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機(jī)械式鉆壓推加器的制造方法

文檔序號(hào):10385502閱讀:396來源:國(guó)知局
機(jī)械式鉆壓推加器的制造方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本實(shí)用新型涉及一種鉆井類工具,尤其是一種機(jī)械式鉆壓推加器。
【背景技術(shù)】
[0002]水射流鉆徑向水平孔技術(shù)是在井下導(dǎo)向器的引導(dǎo)下利用螺桿馬達(dá)和萬向節(jié)柔性軸組合鉆具鉆穿套管,利用噴嘴形成的高壓水射流的破巖鉆進(jìn),在油氣層沿井筒徑向鉆出深達(dá)數(shù)十米清潔的泄流孔道,新增和拓展泄油區(qū)域,克服采用常規(guī)直井開發(fā)面臨的多井低產(chǎn)問題,避免水平井等大規(guī)模增產(chǎn)措施帶來的高成本。
[0003]目前,常見的水射流鉆徑向孔作業(yè)需要首先進(jìn)行鉆穿套管過程。鉆穿套管過程主要利用液壓力驅(qū)動(dòng)井下螺桿馬達(dá)和萬向節(jié)柔性軸組合鉆具鉆穿套管。在套管鉆孔的過程中,鉆頭切削套管需要適合穩(wěn)定的鉆壓和轉(zhuǎn)速。在井下過導(dǎo)向器工況下,鉆壓難以精確控制。鉆壓過大,易導(dǎo)致鉆頭崩刃、卡鉆,甚至萬向節(jié)軟軸斷裂。鉆壓過小,鉆頭易磨損,無法鉆穿套管。
[0004]目前,解決鉆頭鉆壓穩(wěn)定的方案是增加一個(gè)節(jié)流孔板來實(shí)現(xiàn)對(duì)鉆壓的調(diào)節(jié),通過調(diào)節(jié)節(jié)流孔徑的大小和節(jié)流孔處的流量來調(diào)節(jié)節(jié)流壓差,依靠節(jié)流壓差與液壓腔承壓面積控制鉆頭鉆壓。但是該方案存在的不足是,節(jié)流孔處的流量是通過地面栗組輸出量來控制的,流量從地面?zhèn)鬟f到節(jié)流孔板處時(shí)會(huì)受到一些因素干擾,譬如管柱泄露、管路負(fù)壓,流量會(huì)波動(dòng),節(jié)流壓差會(huì)產(chǎn)生變化,從而無法準(zhǔn)確的控制鉆壓,導(dǎo)致鉆頭與套管內(nèi)壁接觸切削時(shí)的鉆壓過小或過大,鉆頭無法有效鉆削或卡阻崩刃,鉆孔不成功。
【實(shí)用新型內(nèi)容】
[0005]本實(shí)用新型的目的是在于提供一種機(jī)械式鉆壓推加器,以克服上述現(xiàn)有技術(shù)的不足。通過下連接件彈性地與上連接件連接,能將合理的鉆壓推加到鉆頭上,避免流量波動(dòng)造成液力波動(dòng),克服鉆壓不可控、鉆頭無法有效鉆削的缺點(diǎn),實(shí)現(xiàn)鉆頭穩(wěn)定工作。
[0006]為此,本實(shí)用新型提出一種機(jī)械式鉆壓推加器,其包括:
[0007]上連接件,其內(nèi)部形成貫通的第一內(nèi)腔;所述上連接件的上部與螺桿馬達(dá)相連接,所述上連接件外壁面的下部形成外花鍵;
[0008]芯軸,其內(nèi)部形成貫通的第二內(nèi)腔;所述芯軸的上部裝設(shè)于所述第一內(nèi)腔的下部;
[0009]下連接件,其內(nèi)部由上至下形成貫通的第三內(nèi)腔與第四內(nèi)腔;所述第三內(nèi)腔內(nèi)壁面的上部形成內(nèi)花鍵,所述內(nèi)花鍵與所述外花鍵相配合,所述下連接件能彈性地與所述上連接件相連接;所述芯軸位于所述第三內(nèi)腔內(nèi)且所述芯軸的下端與所述第四內(nèi)腔滑動(dòng)密封配合;所述下連接件的下部與鉆頭相連接;其中,
[0010]所述第一內(nèi)腔、所述第二內(nèi)腔與所述第四內(nèi)腔依次相連通,形成導(dǎo)流通道。
[0011]如上述的機(jī)械式鉆壓推加器,其中,所述下連接件包括:
