一种双振动螺杆钻具制造技术

本发明专利技术公开了一种双振动螺杆钻具，包括：双振动发生器、螺杆马达、万向轴总成、传动轴总成；通过两种振动的耦合作用，双振动螺杆钻具实现了以振减震，以振防震，改善了工况，增加了自身的稳定性，延长了使用寿命，不仅提高了瞬间破岩效率，增强了抗过载能力，减少丢转现象，而且克服或减少了钻进中的托压现象和空转现象，提高了的工作效率和钻井速度。虽然双振动螺杆钻具结构复杂、成本高，但是能更好的满足实际需要，其经济效益和社会效益巨大，性价比很高，值得推广使用。

【技术实现步骤摘要】

本技术涉及一种用于地球资源勘探开发钻井过程中提高钻进速度的双振动螺杆钻具，属于钻井。

技术介绍

1、使用螺杆钻具钻井已经成为当下钻井的标配工艺，提高螺杆钻具钻井速度一直是钻井工程师的期盼，然而，当下的螺杆钻具普遍存在着以下局限，不能满足不同地层、不同井身轨迹的钻进需要：一是螺杆钻具驱动钻头钻遇可钻性较差的地层时，往往出现过载丢速现象，降低钻速；二是螺杆钻具在滑动钻井过程中的托压空转，钻速很低，甚至没有钻速，尤其是在斜井和水平井中，螺杆钻具因托压而空转现象很普遍，降低钻进速度。

技术实现思路

1、本技术的目的旨在至少解决所述两个技术缺陷之一。

2、为此，本技术提出了一种双振动螺杆钻具，能够在同等条件下，一是提高螺杆钻具驱动钻头破碎井底岩石的能力，减少因过载而丢速的现象；二是减小螺杆钻具因托压而空转现象，提高螺杆钻具钻井速度；其目的是以解决
技术介绍
中所提到的现有螺杆钻具过载丢速和托压空转两大问题。

3、具体实施方案

4、为了实现上述目的，本技术公开和保护的技术方案为：一种双振动螺杆钻具，其螺杆马达的一端依次与双振动发生器串接，另一端依次与万向轴总成和传动轴总成串接。所述的双振动发生器的外套与螺杆马达的定子外壳连接，所述的双振动发生器的柔性中心杆一端与螺杆马达的转子连接，另一端与水锤阀连接，其中部与防脱垫固接。螺杆转子每旋转一圈，双振动发生器的水锤阀打开关闭各两次，产生两次水锤冲击和两次冲锤冲击。所述的水锤阀每打开一次，产生一个水锤，作用在转子上，使转子在振动中转动。所述的冲锤阀每关闭一次，冲锤冲击一次砧子，产生一次机械振动，作用在定子上，使定子沿轴向位移一次。水锤冲击与冲锤冲击作用频率相同，分别作用在转子和定子上，使螺杆马达既输出扭矩，又输出振动，驱动钻头在振动中旋转钻进。双振动作用下的旋转钻头既有轴向振动，又有扭转振动，有效的克服钻进中的过载现象，从而消除螺杆钻具过载丢转现象，提高钻速；双振动中的螺杆钻具及其与此关联的钻杆，因振动而产生位移，因振动位移而减小与井壁的摩擦，克服或减小托压现象，从而缓解或消除螺杆钻具的空转现象，提高钻速。

5、在其他参数相同条件下，所述的双振动发生器产生的水锤与冲锤冲击的耦合作用，以有规律的有益振动和位移，克服或者减缓了螺杆钻具无规律的有害震动和位移，实现了以振减震，以振防震，改善了螺杆钻具的工况，提高了螺杆钻具瞬间输出扭矩，拓宽了螺杆钻具的适用范围，提高了螺杆钻具钻井速度。

6、进一步，所述的双振动螺杆钻具与适宜的弯接头、弯外壳、可调弯接头、可调弯外壳配套组装，构成定向螺杆钻具和导向螺杆钻具；

7、一种双振动螺杆钻具包括：(1)双振动发生器、(2)螺杆马达、(3)万向轴总成、(4)传动轴总成。其特征在于：双振动发生器(1)、螺杆马达(2)、万向轴总成(3)、传动轴总成(4)通过装配和依次串接，构成双振动螺杆钻具。

8、所述的双振动发生器(1)包括：(5)上接头、(6)水锤阀、(7)柔性中心杆、(8)双作用缸套、(9)活塞、(10)缸盖、(11)冲锤、(12)下砧子、(13)防脱垫、(14)下接头、(15)外套。其特征在于：水锤阀(6)、柔性中心杆(7)、双作用缸套(8)、活塞(9)、缸盖(10)、冲锤(11)、下砧子(12)、防脱垫(13)、安装在外套(15)中；水锤阀(6)一端毗邻上接头(5)，另一端与外套(15)中的砧子垫(16)配合；双作用缸套(8)的一端面与外套(15)中的砧子垫(16)配合，另一端与缸盖(10)的柱面密封配合；活塞(9)安装在双作用缸套(8)中，把双作用缸套(8)分成上腔(31)和下腔(32)，其一端的杆穿过缸盖(10)的中心孔与冲锤(11)锁块连接；外套(15)的一端与上接头(5)连接，另一端通过下接头(14)与螺杆马达(2)的定子外壳连接；柔性中心杆(7)的一端连接水锤阀(6)，另一端连接螺杆马达(2)的转子，其中部固接防脱垫(13)，并安装在冲锤(11)、下砧子(12)、防脱垫(13)的中心孔内。

