本申请涉及一种具有恒定脉冲力的振荡螺杆钻具，属于石油开采用螺杆钻具技术领域。包括：钻具本体，其包括壳体和轴杆，壳体为空心管状结构，轴杆位于壳体内且绕壳体的轴线做偏心转动；脉冲组件，其包括固定在壳体内的静阀、转动于壳体内的动阀，以及与轴杆连接驱动所述动阀在壳体内同轴转动，并保持动阀与静阀轴向间距恒定的传动杆；静阀上设有静阀流道，动阀上设有动阀流道，动阀相对于静阀转动，以周期性改变所述静阀流道和动阀流道之间的过流面积。本申请的脉冲组件产生的轴向脉冲推力全部传递给壳体，改善了螺杆钻具轴杆等杆类零件的载荷，延长了振荡螺杆钻具轴杆和轴承系统使用寿命，提高了振荡螺杆钻具整机效率。提高了振荡螺杆钻具整机效率。提高了振荡螺杆钻具整机效率。
【技术实现步骤摘要】
一种具有恒定脉冲力的振荡螺杆钻具
[0001]本申请涉及石油开采用螺杆钻具
，特别涉及一种具有恒定脉冲力的振荡螺杆钻具。
技术介绍
[0002]螺杆钻具是一种以钻井液为动力，把液体压力能转为机械能的容积式井下动力钻具。当泥浆泵泵出的泥浆流经旁通阀进入马达，在马达的进、出口形成一定的压力差，推动转子绕定子的轴线旋转，并将转速和扭矩通过万向轴和传动轴传递给钻头，从而实现钻井作业。
[0003]在石油开采领域中，大斜度井、大位移井、水平井和复杂井眼在定向作业时，由于钻柱受到井壁摩擦阻力的作用，无法向钻头施加准确的钻压，严重影响钻进效率。因此减小钻柱摩擦阻力，有效送进钻柱向钻头准确施加钻压是解决复杂井钻井技术的一个重要问题。
[0004]振荡器螺杆钻具是减小螺杆钻具摩擦阻力、有效传递钻压的有效工具，该工具通过脉冲压力产生的周期性的轴向振动，有效减小钻井过程中钻柱与井壁的摩擦阻力，提高钻井破岩效率。目前常见的振荡螺杆钻具，动阀与转子连接，转子驱动动阀绕螺杆钻具壳体做偏心旋转，偏心运动使得动、静阀片之间的过流面积周期性改变，实现水力脉冲振荡。
[0005]对于接触式动、静阀，在静阀装置中设计有弹簧，通过弹簧保证静阀片与动阀片配合面始终保持接触，导致动静阀之间摩擦力大，使用寿命短，螺杆钻具轴杆受到很大的轴向力、旋转摩擦阻力和弯矩，增加了螺杆钻具轴杆、轴承系统的载荷应力，降低了螺杆钻具整机效率。同时因静阀产生的轴向力作用在动阀及其所在的轴杆上，脉冲装置产生的振荡力只有部分作用于螺杆钻具壳体上，降低了螺杆钻具减磨降阻效果。
[0006]对于端面非接触式的动、静阀工作时，当位于螺杆钻具传动系统的串轴承、万向轴的支撑球运动副磨损，螺杆钻具转子等轴杆类零件产生轴向位移，钻井液通过动静阀的最大、最小过流面积发生改变，脉冲压力偏离设计值，影响了螺杆钻具长时间工作的振荡效果，甚至导致不必要的起下钻。
技术实现思路
[0007]本申请实施例提供一种具有恒定脉冲力的振荡螺杆钻具，以解决相关技术中作用于螺杆钻具壳体的脉冲压力不稳定，降低了螺杆钻具减磨降阻效果的问题。
[0008]本申请实施例提供了一种具有恒定脉冲力的振荡螺杆钻具，包括：
[0009]钻具本体，所述钻具本体包括壳体和轴杆，所述壳体为空心管状结构，所述轴杆位于壳体内且绕所述壳体的轴线做偏心转动；
[0010]脉冲组件，所述脉冲组件包括固定在壳体内的静阀、转动于壳体内的动阀，以及与轴杆连接驱动所述动阀在壳体内同轴转动，并保持动阀与静阀轴向间距恒定的传动杆；
