本申请涉及一种提高扭矩传递能力的解卡螺杆钻具，包括：钻具壳体，其体包括同轴连接的定子壳体和防掉壳体，定子壳体和防掉壳体均为空心管体结构；钻具轴杆，其包括位于定子壳体内的转子螺杆和位于防掉壳体内的防掉杆，以及与转子螺杆连接将转子螺杆的偏心转动转化为防掉杆在防掉壳体内同轴转动的上万向轴；防掉壳体与防掉杆之间圆周设有多个用于容纳卡止物的容纳空间，当需要解卡时所述容纳空间内填充有将钻具壳体的扭矩传递给钻具轴杆的卡止物。当需要解卡时，卡止物下落进入防掉壳体与防掉杆之间的多个容纳空间内，钻具壳体通过钢球带动钻具轴杆同步转动，将钻具壳体的扭矩传递给钻具轴杆，实现底部钻具可靠快速解卡。实现底部钻具可靠快速解卡。实现底部钻具可靠快速解卡。
【技术实现步骤摘要】
一种提高扭矩传递能力的解卡螺杆钻具
[0001]本申请涉及螺杆钻具
，特别涉及一种提高扭矩传递能力的解卡螺杆钻具。
技术介绍
[0002]在石油和天然气开采中，螺杆钻具是为钻头提供扭矩实现破岩的重要工具，工作时，钻井液泵入螺杆钻具定子壳体内，驱动与定子壳体偏心的转子旋转，转子带动与其连接的万向轴和传动轴旋转，驱动与螺杆钻具下端连接钻头旋转。很多时候，与螺杆钻具下端连接的钻井工具，除钻头以外，还有如MWD和旋转导向工具、近钻头测量仪等。
[0003]在钻进过程中，因井壁不稳定或钻遇复杂难钻硬岩，出现井壁垮塌或切削阻力过大，旋转导向工具或钻头被卡阻，螺杆钻具马达的输出扭矩无法驱动井底工具，也无法建立有效的循环通道。对没有螺杆钻具的常规钻具组合，钻头卡钻后，通常做法是提高地面转盘扭矩，地面转盘带动钻杆转动，当扭矩足够大时实现钻头解卡，但这种方法不适用于井底有螺杆钻具的钻具组合，因为常用的螺杆钻具结构无法将定子壳体扭矩传递给钻头。
[0004]在井底有螺杆钻具的情况下，常用的解卡方法还有震击和酸泡等，比如通过上提钻杆对卡阻部位产生一定拉应力，震击器产生一定冲击力传递给钻头，从而实现解卡。当解卡失败时，唯一的选择就是从安全接头处进行卸扣，将钻头、旋转导向工具、MWD和螺杆钻具等留在井底，然后进行打捞。打捞失败时，需要填井和侧钻。当出现这种情况后，除了部分钻具组合留在井底造成工具损失外，打捞、填井和开窗侧钻也额外增加了昂贵的钻井作业成本，尤其是昂贵的旋转导向工具。
[0005]为解决采用螺杆钻具钻井中的解卡问题，第一种现有专利技术是在传动轴或万向轴上设置解卡装置，如中国专利CN212201973U，这种解卡设计对传动轴和万向轴强度削弱较大，强度的削弱将影响传动轴和万向轴的使用寿命甚至断裂落井，产生新的风险。
[0006]第二种是采用丢钢球等卡止物，如中国专利CN212837577U，钢球落入偏心转子和壳体内孔形成的容纳空间，因转子和壳体中心线偏心配置，转子绕定子壳体偏心运动，钢球只能落入一部分容纳空间，钢球沿圆周方向不对称布置，起解卡作用的钢球数量少，可传递的解卡扭矩较小，同时在解卡过程中，转子上端承受较大侧向力和弯曲载荷，定子橡胶可能被损坏或产生形变，转子产生侧向位移，钢球下落导致解卡失败。现有专利技术不能较好满足卡钻严重情况下的解卡力或可靠性需求。
技术实现思路
[0007]本申请实施例提供一种提高扭矩传递能力的解卡螺杆钻具，以解决相关技术中转子绕定子壳体偏心运动，钢球只能落入一部分容纳空间，导致钢球沿圆周方向不对称布置，起解卡作用的钢球数量少，可传递的解卡扭矩较小，同时在解卡过程中，转子上端承受较大侧向力和弯曲载荷，转子产生侧向位移，钢球下落导致解卡失败的问题。
