本实用新型专利技术提供了一种具有旋转破碎装置的钻井工具短节，属于石油天然气钻探技术领域，包括短节本体、旋转破碎装置、驱动装置、传动导筒、齿条及弹簧。其中，短节本体一端设有公锥螺纹，另一端设有母锥螺纹，在其周向和/或轴向设有安装孔，并在内部周向对称位置处还设有导向槽。旋转破碎装置由旋转体、轴套、轴颈和齿轮轴、锥形齿等组成。液驱装置可在钻井液作用下转动。传动导筒可在短节本体中作往复运动。齿条与齿轮轴啮合。钻具短节既可以用在近钻头端，也可连续或间断用在钻柱的任意位置。可有效对岩屑块进行破碎，避免井下卡钻事故，同时可达到钻具扶正以及防托压作用，提高钻井效率，降低钻井成本。降低钻井成本。降低钻井成本。
【技术实现步骤摘要】
具有旋转破碎装置的钻井工具短节
[0001]本技术涉及石油天然气钻探
，具体而言，涉及一种具有旋转破碎装置的钻井工具短节。
技术介绍
[0002]目前用于形成井眼的主要破岩工具有牙轮钻头、PDC钻头以及复合钻头等。由于PDC钻头钻进破岩效率较高、相同周期内进尺较多、可靠性及井眼质量较好等优点，目前在石油钻井工程中，PDC钻头被广泛应用于石油天然气钻井作业中。但是尽管如此，由于地层结构、钻井复杂性、岩石受力不平衡性、钻柱偏移等因素，钻井面临着岩屑堆积、井壁掉块塌陷、钻具托压、钻井脱靶等技术难题，特别是岩屑块堆积导致卡钻现象更是成为出现井下事故的重要原因之一。如何有效解决卡钻问题一直以来备受关注，其直接关系钻井效率、钻井技术的提升和发展，而钻井托压也同样无可避免地引起钻柱加不上钻压、钻头无进尺等问题，严重影响钻井效率，提高了钻井成本。
技术实现思路
[0003]为了弥补以上不足，本技术提供了一种具有旋转破碎装置的钻井工具短节，旨在改善目前在石油钻井过程中，岩屑块堆积对石油钻井效率的影响，导致钻井成本提高，钻井效率降低等问题，同时对钻进过程中解决钻柱托压、钻柱偏移等问题也有一定作用。
[0004]本技术是这样实现的：本技术提供的一种具有旋转破碎装置的钻井工具短节，包括短节本体、旋转破碎装置、驱动装置和传动导筒。
[0005]所述短节本体一端设有公锥螺纹，另一端设有母锥螺纹，在所述短节本体内靠近母锥螺纹处开设有至少一个导向槽，所述短节本体上周向和/或轴向开设有至少一个第一安装孔贯穿至内表面，在靠近所述公锥螺纹处内表面设置有第一密封圈槽，在所述第一密封圈槽上部沿所述母锥螺纹方向上设置有放置台阶用于放置弹簧。
[0006]所述旋转破碎装置一端为第一旋转体，所述第一旋转体为牙轮形状，其上布置有锥形齿，所述旋转破碎装置另一端为轴颈，所述轴颈远离所述第一旋转体末端设有齿轮轴，所述旋转破碎装置还配套设有轴套，所述轴套与所述轴颈通过轴承副连接，所述轴套上开设有第一滚珠孔，所述旋转破碎装置通过轴套插接入所述第一安装孔内过盈连接。
[0007]所述驱动装置包括转轴筒、螺旋叶片及阻液盘，所述转轴筒一端设置有第一滚珠环槽，所述第一滚珠环槽内径向开设有第二滚珠孔，所述阻液盘设置在所述第一滚珠环槽上部，所述阻液盘上开设有一个放液孔，在所述转轴筒剩余部分设有螺旋叶片，所述螺旋叶片沿所述转轴筒轴向呈螺旋状攀升，所述螺旋叶片与所述转轴筒焊接连接或铆接连接，所述阻液盘与所述转轴筒过盈配合连接或焊接连接。
