一种水力加钻压装置制造方法及图纸

本发明专利技术提出了一种水力加钻压装置，包括：与钻杆连接的上接头；外筒，其一端与所述上接头连接，其内设置有支座、弹性件和缸体，所述弹性件设置在所述支座与所述缸体之间，所述支座在不同压力下压缩所述弹性件时，所述支座的下端进入所述缸体的阶梯孔的不同部位从而传递不同的钻压；和与钻头连接并带有传扭机构的下接头组件，其一方面提供与所述外筒的连接并通过所述传扭机构传递扭矩，另一方面将从所述缸体过来的钻压通过内部设置的流道传递到钻头。该装置可提高传递的钻压值，实现单行程的钻压的多级调节，提高钻压传递效率，降低钻头轴向振动，解决水平井中拖压问题。

A Hydraulic Drilling Pressure Apparatus

The invention provides a hydraulic drilling pressure device, which includes: an upper joint connected with a drill pipe; an outer cylinder, one end of which is connected with the upper joint, and a support, an elastic member and a cylinder block are arranged therein. The elastic member is arranged between the support and the cylinder block. When the elastic member is compressed by the support under different pressures, the lower end of the support enters the stepped hole of the cylinder block. Different parts transmit different bit pressures; and lower joint assemblies connected with the bit and with torsion transfer mechanism, which on the one hand provide connection with the outer cylinder and transfer torque through the torsion transfer mechanism; on the other hand, the bit pressures coming from the cylinder block are transmitted to the bit through the internal flow channel. The device can improve the transmitted bit pressure value, realize multi-stage adjustment of single stroke bit pressure, improve the transmission efficiency of bit pressure, reduce the axial vibration of bit, and solve the problem of dragging pressure in horizontal wells.

