CN220081349U - 一种石油钻井用螺杆钻具 - Google Patents
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Abstract
本实用新型公开了一种石油钻井用螺杆钻具，包括钻具主体和减震钻头组件，钻具主体与减震钻头组件配合设置，减震钻头组件包括自上而下依次配合设置的连接杆、减震部、缓冲部和主钻头；缓冲部包括主杆和缓冲壳体，缓冲壳体底部和顶部分别设有第一限位板和第二限位板；减震部包括套设在缓冲壳体上的减震壳体和连接板，连接板设在减震壳体的顶部，减震壳体与缓冲壳体滑动配合，解决了目前的螺杆钻具由于减震结构对钻头的起到的保护作用不大，钻头由于撞击会磨损，并且当钻井区域的土质较为坚硬时，钻头磨损会更加严重，导致钻头寿命降低的问题。
Description
技术领域
本实用新型涉及钻井工具技术领域，特别是涉及一种石油钻井用螺杆钻具。
背景技术
螺杆钻具是一种渐进空腔型容积式孔底动力机，简称螺杆钻。以泥浆、清水为动力介质，通过钻杆中心孔输送到孔底的螺杆钻，实质上是把液体压力能转换为机械能的一种能量转换装置。
在进行钻井作业时，钻头会与地面或是井底接触产生瞬间的碰撞，这种碰撞不仅可能会造成钻头损坏，还可能损坏钻杆内的传动轴，目前为了降低这种碰撞对钻具的影响大多数都是采用在钻杆内部传动轴处设置减震结构来减少碰撞产生的震动，但是由于减震结构对钻头的起到的保护作用不大，钻头由于撞击会磨损，并且当钻井区域的土质较为坚硬时，钻头磨损会更加严重，导致钻头寿命降低。
在申请号为：201520748565.8，公开号为CN204960793U的实用新型中公开了螺杆钻具，包括马达总成、上壳体以及下壳体，所述下壳体、上壳体以及马达总成的马达定子从下到上依次螺纹连接，所述上壳体和下壳体共同形成传动腔，所述传动腔内设置有传动轴和水帽，所述传动轴内设置有供钻井液流通的通孔等，这项技术中仍存在由于减震结构对钻头的起到的保护作用不大，钻头由于撞击会磨损，并且当钻井区域的土质较为坚硬时，钻头磨损会更加严重，导致钻头寿命降低的问题。
实用新型内容
基于此，针对上述问题，本实用新型提出了一种石油钻井用螺杆钻具，通过缓冲部和减震部的设置，解决了目前的螺杆钻具由于减震结构对钻头的起到的保护作用不大，钻头由于撞击会磨损，并且当钻井区域的土质较为坚硬时，钻头磨损会更加严重，导致钻头寿命降低的问题。
本实用新型的技术方案是：
一种石油钻井用螺杆钻具，包括钻具主体和减震钻头组件，所述钻具主体与减震钻头组件配合设置，所述减震钻头组件包括自上而下依次配合设置的连接杆、减震部、缓冲部和主钻头；
所述缓冲部包括主杆和缓冲壳体，所述缓冲壳体底部和顶部分别设有第一限位板和第二限位板，所述缓冲壳体上开有用于与主杆滑动插接的主插孔，所述第一限位板上开有与主插孔配合设置的主配合孔，所述主杆一端穿过主配合孔插入至主插孔内，所述主插孔内设有第一弹性体，所述第一弹性体位于第二限位板和主杆之间，所述主插孔的内侧壁上开有滑动连接槽，所述主杆上设有与滑动连接槽配合设置的滑动连接块；
所述减震部包括套设在缓冲壳体上的减震壳体和连接板，所述连接板设在减震壳体的顶部，所述减震壳体与缓冲壳体滑动配合，所述减震壳体内设有第二弹性体，所述连接杆设置在连接板中部。
优选的是，所述钻具主体包括外壳，所述外壳内部自上而下依次配合设有旁通阀总成、钻具马达、万向轴总成和传动轴，所述万向轴总成一端与钻具马达的转子输出轴配合连接，另一端与传动轴配合连接，所述外壳底部套设在减震壳体外侧，且所述外壳底部与减震壳体转动连接，所述连接杆与传动轴配合连接。
优选的是，所述缓冲部还包括至少两根辅助杆，所述辅助杆设置在主杆两侧，所述缓冲壳体上开有用于与辅助杆滑动插接的辅助孔，所述第一限位板上开有与辅助孔配合设置的辅助配合孔，所述辅助杆穿过辅助配合孔插入辅助孔内。
优选的是，所述缓冲壳体位于减震壳体内部的一端设有滑动限位块，所述减震壳体内侧壁上设有与滑动限位块配合的滑动限位槽，所述滑动限位槽上端贯穿减震壳体，下端封闭。
