一種自動調節鉆壓工具制造技術

一種自動調節鉆壓工具，通過心軸下端下接頭的外螺紋及上接頭的內螺紋實現與其他鉆井工具的連接；上接頭內部用多股螺旋彈簧儲能，彈簧通過套管固定在內部，上接頭與內螺旋花鍵筒采用螺紋連接；內外螺旋花鍵為矩形齒廓；連接套管上面通過螺紋連接外螺旋花鍵軸，下面通過管螺紋連接加壓滑道管；下半部分Y型流道套管，通過軸承與加壓滑道管過盈配合；加壓活塞軸連接在鉆頭上面，加壓滑道管其內部有一個鍵槽讓加壓活塞軸在其內上下滑動；中間有層隔板，隔板上有均布的四個圓孔。本發明專利技術通過自動調壓有效減緩鉆井過程中鉆頭磨損，能在深部鉆井和水平井鉆井過程中，保持鉆頭鉆壓穩定并有效輔助破巖，減少卡鉆、托壓現象，提高鉆頭利用率，降低成本。

An automatic tool for drilling and pressing

An automatic regulating pressure drilling tool, the lower end of the lower joint screw mandrel and joint internal thread connection with other drilling tools; joint internal multi strand coil spring energy storage spring is fixed on the inner casing through the upper joint and the inner spiral spline tube with screwed connections; inner and outer spiral spline for rectangular tooth profile; the connecting sleeve is connected with the top thread through the spiral spline shaft, the through pipe thread connection pipe pressure slide; Y type half sprue bushing, through the bearing and the pressurizing skid pipe fit; the pressurizing piston shaft is connected with the drill head above the internal pressure tube, slide a keyway to pressure piston shaft in the upper and lower layer sliding; middle clapboard, with four holes are uniformly distributed on the partition. The automatic voltage effectively reduce the wear of drill in drilling process, in the process of drilling horizontal well drilling and deep, keep stable and effective drilling pressure assisted rock breaking, reduce drilling, pressure phenomenon, improve the utilization rate of the drill bit, reduce the cost.