【技术实现步骤摘要】
一种水力加钻压装置
本专利技术涉及石油钻井
，具体涉及一种水力加钻压装置。
技术介绍
水力加压器是一种将钻井液压能转换为活塞动能进而给钻头施加钻压的工具。这种柔性加压方式不仅将钻头的轴向振动吸收，防止振动继续向上部钻柱传播，而且不受钻柱与井壁摩擦阻力的影响，能够稳定的给钻头施加所需钻压，对于提高机械钻速、保护钻头和钻具具有显著的效果，可解决水平井加压困难的问题。水力加压器按级数可以分为单级水力加压器和多级水力加压器，按行程可以分为单行程水力加压器和多行程水力加压器，通过级数和行程的不同组合又可以分为单级单行程水力加压器、多级单行程水力加压器和多级多行程水力加压器。申请号为CN91110710.X名称为“井下液压式加压推进器”的专利属于单级单行程水力加压器，这种液压式加压推进器以钻井泥浆作为动力液，通过换向阀实现流道的转换，从而使高压腔与低压腔互相转换，使推进器在行程开始时前伸向钻头施加钻压，在行程结束时后缩，与支撑机构共同作用拉动钻杆前行。其优点是：支撑机构可以在行程结束时锁定在井壁上，拉动钻杆前行使推进器复位并开始下一循环。其存在的缺点：流道设计较复杂，需在缸体上开槽并埋管线，加工较困难。申请号为CN95109242.1名称为“液力井斜控制/减振/推进器”的专利，它由内筒和外筒组成。外筒左端通过丝扣与钻铤或其它钻具连接；内筒的右端通过丝扣与钻头或其它钻具短节连接。在外筒上设计有稳定器。外筒内侧有导槽，内筒左端外侧有键。内筒通过置在外筒导槽中的键可以作轴向滑动，同时传递扭矩。在外筒右端的内侧与内筒之间设置有高压密封圈。属于单级单行程水力加压器，通过调节钻压与泵压的关系从而控制活塞杆的伸出长度以实现不同功能之间的转换。当活塞杆处于完全压缩状态时，下部钻具组合受到的压力增大，因此具有增斜功能；当活塞杆处于完全伸出状态时，下部钻具组合受到的压力减小，因此具有降斜功能；当活塞杆处于中间状态时，此推进器具有液力推进和减振的功能。优点：具有增斜控制作用。缺点：增加钻压有限，调节范围小。申请号为CN96227336.8名称为“水平井推进器”的专利，属于三级单行程水力加压器。各级缸筒与各级活塞组成缸筒活塞机构，同时向钻头施加钻压，增大了水力加压器所能提供的最大钻压，钻压即为各级活塞杆推力之和。同时这种水力加压器设计有行程结束指示机构，通过滑阀与活塞杆的相对运动控制活塞杆内腔与井眼环空是否连通，从而利用泵压的变化指示行程是否结束。当行程开始时，在弹簧的作用下，滑阀与活塞杆没有相对运动，活塞杆内腔与井眼环空不连通，泵压无变化，当行程结束时，滑阀受到阻挡，相对活塞杆向上运动，活塞杆内腔与井眼环空连通，泵压急剧下降。通过行程结束指示机构的指示可以使活塞杆始终处于行程段，避免因活塞杆完全伸出导致推进器加压效果不明显，从而保证推进器始终处于工作状态。优点：三级单行程增大了可施加的钻压。缺点：滑阀与活塞杆之间的密封要求很高，影响寿命。申请号为CN96220173.1名称为“钻井用液力推进器”的专利，这种液力推进器属于双级单行程水力加压器。可直接接于钻头上，根据钻压需求可以串联两级液缸给牙轮钻头施加较大钻压，也可以只用一级液缸给PDC钻头施加较小钻压，同时推进器还设计有钻压调节环，可以对钻压进行微调，以适应不同地层对钻压的不同需求。优点:钻压可通过调节环进行微调；缺点：钻头位置地面判断不准确，难以确定准确的井深。申请号为CN98228332.6名称为“钻头水力脉冲加压器”的专利，属于单级单行程水力加压器。由水力脉冲发生器接头、液缸、活塞密封圈、活塞杆、配合接头组成。当钻井液流经水力脉冲加压器的接头时，由于接头内腔的特殊结构，接头处将产生水力脉冲压力，水力脉冲压力推动活塞杆产生脉冲推力，脉冲推力通过活塞杆传递给钻头，从而给钻头施加钻压，提高机械钻速。该设计不仅能够实现水力加压的功能，而且产生的脉冲压力使钻头产生脉动冲击，提高了钻头的破岩效率，从而提高了机械钻速，降低了钻井成本。这种水力加压器具有的优点：利用水力脉冲射流对活塞杆产生周期性的冲击力，从而大大提高破岩效率。缺点：施加钻压波动，不稳定。申请号为CN00244794.0名称为“双行程水力加压器”的专利，是一种双级双行程水力加压器。由上接头、变流元件、大行程活塞、小行程活塞、大行程缸体、小行程缸体、主活塞、主缸体、六方活塞杆组成。其特点是：变流元件和小行程活塞与小行程缸体组装在一起，大行程活塞与大行程缸体组装在一起，主活塞和与主缸体组装在一起；小行程缸体和大行程缸体、大行程缸体和主缸体分别串联为一体，组成大钻压行程段和小钻压行程段；主活塞与六方活塞杆连接为一体并和主缸体组装在一起；上接头通过螺纹与上部钻柱相连，六方钻杆通过下部接头的螺纹与钻头相连。这种水力加压器的优点：设计有变流元件，可以通过立管压力表的变化指示活塞杆所处行程。入井后调节钻压更灵活，不仅可以通过改变排量控制钻压大小，而且还可以通过控制活塞杆所处行程控制钻压大小。2010年发表在《石油矿场机械》杂志第39卷第3期名称为“五级双行程水力加压器设计与力学分析”的文献，是一种五级双行程水力加压器。当钻井液流经水力加压器的各级活塞之后，各级活塞同时开始沿轴向运动，一起向钻头施加钻压，钻头处钻压大小即为各级活塞单独向钻头提供的钻压之和，此即为大钻压行程，当第一级活塞运动到行程终点时，受到外壳的台肩阻挡不再继续沿轴向运动给钻头施加钻压，只剩第二级活塞至第五级活塞继续沿轴向运动。给钻头施加钻压，钻头处钻压大小即为第二级活塞至第五级活塞单独向钻头提供的钻压之和，此即为小钻压行程。这种水力加压器优点：通过增加活塞的级数增加了活塞给钻头提供的最大钻压，从而满足了中深井对钻压大小的需求，通过增加活塞的行程数增加了水力加压器调压能力，从而满足了入井后对钻压调节的需求。缺点：增加了工具长度，对影响钻头位置的判断，井深不准确。2010年发表在《石油矿场机械》杂志第39卷第3期名称为“长伸缩距液力加压器的研制”的文献，是一种长伸缩距液力加压器。这种水力加压器的活塞行程是普通水力加压器的2～3倍，增加了水力加压器的活塞在行程段的运动时间，可以起到自动送钻的作用。属于双级单行程水力加压器，上心轴活塞和上心轴与上壳体组装在一起，组成第一级，下心轴活塞和下心轴与下壳体组装在一起，组成第二级，第一级与第二级之间通过中间接头连接在一起，下心轴与下壳体之间设计有扭矩传递机构，扭矩传递机构可以选择六方配合、八方配合或者花键配合。因此钻井过程中可以根据设计的钻压自由组合水力加压器的活塞级数、喷嘴数量以达到钻压需求。这种水力加压器的优点：增加了水力加压器的活塞行程，减小了司钻的劳动强度。缺点：增加了工具长度，对影响钻头位置的判断，井深不准确。
技术实现思路
针对现有技术中所存在的上述技术问题的部分或者全部，本专利技术提出了一种水力加钻压装置，该装置可提高传递的钻压值，实现单行程的钻压的多级调节，提高钻压传递效率，降低钻头轴向振动，解决水平井中拖压问题。为实现以上专利技术目的，本专利技术提供以下技术解决方案。提出了一种具有以下结构的水力加钻压装置，包括：与钻杆连接的上接头；外筒，其一端与所述上接头连接，其内设置有支座、弹性件和缸体，所述弹性件设置在所述支座与所述缸体本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种水力加钻压装置，其特征在于，包括：与钻杆连接的上接头；外筒，其一端与所述上接头连接，其内设置有支座、弹性件和缸体，所述弹性件设置在所述支座与所述缸体之间，所述支座在不同压力下压缩所述弹性件时，所述支座的下端进入所述缸体的阶梯孔的不同部位从而传递不同的钻压；和与钻头连接并带有传扭机构的下接头组件，其一方面提供与所述外筒的连接并通过所述传扭机构传递扭矩，另一方面将从所述缸体过来的钻压通过内部设置的流道传递到钻头。