[0008]本申请实施例提供了一种提高扭矩传递能力的解卡螺杆钻具，包括：
[0009]钻具壳体，所述钻具壳体包括同轴连接的定子壳体和防掉壳体，所述定子壳体和防掉壳体均为空心管体结构；
[0010]钻具轴杆，所述钻具轴杆包括位于定子壳体内的转子螺杆和位于防掉壳体内的防掉杆，以及与转子螺杆连接将转子螺杆的偏心转动转化为防掉杆在防掉壳体内同轴转动的上万向轴；
[0011]所述防掉壳体与防掉杆之间圆周设有多个用于容纳卡止物的容纳空间，当需要解卡时所述容纳空间内填充有将钻具壳体的扭矩传递给钻具轴杆的卡止物。
[0012]在一些实施例中：所述上万向轴包括位于转子螺杆顶部的下万向接头，位于防掉杆底部的上万向接头，以及活动连接在下万向接头和上万向接头之间的万向轴连杆；
[0013]所述万向轴连杆的两端分别伸入所述下万向接头和所述上万向接头内且相互球面转动连接，并设有与下万向接头和上万向接头密封连接的密封胶套。
[0014]在一些实施例中：所述钻具壳体还包括丝扣连接在定子壳体和防掉壳体之间的上万向轴壳体，所述上万向轴位于上万向轴壳体内；
[0015]所述防掉杆靠近上万向轴的一端伸入所述上万向轴壳体内且与上万向轴壳体之间通过轴承转动连接。
[0016]在一些实施例中：所述轴承包括与上万向轴壳体同轴固定连接的轴承外圈，与防掉杆同轴固定连接的轴承内圈，所述轴承外圈和轴承内圈设有流通钻井液的过流通道。
[0017]在一些实施例中：所述容纳空间包括位于所述防掉壳体内壁的挡止槽，所述挡止槽沿所述防掉壳体的轴线方向延伸；以及
[0018]位于所述防掉杆侧壁上且与所述挡止槽配合的挡止面，所述挡止槽与所述挡止面形成所述容纳空间。
[0019]在一些实施例中：所述挡止槽沿所述防掉壳体的圆周方向均布设置有多个，所述挡止面沿所述防掉杆的侧壁圆周方向均布设置有多个，多个所述挡止槽与多个所述挡止面形成多个所述容纳空间。
[0020]在一些实施例中：所述卡止物为钢球，所述卡止物的直径大于所述挡止槽与挡止面之间的最小间隙，所述卡止物的直径小于所述挡止槽与挡止面之间的最大间隙。
[0021]在一些实施例中：所述转子螺杆内沿转子螺杆的轴线方向开设有流通泥浆的泥浆通道，所述转子螺杆的上端侧壁设有与泥浆通道连通的喷嘴，所述转子螺杆的下端侧壁设有与泥浆通道连通的旁通孔。
[0022]在一些实施例中：所述防掉杆的顶部设有防掉螺母和防掉垫片，所述防掉壳体内设有直径小于防掉螺母或防掉垫片外径的挡止孔，所述防掉杆位于所述挡止孔内。
[0023]在一些实施例中：所述钻具壳体还包括位于定子壳体底部的下万向轴壳体和传动轴壳体，所述钻具轴杆还包括位于下万向轴壳体内与转子螺杆连接的下万向轴，以及位于传动轴壳体内与下万向轴连接的传动轴。
[0024]本申请提供的技术方案带来的有益效果包括：
[0025]本申请实施例提供了一种提高扭矩传递能力的解卡螺杆钻具，由于本申请的解卡螺杆钻具设置了钻具壳体，该钻具壳体包括同轴连接的定子壳体和防掉壳体，定子壳体和防掉壳体均为空心管体结构；钻具轴杆，该钻具轴杆包括位于定子壳体内的转子螺杆和位于防掉壳体内的防掉杆，以及与转子螺杆连接将转子螺杆的偏心转动转化为防掉杆在防掉
壳体内同轴转动的上万向轴；防掉壳体与防掉杆之间圆周设有多个用于容纳卡止物的容纳空间，当需要解卡时容纳空间内填充有将钻具壳体的扭矩传递给钻具轴杆的卡止物。
