一种旋冲钻具制造技术

本发明专利技术公开了一种新型旋冲钻具，包括防掉转换总成、马达总成、万向轴总成和传动冲击总成；防掉转换接头内部设有防掉盘，防掉连杆通过备紧螺母固定；万向轴总成的上球铰接头和下球铰接头分别以活铰方式连接在球铰连杆的两端，通过传动球传递扭矩，上球铰接头与马达总成的转子相连，下球铰接头和传动冲击总成的传动轴相连；传动轴一端与下球铰接头连接，另一端固定连接花键心轴；花键心轴的底部伸入花键壳体中。本发明专利技术在开放式润滑传动轴总成中内置冲击发生器，结构简单，实现了常规螺杆钻具和涡轮钻具的旋转钻进及弯壳体定向钻进功能，同时还能够实现冲击钻的功能，能够有效提高钻井速度。

A new type of percussion drilling tool

The invention discloses a novel rotary drilling tool, including anti dropping conversion assembly, a motor assembly, a universal shaft assembly and transmission impact assembly; anti dropping adapter is arranged inside the drop proof plate, anti dropping rod by the lock nut fixed on both ends; ball joint cardan shaft assembly and the ball articulated head are respectively connected with movable hinge on the ball hinge connecting rod, torque transmission through ball rotor ball joint assembly is connected with the motor, drive shaft and ball joint and transmission impact assembly connected; one end of the transmission shaft is connected with the ball joint, the other end is fixedly connected with the spline spline mandrel; the mandrel is extended into spline housing. The present invention in open type lubricating drive shaft assembly with shock generator has the advantages of simple structure, the conventional screw drill and drilling turbodrill rotating and bending casing directional drilling, but also can realize the impact of drilling function, can effectively improve the drilling speed.

