鉆井用井下水力旋清器的制造方法
【專利摘要】本發(fā)明涉及一種鉆井用井下水力旋清器。主要解決了的鉆桿與井壁間環(huán)空流道不暢、外部環(huán)空動(dòng)力不足導(dǎo)致的井底返屑能力不足、巖屑床堆積的問題。其特征在于：所述的馬達(dá)動(dòng)力系統(tǒng)通過傳動(dòng)軸連接芯軸的一端，芯軸位于旋動(dòng)短節(jié)殼體內(nèi)部，芯軸另一端進(jìn)入定位短節(jié)殼體內(nèi)部，芯軸外體與定位短節(jié)殼體內(nèi)壁之間設(shè)置有動(dòng)密封圈；芯軸外體布有齒輪A；旋動(dòng)短節(jié)殼體上開孔嵌入若干嵌入齒輪；旋動(dòng)短節(jié)殼體外部套有葉輪套筒，葉輪套筒與上下扶正翼之間設(shè)有軸承；葉輪套筒內(nèi)體均布有齒輪B；芯軸與嵌入齒輪之間采用棘輪機(jī)構(gòu)；葉輪套筒本體外部裝有葉片。該鉆井用井下水力旋清器，能夠提高返屑效率、破壞巖屑床、降低定向施工摩阻扭矩。
【專利說明】鉆井用井下水力旋清器

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及油田鉆井【技術(shù)領(lǐng)域】中一種鉆井用井下工具，尤其是一種鉆井用井下水力旋清器。

【背景技術(shù)】
[0002]在鉆井施工過程中，有效攜帶井底巖屑是鉆井液重要作用之一。但是在實(shí)際鉆井施工過程中，尤其是水平井、定向井的定向滑動(dòng)鉆進(jìn)施工過程中，鉆桿由于自身重力作用，會(huì)緊貼井眼底部，造成鉆桿與底部井壁間的環(huán)空流道不暢，導(dǎo)致鉆井液返屑能力降低，部分巖屑堆積井底，形成巖屑床，造成定向井段、水平井段等斜井段摩阻增大，直井段鉆頭反復(fù)研磨巖屑效率降低的問題。


【發(fā)明內(nèi)容】

[0003]本發(fā)明在于克服【背景技術(shù)】中存在的鉆桿與井壁間環(huán)空流道不暢、外部環(huán)空動(dòng)力不足導(dǎo)致的井底返屑能力不足的問題，而提供一種鉆井用井下水力旋清器。該鉆井用井下水力旋清器，能夠提高返屑效率、破壞巖屑床、降低定向施工摩阻扭矩。
[0004]本發(fā)明解決其問題可通過如下技術(shù)方案來達(dá)到:該鉆井用井下水力旋清器，包括旋動(dòng)短節(jié)殼體，所述的旋動(dòng)短節(jié)殼體上下兩端分別螺紋連接傳動(dòng)短節(jié)殼體及定位短節(jié)殼體；所述的傳動(dòng)短節(jié)殼體絲扣連接動(dòng)力短節(jié)殼體，動(dòng)力短節(jié)殼體內(nèi)部掛接馬達(dá)動(dòng)力系統(tǒng)，動(dòng)力短節(jié)殼體與馬達(dá)動(dòng)力系統(tǒng)組成動(dòng)力短節(jié)，所述的馬達(dá)動(dòng)力系統(tǒng)通過傳動(dòng)軸連接芯軸的一端，芯軸位于旋動(dòng)短節(jié)殼體內(nèi)部，芯軸另一端進(jìn)入定位短節(jié)殼體內(nèi)部，芯軸外體與定位短節(jié)殼體內(nèi)壁之間設(shè)置有動(dòng)密封圈；芯軸外體布有齒輪A ;所述的傳動(dòng)短節(jié)殼體及定位短節(jié)殼體外部裝有上下扶正翼；旋動(dòng)短節(jié)殼體上開孔嵌入若干嵌入齒輪；旋動(dòng)短節(jié)殼體外部套有葉輪套筒，葉輪套筒與上下扶正翼之間設(shè)有軸承；葉輪套筒內(nèi)體均布有齒輪B ;芯軸與嵌入齒輪之間采用棘輪機(jī)構(gòu)；葉輪套筒本體外部裝有葉片。
[0005]本發(fā)明與上述【背景技術(shù)】相比較可具有如下有益效果:該鉆井用井下水力旋清器，由于采樣上述結(jié)構(gòu)，利用行星系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)了井下鉆具在本體不旋轉(zhuǎn)的條件下，外部葉片套筒的高速轉(zhuǎn)動(dòng)；該發(fā)明在芯軸與嵌入齒輪之間采用棘輪機(jī)構(gòu)，防止了倒轉(zhuǎn)的發(fā)生；有效破壞井底巖屑床，降低摩阻，提高返屑效率；可修整井壁，有效地圓滑井眼，可減少起下鉆次數(shù)；該發(fā)明可通過葉輪套筒上葉輪的不同設(shè)計(jì)布局，在一定程度上實(shí)現(xiàn)局部舉升，提高直井返屑效率，減少鉆頭的二次碾壓。
