專利名稱：鉆井液壓減振自動送鉆器的制作方法
技術領域：
本實用新型涉及到土層或巖石的鉆進，屬于鉆井井下工具，尤其是有減振 功能的送鉆器具，是一種鉆井液壓減振自動送鉆器。
(二)
背景技術：
在鉆井過程中，由于地層和鉆頭的相互作用，引起整個鉆柱和井底附近巖 石產(chǎn)生彈性波，使得鉆頭和鉆柱不規(guī)則的振動，嚴重時會產(chǎn)生共振，導致鉆頭 提前損壞、鉆柱斷裂、井斜，并嚴重影響鉆井工效及井眼質(zhì)量。因此，完全靠 人工操作送鉆非常困難，通常采用機械減振器(疊簧式、橡膠球式等)作為鉆 井送鉆井下工具。但是這些減振器的頻率與鉆頭鉆柱的頻率不易匹配，并且使 用壽命較短，所以減振效果不令人滿意。也有一些廠家生產(chǎn)各類水力加壓器(液 力加壓器、水力推進器等)，有的已申報了專利，例如"單缸多級液力加壓器"
(200820016159. 2)、"雙行程水力加壓器"(00244794. 0)、"鉆井用液力推進 器"(96220173. 1)，其基本原理類似，伸縮行程距離都太短，只有20 40cm， 實際應用中很難控制在行程段工作，只能起減振作用，夠不上一種自動送鉆器。
(三) 發(fā)明內(nèi)容
鑒于上述已有技術存在的缺點及不足之處，本實用新型的目的就在于自主 創(chuàng)新，研制提供一種與眾不同的鉆井液壓減振自動送鉆器，使其與各種鉆頭鉆 柱振動頻率都能很好的匹配，其伸縮行程距離更大，使用壽命更長，工作更加 可靠，制造成本降低。
上述目的是由下述技術方案實現(xiàn)的
鉆井液壓減振自動送鉆器包括下接頭、中間接頭、上接頭、扭矩接頭總成、 一級推力總成和二級推力總成。其特征是扭矩接頭總成由扭矩接頭外殼體、花 鍵外套、固定螺帽和一級芯軸的花鍵部分組成。 一級推力總成由一級外殼體、 一級芯軸、 一級活塞和密封圈組成。二級推力總成由二級外殼體、二級芯軸、 二級活塞和密封圈組成。下接頭裝在一級芯軸的下端。扭矩接頭外殼體的上端 與一級外殼體的下端聯(lián)接， 一級外殼體的上端與中間接頭的下端聯(lián)接，中間接頭的上端與二級外殼體的下端聯(lián)接，中間接頭的上端與二級外殼體的下端聯(lián)接， 二級外殼體的上端與上接頭聯(lián)接。 一級芯軸插入扭矩接頭外殼體的內(nèi)腔和一級 外殼體的內(nèi)腔?；ㄦI外套裝在扭矩接頭外殼體內(nèi)腔的下半部，并用固定螺帽固 定住。 一級活塞裝在一級外殼體內(nèi)腔的中部， 一級活塞外面裝密封圈。二級芯 軸的下端與一級活塞的上部聯(lián)接，二級芯軸插入中間接頭的內(nèi)腔和二級外殼體 的內(nèi)腔，二級芯軸的上端與二級活塞的下部聯(lián)接。二級活塞裝在二級外殼體內(nèi) 腔的中部，二級活塞外面裝密封圈。
上述鉆井液壓減振自動送鉆器的扭矩接頭外殼體為圓管形狀。其下半部的 外徑大于上半部的外徑，其下半部的內(nèi)徑大于上半部的內(nèi)徑，其上端部有外螺 紋，其下端部有內(nèi)螺紋。
上述鉆井液壓減振自動送鉆器的一級芯軸為圓管形狀。其下端部有外螺紋， 其余外表面是軸向花鍵。
上述鉆井液壓減振自動送鉆器的二級芯軸為圓管形狀。其下端部和上端部 都有外螺紋。
按照上述技術方案制造的鉆井液壓減振自動送鉆器，是以鉆井液的液壓吸 收、緩沖、阻尼鉆頭和鉆柱的振動，又能通過鉆頭水眼及時釋放振動能量，并 且具有改變整體鉆柱固有頻率的功能，使整個鉆具組合的剛度、自身頻率發(fā)生 根本變化，在全頻率波段范圍內(nèi)廣泛適應鉆頭與鉆柱的振動，并在超長伸縮行 程的結構上有創(chuàng)新。利用液力加壓、減振效果明顯，能有效吸收鉆頭沖擊，可 防止跳鉆、保護鉆頭和鉆具?？稍谳^大行程范圍內(nèi)自動均勻送鉆，減輕司鉆勞 動強度，提高鉆速和井眼質(zhì)量。由剛性加壓改為柔性加壓，改善了鉆具受力狀 態(tài)，降低了中和點高度，提高了切點位置，減小了鉆具彎曲和鉆頭傾角，有利 于"防斜打直"。在定向井施工中，有利于保持和控制工具面。在定向井和水平 井施工中，能解決了加壓困難和大斜度井的鉆柱摩阻問題。工作安全可靠。
(四)
附圖是本實用新型的整體結構剖視示意圖。
具體實施方式結合附圖說明一個實施例
附圖中，l是下接頭，2是一級芯軸(帶有花鍵)，3是固定螺帽，4是花鍵外套，5是扭矩接頭外殼體，6是一級外殼體，7是一級活塞，8是密封圈，9是 中間接頭，IO是二級芯軸，11是二級外殼體，12是二級活塞，13是密封圈， 14是上接頭。