[0011]所述静阀上设有静阀流道，所述动阀上设有动阀流道，所述动阀相对于静阀转动，
以周期性改变所述静阀流道和动阀流道之间的过流面积。
[0012]在一些实施例中：所述动阀靠近传动杆的一端设有内啮合的内齿圈，所述传动杆靠近动阀的一端设有与内齿圈啮合且轴向滑动连接的外齿轮；
[0013]所述外齿轮被偏心的布置在内齿圈中且与内齿圈形成连通动阀流道的径向间隙。
[0014]在一些实施例中：所述壳体包括相互丝扣连接的马达壳体和防掉壳体，所述轴杆包括位于马达壳体内的马达转子，以及位于防掉壳体内且一端与马达转子固定连接的防掉杆；
[0015]所述传动杆远离动阀的一端设有与防掉杆另一端螺纹连接的螺纹套管，所述螺纹套管的外周设有环形凸台，所述环形凸台的外径大于防掉壳体内防掉台肩的内孔直径。
[0016]在一些实施例中：所述动阀靠近静阀的一端设有与静阀相互平行的过流盘，所述动阀流道位于过流盘上；
[0017]所述过流盘与内齿圈相互同轴且一体加工成型结构，所述外齿轮的顶面与过流盘的底面预设有轴向间隙。
[0018]在一些实施例中：所述壳体内固定设有轴向定位所述动阀的定位环，所述动阀同轴转动连接在定位环内；
[0019]所述定位环上设有转动连接所述动阀的推力球轴承，所述推力球轴承与静阀之间设有压紧推力球轴承的轴承外圈与定位环的调整垫圈。
[0020]在一些实施例中：所述壳体的顶部丝扣连接有将静阀轴向固定在壳体内的上接头，所述上接头的下端面与静阀抵接；
[0021]所述上接头内设有进液孔和出液孔，所述进液孔和出液孔之间设有震荡放大腔，震荡放大腔的内径大于出液孔的内径。
[0022]在一些实施例中：所述动阀位于静阀的底部且相互平信，所述动阀与静阀之间的轴向间距为0
‑
6mm。
[0023]在一些实施例中：所述静阀流道包括位于静阀中心位置的静阀中心阀孔，以及位于静阀中心阀孔外周的静阀偏心阀孔；
[0024]所述动阀流道包括位于动阀中心位置的动阀中心阀孔，以及位于动阀中心阀孔外周的动阀偏心阀孔；
[0025]所述静阀中心阀孔与动阀中心阀孔相互连通，所述动阀偏心阀孔与静阀偏心阀孔间歇性相通。
[0026]在一些实施例中：所述传动杆为长度自适应调节的球笼式万向联轴器，所述球笼式万向联轴器的一端与轴杆转动连接，所述球笼式万向联轴器的另一端与动阀转动连接。
[0027]在一些实施例中：所述球笼式万向联轴器的另一端设有与静阀流道连通的过流通道。
[0028]本申请提供的技术方案带来的有益效果包括：
[0029]本申请实施例提供了一种具有恒定脉冲力的振荡螺杆钻具，由于本申请的振荡螺杆钻具设置了钻具本体，该钻具本体包括壳体和轴杆，壳体为空心管状结构，轴杆位于壳体内且绕壳体的轴线做偏心转动；脉冲组件，该脉冲组件包括固定在壳体内的静阀、转动于壳体内的动阀，以及与轴杆连接驱动所述动阀在壳体内同轴转动，并保持动阀与静阀轴向间距恒定的传动杆；在静阀上设有静阀流道，在动阀上设有动阀流道，动阀相对于静阀转动，
以周期性改变所述静阀流道和动阀流道之间的过流面积。
[0030]因此，本申请的振荡螺杆钻具的静阀固定在壳体内，动阀转动在壳体内，动阀可以绕壳体中心旋转，且相对壳体轴向固定。动阀和静阀配合端面采用间隙配合且间隙值的大小恒定不变，脉冲组件产生的轴向脉冲推力全部传递给壳体，改善了螺杆钻具轴杆等杆类零件的载荷，延长了振荡螺杆钻具轴杆和轴承系统使用寿命，提高了振荡螺杆钻具整机效率。同时消除了因零件磨损对脉冲力的影响，进一步提高了螺杆钻具的长时间工作的轴向振荡效果。本申请结构简单，相同压耗下可以产生更大的轴向振荡力，动、静阀使用寿命长。
