一种侧钻井井下动力钻具制造技术

本实用新型专利技术公开了一种侧钻井井下动力钻具，螺杆钻具的万向轴总成包括连杆和两端的活绞，下端活绞与水帽连为一体，连杆两端分别插接在活绞沉孔中，连杆两端外周分别设有外鼓形齿，外鼓形齿与活绞沉孔内周壁的内鼓形齿啮合，连杆两端中心分别通过承力球抵靠在球座中心；连杆的两端台肩分别抵靠有内角轴承，内角轴承的外球面支撑在外角轴承上，外角轴承的内端头抵靠在活绞的内台阶上；外角轴承的底部支撑在支撑圈上，支撑圈的外侧底部支撑在锁紧套上，锁紧套的上端外周旋接在活绞的内壁；支撑圈中心的锥形套外周嵌套有弹性密封套，弹性密封套的下端夹持在连杆外周。该钻具的单趟钻使用时间长，钻进速度快，可减少起下钻次数，缩短钻井周期。钻井周期。钻井周期。

【技术实现步骤摘要】
一种侧钻井井下动力钻具


[0001]本技术涉及一种侧钻井井下钻具，尤其涉及一种侧钻井井下动力钻具，属于侧钻井工具


技术介绍

[0002]油田生产后期，由于套管损坏等因素造成原井无法开采，打加密井或更新井开采会使采油成本大幅上升，很多情况下还涉及征地等费用及审批。在原井套管中下小套管（又称尾管），或者在原井套管中开窗侧钻新孔，然后下小套管，可以利用原有的地面设施，降低施工成本，挖掘井间剩余油，让报废井重获新生，投资少、见效快、经济效益显著。世界各国都非常重视该技术的研究应用，已成为许多油田勘探开发中重新认识老油田、使老油田增储上产和提高最终采收率的重要手段，显示出了广阔的发展前景及推广应用价值。因此，开展侧钻工艺技术研究，使侧钻施工提速提效，早日投产见效，显得十分必要。
[0003]油田侧钻工艺主要有套管开窗、MWD定向、复合钻进，以及后期的电测、下套管固井等工艺。其中，传统上开窗成功后下GYD517单牙轮钻头+∮95mm单弯螺杆钻具的组合进行钻进，由于单牙轮钻头和螺杆钻具的安全使用寿命有限，一般100小时左右就需要起钻更换钻头和螺杆，生产效率和效益均收到限制。
[0004]井下钻具是否需要起钻，取决于使用寿命最短的工具。分析如下：单牙轮钻头的安全用时间为100小时，单弯螺杆钻具的有效使用时间为120小时，其中最影响使用寿命的是万向轴总成，个别工具的使用寿命短，即使其它工具的使用寿命明显更长，也必须起钻，其起钻后通常同步进行更换，增加了起下钻次数，影响了施工时效。