9、所述的双作用缸套(8)包括(17)上砧子、(18)腔室、(19)左通道、(20)右通道、(21)上盲口、(22)下盲口、(23)环密封、(24)周侧分割、(25)侧口、(26)定位孔、(27)螺孔、(28)中心孔、(29)环测流道、(30)基体。其特征是：基体(30)是柱状体；上砧子(17)和腔室(18)分别设置在基体(30)的两端，并沿轴向分布；左通道(19)和右通道(20)安装在基体(30)的两侧面上，沿外周侧面分布，并彼此由周侧分割(24)封隔；上盲口(21)、下盲口(22)、左通道(19)、右通道(20)对称设置在上砧子(17)的端面上，并间隔分布，彼此封隔；上盲口(21)穿过上砧子(17)直接通入腔室(18)；下盲口(22)穿过上砧子(17)经环测流道(29)，从侧口(25)通入腔室(18)；环侧密封(23)把环测流道(29)分别与上砧子(17)端面、腔室(18)端面、左通道(19)和右通道(20)封隔，形成了一个密闭流道；定位孔(26)、螺孔(27)分别安装在上砧子(17)端面和腔室(18)端面上；中心孔(28)安装在基体(30)中心轴线上，并分别与上盲口(21)和下盲口(22)封隔。

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【技术保护点】

1.一种双振动螺杆钻具，包括：双振动发生器、螺杆马达、万向轴总成、传动轴总成；其特征在于：双振动发生器、螺杆马达、万向轴总成、传动轴总成通过装配和依次串接。

2.根据权利要求1所述的一种双振动螺杆钻具，其特征在于：所述的双振动发生器包括：上接头、水锤阀、柔性中心杆、双作用缸套、活塞、缸盖、冲锤、下砧子、防脱垫、下接头、外套；其特征在于：水锤阀、柔性中心杆、双作用缸套、活塞、缸盖、冲锤、下砧子、防脱垫、安装在外套中；水锤阀一端毗邻上接头，另一端与外套中的砧子垫配合；双作用缸套的一端面与外套中的砧子垫配合，另一与缸盖的柱面密封配合；活塞安装在双作用缸套中，把双作用缸套分成上腔和下腔，其一端的杆穿过缸盖的中心孔与冲锤锁块连接；外套的一端与上接头连接，另一端通过下接头与螺杆马达的定子外壳连接；柔性中心杆一端连接水锤阀，另一端连接螺杆马达的转子，其中部固接防脱垫，并安装在冲锤、下砧子、防脱垫的中心孔内。

3.根据权利要求2所述的一种双振动螺杆钻具，其特征在于：所述的双作用缸套包括上砧子、腔室、左通道、右通道、上盲口、下盲口、环密封、周侧分割、侧口、定位孔、螺孔、中心孔、环测流道、基体；其特征是：基体是柱状体；上砧子和腔室分别设置在基体的两端，并沿轴向分布；左通道和右通道安装在基体的两侧面上，沿外周侧面分布，并彼此由周侧分割封隔；上盲口、下盲口、左通道、右通道对称设置在上砧子的端面上，并间隔分布，彼此封隔；上盲口穿过上砧子直接通入腔室；下盲口穿过上砧子经环测流道，从侧口通入腔室；环侧密封把环测流道分别与上砧子端面、腔室端面、左通道和右通道封隔，形成了一个密闭流道；定位孔、螺孔分别安装在上砧子端面和腔室端面上；中心孔安装在基体中心轴线上，并分别与上盲口和下盲口封隔。

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【技术特征摘要】

1.一种双振动螺杆钻具，包括：双振动发生器、螺杆马达、万向轴总成、传动轴总成；其特征在于：双振动发生器、螺杆马达、万向轴总成、传动轴总成通过装配和依次串接。

2.根据权利要求1所述的一种双振动螺杆钻具，其特征在于：所述的双振动发生器包括：上接头、水锤阀、柔性中心杆、双作用缸套、活塞、缸盖、冲锤、下砧子、防脱垫、下接头、外套；其特征在于：水锤阀、柔性中心杆、双作用缸套、活塞、缸盖、冲锤、下砧子、防脱垫、安装在外套中；水锤阀一端毗邻上接头，另一端与外套中的砧子垫配合；双作用缸套的一端面与外套中的砧子垫配合，另一与缸盖的柱面密封配合；活塞安装在双作用缸套中，把双作用缸套分成上腔和下腔，其一端的杆穿过缸盖的中心孔与冲锤锁块连接；外套的一端与上接头连接，另一端通过下接头与螺杆马达的定子外壳连接；柔性中心杆一端连接水锤阀，另一端连接螺杆马达...

【专利技术属性】
技术研发人员：刘大红，
申请(专利权)人：北京海蓝华轩科技有限公司，
类型：新型
国别省市：