[0006]【專利附圖】

【附圖說明】:
附圖1是本發(fā)明的結(jié)構(gòu)示意圖；
附圖2是圖1中部旋轉(zhuǎn)短接部分放大示意圖；
附圖3是圖2中沿A-A線的剖視圖；
附圖4是圖2中沿B-B線的剖視圖；
附圖5是圖2中沿C-C線的剖視圖； 附圖6是圖2的側(cè)視圖；
附圖7是本發(fā)明旋轉(zhuǎn)短接部分的局部剖視圖。
[0007]圖中:1-葉輪套筒，2-嵌入齒輪，3-旋動(dòng)短節(jié)殼體，4-芯軸，5-軸承，6-扶正翼，7-傳動(dòng)軸，8-馬達(dá)動(dòng)力系統(tǒng)，9-動(dòng)密封圈，10-定位短節(jié)殼體，11-動(dòng)密封，12-動(dòng)力短節(jié)殼體，13-傳動(dòng)短節(jié)殼體，14-葉片，15-齒輪A，16-齒輪B。
[0008]【具體實(shí)施方式】:
下面結(jié)合附圖將對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步說明:
附圖1所示，該鉆井用井下水力旋清器，包括旋動(dòng)短節(jié)殼體3，所述的旋動(dòng)短節(jié)殼體3上下兩端分別螺紋連接傳動(dòng)短節(jié)殼體13及定位短節(jié)殼體10 ;所述的傳動(dòng)短節(jié)殼體13絲扣連接動(dòng)力短節(jié)殼體12，動(dòng)力短節(jié)殼體12內(nèi)部掛接馬達(dá)動(dòng)力系統(tǒng)8，動(dòng)力短節(jié)殼體12與馬達(dá)動(dòng)力系統(tǒng)8組成動(dòng)力短節(jié)；傳動(dòng)短節(jié)殼體13及定位短節(jié)殼體10外部裝有上下扶正翼6 ;馬達(dá)動(dòng)力系統(tǒng)8通過傳動(dòng)軸7連接芯軸4的一端，芯軸4位于旋動(dòng)短節(jié)殼體3內(nèi)部，芯軸4另一端進(jìn)入定位短節(jié)殼體10內(nèi)部，芯軸4外體與定位短節(jié)殼體10內(nèi)壁之間設(shè)置有動(dòng)密封圈9，防止鉆井液倒灌入工具本體內(nèi)；如圖2、圖3、圖4、圖5所示，芯軸4外體布有齒輪A15 ;旋動(dòng)短節(jié)殼體3上開孔嵌入3個(gè)嵌入齒輪2 ;如圖6、圖7所示，每個(gè)嵌入齒輪2在殼體縱向上均處于不同的平面、橫向上均勻分布于360°的圓形殼體上，具有傳動(dòng)和扶正芯軸4的功能，同時(shí)嵌入齒輪2的這種布局減小了對(duì)旋動(dòng)短節(jié)殼體3的抗拉、抗扭性能的影響；旋動(dòng)短節(jié)殼體3外部套有葉輪套筒1，葉輪套筒I與上下扶正翼6之間設(shè)有軸承5，降低葉輪套筒I與扶正翼6之間的磨損及預(yù)防大塊巖屑的進(jìn)入；如圖6所示，葉輪套筒I內(nèi)體均布齒輪B16;如圖6所示，芯軸4、嵌入齒輪2、葉輪套筒I三者之間采用行星系統(tǒng)連接方式，使得芯軸4和葉輪套筒I通過嵌入齒輪2實(shí)現(xiàn)聯(lián)動(dòng)；并且在芯軸4與嵌入齒輪2之間采用棘輪機(jī)構(gòu)，防止在復(fù)合鉆進(jìn)過程中發(fā)生倒轉(zhuǎn)現(xiàn)象；在葉輪套筒I內(nèi)壁兩端與旋動(dòng)短節(jié)殼體3之間設(shè)有上下2個(gè)動(dòng)密封11，實(shí)現(xiàn)工具的動(dòng)態(tài)密封，防止鉆井液進(jìn)入工具腔體內(nèi)；葉輪套筒I本體外部裝有葉片14，所述的葉片14可以是不同形狀的連續(xù)或不連續(xù)的布置，旋動(dòng)短節(jié)將工具內(nèi)部的旋轉(zhuǎn)動(dòng)力通過行星系統(tǒng)傳遞到殼體外部，在保持工具本體不動(dòng)的情況下，實(shí)現(xiàn)外部葉輪套筒I的旋動(dòng)，通過葉輪套筒I外體上的葉片14實(shí)現(xiàn)對(duì)鉆具與井壁之間外部環(huán)空鉆井液的攪動(dòng)，改變流體形狀，進(jìn)而破壞巖屑床，將沉積的巖屑攪動(dòng)起來，使其隨鉆井液排除井筒。