优选的是，所述主钻头底部设有辅助钻头，所述辅助钻头位于主钻头中部。
优选的是，所述主钻头底部开有三条交叉设置的刀口，所述主钻头底部形成绕主钻头底部呈圆周阵列的多个多边形刀刃。
优选的是，所述连接杆与传动轴连接的一端开有十字凹槽，所述传动轴上设有与十字凹槽配合的十字凸块。
与现有技术相比，本实用新型的有益效果是：
在使用时，当主钻头与井底或地面接触的瞬间产生碰撞，使主钻头向上推动主杆，使得主杆在主配合孔和主插孔内向上滑动，进而压缩第一弹性体，完成碰撞缓冲过程；当第一弹性体受力时，推动缓冲壳体在减震壳体内向上滑动，进而压缩第二弹性体，完成碰撞减震过程，通过第一弹性体、第二弹性体、缓冲壳体和减震壳体的配合，不仅保护了传动轴，还保护了主钻头，解决了目前的螺杆钻具由于减震结构对钻头的起到的保护作用不大，钻头由于撞击会磨损，并且当钻井区域的土质较为坚硬时，钻头磨损会更加严重，导致钻头寿命降低的问题。
附图说明
图1是本实用新型实施例中所述的一种石油钻井用螺杆钻具的结构示意图；
图2是本实用新型实施例中所述的减震钻头组件的结构示意图；
图3是本实用新型实施例中所述的一种石油钻井用螺杆钻具的局部结构示意图；
图4是本实用新型实施例中所述的减震钻头组件的局部结构示意图一；
图5是本实用新型实施例中所述的减震钻头组件的局部结构示意图二；
图6是本实用新型实施例中所述的减震钻头组件的局部结构示意图三；
图7是本实用新型实施例中所述的减震钻头组件的局部结构示意图四；
图8是本实用新型实施例中所述的第一限位板的结构示意图；
附图标记说明：
10-钻具主体，100-外壳，110-旁通阀总成，120-钻具马达，130-万向轴总成，140-传动轴，141-十字凹槽，142-十字凸块，20-减震钻头组件，200-连接杆，210-减震部，211-减震壳体，212-连接板，213-第二弹性体，220-缓冲部，221-主杆，222-缓冲壳体，223-第一限位板，224-第二限位板，225-主插孔，226-主配合孔，227-第一弹性体，228-滑动连接槽，229-滑动连接块，230-主钻头，231-辅助钻头，232-刀口，233-多边形刀刃，240-辅助杆，241-辅助孔，242-辅助配合孔，250-滑动限位块，251-滑动限位槽。
具体实施方式
下面结合附图对本实用新型的实施例进行详细说明。
实施例：
如图1至图8所示，本实施例公开了一种石油钻井用螺杆钻具，包括钻具主体10和减震钻头组件20，所述钻具主体10与减震钻头组件20配合设置，所述减震钻头组件20包括自上而下依次配合设置的连接杆200、减震部210、缓冲部220和主钻头230；
所述缓冲部220包括主杆221和缓冲壳体222，所述缓冲壳体222底部和顶部分别设有第一限位板223和第二限位板224，所述缓冲壳体222上开有用于与主杆221滑动插接的主插孔225，所述第一限位板223上开有与主插孔225配合设置的主配合孔226，所述主杆221一端穿过主配合孔226插入至主插孔225内，所述主插孔225内设有第一弹性体227，所述第一弹性体227位于第二限位板224和主杆221之间，所述主插孔225的内侧壁上开有滑动连接槽228，所述主杆221上设有与滑动连接槽228配合设置的滑动连接块229；
所述减震部210包括套设在缓冲壳体222上的减震壳体211和连接板212，所述连接板212固定设在减震壳体211的顶部，所述减震壳体211与缓冲壳体222滑动配合，所述减震壳体211内设有第二弹性体213，所述连接杆200设置在连接板212中部；
所述钻具主体10包括外壳100，所述外壳100内部自上而下依次配合设有旁通阀总成110、钻具马达120、万向轴总成130和传动轴140，所述万向轴总成130一端与钻具马达120的转子输出轴配合连接，另一端与传动轴140配合连接，所述外壳100底部套设在减震壳体211外侧，且所述外壳100底部与减震壳体211转动连接，所述连接杆200与传动轴140配合连接。