[0026]因此，本申请的解卡螺杆钻具在正常工作时，转子螺杆通过上万向轴将转子螺杆的偏心转动转化为防掉杆在防掉壳体内同轴转动，使各容纳空间大小相同，且容纳空间内未投入卡止物。当需要解卡时，从地面向钻杆内投入一定数量的卡止物，卡止物下落进入防掉壳体与防掉杆之间的多个容纳空间内，钻具壳体通过钢球带动钻具轴杆同步转动，将钻具壳体的扭矩传递给钻具轴杆，实现底部钻具可靠快速解卡。一定数量的卡止物能够落入多个容纳空间内并沿防掉杆的周向对称布置，起解卡作用的卡止物数量多、卡止面大，能够传递比较大的转盘扭矩，解卡能力强、可靠性高，对马达橡胶损伤小，且解卡后的螺杆钻具可继续下井使用。
附图说明
[0027]为了更清楚本文档来自技高网...
【技术保护点】
【技术特征摘要】
1.一种提高扭矩传递能力的解卡螺杆钻具，其特征在于，包括：钻具壳体(100)，所述钻具壳体(100)包括同轴连接的定子壳体(110)和防掉壳体(120)，所述定子壳体(110)和防掉壳体(120)均为空心管体结构；钻具轴杆(200)，所述钻具轴杆(200)包括位于定子壳体(110)内的转子螺杆(210)和位于防掉壳体(120)内的防掉杆(220)，以及与转子螺杆(210)连接将转子螺杆(210)的偏心转动转化为防掉杆(220)在防掉壳体(120)内同轴转动的上万向轴(230)；所述防掉壳体(120)与防掉杆(220)之间圆周设有多个用于容纳卡止物(300)的容纳空间(121)，当需要解卡时所述容纳空间(121)内填充有将钻具壳体(100)的扭矩传递给钻具轴杆(200)的卡止物(300)。2.如权利要求1所述的一种提高扭矩传递能力的解卡螺杆钻具，其特征在于：所述上万向轴(230)包括位于转子螺杆(210)顶部的下万向接头(232)，位于防掉杆(220)底部的上万向接头(233)，以及活动连接在下万向接头(232)和上万向接头(233)之间的万向轴连杆(231)；所述万向轴连杆(231)的两端分别伸入所述下万向接头(232)和所述上万向接头(233)内且相互球面转动连接，并设有与下万向接头(232)和上万向接头(233)密封连接的密封胶套。3.如权利要求1或2所述的一种提高扭矩传递能力的解卡螺杆钻具，其特征在于：所述钻具壳体(100)还包括丝扣连接在定子壳体(110)和防掉壳体(120)之间的上万向轴壳体(130)，所述上万向轴(230)位于上万向轴壳体(130)内；所述防掉杆(220)靠近上万向轴(230)的一端伸入所述上万向轴壳体(130)内且与上万向轴壳体(130)之间通过轴承(160)转动连接。4.如权利要求3所述的一种提高扭矩传递能力的解卡螺杆钻具，其特征在于：所述轴承(160)包括与上万向轴壳体(130)同轴固定连接的轴承外圈(161)，与防掉杆(220)同轴固定连接的轴承内圈(162)，所述轴承外圈(161)和轴承内圈(162)之间设有流通钻井液的过流通道(163)。5.如权利要求1所述的一种提高扭矩传递...
【专利技术属性】
技术研发人员：关勤勤，屈华，吴孔波，周海，王佑林，刘丹丹，
申请(专利权)人：中石化石油机械股份有限公司，
类型：发明
国别省市：
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