周向扭矩传递机构内，之后，通过封闭件6密封注油孔202，使得外花键和内花键组成的井下工具周向扭矩传递机构始终沉浸在装有机油的密封腔体内，保证了井下工具周向扭矩传递机构具有良好的润滑，不易磨损，且不易发生金属粘连。

在一些实施例中，花键接头2的内壁顶端开设有上密封槽，且上密封槽位于注油槽201的上方，腔体上密封件4安装在上密封槽内，且与芯轴3的外壁抵接密封。

需要说明的是，上密封槽和腔体上密封件4一一对应安装，且上密封槽和腔体上密封件4的个数不限于为1个，为了进一步提高密封效果，可以设置多个上密封槽及腔体上密封件4。

进一步地，本实用新型公开了芯轴3上开设有下密封槽，且下密封槽位于内花键的下方。腔体下密封件5安装在下密封槽内，且与花键接头2的内壁抵接密封。

需要说明的是，下密封槽和腔体下密封件5一一对应安装，且下密封槽和腔体下密封件5的个数不限于为1个，为了进一步提高密封效果，可以设置多个下密封槽及腔体下密封件5。

在一些实施例中，钻井用井下工具还包括弹性组件7，弹性组件7套设在芯轴3外，且沿着芯轴3的轴线限位于工具主体1内。弹性组件7的设置使得芯轴3能够沿着芯轴3的轴向在工具主体1及花键接头2内滑移。

具体地，本实用新型公开了弹性组件7包括弹性件701和压帽702，弹性件701套设在芯轴3外，且弹性件701的底端与芯轴3上的第一限位台阶301抵接，弹性件701的顶端与压帽702抵接，压帽702安装在芯轴3的顶端。

为了便于压帽702的拆装，本实用新型公开了压帽702与芯轴3螺纹连接。可以理解地，压帽702与芯轴3螺纹连接仅为本实用新型的一个优选方案，在实际应用中，可以设置压帽702与芯轴3卡接，或者压帽702安装到位后焊接在芯轴3上等，具体连接方式不限。压帽702呈圆筒状，且压帽702的顶端面与芯轴3的顶端面平齐设置。当然，也可以设置压帽702为其它形状。

具体地，弹性件701为多个碟簧依次堆叠在一起形成的碟簧组，且始终处于压缩的状态。碟簧有小端和大端，碟簧组小端朝上，被压帽702轴向限位挡住；碟簧组大端朝下，被第二限位台阶101的端面轴向限位挡住，因此，弹性件701在受到轴向力时可发生轴向的弹性位移，进而使得芯轴3和工具主体1之间可产生轴向的位移。

需要说明的是，弹性件701也可以是处于压缩状态的弹簧等其它弹性部件。

工具主体1的内壁上设置有第二限位台阶101，弹性件701的底端与第二限位台阶101抵接，第二限位台阶101设置在第三限位台阶102的上方。

进一步地，本实用新型公开了钻井用井下工具还包括轴向限位件8，轴向限位件8套设在芯轴3外，且工具主体1的内壁上设置有第三限位台阶102，在弹性组件7的弹性回复力下，轴向限位件8与第三限位台阶102抵接。

更进一步地，本实用新型公开了芯轴3的外壁上开设有环槽，轴向限位件8安装在环槽内，且轴向限位件8的外径与工具主体1的内径间隙配合，工具主体1的内壁能够扶正轴向限位件8，避免轴向限位件8发生倾斜。

具体地，轴向限位件8为2个半圆形卡环，且关于芯轴3的轴线对称安装在环槽内。需要说明的是，轴向限位件8也可以是与芯轴3一体成型连接的环形块等。

在一些实施例，工具主体1包括外缸体103和轴向限位接头104，外缸体103的内壁底端设置有第一内螺纹，轴向限位接头104的外壁顶端设置有与第一内螺纹螺纹连接的第一外螺纹，轴向限位接头104的顶端形成第二限位台阶101。

轴向限位接头104的内壁底端设置有第二内螺纹，花键接头2的外壁顶端设置有与第二内螺纹螺纹连接的第二外螺纹。

本实用新型公开的钻井用井下工具装配时，首先，将芯轴3、弹性件701和压帽702组装完毕；接着，将花键接头2安装到芯轴3上，两者之间螺纹连接，将花键接头2安装到芯轴3上的过程包括安装腔体上密封件4和腔体下密封件5；然后，通过注油孔202向封闭腔体内加注机油，加注完毕后用封闭件6将注油孔202密封完毕；接着，将轴向限位件8安装在芯轴3上，轴向限位接头104螺纹安装到花键接头2上；最后，将外缸体103螺纹安装到轴向限位接头104上。

