一种水平扭向弹性缓冲及冲击破岩钻井工具制造技术

本发明专利技术提供了一种水平扭向弹性缓冲及冲击破岩钻井工具，主要由上接头、密封件、滚轴轴承、筒状弹性体，下接头组成。本发明专利技术的上接头上部连接钻铤，接受钻铤输入的动力，包括扭矩与动能；钻头在切削岩石过程中，通过筒状弹性体的水平扭向弹性缓冲切削岩石；并持续吸收动能，然后转换储存为弹性势能，最后弹性势能集中释放累积的全部能量形成冲击动能，瞬间释放的冲击动能传递给下接头，再由下接头输出到钻头，完成水平扭向弹性缓冲及冲击破岩钻井。本发明专利技术实现水平扭向弹性缓冲及冲击破岩钻井，不仅提高了钻井机械钻速，而且同时还达到保护钻头的切削齿，保护钻头并延长钻头使用寿命。本发明专利技术操作简单，钻井作业效率高，也保证钻井作业人员的安全。

A horizontal torsional elastic buffer and impact rock breaking drilling tool

【技术实现步骤摘要】
一种水平扭向弹性缓冲及冲击破岩钻井工具
本专利技术涉及油井、天然气井、地热井、页岩气井等油气田、矿井中钻井工程
，尤其是涉及一种水平扭向弹性缓冲及冲击破岩钻井提速技术与工具，依靠积聚弹性势能，一次性集中释放积聚后的弹性势能及由弹性势能释放后撞击、冲击产生的水平冲击力，实现水平扭向弹性缓冲及冲击破岩钻井提速。
技术介绍
钻井提速技术是提高钻井效率、降低钻井成本，获得更大的经济利益，实现效益最大化的重要手段之一。在油气田开发的过程中，钻井工程是一个投入高、风险大、技术密集的环节，投资占勘探开发的50％以上，实践表明：钻井速度提高一倍，总的钻井费用可以降低约25％。钻井提速技术可以较好地实现更经济环保、更清洁高效地开采地下油气。近几年来经济与时代的进步，环境保护意识增强，要求更经济环保、更清洁高效地开采地下油气已经成为亟待解决的难题，钻井提速技术不仅是目前主要新钻井技术发展方向，而且还是目前钻井科研的主要目标。
技术实现思路
本专利技术的目的在于提供一种新型水平扭向缓冲及冲击破岩钻井提速技术及工具，以解决现有技术中存在的钻井作业过程中的机械钻速效率低，无法大幅提高钻井速度的困境，在钻井过程中可重复、多次下井使用。本专利技术提供的一种水平扭向弹性缓冲及冲击破岩钻井工具，包括：上接头：所述结构上端为母扣，与钻铤或钻杆的公扣连接。套筒：在中间部分的外部，保护了筒状弹性体，连接着上接头与下接头。套筒的上端由台阶凸起与上接头的台阶凸起互相配合连接，可以互相旋转。套筒的上端内部，安装有密封件，防止杂质异物从外部落入筒状弹性体内。套筒的下端内部由丝扣与下接头连接。筒状弹性体：筒状弹性体的上端为柱状槽锁结构，上接头的下端也为匹配的柱状槽锁结构，两组柱状槽锁结构互相锲合锁定，转动连接，但不分离。筒状弹性体的下端为下斜坡台阶齿合结构，下接头的上端也为匹配的上斜坡台阶齿合结构，两组斜坡台阶齿合结构在旋转过程中，受外力的作用，当外力产生的扭矩小于筒状弹簧的额定扭矩值时，不发生互相分离。钻杆或钻铤输入的扭矩、动能，输入到上接头后，通过筒状弹性体，传递到下接头，再将水平扭向的扭矩、动能输出到钻头，完成一次水平扭向弹性缓冲切削岩石的作用。筒状弹性体：在钻井过程中，起到缓冲、延长钻头切削齿切削岩石的作用时间并消减水平扭向冲击力大小的作用。在遇到钻井粘滑现象时，筒状弹性体的筒状弹簧受外力的作用，当外力产生的扭矩超过筒状弹簧的最大额定扭矩值后，筒状弹性体的下斜坡台阶齿合结构与下接头的上斜坡台阶齿合结构在旋转过程中，两组斜坡台阶齿合结构上下滑动错位发生互相分离，然后左右扭转移动后，又上下复位，互相齿合撞击、冲击。每一次发生互相分离、又齿合撞击、冲击过程，筒状弹簧的反弹力都会产生一次瞬间水平冲击力，由于瞬间水平冲击的作用时间缩短，促使瞬间冲击力增大，产生极大的瞬间冲击力。冲击力、扭矩、动能通过下接头，输出到钻头，完成一次水平扭向弹性缓冲及钻杆或钻铤与筒状弹簧共同作用后的冲击破岩切削岩石的作用。滚轴轴承：所述结构，安装在上接头与下接头之间，在旋转运动过程中，起到减少滚动摩擦阻力的作用；同时，在旋转运动过程中承受轴向负荷，将垂直方向钻杆或钻铤的作用力，从上接头，通过滚轴轴承，传递到下接头，再将垂直方向的作用力输出到钻头。下接头：所述结构，包括：上部是中心轴，与滚轴轴承接触，下部是上斜坡台阶齿合结构，下端是与钻头连接的母扣，扭矩传递输出到钻头。相较于现有技术，本专利技术提供的一种水平扭向弹性缓冲及冲击破岩钻井工具，具有如下优点：1、本专利技术的上部母扣连接钻铤或钻杆的公扣，现场安装、操作简单的优点；与现有的上扣、卸扣设备完全匹配，互通使用。2、本专利技术的下部母扣连接钻头的公扣，现场安装、操作简单的优点；与现有的上扣、卸扣设备完全匹配，互通使用。3、本专利技术在钻井过程中，起到水平缓冲、延长钻头切削齿切削岩石的作用时间并消减水平扭向冲击力大小的作用。在遇到钻井粘滑现象时，筒状弹性体的筒状弹簧受外力的作用，当外力产生的扭矩超过筒状弹簧的最大额定扭矩值后，筒状弹性体的下斜坡台阶齿合结构与下接头的上斜坡台阶齿合结构在旋转过程中，两组斜坡台阶齿合结构上下滑动错位发生互相分离，然后左右扭转移动后，又上下复位，互相齿合撞击、冲击。每一次发生互相分离、又齿合撞击、冲击过程，筒状弹簧的反弹力都会产生一次瞬间水平冲击力，由于瞬间水平冲击的作用时间缩短，促使瞬间冲击力增大，产生极大的瞬间冲击力，冲击力、扭矩、动能通过下接头，输出到钻头，完成一次水平扭向弹性缓冲及冲击破岩共同作用后的切削岩石的作用。4、筒状弹性体的筒状弹簧，不仅提供了切削岩石过程中水平扭向切削力的弹性缓冲，而且还延长了切削力切削岩石的作用时间。有效吸收了切削岩石时产生的无序颤动、震动、涡动，有利于保护钻头的切削齿，保护钻头并延长钻头使用寿命。附图说明为了更清楚地说明本专利技术具体实施方式或现有技术中的技术方案，下面将对具体实施方式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，下面描述中的附图是本专利技术的一些实施方式，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，还可以根据这些附图获得其他的附图。图1为本专利技术的结构示意图；图2为本专利技术筒状弹性体的结构剖视图；图3为本专利技术下接头的上斜坡台阶齿合结构的结构剖视图；附图标记：具体实施方式下面将结合附图对本专利技术的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例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。在本专利技术的描述中，需要说明的是，术语“中心”、“上”、“下”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本专利技术和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本专利技术的限制。此外，术语“第一”、“第二”、“第三”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。在本专利技术的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是2个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本专利技术中的具体含义。一种水平扭向弹性缓冲及冲击破岩钻井工具，其特征在于：如图1所示，本实施例提供的一种水平扭向弹性缓冲及冲击破岩钻井工具，包括：1、上接头1，母扣2连接钻铤或钻杆的公扣，现场安装、操作简单；与现有的上扣、卸扣设备完全匹配，互通使用，上扣扭矩上到行业标准的最优扭矩值。所述上接头1的上部外圆设置有密封段，密封件3与上接头1密封；上接头1的下部设有本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种水平扭向弹性缓冲及冲击破岩钻井工具，其特征在于，包括：本专利技术目的在于提供一种新型水平扭向弹性缓冲及冲击破岩钻井提速技术的方法，及一种新型水平扭向弹性缓冲及冲击破岩钻井提速的工具。/n