[0012]內(nèi)花鍵外筒,其套設(shè)在所述上連接件的外部,所述內(nèi)花鍵外筒的內(nèi)壁上部形成所述內(nèi)花鍵;
[0013]下接頭,其上部裝設(shè)于所述內(nèi)花鍵外筒內(nèi),所述芯軸位于所述內(nèi)花鍵外筒內(nèi)且所述芯軸的下端與所述下接頭滑動(dòng)密封配合;所述下接頭的下部與所述鉆頭相連接。
[0014]如上述的機(jī)械式鉆壓推加器,其中,所述上連接件的下端面與所述下接頭的上端面之間夾設(shè)有彈簧,所述彈簧套設(shè)于所述芯軸的外部。
[0015]如上述的機(jī)械式鉆壓推加器,其中,所述彈簧的上端與所述上連接件的下端面之間容置彈簧墊環(huán)。
[0016]如上述的機(jī)械式鉆壓推加器,其中,所述上連接件包括:
[0017]上接頭,其上部與所述螺桿馬達(dá)相連接;
[0018]外花鍵接頭,其外壁面上部形成所述外花鍵,所述外花鍵接頭裝設(shè)于所述上接頭的下部;所述芯軸的上部裝設(shè)于所述外花鍵接頭的下部。
[0019]如上述的機(jī)械式鉆壓推加器,其中,所述芯軸與所述外花鍵接頭之間嵌設(shè)有至少一個(gè)第一密封圈。
[0020]如上述的機(jī)械式鉆壓推加器,其中,所述芯軸與所述下接頭之間嵌設(shè)有至少一個(gè)第二密封圈。
[0021]如上述的機(jī)械式鉆壓推加器,其中,所述上接頭的外壁面上形成上連接螺紋段,所述上接頭通過所述上連接螺紋段與所述螺桿馬達(dá)相連接。
[0022]如上述的機(jī)械式鉆壓推加器,其中,所述下接頭的外壁面上形成下連接螺紋段,所述下接頭通過所述下連接螺紋段與所述鉆頭相連接。
[0023]本實(shí)用新型提出的機(jī)械式鉆壓推加器的優(yōu)點(diǎn)及特點(diǎn)為:
[0024]由于下連接件是彈性地與上連接件相連接,因此,本實(shí)用新型能夠?qū)⒃O(shè)計(jì)合理的鉆壓直接推加到鉆頭上,避免了現(xiàn)有技術(shù)中設(shè)備的流量波動(dòng)造成的大范圍液力波動(dòng),克服了鉆壓不可控、鉆頭行程不可控,導(dǎo)致鉆頭無法有效鉆削或卡阻崩刃等缺點(diǎn),實(shí)現(xiàn)了施工過程中鉆頭的穩(wěn)定工作。
[0025]其次,通過上連接件的下端面與下連接件的下接頭的上端面之間夾設(shè)彈簧,使本實(shí)用新型可依據(jù)鉆頭切削套管時(shí)所需的鉆壓以及切削量的匹配特性,通過調(diào)整彈簧的壓縮量來控制施加在鉆頭上的鉆壓,并通過彈簧壓縮量的釋放來實(shí)現(xiàn)鉆頭鉆進(jìn)深度的控制,限制了鉆頭的最大進(jìn)給量,提高了鉆孔的效率,避免了卡鉆;此外,還實(shí)現(xiàn)鉆壓與鉆進(jìn)深度的精確控制,在彈簧壓縮量范圍內(nèi)提供的鉆壓,都可實(shí)現(xiàn)穩(wěn)定有效的鉆套管過程,消除了因?yàn)榱髁坎▌?dòng)而產(chǎn)生的鉆壓波動(dòng)影響,減少鉆壓突變?cè)斐摄@頭無法有效鉆削或卡阻崩刃的現(xiàn)象;最后,彈簧的設(shè)置,還緩沖了萬向節(jié)柔性軸在彎道中驅(qū)動(dòng)鉆頭鉆套管而產(chǎn)生的振動(dòng)沖擊,使鉆頭加載較為平穩(wěn),減輕了鉆頭崩刃、卡鉆的風(fēng)險(xiǎn),提高了鉆孔成功率。
【附圖說明】
[0026]以下附圖僅旨在于對(duì)本實(shí)用新型做示意性說明和解釋,并不限定本實(shí)用新型的范圍。其中:
[0027]圖1本實(shí)用新型的結(jié)構(gòu)不意圖;
[0028]圖2本實(shí)用新型的彈簧最大壓縮工作狀態(tài)圖;
[0029]圖3為圖1中A-A處的花鍵截面圖示意圖。
[0030]附圖符號(hào)說明:
[0031]I上連接件33內(nèi)花鍵