在使用时，当主钻头230与井底或地面接触的瞬间产生碰撞，使主钻头230向上推动主杆221，使得主杆221在主配合孔226和主插孔225内向上滑动，进而压缩第一弹性体227，完成碰撞缓冲过程；当第一弹性体227受力时，推动缓冲壳体222在减震壳体211内向上滑动，进而压缩第二弹性体213，完成碰撞减震过程，通过第一弹性体227、第二弹性体213、缓冲壳体222和减震壳体211的配合，不仅保护了传动轴140，还保护了主钻头230，解决了目前的螺杆钻具由于减震结构对钻头的起到的保护作用不大，钻头由于撞击会磨损，并且当钻井区域的土质较为坚硬时，钻头磨损会更加严重，导致钻头寿命降低的问题。
优选的是，在上述实施例中，所述第一弹性体227、第二弹性体213可采用弹簧或弹性橡胶球。
如图4至图7所示，为了进一步限制主钻头230与缓冲壳体222之间的相对转动，本实施例在上述实施例的基础上进行改进，与上述实施例的不同之处在于，所述缓冲部220还包括至少两根辅助杆240，所述辅助杆240设置在主杆221两侧，所述缓冲壳体222上开有用于与辅助杆240滑动插接的辅助孔241，所述第一限位板223上开有与辅助孔241配合设置的辅助配合孔242，所述辅助杆240穿过辅助配合孔242插入辅助孔241内，在使用时，辅助杆240可以起到进一步限制主钻头230与缓冲壳体222之间的相对转动，从而使得主钻头230和缓冲部220的转动更具有同步性。
优选的是，所述辅助杆240数量可以为2、3或4根。
为了进一步限制缓冲壳体222与减震壳体211之间的相对转动，本实施例在上述实施例的基础上进行改进，与上述实施例的不同之处在于，所述缓冲壳体222位于减震壳体211内部的一端设有滑动限位块250，所述减震壳体211内侧壁上设有与滑动限位块250配合的滑动限位槽251，所述滑动限位槽251上端贯穿减震壳体211，下端封闭，在使用时，滑动限位块250起到进一步限制缓冲壳体222与减震壳体211之间的相对转动的作用。
为了钻具使用更加方便，本实施例在上述实施例的基础上进行改进，与上述实施例的不同之处在于，所述主钻头230底部设有辅助钻头231，所述辅助钻头231位于主钻头230中部；
所述主钻头230底部开有三条交叉设置的刀口232，所述主钻头230底部形成绕主钻头230底部呈圆周阵列的多个多边形刀刃233。
如图3所示，为了使连接杆200与传动轴140之间的传动更加稳定，本实施例在上述实施例的基础上进行改进，与上述实施例的不同之处在于，所述连接杆200与传动轴140连接的一端开有十字凹槽141，所述传动轴140上设有与十字凹槽141配合的十字凸块142，在安装时，需要将十字凸块142对应十字凹槽141卡接后再将连接杆200与传动轴140连接。
本实用新型工作原理：
在使用时，当主钻头230与井底或地面接触的瞬间产生碰撞，使主钻头230向上推动主杆221，使得主杆221在主配合孔226和主插孔225内向上滑动，进而压缩第一弹性体227，完成碰撞缓冲过程；当第一弹性体227受力时，推动缓冲壳体222在减震壳体211内向上滑动，进而压缩第二弹性体213，完成碰撞减震过程，通过第一弹性体227、第二弹性体213、缓冲壳体222和减震壳体211的配合，不仅保护了传动轴140，还保护了主钻头230。
主钻头230转动原理：当传动轴140转动时，通过十字凸块142与十字凹槽141卡接，带动连接杆200转动，连接杆200带动连接板212和减震壳体211转动，通过滑动限位块250与滑动限位槽251配合，进而实现缓冲壳体222、第一限位板223和第二限位板224转动，通过滑动连接槽228与滑动连接块229的配合，实现主杆221转动进而带动主钻头230和主钻头230上的辅助钻头231转动。