附图说明
[0031]为了更清楚地说明本申请实施例中的技术方案，下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本申请的一些实施例，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。
[0032]图1为本申请实施例的结构示意图；
[0033]图2为图1中A处的局部放大图；
[0034]图3为本申请实施例的静阀结构俯视图；
[0035]图4为本申请实施例的动阀结构俯视图；
[0036]图5为本申请实施例本文档来自技高网...
【技术保护点】
【技术特征摘要】
1.一种具有恒定脉冲力的振荡螺杆钻具，其特征在于，包括：钻具本体，所述钻具本体包括壳体(1)和轴杆(2)，所述壳体(1)为空心管状结构，所述轴杆(2)位于壳体(1)内且绕所述壳体(1)的轴线做偏心转动；脉冲组件(3)，所述脉冲组件(3)包括固定在壳体(1)内的静阀(31)、转动于壳体(1)内的动阀(32)，以及与轴杆(2)连接驱动所述动阀(32)在壳体(1)内同轴转动，并保持动阀(32)与静阀(31)轴向间距恒定的传动杆(33)；所述静阀(31)上设有静阀流道，所述动阀(32)上设有动阀流道，所述动阀(32)相对于静阀(31)转动，以周期性改变所述静阀流道和动阀流道之间的过流面积。2.如权利要求1所述的一种具有恒定脉冲力的振荡螺杆钻具，其特征在于：所述动阀(32)靠近传动杆(33)的一端设有内啮合的内齿圈(32c)，所述传动杆(33)靠近动阀(32)的一端设有与内齿圈(32c)啮合且轴向滑动连接的外齿轮(33a)；所述外齿轮(33a)被偏心的布置在内齿圈(32c)中且与内齿圈(32c)形成连通动阀流道的径向间隙。3.如权利要求2所述的一种具有恒定脉冲力的振荡螺杆钻具，其特征在于：所述壳体(1)包括相互丝扣连接的马达壳体(11)和防掉壳体(12)，所述轴杆(2)包括位于马达壳体(11)内的马达转子(21)，以及位于防掉壳体(12)内且一端与马达转子(21)固定连接的防掉杆(22)；所述传动杆(33)远离动阀(32)的一端设有与防掉杆(22)另一端螺纹连接的螺纹套管，所述螺纹套管的外周设有环形凸台，所述环形凸台的外径大于防掉壳体(12)内防掉台肩的内孔直径。4.如权利要求2所述的一种具有恒定脉冲力的振荡螺杆钻具，其特征在于：所述动阀(32)靠近静阀(31)的一端设有与静阀(31)相互平行的过流盘，所述动阀流道位于过流盘上；所述过流盘与内齿圈(32c)相互同轴且一体加工成型结构，所述外齿轮(33a)的顶面与过流盘的底面预设有轴向间隙。5.如权利要求1所述的一种具有恒定脉冲力的振荡...
【专利技术属性】
技术研发人员：关勤勤，常永忠，王佑林，李兴伟，张诚成，
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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