本發(fā)明涉及石油天然氣鉆井、煤層氣鉆井、地質(zhì)勘探、礦山鉆探工具領(lǐng)域，尤其是一種分級(jí)式切削裝置。

背景技術(shù)：

鉆速的降低已經(jīng)成為制約我國(guó)深層油氣藏高效開發(fā)的技術(shù)瓶頸，而現(xiàn)有常規(guī)破巖鉆井技術(shù)不能滿足提速提效的工藝要求。PDC鉆頭具有優(yōu)于其他鉆頭的優(yōu)點(diǎn)而得到了廣泛應(yīng)用，但大尺寸井眼鉆速慢、高研磨性地層鉆頭磨損嚴(yán)重、大尺寸或高性能鉆頭價(jià)格昂貴、鉆頭中心線速度低破巖能量不足等，也是PDC鉆頭面臨的主要問題，新型鉆井技術(shù)如激光鉆井、熱能鉆井、粒子沖擊鉆井等還達(dá)不到現(xiàn)場(chǎng)應(yīng)用的技術(shù)要求。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

發(fā)明的目的正是為了解決現(xiàn)有技術(shù)需要,提出一種結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，性能可靠，控制精度高，操作方便的分級(jí)式切削裝置。

本發(fā)明解決其技術(shù)問題所采用的技術(shù)方案是：

分級(jí)式切削裝置，包括外殼體1和置于外殼體1內(nèi)的容積式馬達(dá)2、聯(lián)軸器3、傳動(dòng)軸4；傳動(dòng)軸4上部設(shè)旁通孔5，下部設(shè)一級(jí)接頭13,在外殼體1下部延伸有擴(kuò)徑的穩(wěn)定器10, 穩(wěn)定器10從底部沿軸向向上開設(shè)數(shù)個(gè)周向均布的從動(dòng)齒輪腔，每個(gè)從動(dòng)齒輪腔內(nèi)設(shè)置與傳動(dòng)軸4同軸向的從動(dòng)齒輪8，從動(dòng)齒輪8下端設(shè)二級(jí)接頭9；在傳動(dòng)軸4外固連有主動(dòng)齒輪7；主動(dòng)齒輪7與外圍均布的從動(dòng)齒輪8構(gòu)成齒合旋轉(zhuǎn)配合。

上述方案還包括：傳動(dòng)軸4下部設(shè)橫向噴嘴12，橫向噴嘴12位于二級(jí)接頭9的下方；穩(wěn)定器10外表面間隔分布有凸翼，穩(wěn)定器10外表面鑲嵌防磨齒。

上述方案進(jìn)一步包括：在傳動(dòng)軸4與外殼體1內(nèi)壁之間安裝一級(jí)密封裝置6，從動(dòng)齒輪8與穩(wěn)定器10之間安裝二級(jí)密封裝置11，從動(dòng)齒輪腔室內(nèi)充滿潤(rùn)滑油。

本發(fā)明分級(jí)式切削裝置的優(yōu)點(diǎn)是：組合多組小尺寸鉆頭，并驅(qū)動(dòng)每個(gè)鉆頭高速旋轉(zhuǎn)破巖，達(dá)到了利用小尺寸鉆頭鉆成大尺寸井眼的目的，又能最大限度的切削井底巖石，充分發(fā)揮了PDC鉆頭的技術(shù)優(yōu)勢(shì)，從而獲得更高的破巖效率和鉆進(jìn)速度，還能夠控制井眼質(zhì)量，同時(shí)也克服了常規(guī)大尺寸鉆頭線速度高磨損快壽命低破巖效率差的不足。分級(jí)式切削裝置與常規(guī)破巖工具相比，在相同能耗和鉆井周期的條件下，能夠切削更多的巖石，即鉆進(jìn)速度更快、破巖效率更高；而且小尺寸鉆頭較大尺寸鉆頭便宜，又能夠鉆出大尺寸井眼，其經(jīng)濟(jì)效益十分顯著。現(xiàn)場(chǎng)實(shí)踐證明，利用分級(jí)式切削裝置鉆井，平均提高鉆井效率56.7%，節(jié)省鉆井周期5-8天，且鉆井質(zhì)量符合設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)，實(shí)現(xiàn)了低能耗、高效率的鉆井目的。