技术实现思路

[0005]本技术的目的在于，克服现有技术中存在的问题，提供一种侧钻井井下动力钻具，单趟钻使用时间长，钻进速度快，可减少起下钻次数，缩短钻井周期。
[0006]为解决以上技术问题，本技术的一种侧钻井井下动力钻具，包括螺杆钻具，所述螺杆钻具自上而下依次包括旁通阀、防掉总成、马达、万向轴总成和传动轴总成，所述万向轴总成包括连杆和分别连接在连杆两端的活绞，上端活绞的上端头设有锥形公扣，下端活绞与水帽连为一体，所述连杆的两端分别插接在活绞的沉孔中，所述连杆的两端外周分别设有外鼓形齿，所述外鼓形齿与活绞沉孔内周壁的内鼓形齿相啮合，所述连杆的两端头中心分别嵌有承力球，所述承力球分别抵靠在球座中心，所述球座分别固定在活绞的底壁中心；所述连杆的两端台肩分别抵靠有内角轴承，所述内角轴承的外球面支撑在外角轴承的内球面上，外角轴承的内端头抵靠在活绞的内台阶上；所述外角轴承的底部支撑在支撑圈上，所述支撑圈的外侧底部支撑在锁紧套的上端内台阶上，所述锁紧套的上端外周旋接在活绞的内壁，所述锁紧套的外台阶抵靠在活绞的端口底部；所述支撑圈的中心设有向外延伸的支撑圈锥形套，所述支撑圈锥形套的外周嵌套有弹性密封套，所述弹性密封套的下端夹持在连杆的外周。
[0007]作为本技术的改进，所述活绞的侧壁设有径向注油孔，所述径向注油孔的内端口与承力球所在的空间相通，所述径向注油孔的外端口旋接有密封螺塞。
[0008]作为本技术的进一步改进，沿球座的轴线设有贯通的油孔。
[0009]作为本技术的进一步改进，所述水帽的圆周上设有多个水帽径向孔与中心孔道相通。
[0010]作为本技术的进一步改进，所述万向轴总成外周的壳体为可调弯壳体，所述可调弯壳体包括调弯上壳体、双公弯接头、滑动锁套和调弯下壳体，所述调弯上壳体上端的公螺纹与螺杆钻具的马达壳体相连，所述双公弯接头两端的螺纹轴线有1.5
°
夹角，双公弯接头的上端旋接在调弯上壳体的下端母螺纹中，滑动锁套套装在双公弯接头的中段外周且通过平键径向定位，双公弯接头的下端旋接在调弯下壳体的上端母螺纹中，调弯下壳体上下两端的母螺纹轴线也有1.5
°
夹角，调弯下壳体的下端与传动轴总成的上端相连。
[0011]作为本技术的进一步改进，所述PDC钻头包括相互嵌合的钻头上体和钻头下体，所述钻头上体的上端设有锥形公螺纹，所述钻头下体的下部设有刀翼，刀翼上分布有多个复合片切削齿，相邻刀翼之间设有喷孔，各喷孔的内端头分别与分流区相通，各喷孔中分别安装有自振空化喷嘴，所述钻头上体和钻头下体的中心孔共轴线且相贯通；所述钻头下体的上部设有钻头下体凸台，所述钻头下体凸台嵌于所述钻头上体的沉孔中；所述钻头上体中心孔中嵌有脉冲发生器，所述脉冲发生器的中段设有脉冲发生器外凸台；所述脉冲发生器外凸台的上部台肩抵靠在所述钻头上体中心孔的内台阶下方，所述脉冲发生器外凸台的下部台肩抵靠在所述钻头下体凸台的顶部，所述脉冲发生器的下部插入于所述钻头下体中心孔中。
[0012]作为本技术的进一步改进，沿所述脉冲发生器的轴线设有脉冲振荡腔，所述脉冲振荡腔自上而下依次设有谐振腔进水孔、谐振腔扰动区、谐振腔碰撞区和谐振腔分离区，谐振腔进水孔的上端设有上大下小的喇叭口，谐振腔扰动区的内径大于谐振腔进水孔的孔径，谐振腔碰撞区的上端与谐振腔扰动区等直径贯通，谐振腔分离区的孔径小于谐振腔碰撞区的孔径，且谐振腔分离区的上端呈圆锥状突出于谐振腔碰撞区的下端空腔中，谐振腔分离区的下端设有谐振腔出水口与所述分流区的中心相通。
[0013]作为本技术的进一步改进，所述PDC钻头为三刀翼四喷嘴结构。
