一种连续震击式水平井送钻工具制造技术

本发明专利技术涉及一种石油天然气行业钻水平井用的连续震击式水平井送钻工具。它解决水平井钻柱送进困难和钻头脱压的问题。其技术方案是：上筒体上端和上部钻柱丝扣连接，下接头下端和下部钻柱丝扣连接；螺旋转子下端和中心管上端丝扣连接，推力轴承安装在螺旋转子下端外圆的凸起台阶上；连接筒内腔上部设置一圈凸起台阶，弹簧a安装在连接筒内腔上部凸起台阶上；连接筒上端和上筒体下端丝扣连接，连接筒下端和螺旋筒上端丝扣连接；弹簧b安装在滑块内侧径向沉孔内，弹簧c和锁定销整体安装在滑块下端轴向沉孔；滑块安装在震击锤外圆中部的矩形凹槽内。本发明专利技术可以给钻柱提供持续的轴向震击力，帮助钻柱送进。

【技术实现步骤摘要】
一种连续震击式水平井送钻工具
本专利技术涉及一种石油天然气行业钻水平井用的连续震击式水平井送钻工具。
技术介绍
在石油天然气行业，水平井可以提高单井产量和原油采收率，降低开发生产成本，所以水平井技术广泛的应用于各种油气藏开发中，取得了显著的经济效果。目前水平井钻井技术已经作为油气藏开发的常规技术得到广泛推广。水平井技术需要使用大扭矩多级马达、可控弯接头、变径稳定器、水力加压器、高效PDC钻头、MWD和LWD仪器等大批先进的井下工具。然而国内对于水平井开发的技术远不如国外成熟，很多仪器和工具都还依赖于国外提供。水平井的定义为凡是井眼在油层中延伸较长距离，井斜角达到85°以上的井均称为水平井。那么水平井的核心在于如何在油层中延伸较长距离，即如何延长水平段长度。根据钻柱力学的知识可以知道随着水平井段长度的增加，水平段井眼和钻柱的摩擦阻力不断增大，这就导致了水平段钻柱送进困难，钻压被水平段摩擦阻力消耗，无法有效传递给前段钻头，无法钻进，严重制约了水平井技术的发展。国内外钻井公司对如何克服水平井段的摩擦阻力展开了大量的研究工作，目前较为有效的工具有利用水力振动的水力振荡器和安装轮子的减摩短节，上述工具设计的立足点在于减小井眼和钻柱的摩擦阻力，尽量延长水平段长度，但并未涉及提供送进推力方面的研究。基于上述技术背景，本专利技术特提供一种连续震击式水平井送钻工具。
技术实现思路
本专利技术的目的是：为了解决水平井钻柱送进困难和钻头脱压的问题，特提供一种连续震击式水平井送钻工具。为了达到上述目的，本专利技术采用以下技术方案：一种连续震击式水平井送钻工具，是由上筒体、螺旋转子、推力轴承、中心管、连接筒、弹簧a、震击锤、滑块、弹簧b、弹簧c、锁定销、弹簧d、解锁销、螺帽、螺旋筒和下接头构成；其结构特征是：上筒体上端和上部钻柱丝扣连接，下接头下端和下部钻柱丝扣连接；螺旋转子上部设置有螺旋叶片，螺旋转子下端内腔设置为母螺纹，螺旋转子下端外圆设置一圈凸起台阶，螺旋转子下部周向均匀设置四个斜孔连通内外空间；中心管外圆上端设置为公螺纹，中心管下部外圆设置为公花键；螺旋转子下端和中心管上端丝扣连接，推力轴承安装在螺旋转子下端外圆的凸起台阶上；连接筒内腔上部设置一圈凸起台阶，弹簧a安装在连接筒内腔上部凸起台阶上；连接筒上端和上筒体下端丝扣连接，连接筒下端和螺旋筒上端丝扣连接；螺旋筒内腔设置有横截面为矩形的螺旋槽，螺旋槽上端收口处设置为斜坡，螺旋筒下端和下接头上端丝扣连接；震击锤内腔设置为母花键，震击锤外圆上部设置一圈凸起台阶面；震击锤内腔母花键和中心管下部外圆公花键配合，震击锤外圆上部凸起台阶面压缩弹簧a；震击锤外圆中部设置一矩形凹槽，震击锤下端面设置一轴向台阶孔，轴向台阶孔孔底和矩形凹槽连通，轴向台阶孔孔口设置为母螺纹；滑块外侧设置一凸起台阶，滑块内侧设置一径向沉孔，滑块下端设置一轴向沉孔；锁定销内腔设置为沉孔，弹簧c安装在锁定销内腔沉孔内；弹簧b安装在滑块内侧径向沉孔内，弹簧c和锁定销整体安装在滑块下端轴向沉孔；滑块安装在震击锤外圆中部的矩形凹槽内，滑块外侧凸起台阶安装在螺旋筒内腔的螺旋槽内；解锁销外圆中部设置一圈凸起台阶，弹簧d安装在解锁销外圆中部凸起台阶上；弹簧d和解锁销整体安装在震击锤下端面的轴向台阶孔内，螺帽和震击锤下端面的轴向台阶孔孔口螺纹固定。