同時(shí)，分級(jí)式切削裝置還具有結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)簡(jiǎn)單、性能可靠、操作方便等特點(diǎn)。

附圖說明

圖1是依據(jù)本發(fā)明所提出的分級(jí)式切削裝置結(jié)構(gòu)示意圖。

圖2是依據(jù)本發(fā)明所提出的分級(jí)式切削裝置A-A截面示意圖。

圖中：1-外殼體，2-容積式馬達(dá)，3-聯(lián)軸器，4-傳動(dòng)軸，5-旁通孔，6-一級(jí)密封裝置，7-主動(dòng)齒輪，8-從動(dòng)齒輪，9-二級(jí)接頭，10-穩(wěn)定器，11-二級(jí)密封裝置，12-橫向噴嘴，13-一級(jí)接頭。

具體實(shí)施方式

下面結(jié)合附圖來詳細(xì)描述本發(fā)明。

如圖1，分級(jí)式切削裝置主要由外殼體1、容積式馬達(dá)2、聯(lián)軸器3、傳動(dòng)軸4、主動(dòng)齒輪7、從動(dòng)齒輪8、一級(jí)接頭13、二級(jí)接頭9、穩(wěn)定器10組成。容積式馬達(dá)與傳動(dòng)軸之間安裝聯(lián)軸器3，傳動(dòng)軸4上部加工旁通孔5，傳動(dòng)軸4下部加工橫向噴嘴12，傳動(dòng)軸4下部連接一級(jí)接頭13，傳動(dòng)軸4與外殼體1內(nèi)壁之間安裝一級(jí)密封裝置6，主動(dòng)齒輪7安裝在傳動(dòng)軸4上；在外殼體1下部延伸有擴(kuò)徑的穩(wěn)定器10, 穩(wěn)定器10從底部沿軸向向上開設(shè)數(shù)個(gè)周向均布的從動(dòng)齒輪腔，每個(gè)從動(dòng)齒輪腔內(nèi)設(shè)置與傳動(dòng)軸4同軸向的從動(dòng)齒輪8，從動(dòng)齒輪8下端設(shè)二級(jí)接頭9，從動(dòng)齒輪8與穩(wěn)定器10之間安裝二級(jí)密封裝置11。

如圖2，穩(wěn)定器10外表面間隔分布有凸翼，穩(wěn)定器10外表面鑲嵌防磨齒。

本發(fā)明的裝置應(yīng)用于鉆井破巖時(shí)，一級(jí)鉆頭與一級(jí)接頭連接，二級(jí)鉆頭與二級(jí)接頭連接，其數(shù)量可根據(jù)具體要求設(shè)計(jì)加工2個(gè)或2個(gè)以上，然后開動(dòng)地面轉(zhuǎn)盤和液壓泵，當(dāng)鉆井液進(jìn)入分級(jí)式切削裝置后，鉆井液驅(qū)動(dòng)容積式馬達(dá)開始轉(zhuǎn)動(dòng)，通過聯(lián)軸器驅(qū)動(dòng)傳動(dòng)軸轉(zhuǎn)動(dòng)，進(jìn)而驅(qū)動(dòng)一級(jí)鉆頭轉(zhuǎn)動(dòng)破巖，鉆井液經(jīng)過容積式馬達(dá)后，經(jīng)旁通孔進(jìn)入傳動(dòng)軸內(nèi)部，然后經(jīng)過一級(jí)鉆頭到達(dá)井底，隨著傳動(dòng)軸連續(xù)轉(zhuǎn)動(dòng)，扭矩通過主動(dòng)齒輪傳遞至從動(dòng)齒輪，驅(qū)動(dòng)從動(dòng)齒輪旋轉(zhuǎn)，由于二級(jí)鉆頭與從動(dòng)齒輪連接，因此二級(jí)鉆頭開始轉(zhuǎn)動(dòng)破巖，部分鉆井液經(jīng)過傳動(dòng)軸上的橫向噴嘴射出，對(duì)二級(jí)鉆頭進(jìn)行清巖和降溫，外殼體下部的穩(wěn)定器既能夠確保分級(jí)式切削裝置在驅(qū)動(dòng)所有鉆頭破巖過程中的穩(wěn)定性，又能夠保持井眼尺寸符合要求，還能夠修整井壁。