【技术特征摘要】
1.一种水力加钻压装置，其特征在于，包括：与钻杆连接的上接头；外筒，其一端与所述上接头连接，其内设置有支座、弹性件和缸体，所述弹性件设置在所述支座与所述缸体之间，所述支座在不同压力下压缩所述弹性件时，所述支座的下端进入所述缸体的阶梯孔的不同部位从而传递不同的钻压；和与钻头连接并带有传扭机构的下接头组件，其一方面提供与所述外筒的连接并通过所述传扭机构传递扭矩，另一方面将从所述缸体过来的钻压通过内部设置的流道传递到钻头。2.根据权利要求1所述的装置，其特征在于，所述支座包括依次连接的支座体、杆体和伸缩头，所述支座体内设置有安装喷嘴的喷嘴座，所述杆体与伸缩头内设有与所述喷嘴座连通的支座中心流道。3.根据权利要求2所述的装置，其特征在于，所述支座体上设有弧形槽，所述弧形槽贯穿所述支座体的上下表面形成环形流道。4.根据权利要求1至3中任一项所述的装置，其特征在于，所述缸体内设置有调压阶梯孔，所述调压阶梯孔的面积从上向下依次减小。5.根据权利要求4所述的装置，其特征在于，所述调压阶梯孔的下端连接缸体内腔，所述缸体外部两端分别设有两个上端翼和两个下端翼，在两个所述缸体上端翼之间形成有第一缸体外流道，在...

【专利技术属性】
技术研发人员：涂玉林，陶兴华，胡彦峰，刘晓丹，宋朝辉，刘建华，孙连忠，王立双，
申请(专利权)人：中国石油化工股份有限公司，中国石油化工股份有限公司石油工程技术研究院，
类型：发明
国别省市：北京,11