[0008]所述传动导筒设有第一圆周平台及第二圆周平台，所述第二圆周平台上开设有导向块槽、齿条插接孔、过液孔、第二安装孔、第二密封圈槽和第二滚珠环槽，所述导向块槽用于安装导向块，所述导向块另一端与所述导向槽间隙配合并能在所述导向槽内自由滑动，
并通过阻止块防止传动导筒安装好后脱落，所述齿条插接孔内插接有齿条，所述齿条与所述齿轮轴啮合，所述第二安装孔用于安装驱动装置的转轴筒，通过第一滚珠环槽与所述第二滚珠环槽的配合用以安装滚珠形成轴承副连接，在流体力驱动下可保证所述驱动装置自由转动，所述第一圆周平台与所述放置台阶用以定位弹簧。
[0009]在本技术的一种实施例中，所述钻井工具短节最大周向直径应小于井眼直径。
[0010]在本技术的一种实施例中，所述短节本体轴向至少开设有一个流道。
[0011]在本技术的一种实施例中，所述短节本体两端均设置母锥螺纹。
[0012]在本技术的一种实施例中，所述旋转破碎装置的第一旋转体、轴颈和齿轮轴三者可一体设计或两两一体设计并与另一部件通过螺纹连接或焊接或通过孔轴过盈配合形成一体，或三者均通过螺纹连接或焊接或通过孔轴过盈配合形成一体。
[0013]在本技术的一种实施例中，所述第一旋转体形状可以是牙轮形、蘑菇形、圆柱形或圆锥形；所述第一旋转体上可布置有锥形齿、PDC齿或其他钻井常用的各类齿型。
[0014]在本技术的一种实施例中，所述驱动装置的螺旋叶片在投影平面内的圆周直径应小于所述传动导筒的孔径。
[0015]在本技术的一种实施例中，所述齿条与所述齿轮轴能完全啮合，所述齿条与所述齿轮轴的齿形应同为直齿或斜齿。
[0016]在本技术的一种实施例中，钻井工具短节I可以单个或多个组合使用在整个钻柱的任意位置，也可直接与钻头连接用在靠近井底处，其主要用在斜井段和/或水平井端。
[0017]本技术实施例另提供一种具有旋转破碎装置的钻井工具短节的使用方法，其利用上述的具有旋转破碎装置的钻井工具短节进行，包括以下步骤：
[0018]步骤一：首先，将齿条插接安装在传动导筒第二圆周平台上的齿条插接孔中，并保证齿条安装可靠属过盈装配，再将导向块胀紧安装在导向块槽中，最后将驱动装置置于传动导筒第二圆周平台上的第二安装孔中适当位置，确保第一滚珠环槽和第二滚珠环槽处于相同位置后，然后通过专有工具将构成轴承副的滚珠从第二滚珠孔放入滚珠环槽中，至此传动导筒与驱动装置安装完成；
[0019]步骤二：然后将旋转破碎装置安装入第一安装孔中，安装过程中应注意轴套与短节本体上第一安装孔过盈装配，同时注意旋转安装的旋转破碎装置，确保其可以自由转动；
[0020]步骤三：将步骤一中组合安装好的传动导筒和驱动装置及步骤二中安装有的旋转破碎装置的短节本体进行装配，具体而言，首先将密封圈等放置在各密封圈槽内，其次将步骤一中的组装件通过导向块定位准确后并在传动导筒第一圆周平台下端套接弹簧后通过导向槽将其安装置于短节本体内，并来回拉动驱动装置调整使齿条与齿轮轴啮合并能传动，以观察到旋转破碎装置自由转动为标准，最后将阻止块胀紧安装在导向槽内即完成钻井工具短节I安装；
[0021]步骤四：钻井工具短节I可以单个或多个组合使用在整个钻柱的任意位置，多个组合利用钻柱连接，也可直接与钻头连接，用在靠近井底处，其主要用在斜井段和/或水平井端，在使用中有驱动装置一段应位于整个钻柱的上部，即远离井底的一端，不能颠倒使用。
[0022]本技术的有益效果是：
[0023]1、旋转破碎装置周期往复性运动，在旋转体上的锥形齿、PDC齿等对岩屑块进行二次往复破碎，有助于减小钻具卡钻风险；