【技术实现步骤摘要】

本专利技术属于钻井
，特别涉及一种新型旋冲钻具。
技术介绍
目前，在国内外的钻井施工作业中，相关旋转和冲击联合破岩技术已经得到验证，目前仅有国外少部分大公司的类似工具得到批量成功运用，但国外公司保密工作做的很到位，我们无法看到钻具的内部结构，仅仅能从外观和功能描述上猜测他的结构原理为油密封螺杆钻具传动轴内内置冲击发生器。各家结构可能略有不同，而国内也有一些公司和研究机构在做相关研究，要么停留在理论研究、要么有些相关材料和工艺技术不成熟，使用寿命满足不了现场使用要求，所以一直还未有批量推广使用。
技术实现思路
本专利技术的目的在于克服现有技术的不足，提供一种在开放式润滑传动轴总成中内置冲击发生器，结构简单，实现了常规螺杆钻具和涡轮钻具的旋转钻进及弯壳体定向功能，同时还能够实现冲击钻的功能，能够有效提高钻井速度的新型悬冲钻具。本专利技术的目的是通过以下技术方案来实现的：一种新型旋冲钻具，包括防掉转换总成、马达总成、万向轴总成和传动冲击总成；所述防掉转换总成包括防掉转换接头、防掉盘和防掉连杆，防掉转换接头内部设有防掉盘，防掉连杆的上端套入防掉盘，并通过备紧螺母固定，防掉连杆的另一端连接马达总成的转子上端；所述万向轴总成包括万向轴外筒以及万向轴外筒内部安装的上球铰接头、传动球、半环、锁紧套、橡胶密封套、球铰连杆和下球铰接头；两组传动球分别固定安装在球铰连杆的两端，上球铰接头分别与马达总成和球铰连杆相连，下球铰接头分别连接球铰连杆和传动冲击总成；所述传动冲击总成包括传动轴、花键心轴和花键壳体；传动轴一端与球铰连杆连接，传动轴的另一端固定连接花键心轴，花键心轴的底部安装在花键壳体中；传动轴的外面设有传动壳体，传动壳体与传动轴之间设有钻具串轴承，钻具串轴承的顶部设有上TC轴承静圈，上TC轴承静圈与传动轴之间设有上TC轴承动圈；花键心轴的外面设有滑套，滑套外部为母花键，母花键在发生器壳体内部的公花键中滑动，连接体上下分别与传动壳体和花键壳体固定连接；滑套与花键心轴之间从上到下依次设有弹性组件、冲击上凸轮座和冲击下凸轮座，冲击上凸轮座和冲击下凸轮座之间设有多个圆球形滚动体；冲击下凸轮座底部设有密封体，密封体底部固定连接花键壳体；花键壳体的顶部的外侧设有发生器壳体，发生器壳体的上端与连接体相连，发生器壳体的下端外部设有防掉套筒；花键壳体底部设有油堵，花键心轴底部与花键壳体相连处设有密封件；花键心轴的下方设有防掉锁钉。进一步地，马达总成包括螺杆马达或涡轮马达。螺杆马达包括外螺旋形的转子和钢筒内挂有内螺旋橡胶的定子，定子与防掉转换接头固定连接，转子安装在定子内，并能够在定子内部旋转。涡轮马达由多组全金属的涡轮定子和涡轮转子组成涡轮定子与防掉转换接头固定连接，涡轮转子在涡轮定子中旋转。进一步地，所述传动球采用长圆球、圆柱球头或圆柱倒圆角形状。所述球铰连杆两端还分别设有承压球；上球铰接头和下球铰接头内分别设有球座，承压球位于球座内。进一步地，所述防掉盘内孔设计成内四方、内六方或者内八方孔，防掉盘的端面上设有4～12个过流孔。防掉连杆和备紧螺母均为中空结构，备紧螺母内安装有能够更换的喷嘴。进一步地，所述冲击上凸轮座上安装的凸轮数量为2～8个，冲击下凸轮座每旋转一圈，冲击上凸轮座上下运动2～8次。进一步地，所述弹性组件包括碟簧或波簧。本专利技术的有益效果是：1、本专利技术是一种采用开放式润滑的多滚动凸轮式结构的旋冲钻具，在开放式润滑传动轴总成中内置冲击发生器，结构简单，具有很好的润滑冷却效果；采用这种结构减少了密封组件，使得钻具不受井下温度的影响，提高钻具的可靠性，实现了常规螺杆钻具和涡轮钻具的旋转钻进及弯壳体定向功能，同时还能够实现冲击钻的功能，两种功能合二为一，能够有效提高钻井速度；2、本专利技术的在钻具顶部设有防掉转换总成，在传动冲击总成底部设有防掉套筒和防掉锁钉等防掉装置，这种双防掉设置，结构紧凑、能够杜绝落井事故发生；3、花键连接结构，既能够起到传递扭矩的作用，又兼有下TC滑动轴承的功能，花键心轴下端连接防掉锁钉既起到防掉的功能，同时又具备行程开关的功能，即压并时冲击发生器启动，脱开时冲击发生器关闭，达到保护发生器的目的。附图说明图1为本专利技术的旋冲钻具结构示意图；图2为本专利技术的防掉转换总成结构示意图；图3为本专利技术的马达总成的一种结构示意图；图4为本专利技术的马达总成的横截面示意图；图5为本专利技术的万向轴总成结构示意图；图6为本专利技术的万向轴总成的防掉连杆结构示意图；图7为本专利技术的万向轴总成的传动球结构示意图；图8为本专利技术的传动冲击总成结构示意图；图9为本专利技术的花键壳体及花键的横截面示意图；图10为本专利技术的滑套横截面示意图；图11为本专利技术的冲击下凸轮座横截面示意图；图12为本专利技术的上滑动TC轴承横截面示意图；附图标记说明：1-防掉转换总成，1-1-防掉转换接头，1-2-备紧螺母，1-3-防掉盘，1-4-防掉连杆；2-马达总成，2-1-定子，2-2-转子；3-万向轴总成，3-1-万向轴外筒，3-2-上球铰接头，3-3-传动球，3-4-半环，3-5-锁紧套，3-6-橡胶密封套，3-7-球铰连杆，3-8-下球铰接头，3-9-上球座，3-10-承压球；4-传动冲击总成，4-1-上TC轴承动圈，4-2-上TC轴承静圈，4-3-传动壳体，4-4-钻具串轴承，4-5-传动轴，4-6-连接体，4-7-弹性组件，4-8-滑套，4-9-冲击上凸轮座，4-10-圆球形滚动体，4-11-冲击下凸轮座，4-12-密封体，4-13-发生器壳体，4-14-防掉套筒，4-15-花键心轴，4-16-油堵，4-17-密封件，4-18-花键壳体，4-19-防掉锁钉。