本专利技术的有益效果是：(1)本专利技术利用钻井液驱动，控制简单可靠；(2)本专利技术的震击锤可连续震击下接头，给钻柱提供持续的轴向震击力，帮助水平段钻柱送进；(3)本专利技术纯机械结构，适应井下复杂工况，安全可靠。附图说明图1是本专利技术一种连续震击式水平井送钻工具震击锤上升状态的结构示意图；图2是本专利技术一种连续震击式水平井送钻工具滑块收回状态的结构示意图；图3是本专利技术一种连续震击式水平井送钻工具震击锤下击状态的结构示意图；图4是图1中L处局部放大视图；图5是图2中M处局部放大视图；图6是图3中N处局部放大视图；图7是图1中A-A截面剖视图；图8是螺旋筒的三维结构示意图；图9是滑块的三维结构示意图；图中：1.上筒体、2.螺旋转子、3.推力轴承、4.中心管、5.连接筒、6.弹簧a、7.震击锤、8.滑块、9.弹簧b、10.弹簧c、11.锁定销、12.弹簧d、13.解锁销、14.螺帽、15.螺旋筒、16.下接头、81.径向沉孔、82.轴向沉孔。具体实施方式如图1、图2和图3所示，本专利技术一种连续震击式水平井送钻工具，是由上筒体1、螺旋转子2、推力轴承3、中心管4、连接筒5、弹簧a6、震击锤7、滑块8、弹簧b9、弹簧c10、锁定销11、弹簧d12、解锁销13、螺帽14、螺旋筒15和下接头16构成；其结构特征是：上筒体1上端和上部钻柱丝扣连接，下接头16下端和下部钻柱丝扣连接；螺旋转子2上部设置有螺旋叶片，螺旋转子2下端内腔设置为母螺纹，螺旋转子2下端外圆设置一圈凸起台阶，螺旋转子2下部周向均匀设置四个斜孔连通内外空间；中心管4外圆上端设置为公螺纹，中心管4下部外圆设置为公花键；螺旋转子2下端和中心管4上端丝扣连接，推力轴承3安装在螺旋转子2下端外圆的凸起台阶上；连接筒5内腔上部设置一圈凸起台阶，弹簧a6安装在连接筒5内腔上部凸起台阶上；连接筒5上端和上筒体1下端丝扣连接，连接筒5下端和螺旋筒15上端丝扣连接；螺旋筒15内腔设置有横截面为矩形的螺旋槽，螺旋槽上端收口处设置为斜坡，螺旋筒15下端和下接头16上端丝扣连接；震击锤7内腔设置为母花键，震击锤7外圆上部设置一圈凸起台阶面；震击锤7内腔母花键和中心管4下部外圆公花键配合，震击锤7外圆上部凸起台阶面压缩弹簧a6。如图4、图5、图6、图7和图9所示，震击锤7外圆中部设置一矩形凹槽，震击锤7下端面设置一轴向台阶孔，轴向台阶孔孔底和矩形凹槽连通，轴向台阶孔孔口设置为母螺纹；滑块8外侧设置一凸起台阶，滑块8内侧设置一径向沉孔81，滑块8下端设置一轴向沉孔82；锁定销11内腔设置为沉孔，弹簧c10安装在锁定销11内腔沉孔内；弹簧b9安装在滑块8内侧径向沉孔81内，弹簧c10和锁定销11整体安装在滑块8下端轴向沉孔82内；滑块8安装在震击锤7外圆中部的矩形凹槽内，滑块8外侧凸起台阶安装在螺旋筒15内腔的螺旋槽内；解锁销13外圆中部设置一圈凸起台阶，弹簧d12安装在解锁销13外圆中部凸起台阶上；弹簧d12和解锁销13整体安装在震击锤7下端面的轴向台阶孔内，螺帽14和震击锤7下端面的轴向台阶孔孔口螺纹固定。如图8所示，螺旋筒15内腔设置有横截面为矩形的螺旋槽，螺旋槽上端收口处设置为斜坡。本专利技术一种连续震击式水平井送钻工具的工作原理是：下入本专利技术至水平井段，初始位置如图3和图6所示；开泵循环钻井液，螺旋转子2和中心管4旋转驱动震击锤7旋转，滑块8的凸起台阶进入螺旋筒15的螺旋槽内，震击锤7在滑块8的作用下，一边旋转一遍轴向上升，如图1和图4所示；滑块8运动至螺旋筒15螺旋槽上端收口处，在螺旋槽收口斜坡的作用下，滑块8收回，锁定销11锁定滑块8收回状态，在弹簧a6作用下，震击锤7将瞬间向下震击下接头16，如图2和图5所示；震击锤7震击下接头16后，解锁销13解锁滑块8，这时回到图3和图6所示状态，开始下一个周期循环，如此本专利技术可实现连续震击钻井管柱，提供轴向冲击推力，帮助钻柱送进。