一种恒压恒扭钻井工具制造技术

本发明专利技术公开了一种恒压恒扭钻井工具，包括：上接头、外筒、芯轴、下接头以及碟簧；每个条形筋将外筒内壁、芯轴外壁、上接头、环状凸台以及相邻的两个封隔筋共同限定的密封区域分隔成密封腔一和密封腔二，泄压孔和进液孔各自与密封腔一和密封腔二连通；筛孔与密封腔二连通，阀孔与进液孔连通；下接头上端固定有连接管，连接管上开设有条形孔，连接管插设至芯轴内，阀孔与条形孔连通；碟簧套设在连接管上。在本发明专利技术中，碟簧为钻头提供向前进给的钻压，钻头在钻进过程中，钻压能够保持稳定，避免钻头钻进至软硬交错地层时，钻压的急剧变化而导致钻头发生冲击损伤；高压钻井液为钻头提供钻井扭矩，并根据软硬地层提供相应的钻井扭矩。并根据软硬地层提供相应的钻井扭矩。并根据软硬地层提供相应的钻井扭矩。

【技术实现步骤摘要】
一种恒压恒扭钻井工具


[0001]本专利技术涉及石油与天然气钻探工程井下工具领域，更具体地说是涉及一种恒压恒扭钻井工具。

技术介绍

[0002]在石油天然气行业中，钻井作业具有周期长、投入高、风险大以及技术要求高等特点，随着资源开采的程度增加，深井和超深井的开发变得更加重要，随之而来的是对钻井技术的要求进一步提高。
[0003]随着钻井深度的增加，地层的复杂程度明显增加，地层硬度和强度明显提高，软硬地层交错纵横，很容易导致钻头发生卡钻以及粘滑现象，造成钻头崩齿和钻具损坏，严重制约了钻井的钻入深度。
[0004]针对上述技术难点，专利201680004986.7提供了调节装置以及在钻孔中使用该调节装置的方法，专利202111291816.0提供了一种钻井用恒压恒扭工具，上述专利采用的主要技术方案是利用大导程的多头螺纹副和碟簧组合对钻头施加钻压和扭矩，利用多头螺纹副的伸缩功能自适应钻头钻压和扭矩，从而根据地层性质改变输出扭矩和钻压，防止粘滑、卡钻等现象发生。然而上述专利技术的多头螺纹副制造困难，工作过程中磨损大，制造和维护成本高。
[0005]因此，如何提供一种恒压恒扭钻井工具，使其能够克服上述问题，是本领域技术人员亟需解决的问题。