具体实施方式下面结合附图进一步说明本专利技术的技术方案。如图1所示，一种新型旋冲钻具，包括防掉转换总成1、马达总成2、万向轴总成3和传动冲击总成4；如图2所示，所述防掉转换总成1包括防掉转换接头1-1、防掉盘1-3和防掉连杆1-4，防掉转换接头1-1内部设有防掉盘1-3，防掉连杆1-4的上端套入防掉盘1-3，并通过备紧螺母1-2固定，防掉连杆1-4的另一端连接马达总成2的转子2-2上端；防掉转换接头1-1上端连接钻柱，防掉连杆1-4下端连接转子2-2，能够实现钻具外筒断裂后转子2-2上端连接的防掉盘1-3悬挂在防掉转换接头1-1内台阶上。防掉盘1-3内孔设计成内四方、内六方或者内八方孔，套在有外四方的防掉连杆1-4上，并被备紧螺母1-2锁紧在防掉连杆1-4上，当防掉转换总成1启动时不论防掉盘1-3受到正向或反向旋转扭矩时，其扭矩都不会传递给备紧螺母1-2，所以备紧螺母1-2不会退扣，防掉启动就会更加可靠，并关闭钻具内泥浆通道，井口压力升高预警，即钻具内防掉。防掉盘1-3的端面上设有4～12个过流孔，使钻井液泥浆顺利通过防掉转换接头1-1，尽量减少压耗，而且在钻具外筒断裂后启动防掉转换总成1时不至于所有流道全部堵死，造成钻具内外泥浆无法循环，从而可能造成井底沉沙，使钻具易产生砂卡，造成二次井下事故。防掉连杆1-4和备紧螺母1-2均可做成中空结构，备紧螺母1-2内可以安装能够更换的喷嘴，可以调节流过马达总成2的泥浆流量从而实现调节转速的目的，以满足不同钻井工艺参数需求，特别适合大排量钻井工况下分流泥浆，保护马达总成2，以提本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种新型旋冲钻具，其特征在于，包括防掉转换总成(1)、马达总成(2)、万向轴总成(3)和传动冲击总成(4)；所述防掉转换总成(1)包括防掉转换接头(1‑1)、防掉盘(1‑3)和防掉连杆(1‑4)，防掉转换接头(1‑1)内部设有防掉盘(1‑3)，防掉连杆(1‑4)的上端套入防掉盘(1‑3)，并通过备紧螺母(1‑2)固定，防掉连杆(1‑4)的另一端连接马达总成(2)的转子(2‑2)上端；所述万向轴总成(3)包括万向轴外筒(3‑1)以及万向轴外筒(3‑1)内部安装的上球铰接头(3‑2)、传动球(3‑3)、半环(3‑4)、锁紧套(3‑5)、橡胶密封套(3‑6)、球铰连杆(3‑7)和下球铰接头(3‑8)；两组传动球(3‑3)分别固定安装在球铰连杆(3‑7)的两端，上球铰接头(3‑2)分别与马达总成(2)和球铰连杆(3‑7)相连，下球铰接头(3‑8)分别连接球铰连杆(3‑7)和传动冲击总成(4)；所述传动冲击总成(4)包括传动轴(4‑5)、花键心轴(4‑15)和花键壳体(4‑18)；传动轴(4‑5)一端与球铰连杆(3‑7)连接，传动轴(4‑5)的另一端固定连接花键心轴(4‑15)，花键心轴(4‑15)的底部安装在花键壳体(4‑18)中；传动轴(4‑5)的外面设有传动壳体(4‑3)，传动壳体(4‑3)与传动轴(4‑5)之间设有钻具串轴承(4‑4)，钻具串轴承(4‑4)的顶部设有上TC轴承静圈(4‑2)，上TC轴承静圈(4‑2)与传动轴(4‑5)之间设有上TC轴承动圈(4‑1)；花键心轴(4‑15)的外面设有滑套(4‑8)，滑套(4‑8)外部为母花键，母花键在发生器壳体(4‑13)内部的公花键中滑动，连接体(4‑6)上下分别与传动壳体(4‑3)和花键壳体(4‑18)固定连接；滑套(4‑8)与花键心轴(4‑15)之间从上到下依次设有弹性组件(4‑7)、冲击上凸轮座(4‑9)和冲击下凸轮座(4‑11)，冲击上凸轮座(4‑9)和冲击下凸轮座(4‑11)之间设有多个圆球形滚动体(4‑10)；冲击下凸轮座(4‑11)底部设有密封体(4‑12)，密封体(4‑12)底部固定连接花键壳体(4‑18)；花键壳体(4‑18)的顶部的外侧设有发生器壳体(4‑13)，发生器壳体(4‑13)的上端与连接体(4‑6)相连，发生器壳体(4‑13)的下端外部设有防掉套筒(4‑14)；花键壳体底部设有油堵(4‑16)，花键心轴(4‑15)底部与花键壳体(4‑18)相连处设有密封件(4‑17)；花键心轴(4‑15)的下方设有防掉锁钉(4‑19)。...