同時(shí)，在定向鉆進(jìn)過程中，工具的葉輪套筒I通過不斷的旋動(dòng)，可有效修整鉆過的井眼，進(jìn)一步圓滑井眼，提高井身質(zhì)量，減少短起下次數(shù)。
[0009]該鉆井用井下水力旋清器由動(dòng)力短節(jié)、傳動(dòng)短節(jié)、旋動(dòng)短節(jié)和下部定位短節(jié)四部分組成。動(dòng)力短節(jié)采用馬達(dá)動(dòng)力結(jié)構(gòu)，包括馬達(dá)動(dòng)力系統(tǒng)8、動(dòng)力短節(jié)殼體12兩部分組成，為旋動(dòng)短節(jié)提供動(dòng)力源。傳動(dòng)短節(jié)是動(dòng)力短節(jié)與旋動(dòng)短節(jié)的連接部分，主要由傳動(dòng)軸7、傳動(dòng)短節(jié)殼體13兩部分組成，傳動(dòng)短節(jié)殼體13靠近旋動(dòng)短節(jié)方向設(shè)置扶正翼6。旋動(dòng)短節(jié)由旋動(dòng)短節(jié)殼體3、芯軸4、嵌入齒輪2、葉輪套筒1、動(dòng)密封11等幾部分組成。旋動(dòng)短節(jié)的殼體3與傳動(dòng)短節(jié)殼體13采用絲扣連接，芯軸4位于旋動(dòng)短節(jié)殼體3內(nèi)部，與傳動(dòng)短節(jié)內(nèi)的傳動(dòng)軸7相連接，可在馬達(dá)動(dòng)力系統(tǒng)8的帶動(dòng)下旋轉(zhuǎn)，芯軸4外體布有齒輪。嵌入齒輪2在旋動(dòng)短節(jié)殼體3上開孔嵌入，每個(gè)嵌入齒輪在殼體縱向上均處于不同的平面、橫向上均勻分布于360°的圓形殼體上,具有傳動(dòng)和扶正芯軸的功能，同時(shí)嵌入齒輪2的這種布局減小了對(duì)旋動(dòng)短節(jié)殼體3的抗拉、抗扭性能的影響。葉輪套筒I作為旋轉(zhuǎn)部件，套在旋動(dòng)短節(jié)殼體3外部，芯軸4外體與葉輪套筒I內(nèi)體均布有齒輪，芯軸4、嵌入齒輪2、葉輪套筒I三者之間采用行星系統(tǒng)連接方式，使得芯軸4和葉輪套筒I通過嵌入齒輪2實(shí)現(xiàn)聯(lián)動(dòng)。并且在芯軸4與嵌入齒輪2之間采用棘輪機(jī)構(gòu)，防止在復(fù)合鉆進(jìn)過程中發(fā)生倒轉(zhuǎn)現(xiàn)象。在葉輪套筒I內(nèi)壁兩端與旋動(dòng)短節(jié)殼體3之間設(shè)有上下2個(gè)動(dòng)密封11，實(shí)現(xiàn)工具的動(dòng)態(tài)密封，防止鉆井液進(jìn)入工具腔體內(nèi)。同時(shí)，在葉輪套筒I與上下扶正翼6之間設(shè)有軸承5，降低葉輪套筒與扶正翼之間的磨損及預(yù)防大塊巖屑的進(jìn)入。葉輪套筒I本體外部可設(shè)計(jì)不同形狀的連續(xù)或不連續(xù)的葉片14，旋動(dòng)短節(jié)將工具內(nèi)部的旋轉(zhuǎn)動(dòng)力通過行星系統(tǒng)傳遞到殼體外部，在保持工具本體不動(dòng)的情況下，實(shí)現(xiàn)外部葉輪套筒I的旋動(dòng)，通過葉輪套筒I外體上的葉片14實(shí)現(xiàn)對(duì)鉆具與井壁之間外部環(huán)空鉆井液的攪動(dòng)，改變流體形狀，進(jìn)而破壞巖屑床，將沉積的巖屑攪動(dòng)起來，使其隨鉆井液排除井筒。同時(shí)，在定向鉆進(jìn)過程中，工具的葉輪套筒I通過不斷的旋動(dòng)，可有效修整鉆過的井眼，進(jìn)一步圓滑井眼，提高井身質(zhì)量，減少短起下次數(shù)。