当花键副内部发生轴向相对滑动时和传递周向扭矩时，由芯轴3、花键接头2、腔体上密封件4、腔体下密封件5及封闭件6共同组成了一个封闭腔体，花键在此封闭腔体内，机油也在此封闭腔体内。封闭腔体内的机油不会流失减少，花键沉浸在机油内，这保证着花键副的良好润滑，减少了花键副内部的磨损，提高了周向扭矩传递机构的使用寿命。

需要说明的是，本文中的表示方位的词，例如顶端、底端、上、下等均是以说明书附图1的方向进行的设定，仅为了表述的方便，并不具有其它特定含义。

还需要说明的是，在本文中，诸如第一和第二等之类的关系术语仅仅用来将一个实体或者操作与另一个实体或操作区分开来，而不一定要求或者暗示这些实体或操作之间存在任何这种实际的关系或者顺序。而且，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的物品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种物品或者设备所固有的要素。在没有更多限制的情况下，由语句“包括一个……”限定的要素，并不排除在包括上述要素的物品或者设备中还存在另外的相同要素。

本文中应用了具体个例对本实用新型的原理及实施方式进行了阐述，以上实施例的说明只是用于帮助理解本实用新型的核心思想。应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本实用新型原理的前提下，还可以对本实用新型进行若干改进和修饰，这些改进和修饰也落入本实用新型权利要求的保护范围内。

Claims (10)

1.一种钻井用井下工具，其特征在于，包括工具主体、花键接头、芯轴、腔体上密封件和腔体下密封件；

所述花键接头安装在所述工具主体的底端，且内壁上设置有内花键，所述花键接头的内壁上还开设有注油槽，外壁上开设有与所述注油槽导通的注油孔，所述注油孔内安装有封闭件；所述芯轴套设在所述工具主体及所述花键接头内，且外壁上设置有与所述内花键传动配合的外花键，所述腔体上密封件及所述腔体下密封件均密封所述芯轴及所述花键接头，且所述腔体上密封件位于所述注油槽上方，所述腔体下密封件位于所述内花键下方。

2.根据权利要求1所述的钻井用井下工具，其特征在于，所述花键接头的内壁顶端开设有上密封槽，且所述上密封槽位于所述注油槽的上方；

所述腔体上密封件安装在所述上密封槽内，且与所述芯轴的外壁抵接密封。

3.根据权利要求2所述的钻井用井下工具，其特征在于，所述芯轴上开设有下密封槽，且所述下密封槽位于所述内花键的下方；

所述腔体下密封件安装在所述下密封槽内，且与所述花键接头的内壁抵接密封。

4.根据权利要求2所述的钻井用井下工具，其特征在于，还包括弹性组件；

所述弹性组件套设在所述芯轴外，且沿着所述芯轴的轴线限位于所述工具主体内。

5.根据权利要求4所述的钻井用井下工具，其特征在于，所述弹性组件包括弹性件和压帽；

所述弹性件套设在所述芯轴外，且所述弹性件的一端与所述芯轴上的第一限位台阶抵接，所述弹性件的另一端与所述压帽抵接，所述压帽安装在所述芯轴的顶端；

所述工具主体的内壁上设置有第二限位台阶，所述弹性件的底端与所述第二限位台阶抵接。

6.根据权利要求5所述的钻井用井下工具，其特征在于，所述压帽与所述芯轴螺纹连接。

7.根据权利要求4所述的钻井用井下工具，其特征在于，还包括轴向限位件；

所述轴向限位件套设在所述芯轴外，且所述工具主体的内壁上设置有第三限位台阶，所述第三限位台阶设置在所述第二限位台阶的下方；

在所述弹性组件的弹性回复力下，所述轴向限位件与所述第三限位台阶抵接。

8.根据权利要求7所述的钻井用井下工具，其特征在于，所述芯轴的外壁上开设有环槽，所述轴向限位件安装在所述环槽内，且所述轴向限位件的外径与所述工具主体的内径间隙配合，所述工具主体的内壁能够扶正所述轴向限位件。

9.根据权利要求8所述的钻井用井下工具，其特征在于，所述轴向限位件为2个半圆形卡环，且对称安装在所述环槽内。

10.根据权利要求5-9中任意一项所述的钻井用井下工具，其特征在于，所述工具主体包括外缸体和轴向限位接头；

所述外缸体的内壁底端设置有第一内螺纹，所述轴向限位接头的外壁顶端设置有与所述第一内螺纹螺纹连接的第一外螺纹，所述轴向限位接头的顶端形成所述第二限位台阶；

所述轴向限位接头的内壁底端设置有第二内螺纹，所述花键接头的外壁顶端设置有与所述第二内螺纹螺纹连接的第二外螺纹。

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