【技术特征摘要】
1.一种新型旋冲钻具，其特征在于，包括防掉转换总成(1)、马达总成(2)、万向轴总成(3)和传动冲击总成(4)；所述防掉转换总成(1)包括防掉转换接头(1-1)、防掉盘(1-3)和防掉连杆(1-4)，防掉转换接头(1-1)内部设有防掉盘(1-3)，防掉连杆(1-4)的上端套入防掉盘(1-3)，并通过备紧螺母(1-2)固定，防掉连杆(1-4)的另一端连接马达总成(2)的转子(2-2)上端；所述万向轴总成(3)包括万向轴外筒(3-1)以及万向轴外筒(3-1)内部安装的上球铰接头(3-2)、传动球(3-3)、半环(3-4)、锁紧套(3-5)、橡胶密封套(3-6)、球铰连杆(3-7)和下球铰接头(3-8)；两组传动球(3-3)分别固定安装在球铰连杆(3-7)的两端，上球铰接头(3-2)分别与马达总成(2)和球铰连杆(3-7)相连，下球铰接头(3-8)分别连接球铰连杆(3-7)和传动冲击总成(4)；所述传动冲击总成(4)包括传动轴(4-5)、花键心轴(4-15)和花键壳体(4-18)；传动轴(4-5)一端与球铰连杆(3-7)连接，传动轴(4-5)的另一端固定连接花键心轴(4-15)，花键心轴(4-15)的底部安装在花键壳体(4-18)中；传动轴(4-5)的外面设有传动壳体(4-3)，传动壳体(4-3)与传动轴(4-5)之间设有钻具串轴承(4-4)，钻具串轴承(4-4)的顶部设有上TC轴承静圈(4-2)，上TC轴承静圈(4-2)与传动轴(4-5)之间设有上TC轴承动圈(4-1)；花键心轴(4-15)的外面设有滑套(4-8)，滑套(4-8)外部为母花键，母花键在发生器壳体(4-13)内部的公花键中滑动，连接体(4-6)上下分别与传动壳体(4-3)和花键壳体(4-18)固定连接；滑套(4-8)与花键心轴(4-15)之间从上到下依次设有弹性组件(4-7)、冲击上凸轮座(4-9)和冲击下凸轮座(4-11)，冲击上凸轮座(4-9)和冲击下凸轮座(4-11)之间设有多个圆球形滚动体(4-10)；冲击下凸轮座(4-11)底部设有密封体(4-12)，密封体(4-12)底部固定连接花键...

【专利技术属性】
技术研发人员：黄瑞海，
申请(专利权)人：成都海猛石油机械有限公司，
类型：发明
国别省市：四川;51