[0014]相对于现有技术，本技术取得了以下有益效果：1、万向轴总成可传递较大的扭矩，承载径向载荷和轴向载荷的能力均很强，且自调心功能优越，润滑良好，工作状态平稳，不易发生损坏或故障，使用寿命长。
[0015]2、采用PDC钻头取代单牙轮钻头，脉冲发生器单独加工，可以根据钻头尺寸和水力参数设计，在反复验算基础上确定脉冲振荡腔的关键结构与尺寸，确保脉冲的激励效果最佳，幅值最大；提高脉冲振荡腔结构尺寸与钻井水力参数的配伍性，试验成本比较小，易于对脉冲振荡腔进行优化。且加工时易于精确控制脉冲振荡腔的尺寸与结构，需要改变脉冲振荡腔的尺寸时，只需要在钻头上体与钻头下体装配前更换脉冲发生器，不需要整体更换钻头上体与钻头下体，降低生产成本。
[0016]3、采用三刀翼四喷嘴PDC钻头，在钻进防泥包、定向稳工具面和增强对地层攻击性具有优异的性能，提高机械钻速效果明显；
[0017]4、将单趟钻使用时间由100小时提高至大于250小时，减少起下钻次数，缩短钻井
周期。
附图说明
[0018]下面结合附图和具体实施方式对本技术作进一步详细的说明，附图仅提供参考与说明用，非用以限制本技术。
[0019]图1为本技术中螺杆钻具的结构示意图；
[0020]图2为螺杆钻具中万向轴总成某实施例的主视图；
[0021]图3为图2上部的放大图；
[0022]图4为螺杆钻具中可调弯壳体某实施例的剖视图；
[0023]图5为本技术中PDC钻头的剖视图。
[0024]图中：1.旁通阀；2.防掉总成；3.马达；4.可调弯壳体；4a.调弯上壳体；4b.双公弯接头；4c.调弯下壳体；4d.滑动锁套；5.本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种侧钻井井下动力钻具，包括螺杆钻具，所述螺杆钻具自上而下依次包括旁通阀、防掉总成、马达、万向轴总成和传动轴总成，其特征在于：所述万向轴总成包括连杆和分别连接在连杆两端的活绞，上端活绞的上端头设有锥形公扣，下端活绞与水帽连为一体，所述连杆的两端分别插接在活绞的沉孔中，所述连杆的两端外周分别设有外鼓形齿，所述外鼓形齿与活绞沉孔内周壁的内鼓形齿相啮合，所述连杆的两端头中心分别嵌有承力球，所述承力球分别抵靠在球座中心，所述球座分别固定在活绞的底壁中心；所述连杆的两端台肩分别抵靠有内角轴承，所述内角轴承的外球面支撑在外角轴承的内球面上，外角轴承的内端头抵靠在活绞的内台阶上；所述外角轴承的底部支撑在支撑圈上，所述支撑圈的外侧底部支撑在锁紧套的上端内台阶上，所述锁紧套的上端外周旋接在活绞的内壁，所述锁紧套的外台阶抵靠在活绞的端口底部；所述支撑圈的中心设有向外延伸的支撑圈锥形套，所述支撑圈锥形套的外周嵌套有弹性密封套，所述弹性密封套的下端夹持在连杆的外周。2.根据权利要求1所述的侧钻井井下动力钻具，其特征在于：所述活绞的侧壁设有径向注油孔，所述径向注油孔的内端口与承力球所在的空间相通，所述径向注油孔的外端口旋接有密封螺塞。3.根据权利要求2所述的侧钻井井下动力钻具，其特征在于：沿球座的轴线设有贯通的油孔。4.根据权利要求1所述的侧钻井井下动力钻具，其特征在于：所述水帽的圆周上设有多个水帽径向孔与中心孔道相通。5.根据权利要求1所述的侧钻井井下动力钻具，其特征在于：所述万向轴总成外周的壳体为可调弯壳体，所述可调弯壳体包括调弯上壳体、双公弯接头、滑动锁套和调弯下壳体，所述调弯上壳体上端的公螺纹与螺杆钻具的马达壳体相连，所述双公弯接头两端的螺纹轴线有1.5
°
夹角，双公弯接头的上端旋接在调...

【专利技术属性】
技术研发人员：汪云鹤，蔡多卓，姚娟，侯秀静，侯冰洁，朱磊，
申请(专利权)人：江苏油田矿业开发有限公司，
类型：新型
国别省市：