【技術實現步驟摘要】
一種自動調節鉆壓工具
本專利技術涉及一種用于石油天然氣鉆探工程、隧道工程、地質鉆探，特別是油氣田鉆井中的自動調節鉆壓工具。
技術介紹
近年來，隨著石油開采難度的增加，水平井、大斜度井、小直徑井、深井、老井側鉆井在鉆井中所占的比例越來越大，在這種情況下很難實現高效率的鉆井。在鉆井過程中，由于鉆柱與井壁的摩擦、鉆頭鉆遇不同硬度的巖層，致使鉆頭所需要的實時鉆壓存在一定波動，但是地面施加的鉆井壓力經過較長的傳輸后才施加于鉆頭，容易造成施加給鉆頭的壓力過大或過小。鉆壓太低，鉆速很慢；鉆壓過大，鉆頭的磨損會加劇，鉆速改進效果也不明顯，甚至使鉆進效果變差。再因鉆頭本身的特性以及鉆柱在井筒內旋轉時產生的各種形式的振動，井底鉆壓并不是一個恒定值。合適的鉆壓波動有利于鉆頭破碎巖石，如果鉆壓波動過大，不僅不利于巖石破碎，甚至會引起鉆頭牙齒以及鉆頭軸承的沖擊破壞。選擇合適的鉆壓對鉆進過程非常重要。為了在深部鉆井和水平井鉆井過程中，保持鉆頭鉆壓穩定能夠有效輔助破巖，減少卡鉆、托壓現象，專利技術一個鉆井里面自動調節鉆壓工具。
技術實現思路
本專利技術的目的是克服現有技術中存在的不足，專利技術一種自動調節鉆壓工具，達到自動平衡鉆井壓力，實現鉆壓能量的高效傳輸與利用的目的。為實現上述目的，本專利技術采用以下技術方案：一種自動調節鉆壓工具，由連接部分(由上接頭、下接頭、連接管筒組成)、儲能部分(由多股螺旋彈簧、彈簧內套管組成)、螺旋花鍵部分(由外螺旋花鍵軸、內螺旋花鍵筒組成)、加壓部分(由Y型流道套管、組合密封管、加壓滑道管、加壓活塞軸、多股螺旋彈簧組成)、其他零部件部分(密封部件、管螺紋部件)五大部分組成。其結構特征為：1)連接部分的連接下接頭部分為螺紋連接，上下接頭部分，上接頭連接鉆鋌，下接頭連接鉆頭，接口采用NC50；連接套管上面通過螺紋連接外螺旋花鍵軸，下面通過管螺紋連接加壓滑道管。2)儲能部分的儲能工具選用無中心多股螺旋壓縮彈簧，用于實現鉆壓能量的儲集與釋放；彈簧內套管，作用為固定多股螺旋彈簧在軸向方向運動，不產生偏移。3)螺旋花鍵部分的內外螺旋花鍵齒廓為矩形，連接方式為螺紋連接。內螺紋花鍵與外螺紋花鍵配合，旋向左旋。4)加壓部分的壓活塞軸連接在鉆頭上面，鉆井液從上接頭流入，經中心孔從Y型流道套管流出，由于Y型流道套管的節流作用，在下部工具內形成高壓區，而加壓活塞軸下腔由于阻尼空與環空相通，是低壓區。加壓活塞軸在壓差的作用下產生軸向推力，推動加壓活塞軸向下移動。組合密封管起密封加壓作用，在加壓活塞軸下區形成低壓區從而產生壓差；加壓滑道管其內部有一個鍵槽讓加壓活塞軸在其內上下滑動，不產生徑向轉動。中間有層隔板，隔板上有均布的四個圓孔，用于壓差鉆井液的流動。5)其他零部件中的密封部件，主要用于與連接套管接觸，采用雙密封圈；管螺紋部件，主要用于連接上接頭，螺紋采用石油行業專業管螺紋。本專利技術的有益效果是：(1)本自動調節鉆壓工具能有效減少鉆頭磨損，降低成本：當鉆頭卡鉆時，通過外螺旋花鍵軸提升鉆頭再由儲能機構釋放鉆頭，如此來改變鉆頭位置，恢復正常鉆井；(2)本自動調節鉆壓工具能加快工程進度，降低鉆頭崩壞的概率，避免嚴重經濟損失：當鉆頭托壓時，通過加壓活塞軸下壓鉆頭接觸井底，避免產生壓差卡鉆，釋放鉆頭壓力，恢復正常鉆井。附圖說明圖1是本專利技術一種自動調節鉆壓工具的結構示意圖。圖中：1.上接頭，2.連接管筒，3.彈簧內套管，4.Y型流道套管，5.加壓滑道管，6.密封圈，7.多股螺旋彈簧，8.墊圈，9.加壓活塞軸，10.組合密封管，11.多股螺旋彈簧，12.內螺旋花鍵筒，13.密封圈，14.下接頭，15.外螺旋花鍵軸，16.密封套環。具體實施方式根據附圖所示，本工具是由連接部分(上接頭1、連接管筒2、下接頭14)、儲能部分(彈簧內套管3、多股螺旋彈簧7)、螺旋花鍵部分(內螺旋花鍵筒12、外螺旋花鍵軸15)、加壓部分(Y型流道套管4、加壓滑道管5、加壓活塞軸9、組合密封管10、多股螺旋彈簧11)、其他零部件部分(密封圈6、墊圈8、密封套環16及各處管螺紋)五大部分組成。工具通過心軸下端下接頭14的外螺紋及上接頭1的內螺紋實現與其他鉆井工具的連接。由于Y型流道套管型4的節流作用，在工具下部缸套內形成高壓區，而加壓活塞軸9下腔由于有環空和阻尼孔形成低壓區，在壓差產生的軸向推力作用下，加壓活塞軸向移動，實現鉆頭下移。正常鉆進過程中，地層會對鉆頭產生一個反扭矩，在扭矩差作用下，工具的螺旋花鍵轉換機構內螺旋花鍵筒12、外螺旋花鍵軸15發生轉動并使彈性蓄能機構多股螺旋彈簧7產生壓縮；當工具下部鉆具或鉆頭處因粘滯或地層交替而出現失速時，扭矩突然增大，鉆頭會停止轉動或轉速急劇下降，工具上部的鉆具與下部的鉆具會出現速度差，此時轉換機構會在大扭矩及速度差作用下發生轉動并使彈簧蓄能機構多股螺旋彈簧11產生壓縮，下部鉆頭得到一定的上提，實現鉆頭上移。加壓活塞軸9在彈簧彈力和向上的慣性力的作用下鉆頭得到進一步提升。當工具下部鉆具或鉆頭與上部扭矩同步時，彈簧蓄能機構11釋放能量鉆頭下移，加壓部分又繼續加壓，鉆頭鉆進。最后說明的是，以上實施方式僅用以說明本專利技術的技術方案而非限制，本領域的普通技術人員應當理解，可以對本專利技術的技術方案進行修改或者等同替換，而不脫離本專利技術技術方案的宗旨和范圍，其均應涵蓋在本專利技術的權利要求范圍當中。本文檔來自技高網...

【技術保護點】
一種自動調節鉆壓工具，其特征在于，包括連接部分、儲能部分、螺旋花鍵部分、加壓部分及其余零部件部分五大部分。所述的連接部分由上接頭、下接頭、連接管筒三部分組成；所述的儲能部分由多股螺旋彈簧、彈簧內套管兩部分組成；所述螺旋花鍵部分由外螺旋花鍵軸、內螺旋花鍵筒兩部分組成；所述加壓部分由Y型流道套管、組合密封管、加壓滑道管、加壓活塞軸、多股螺旋彈簧五部分組成；所述其余零部件部分由密封部件、管螺紋部件兩部分組成。

【技術特征摘要】
1.一種自動調節鉆壓工具，其特征在于，包括連接部分、儲能部分、螺旋花鍵部分、加壓部分及其余零部件部分五大部分。所述的連接部分由上接頭、下接頭、連接管筒三部分組成；所述的儲能部分由多股螺旋彈簧、彈簧內套管兩部分組成；所述螺旋花鍵部分由外螺旋花鍵軸、內螺旋花鍵筒兩部分組成；所述加壓部分由Y型流道套管、組合密封管、加壓滑道管、加壓活塞軸、多股螺旋彈簧五部分組成；所述其余零部件部分由密封部件、管螺紋部件兩部分組成。2.根據權利要求1所示的一種自動調節鉆壓工具，其特征在于：所述儲能部分所用儲能零件及加壓部分所用儲能零件為多股螺旋彈簧。3.根據權利要求1所示的一種自動調節鉆壓工具，其特征在于：所述螺旋花鍵部分中，...

【專利技術屬性】
技術研發人員：郭亮，邱競雄，明新程，
申請(專利權)人：西南石油大學，
類型：發明
國別省市：四川,51