钻井动力工具及新型钻井工具制造技术

本实用新型专利技术涉及一种钻井动力工具及新型钻井工具。钻井动力工具包括能量转换机构和阀轴系统，所述能量转换机构为旋转发生器；所述阀轴系统包括定子、转子、动阀片总成、定阀片总成和轴总成，转子左右往复运动并驱动与其直接相连的动阀片总成；所述能量转换机构为螺杆或涡轮或叶轮。本新型可实现在旋转钻头的同时，其钻头处钻压和井底钻压均类似正弦规律的连续温和变化，有利于围岩强度降低和裂缝发育，能显著提高破岩效率；另外，钻头处井底压力发生周期性变化，交替产生负压和高压喷射，在压力变小时，为欠平衡或气体钻井液钻井，改变了围岩环境，能显著提高机械钻速。（*该技术在2022年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】

本技术涉及用于钻井工程中提高钻头破岩效率、延长钻头使用寿命、防止卡钻的钻井动力工具、由其构成的新型钻井动力工具。
技术介绍
钻井的目的不止是构建油气通道，更重要的是发现更多的油气资源和尽量提高钻采效率。钻井工程面临的问题始终是如何确保“优，快，省”。钻井技术的研发一直是针对这些问题展开的。其中“优”指安全，“快”指高效，也就是如何安全地提高钻井效率。“优和快”是石油公司、钻井承包商和技术服务公司一贯追求的重要目标。近两年，钻井日费暴涨，安全地提高钻速尤为重要，对深井和深水钻井来说更是如此。随着井深的增加，水力沿程损耗增大，井底钻头可用水能急剧下降，水力破岩和清岩能力减弱，造成深井钻速低，钻头磨损快，粘卡严重等。另外，为了提高采油效率，水平井、分支井、大位移井、从式井等越来越重视，当前的井眼越来越不规则，摩阻和扭矩大，滑动钻井困难，井眼延伸范围小。目前钻井方式主要有冲击式钻井、常规旋转钻井和正在积极研发的旋冲钻井，冲击式钻井早已被常规旋转钻井替代，而常规旋转钻井的钻速和钻头磨损情况仍达不到满意程度，旋冲钻井的研发自60年代开始，一直在积极研究，目前仍然有各种技术瓶颈不能突破。实践证明本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种钻井动力工具，包括能量转换机构和阀轴系统，其特征是所述能量转换机构为旋转发生器或扭力发生器，所述阀轴系统设置在能量转换机构下端，并与能量转换机构连接；所述阀轴系统包括定子、转子、动阀片总成、定阀片总成和轴总成；转子位于定子的空腔内且能够在其中左右往复摆动，转子穿过下端的定阀片总成且不与定阀片总成接触；定阀片总成与最下方的轴总成本体连接固定；动阀片总成位于转子的下端，与转子为一整体或直接连接固定在转子上；动阀片总成为带有偏离动力工具中心轴线的偏心圆孔的旋转阀片，定阀片总成上供转子通过的圆孔同样为偏离动力工具中心轴线的偏心孔，且两者的孔的中心不重合；动阀片总成与定阀片总成紧密接触、并相对定阀片...

【技术特征摘要】
1.一种钻井动力工具，包括能量转换机构和阀轴系统，其特征是所述能量转换机构为旋转发生器或扭力发生器，所述阀轴系统设置在能量转换机构下端，并与能量转换机构连接；所述阀轴系统包括定子、转子、动阀片总成、定阀片总成和轴总成；转子位于定子的空腔内且能够在其中左右往复摆动，转子穿过下端的定阀片总成且不与定阀片总成接触；定阀片总成与最下方的轴总成本体连接固定；动阀片总成位于转子的下端，与转子为一整体或直接连接固定在转子上；动阀片总成为带有偏离动力工具中心轴线的偏心圆孔的旋转阀片，定阀片总成上供转子通过的圆孔同样为偏离动力工具中心轴线的偏心孔，且两者的孔的中心不重合；动阀片总成与定阀片总成紧密接触、并相对定阀片总成的圆孔往复运动使动阀片总成的偏心圆孔与定阀片总成的圆孔相互交错或重合形成动态变化的阀流通孔；所述阀流通孔的面积随着旋转发生器或扭力发生器的转动而周期性变化。2.根据权利要求1所述的钻井动力工具，其特征在于:所述的旋转发生器或扭力发生器为螺杆或涡轮或叶轮。3.根据权利要求1或2所述的钻井动力工具，其特征在于:阀流通孔面积随时间按正弦或者近似正弦规律发生周期性变化，且最小阀流通孔面积>最大阀流通孔面积的1/5。4.一种由权利要求1或2所述的钻井动力工具构成的新型钻井工具，其特征在于:所述钻井动力工具设置在钻柱的钻铤和钻头之间；万向轴总成传分别设置在钻井动力工具两端的连接处。5.一种由权利要求3所述的钻井动力工具构成的新型钻井工具，其特征在于:所述钻井动力工具设置在钻柱的钻铤和钻头之间；万向轴总成传分别设置在钻井动力工具两端的连接处。6.一种由权利要求1或2所 述的钻井动力工具构成的新型钻井工具，其特征在于:所述钻井动力工具设置在钻柱的钻铤和...

【专利技术属性】
技术研发人员：高文金，刘运荣，杨建，涂辉，董学成，蒋洪亮，
申请(专利权)人：中国石油化工集团公司，中国石化集团江汉石油管理局石油机械研究院，
类型：实用新型
国别省市：