以上所述实施例仅表达了本实用新型的具体实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对本实用新型专利范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本实用新型构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本实用新型的保护范围。
Claims (7)
1.一种石油钻井用螺杆钻具，其特征在于，包括钻具主体(10)和减震钻头组件(20)，所述钻具主体(10)与减震钻头组件(20)配合设置，所述减震钻头组件(20)包括自上而下依次配合设置的连接杆(200)、减震部(210)、缓冲部(220)和主钻头(230)；
所述缓冲部(220)包括主杆(221)和缓冲壳体(222)，所述缓冲壳体(222)底部和顶部分别设有第一限位板(223)和第二限位板(224)，所述缓冲壳体(222)上开有用于与主杆(221)滑动插接的主插孔(225)，所述第一限位板(223)上开有与主插孔(225)配合设置的主配合孔(226)，所述主杆(221)一端穿过主配合孔(226)插入至主插孔(225)内，所述主插孔(225)内设有第一弹性体(227)，所述第一弹性体(227)位于第二限位板(224)和主杆(221)之间，所述主插孔(225)的内侧壁上开有滑动连接槽(228)，所述主杆(221)上设有与滑动连接槽(228)配合设置的滑动连接块(229)；
所述减震部(210)包括套设在缓冲壳体(222)上的减震壳体(211)和连接板(212)，所述连接板(212)设在减震壳体(211)的顶部，所述减震壳体(211)与缓冲壳体(222)滑动配合，所述减震壳体(211)内设有第二弹性体(213)，所述连接杆(200)设置在连接板(212)中部。
2.根据权利要求1所述的一种石油钻井用螺杆钻具，其特征在于，所述钻具主体(10)包括外壳(100)，所述外壳(100)内部自上而下依次配合设有旁通阀总成(110)、钻具马达(120)、万向轴总成(130)和传动轴(140)，所述万向轴总成(130)一端与钻具马达(120)的转子输出轴配合连接，另一端与传动轴(140)配合连接，所述外壳(100)底部套设在减震壳体(211)外侧，且所述外壳(100)底部与减震壳体(211)转动连接，所述连接杆(200)与传动轴(140)配合连接。
3.根据权利要求1或2所述的一种石油钻井用螺杆钻具，其特征在于，所述缓冲部(220)还包括至少两根辅助杆(240)，所述辅助杆(240)设置在主杆(221)两侧，所述缓冲壳体(222)上开有用于与辅助杆(240)滑动插接的辅助孔(241)，所述第一限位板(223)上开有与辅助孔(241)配合设置的辅助配合孔(242)，所述辅助杆(240)穿过辅助配合孔(242)插入辅助孔(241)内。
4.根据权利要求3所述的一种石油钻井用螺杆钻具，其特征在于，所述缓冲壳体(222)位于减震壳体(211)内部的一端设有滑动限位块(250)，所述减震壳体(211)内侧壁上设有与滑动限位块(250)配合的滑动限位槽(251)，所述滑动限位槽(251)上端贯穿减震壳体(211)，下端封闭。
5.根据权利要求4所述的一种石油钻井用螺杆钻具，其特征在于，所述主钻头(230)底部设有辅助钻头(231)，所述辅助钻头(231)位于主钻头(230)中部。
6.根据权利要求1所述的一种石油钻井用螺杆钻具，其特征在于，所述主钻头(230)底部开有三条交叉设置的刀口(232)，所述主钻头(230)底部形成绕主钻头(230)底部呈圆周阵列的多个多边形刀刃(233)。
7.根据权利要求6所述的一种石油钻井用螺杆钻具，其特征在于，所述连接杆(200)与传动轴(140)连接的一端开有十字凹槽(141)，所述传动轴(140)上设有与十字凹槽(141)配合的十字凸块(142)。
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