技术实现思路

[0006]有鉴于此，本专利技术提供了一种恒压恒扭钻井工具。
[0007]为了实现上述目的，本专利技术采用如下技术方案：一种恒压恒扭钻井工具，分别与中空的钻柱和钻头相连，包括：上接头，所述上接头呈管状且其上端与所述钻柱固定并连通；外筒，所述外筒两端开口且其上端与所述上接头的下端固定并连通，所述外筒的下端封堵有一挡帽，所述外筒的内侧壁同轴固定有一环状凸台以及周向均布固定有多个封隔筋，所述封隔筋平行于与所述外筒的筒长布置，所述封隔筋布置在所述上接头和所述环状凸台之间，在每相邻的两个所述封隔筋之间的所述外筒的侧壁上均开设有泄压孔，所述环状凸台上开设有进液孔；所述进液孔的一端贯穿所述环状凸台的内侧壁，另一端贯穿所述环状凸台靠近所述封隔筋的一端壁，每相邻的两个所述封隔筋之间均限位有一个所述进液孔；芯轴，所述芯轴呈管状且其同轴插设在所述环状凸台和所述上接头内，所述芯轴的外侧壁周向均布固定有多个条形筋，所述条形筋平行于所述芯轴的轴长布置；每个所述条形筋将所述外筒内壁、所述芯轴外壁、所述上接头、所述环状凸台以及相邻的两个所述封隔筋共同限定的密封区域分隔成一个密封腔一和一个密封腔二，所述泄压孔与所述密封腔
一连通，所述进液孔与所述密封腔二连通；所述芯轴的侧壁上周向均布开设有多个筛孔和阀孔，多个所述筛孔各自与多个所述密封腔二连通，多个所述阀孔能够各自与多个所述进液孔连通，所述芯轴远离所述上接头的一端内壁开设有多个滑槽；下接头，所述下接头呈管状且其外侧壁具有一环状的台阶面，所述下接头的一端在穿过所述挡帽的端壁后与所述钻头固定并连通，所述台阶面与所述挡帽的内端壁抵接；所述下接头的上端同轴固定有一与其内部连通的连接管，所述连接管远离所述下接头的一端封闭，在所述连接管的外侧壁上周向均布开设有多个条形孔和限位槽，所述条形孔的孔长方向与所述连接管的管长方向平行，所述连接管同轴插设至所述芯轴内，多个所述阀孔能够各自与多个所述条形孔位置对应并连通，多个所述限位槽与多个所述滑槽各自位置对应，在所述限位槽与和其位置对应的所述滑槽中共同嵌设有一个滑块；所述芯轴远离所述上接头的一端端壁与所述下接头的上端端壁之间具有间距；碟簧，所述碟簧同轴套设在所述连接管上，所述碟簧的上端与所述环状凸台远离所述封隔筋的一端抵接，所述碟簧的下端与所述下接头的上端抵接。
[0008]经由上述的技术方案可知，与现有技术相比，本专利技术公开提供了一种恒压恒扭钻井工具，在本专利技术中，碟簧为钻头提供向前进给的钻压，钻头在钻进过程中，钻压能够保持稳定，避免钻头钻进至软硬交错地层时，钻压的急剧变化而导致钻头发生冲击损伤；高压钻井液为钻头提供钻井扭矩，并根据软硬地层提供相应的钻井扭矩。
[0009]优选的，所述芯轴远离所述上接头的一端端壁与所述下接头的上端端壁之间的距离大于所述条形孔的孔长；所述滑块在所述滑槽内的最大行程大于所述条形孔的孔长。该设置确保下接头具有足够的向上移动的行程。
[0010]优选的，每个所述筛孔均包括多个通孔，多个所述通孔沿所述芯轴的轴长方向等距布置。该设置确保高压钻井液能够可靠地且均匀地对条形筋施加周向压力。
[0011]优选的，所述封隔筋的数量为四个、六个或八个。合适的封隔筋的数量能够确保高压钻井液可靠地推动条形筋。
[0012]优选的，所述滑槽的数量为四个、六个或八个。该设置确保连接管与芯轴之间能够可靠地传递扭矩。
[0013]本专利技术公开了一种恒压恒扭钻井工具，其具有如下技术效果：
①
在本专利技术中，碟簧为钻头提供向前进给的钻压，钻头在钻进过程中，钻压能够保持稳定，避免钻头钻进至软硬交错地层时，钻压的急剧变化而导致钻头发生冲击损伤；
②
不同钻压的条件可以实现钻头的自动伸缩，从而调节切削深度，即钻柱进给速度恒定的情况下，当钻头钻进至硬地层时，钻压增大，碟簧压缩，单位时间内钻头的切削深度减小，当钻头钻进至软地层时，台阶面与挡帽的内端壁抵接，此时，单位时间内钻头的切削深度与钻柱的进给深度相同；
③
高压钻井液为钻头提供钻井扭矩，并根据软硬地层提供相应的钻井扭矩；本专利技术为纯机械结构且结构简单，工作可靠，适应井下复杂工况。
附图说明
[0014]为了更清楚地说明本专利技术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
专利技术的实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据提供的附图获得其他的附图。
[0015]图1是一种恒压恒扭钻井工具常规工作状态的结构示意图一；图2是一种恒压恒扭钻井工具中下接头收缩时的结构示意图；图3是一种恒压恒扭钻井工具常规工作状态的结构示意图二；图4是图1中A
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A处的截面示意图；图5是图1中B
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B处的截面示意图；图6是图3中C
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C处的截面示意图；图7是图3中D
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D处的截面示意图；图8是一种恒压恒扭钻井工具中芯轴部分的轴测图。
[0016]在图中：1为上接头、2为外筒、20为泄压孔、3为挡帽、4为环状凸台、40为进液孔、5为封隔筋、6为芯轴、60为通孔、61为阀孔、62为滑槽、7为条形筋、8为下接头、9为连接管、90为条形孔、10为滑块、11为碟簧。
具体实施方式
[0017]下面将对本专利技术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专利技术一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本专利技术中的实施例，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，都属于本专利技术保护的范围。
[0018]本专利技术公开了一种恒压恒扭钻井工具，在本专利技术中，碟簧11为本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种恒压恒扭钻井工具，分别与中空的钻柱和钻头相连，其特征在于，包括：上接头（1），所述上接头（1）呈管状且其上端与所述钻柱固定并连通；外筒（2），所述外筒（2）两端开口且其上端与所述上接头（1）的下端固定并连通，所述外筒（2）的下端封堵有一挡帽（3），所述外筒（2）的内侧壁同轴固定有一环状凸台（4）以及周向均布固定有多个封隔筋（5），所述封隔筋（5）平行于与所述外筒（2）的筒长布置，所述封隔筋（5）布置在所述上接头（1）和所述环状凸台（4）之间，在每相邻的两个所述封隔筋（5）之间的所述外筒（2）的侧壁上均开设有泄压孔（20），所述环状凸台（4）上开设有进液孔（40）；所述进液孔（40）的一端贯穿所述环状凸台（4）的内侧壁，另一端贯穿所述环状凸台（4）靠近所述封隔筋（5）的一端壁，每相邻的两个所述封隔筋（5）之间均限位有一个所述进液孔（40）；芯轴（6），所述芯轴（6）呈管状且其同轴插设在所述环状凸台（4）和所述上接头（1）内，所述芯轴（6）的外侧壁周向均布固定有多个条形筋（7），所述条形筋（7）平行于所述芯轴（6）的轴长布置；每个所述条形筋（7）将所述外筒（2）内壁、所述芯轴（6）外壁、所述上接头（1）、所述环状凸台（4）以及相邻的两个所述封隔筋（5）共同限定的密封区域分隔成一个密封腔一和一个密封腔二，所述泄压孔（20）与所述密封腔一连通，所述进液孔（40）与所述密封腔二连通；所述芯轴（6）的侧壁上周向均布开设有多个筛孔和阀孔（61），多个所述筛孔各自与多个所述密封腔二连通，多个所述阀孔（61）能够各自与多个所述进液孔（40）连通，所述芯轴（6）远离所述上接头（1）的一端内壁开设有多个滑槽（62）；下接头（8），所述下接头（8）呈管状且其外侧壁具有一环状...

【专利技术属性】
技术研发人员：石擎天，彭文玥，刘德举，孙洪振，严佳琳，
申请(专利权)人：成都阿斯贝瑞科技有限公司，
类型：发明
国别省市：