【技术特征摘要】
1.一种水平扭向弹性缓冲及冲击破岩钻井工具，其特征在于，包括：本发明目的在于提供一种新型水平扭向弹性缓冲及冲击破岩钻井提速技术的方法，及一种新型水平扭向弹性缓冲及冲击破岩钻井提速的工具。


2.一种水平扭向弹性缓冲及冲击破岩钻井工具，其特征在于，包括：上部和下部有丝扣，分别与现有标准的同尺寸的钻杆或钻铤丝扣一致。内径与现有标准的同尺寸的类似工具一致，无节流位置，不产生节流，不产生流体压降，不加大流体的流动摩阻，也不产生紊流。


3.一种水平扭向弹性缓冲及冲击破岩钻井工具，其特征在于，钻杆或钻铤输入的扭矩、动能，输入到上接头后，通过筒状弹性体，传递到下接头，再将水平扭向弹性缓冲及冲击力、扭矩、动能输出到钻头。


4.一种水平扭向弹性缓冲及冲击破岩钻井工具，其特征在于，筒状弹簧，不仅提供了切削岩石过程中水平扭向切削力的水平扭向弹性缓冲，延长了切削力切削岩石的作用时间，还有效吸收了切削岩石时产生的无序颤动、震动、涡动，有利于保护钻头的切削齿，延长钻头寿命。


5.一种水平扭向弹性缓冲及冲击破岩钻井工具，其特征在于，筒状弹性体外观结构为类鸟笼状，上端柱状槽锁结构，中间由多束垂直弹簧组成的筒状弹簧，下端为下斜坡台阶齿合结构。


6.一种水平扭向弹性缓冲及冲击破岩钻井工具，其特征在于，筒状弹性体的筒状弹簧持续受到钻杆或钻铤输入的外力作用，反弹力...

【专利技术属性】
技术研发人员：陈玥丹，
申请(专利权)人：陈玥丹，
类型：发明
国别省市：北京;11