[0032]101上接頭301內(nèi)花鍵外筒
[0033]102外花鍵接頭302下接頭
[0034]11第一內(nèi)腔4導(dǎo)流通道
[0035]12外花鍵5彈簧
[0036]2芯軸6彈簧墊環(huán)
[0037]21第二內(nèi)腔7第一密封圈
[0038]3下連接件8第二密封圈
[0039]31第三內(nèi)腔9上連接螺紋段
[0040]32第四內(nèi)腔10下連接螺紋段
【具體實(shí)施方式】
[0041]為了對(duì)本實(shí)用新型的技術(shù)特征、目的和效果有更加清楚的理解,現(xiàn)對(duì)照【附圖說明】本實(shí)用新型的【具體實(shí)施方式】。
[0042]本實(shí)用新型涉及水射流鉆孔技術(shù)領(lǐng)域,適用于石油、煤炭、天然氣等行業(yè)的徑向水平孔、水力深穿透等工程作業(yè)。屬于一種油田鉆徑向水平孔用機(jī)械式鉆壓推壓器,特別涉及一種在鉆頭鉆進(jìn)過程中根據(jù)預(yù)先設(shè)計(jì)的彈簧力進(jìn)行可控鉆壓范圍和自動(dòng)進(jìn)給的鉆壓推加器,屬于鉆井工具類。
[0043]如圖1、圖2所示,本實(shí)用新型提出的機(jī)械式鉆壓推加器包括:上連接件I,其內(nèi)部形成貫通的第一內(nèi)腔11;上連接件I的上部與螺桿馬達(dá)相連接,上連接件I外壁面的下部形成外花鍵12;芯軸2,其內(nèi)部形成貫通的第二內(nèi)腔21;芯軸2的上部裝設(shè)于第一內(nèi)腔11的下部;下連接件3,其內(nèi)部由上至下形成貫通的第三內(nèi)腔31與第四內(nèi)腔32;第三內(nèi)腔31內(nèi)壁面的上部形成內(nèi)花鍵33,內(nèi)花鍵33與外花鍵12相配合,下連接件3能彈性地與上連接件I相連接;芯軸2位于第三內(nèi)腔31內(nèi)且芯軸2的下端與第四內(nèi)腔32滑動(dòng)密封配合;下連接件3的下部與鉆頭相連接;其中,第一內(nèi)腔11、第二內(nèi)腔21與第四內(nèi)腔32依次相連通,形成導(dǎo)流通道4。芯軸2與上連接件I的第一內(nèi)腔11之間可采用螺紋連接等方式,本實(shí)用新型對(duì)此連接方式不做限定。如圖3所示,上連接件I與下連接件3之間采用花鍵連接方式,可傳遞大扭矩,使上連接件I與下連接件3之間不容易卡死,且確保本實(shí)用新型使用壽命長(zhǎng),還要具有安裝檢修方便的特點(diǎn)。在施工過程中,鉆井液通過導(dǎo)流通道4。進(jìn)一步,上連接件I可通過螺桿鉆具連接至螺桿馬達(dá),下連接件3可通過萬向節(jié)柔性軸連接至鉆頭。在現(xiàn)場(chǎng)施工作業(yè)的過程中,油氣井套管鉆孔作業(yè)時(shí),先使用油管將導(dǎo)向器等下入到設(shè)計(jì)深度,再將套管鉆孔鉆柱下至導(dǎo)向器內(nèi)定位。此時(shí),上連接件I與下連接件3之間的彈力最大,下連接件3位于上連接件I的某一個(gè)合適的行程位置上,此時(shí)上連接件I以上的部件完全依靠管柱重量限位,下連接件3以下的部件受上連接件I與下連接件3之間的彈力作用,與萬向節(jié)柔性軸連接的鉆頭即與套管內(nèi)壁接觸,上連接件I與下連接件3之間的彈力即為實(shí)際施加到鉆頭上的鉆壓。地面開栗調(diào)壓后,與上連接件I相連的螺桿馬達(dá),通過上連接件I與下連接件3之間的花鍵連接,帶動(dòng)本實(shí)用新型的機(jī)械式鉆壓推加器轉(zhuǎn)動(dòng),同時(shí)帶動(dòng)與下連接件3相連的萬向節(jié)柔性軸和鉆頭轉(zhuǎn)動(dòng)。鉆頭轉(zhuǎn)動(dòng)過程中,上連接件I與下連接件3之間的彈力推動(dòng)下
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