[0010]下部定位短節(jié)由定位短節(jié)殼體10、扶正翼6組成,定位短節(jié)殼體10與旋動(dòng)短節(jié)殼體3直接采用絲扣連接。芯軸4 一端進(jìn)入定位短節(jié)殼體10內(nèi)部，并在芯軸4外體與定位短節(jié)殼體10內(nèi)壁之間設(shè)計(jì)有動(dòng)密封9，防止鉆井液倒灌入工具本體內(nèi)。扶正翼6靠近旋動(dòng)短節(jié)的方向，定位短節(jié)主要的作用是實(shí)現(xiàn)葉輪套筒I的限位以及對(duì)整個(gè)工具的保護(hù)。
【權(quán)利要求】
1.一種鉆井用井下水力旋清器，包括旋動(dòng)短節(jié)殼體(3)，所述的旋動(dòng)短節(jié)殼體(3)上下兩端分別螺紋連接傳動(dòng)短節(jié)殼體(13)及定位短節(jié)殼體(10);所述的傳動(dòng)短節(jié)殼體(13)絲扣連接動(dòng)力短節(jié)殼體(12 )，動(dòng)力短節(jié)殼體(12 )內(nèi)部掛接馬達(dá)動(dòng)力系統(tǒng)(8 )，動(dòng)力短節(jié)殼體(12)與馬達(dá)動(dòng)力系統(tǒng)(8)組成動(dòng)力短節(jié)，其特征在于:所述的馬達(dá)動(dòng)力系統(tǒng)(8)通過傳動(dòng)軸(7)連接芯軸(4)的一端，芯軸(4)位于旋動(dòng)短節(jié)殼體(3)內(nèi)部，芯軸(4)另一端進(jìn)入定位短節(jié)殼體(10)內(nèi)部，芯軸(4)外體與定位短節(jié)殼體(10)內(nèi)壁之間設(shè)置有動(dòng)密封圈(9);芯軸(4)外體布有齒輪A (15);所述的傳動(dòng)短節(jié)殼體(13)及定位短節(jié)殼體(10)外部裝有上下扶正翼(6);旋動(dòng)短節(jié)殼體(3)上開孔嵌入若干嵌入齒輪(2);旋動(dòng)短節(jié)殼體(3)外部套有葉輪套筒(1)，葉輪套筒(I)與上下扶正翼(6)之間設(shè)有軸承(5);葉輪套筒(I)內(nèi)體均布有齒輪B (16);芯軸(4)與嵌入齒輪(2)之間采用棘輪機(jī)構(gòu)；葉輪套筒(I)本體外部裝有葉片(14)。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的鉆井用井下水力旋清器，其特征在于:所述的芯軸(4)、嵌入齒輪(2)、葉輪套筒(I)三者之間為行星系統(tǒng)連接方式。
3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的鉆井用井下水力旋清器，其特征在于:所述的嵌入齒輪(2)在旋動(dòng)短節(jié)殼體(3)縱向上均處于不同的平面、橫向上均勻分布于360°的圓形殼體上。
4.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的鉆井用井下水力旋清器，其特征在于:所述的葉輪套筒(I)內(nèi)壁兩端與旋動(dòng)短節(jié)殼體(3 )之間設(shè)有上下2個(gè)動(dòng)密封(11)。
5.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的鉆井用井下水力旋清器，其特征在于:所述的葉片(14)有不同形狀的連續(xù)或不連續(xù)的葉片。
【文檔編號(hào)】E21B21/01GK104405312SQ201410551321
【公開日】2015年3月11日 申請(qǐng)日期:2014年10月17日 優(yōu)先權(quán)日:2014年10月17日
【發(fā)明者】徐永輝, 李玉海, 宮華, 白曉捷, 李瑞營, 馬曉偉, 谷玉堂, 郭福祥, 耿曉光, 鄧勝聰, 宋程 申請(qǐng)人:中國石油天然氣集團(tuán)公司, 大慶石油管理局