[0024]2、阻液盘周期性阻挡过液孔，第二圆周平台两端周期性产生压力差，使钻井液对下部钻具产生周期性冲击力，对下部钻具产生轴向冲击，加之弹簧压缩后对短节的弹簧推力，产生周期性的轴向震动，有助于推动下部钻具脱离粘滞力束缚，减小钻具托压现象；
[0025]3、由于设有旋转破碎装置，当多个组合使用本技术的钻井工具短节时，其旋转破碎装置还可以达到对钻柱扶正作用，当与钻头组合使用时还可以达到分散保径作用。
附图说明
[0026]为了更清楚地说明本技术实施方式的技术方案，下面将对实施方式中所需要使用的附图作简单地介绍，应当理解，以下附图仅示出了本技术的某些实施例，因此不应被看作本文档来自技高网...
【技术保护点】
【技术特征摘要】
1.一种具有旋转破碎装置的钻井工具短节，其特征在于，包括短节本体(100)，所述短节本体(100)一端设有公锥螺纹(110)，另一端设有母锥螺纹(120)，在所述短节本体(100)内靠近母锥螺纹(120)处开设有至少一个导向槽(130)，所述短节本体(100)上周向和/或轴向开设有至少一个第一安装孔(140)贯穿至内表面，在靠近所述公锥螺纹(110)处内表面设置有第一密封圈槽(150)，在所述第一密封圈槽(150)上部沿所述母锥螺纹(120)方向上设置有放置台阶(160)用于放置弹簧(500)；旋转破碎装置(200)，所述旋转破碎装置(200)一端为第一旋转体(210)，所述第一旋转体(210)为牙轮形状，其上布置有锥形齿(211)，所述旋转破碎装置(200)另一端为轴颈(220)，所述轴颈(220)远离所述第一旋转体(210)末端设有齿轮轴(221)，所述旋转破碎装置(200)还配套设有轴套(230)，所述轴套(230)与所述轴颈(220)通过轴承副连接，所述轴套(230)上开设有第一滚珠孔(231)，所述旋转破碎装置(200)通过轴套(230)插接入所述第一安装孔(140)内过盈连接；驱动装置(300)，所述驱动装置(300)包括转轴筒(310)、螺旋叶片(320)及阻液盘(330)，所述转轴筒(310)一端设置有第一滚珠环槽(311)，所述第一滚珠环槽(311)内径向开设有第二滚珠孔(3110)，所述阻液盘(330)设置在所述第一滚珠环槽(311)上部，所述阻液盘(330)上开设有一个放液孔(331)，在所述转轴筒(310)剩余部分设有螺旋叶片(320)，所述螺旋叶片(320)沿所述转轴筒(310)轴向呈螺旋状攀升，所述螺旋叶片(320)与所述转轴筒(310)焊接连接或铆接连接，所述阻液盘(330)与所述转轴筒(310)过盈配合连接或焊接连接；传动导筒(400)，所述传动导筒(400)设有第一圆周平台(410)及第二圆周平台(420)，所述第二圆周平台(420)上开设有导向块槽(421)、齿条插接孔(422)、过液孔(423)、第二安装孔(424)、第二密封圈槽(425)和第二滚珠环槽(426)，所述导向块槽(421)用于安装导向块(800)，所述导向块(800)另一端与所述导向槽(130)间隙配合并...
【专利技术属性】
技术研发人员：李维均，夏宝林，陈德航，聂采高，
申请(专利权)人：四川职业技术学院，
类型：新型
国别省市：
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