本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.本专利技术一种连续震击式水平井送钻工具，是由上筒体(1)、螺旋转子(2)、推力轴承(3)、中心管(4)、连接筒(5)、弹簧a(6)、震击锤(7)、滑块(8)、弹簧b(9)、弹簧c(10)、锁定销(11)、弹簧d(12)、解锁销(13)、螺帽(14)、螺旋筒(15)和下接头(16)构成；其特征在于：上筒体(1)上端和上部钻柱丝扣连接，下接头(16)下端和下部钻柱丝扣连接；螺旋转子(2)上部设置有螺旋叶片，螺旋转子(2)下端内腔设置为母螺纹，螺旋转子(2)下端外圆设置一圈凸起台阶，螺旋转子(2)下部周向均匀设置四个斜孔连通内外空间；中心管(4)外圆上端设置为公螺纹，中心管(4)下部外圆设置为公花键；螺旋转子(2)下端和中心管(4)上端丝扣连接，推力轴承(3)安装在螺旋转子(2)下端外圆的凸起台阶上；连接筒(5)内腔上部设置一圈凸起台阶，弹簧a(6)安装在连接筒(5)内腔上部凸起台阶上；连接筒(5)上端和上筒体(1)下端丝扣连接，连接筒(5)下端和螺旋筒(15)上端丝扣连接；螺旋筒(15)内腔设置有横截面为矩形的螺旋槽，螺旋槽上端收口处设置为斜坡，螺旋筒(15)下端和下接头(16)上端丝扣连接；震击锤(7)内腔设置为母花键，震击锤(7)外圆上部设置一圈凸起台阶面；震击锤(7)内腔母花键和中心管(4)下部外圆公花键配合，震击锤(7)外圆上部凸起台阶面压缩弹簧a(6)；震击锤(7)外圆中部设置一矩形凹槽，震击锤(7)下端面设置一轴向台阶孔，轴向台阶孔孔底和矩形凹槽连通，轴向台阶孔孔口设置为母螺纹；锁定销(11)内腔设置为沉孔，弹簧c(10)安装在锁定销(11)内腔沉孔内；弹簧b(9)安装在滑块(8)内侧径向沉孔81内，弹簧c(10)和锁定销(11)整体安装在滑块(8)下端轴向沉孔82内；滑块(8)安装在震击锤(7)外圆中部的矩形凹槽内，滑块(8)外侧凸起台阶安装在螺旋筒(15)内腔的螺旋槽内；解锁销(13)外圆中部设置一圈凸起台阶，弹簧d(12)安装在解锁销(13)外圆中部凸起台阶上；弹簧d(12)和解锁销(13)整体安装在震击锤(7)下端面的轴向台阶孔内，螺帽(14)和震击锤(7)下端面的轴向台阶孔孔口螺纹固定。...

【技术特征摘要】
1.本发明一种连续震击式水平井送钻工具，是由上筒体(1)、螺旋转子(2)、推力轴承(3)、中心管(4)、连接筒(5)、弹簧a(6)、震击锤(7)、滑块(8)、弹簧b(9)、弹簧c(10)、锁定销(11)、弹簧d(12)、解锁销(13)、螺帽(14)、螺旋筒(15)和下接头(16)构成；其特征在于：上筒体(1)上端和上部钻柱丝扣连接，下接头(16)下端和下部钻柱丝扣连接；螺旋转子(2)上部设置有螺旋叶片，螺旋转子(2)下端内腔设置为母螺纹，螺旋转子(2)下端外圆设置一圈凸起台阶，螺旋转子(2)下部周向均匀设置四个斜孔连通内外空间；中心管(4)外圆上端设置为公螺纹，中心管(4)下部外圆设置为公花键；螺旋转子(2)下端和中心管(4)上端丝扣连接，推力轴承(3)安装在螺旋转子(2)下端外圆的凸起台阶上；连接筒(5)内腔上部设置一圈凸起台阶，弹簧a(6)安装在连接筒(5)内腔上部凸起台阶上；连接筒(5)上端和上筒体(1)下端丝扣连接，连接筒(5)下端和螺旋筒(15)上端丝扣连接；螺旋筒(15)内腔设置有横截面为矩形的螺旋槽，螺旋槽上端收口处设置为斜坡，螺旋筒(15)下端和下接头(16)上端丝扣...

【专利技术属性】
技术研发人员：张梁，丁俊，周加伟，李镕成，马胜吉，赵勇，
申请(专利权)人：西南石油大学，
类型：发明
国别省市：四川,51