一种耐高温全金属滚珠式活塞井下钻具制造技术

本申请涉及一种耐高温全金属滚珠式活塞井下钻具，包括上接头、外筒和轴承节，其中外筒体内包含钻具动力部件，主要由配流套件、定子活塞组件、多套滚珠和带螺旋槽的转子组成。定子活塞组件由上下带导向活塞配合组成，活塞组件既有非常好的密封特性，又有成熟的加工工艺，极大减小了钻具因泄漏而导致钻井液动能的损失，增大钻具扭矩输出；同时，钻井液在活塞内轮换交替，具有润滑和降温的优点，降低了钻具磨损和动能损耗，提高了使用寿命；配流套件采用两组配流阀，其通过和转子旋转配合打开和关闭阀门，钻具上下各一组，使得相对压力相互抵消，改善了钻具受力情况；多套滚珠将定子活塞轴向运动转换成转子旋转运动，具有周向滚动运动摩擦阻力小优点，提高钻具输出效率。整体钻具又全部采用全金属材料加工，使得井下钻具具有耐高温的特性。从而，为了解决了传统井下钻具不耐高温、易泄漏、低扭矩和使用周期短的问题，本申请创造性提出一种耐高温全金属滚珠式活塞井下钻具。活塞井下钻具。

【技术实现步骤摘要】
一种耐高温全金属滚珠式活塞井下钻具


[0001]本申请涉及井下钻具，尤其涉及一种耐高温全金属滚珠式活塞井下钻具。

技术介绍

[0002]地球深、超深井和高温地热等深层钻井领域钻探采用井底动力钻具驱动钻进，主要有螺杆钻具和涡轮钻具两种基本类型。传统橡胶螺杆钻具温度超过180℃，钻具便会快速失效；全金属螺杆钻具由于定转子间隙配合，泄漏大扭矩小，无法达到工作要求；而涡轮钻具属于冲击式马达，非容积式马达，扭矩小达不到钻进要求，无法正常工作。因此，本申请结合活塞高精度密封效果，通过滚珠滚动将活塞直线运动转换曲线旋转运动，滚珠既有滚动摩擦力小，又有沿螺旋凹槽转动灵活的特点，从而该钻具有泄漏小、启动力矩小、输出扭矩大和效率高的特点，满足深、超深井钻进需求。
[0003]针对上述中的相关技术，传统的井下钻具在进行井下钻进时，存在高温失效和效率低的不足。

技术实现思路

[0004]为了能够在深、超深井和高温地热等地层进行有效钻进，本专利技术提供一种耐高温全金属滚珠式活塞井下钻具。
[0005]本申请提供一种耐高温全金属滚珠式活塞井本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种耐高温全金属滚珠式活塞井下钻具，其特征在于，包括外管1、接头4、轴承节5和主轴6，接头4螺纹连接于外管1的一端，轴承节5螺纹连接于外管1的另一端，主轴6与轴承节5另一端连接，组合成整个钻具。外管内装配有：2转子；201、挡圈；202、配流阀；203、滚珠；204、螺旋凹槽低；205、螺旋凹槽曲线边缘；206、转子进出口；207、转子扶正；208、转子六方输出轴；在本实施例中，配流机构202与转子2组合成单向双通阀门，当转过一定角度时，阀门打开，活塞3与钻井液连通，推动活塞3作轴向运动，使得滚珠203沿转子2螺旋凹槽曲线边缘205滚动，并通过转子2上正弦曲线转换成旋转运动，输出扭矩。2.根据权利要求1所述的耐高温全金属滚珠式活塞井下钻具，其特征在于：配流机构202为四个单向阀，与转子2配合，实现单向开闭进出高压钻井液的阀门，每两个配流阀202组合成一个组件，组件之间错开90
°
，实现活塞3上下受力均匀，即浮动在转子上，改善了钻轴向受力情况。3.根据权利要求2所述的耐高温全金属滚珠式活塞井下钻具，其特征在于：高压钻井液经配流阀202孔进入活塞上端301处，推动活塞沿轴向304运动，完成半圈旋转90
°
；此时上配流阀202关闭，下配流阀打开，活塞下端305向上运动，排出上端活塞301处内腔的钻井液，完成钻具一周旋转。4.根据权利要求3所述的耐高温全金属滚珠式活塞井下钻具，其特征在于：钻具转子2与滚珠203...

【专利技术属性】
技术研发人员：路家兴，王瑜，
申请(专利权)人：中国地质大学北京，
类型：发明
国别省市：