由附圖所示，鉆井液壓減振自動送鉆器包括下接頭l、中間接頭9、上接頭 14、扭矩接頭總成、 一級推力總成和二級推力總成。其特征是扭矩接頭總成由 扭矩接頭外殼體5、花鍵外套4、固定螺帽3和一級芯軸2的花鍵部分組成。一 級推力總成由一級外殼體6、 一級芯軸2、 一級活塞7和密封圈8組成。二級推 力總成由二級外殼體ll、 二級芯軸IO、 二級活塞12和密封圈13組成。下接頭 1裝在一級芯軸2的下端。扭矩接頭外殼體5的上端與一級外殼體6的下端聯(lián)接， 一級外殼體6的上端與中間接頭9的下端聯(lián)接，中間接頭9的上端與二級外殼 體11的下端聯(lián)接，二級外殼體11的上端與上接頭14聯(lián)接。 一級芯軸2插入扭 矩接頭外殼體5的內(nèi)腔和一級外殼體6的內(nèi)腔。花鍵外套4裝在扭矩接頭外殼 體5內(nèi)腔的下半部，并用固定螺帽3固定住。 一級活塞7裝在一級外殼體6內(nèi) 腔的中部， 一級活塞7外面裝密封圈8。 二級芯軸10的下端與一級活塞7的上 部聯(lián)接，二級芯軸10插入中間接頭9的內(nèi)腔和二級外殼體11的內(nèi)腔，二級芯 軸10的上端與二級活塞12的下部聯(lián)接。二級活塞12裝在二級外殼體11內(nèi)腔 的中部，二級活塞12的外面裝密封圈13。
由附圖所示，該送鉆器的扭矩接頭外殼體5為圓管形狀，其下半部的外徑 大于上半部的外徑，其下半部的內(nèi)徑大于上半部的內(nèi)徑，其上端部有外螺紋， 其下端部有內(nèi)螺紋。該送鉆器的一級芯軸2為圓管形狀，其下端部有外螺紋， 其余外表面是軸向花鍵。該送鉆器的二級芯軸10為圓管形狀，其下端部和上端 部都有外螺紋。
該送鉆器的動態(tài)工作原理該送鉆器安裝在鉆頭上方。當開泵循環(huán)泥漿時，
在該送鉆器之下鉆頭、馬達產(chǎn)生的鉆井液壓差的作用下，二級活塞12和一級活 塞7受壓，推動二級芯軸10和一級芯軸2向下運動，給鉆井工具以下部分加壓。 這個壓力相對平穩(wěn)，只要泥漿泵的排量不變，壓力也不變，鉆頭保持平穩(wěn)鉆進， 其振動被液壓吸收。當一級芯軸2的行程完全伸出，如果鉆柱沒有下放，隨著 鉆頭的繼續(xù)鉆進，鉆壓在不斷減小，鉆頭扭矩也減小。只有當鉆柱下放速度大 于鉆進速時，將二級芯軸10和一級芯軸2壓下，并使扭矩接頭外殼體5與下接頭1接觸，這時鉆壓大于液壓推力的穩(wěn)定鉆壓，其減振功能沒有了。自一級芯
軸2完全伸出到完全縮回(即扭矩接頭外殼體5與下接頭1接觸)之距離，就 是該送鉆器的工作行程，約為150cm。由于此工作行程范圍大大增加，所以司 鉆對鉆柱下放速度和下放距離比較容易操作控制。只要保持鉆柱的下放距離在 此工程作行程范圍內(nèi)，就是該鉆器最理想的工作狀態(tài)，不但減振效果很好，而 且真正具有了自動送鉆器功能。這也是本實用新型的技術創(chuàng)新之處。
該送鉆器的扭矩接頭總成如果只裝上一級推力總成，并把上接頭14直接裝 到一級外殼體6的上端即可單獨使用。本實施例及附圖表示為一級、二級組合 應用。還可根據(jù)鉆頭類型、地層軟硬程度等需要的鉆壓，而決定采用二級、三 級或四級推力總成組合應用。
權利要求1. 一種鉆井液壓減振自動送鉆器，包括下接頭(1)、中間接頭(9)、上接頭(14)、扭矩接頭總成、一級推力總成和二級推力總成，其特征是扭矩接頭總成由扭矩接頭外殼體(5)、花鍵外套(4)、固定螺帽(3)和一級芯軸(2)的花鍵部分組成，一級推力總成由一級外殼體(6)、一級芯軸(2)、一級活塞(7)和密封圈(8)組成，二級推力總成由二級外殼體(11)、二級芯軸(10)、二級活塞(12)和密封圈(13)組成；下接頭(1)裝在一級芯軸(2)的下端，扭矩接頭外殼體(5)的上端與一級外殼體(6)的下端聯(lián)接，一級外殼體(6)的上端與中間接頭(9)的下端聯(lián)接，中間接頭(9)的上端與二級外殼體(11)的下端聯(lián)接，二級外殼體(11)的上端與上接頭(14)聯(lián)接；一級芯軸(2)插入扭矩接頭外殼體(5)的內(nèi)腔和一級外殼體(6)的內(nèi)腔，花鍵外套(4)裝在扭矩接頭外殼體(5)內(nèi)腔的下半部，并用固定螺帽固定住，一級活塞(7)裝在一級外殼體(6)內(nèi)腔的中部，一級活塞(7)外面裝密封圈(8)，二級芯軸(10)的下端與一級活塞(7)的上部聯(lián)接，二級芯軸(10)插入中間接頭(9)的內(nèi)腔和二級外殼體(11)的內(nèi)腔，二級芯軸(10)的上端與二級活塞(12)的下部聯(lián)接，二級活塞(12)裝在二級外殼體(11)內(nèi)腔的中部，二級活塞(12)的外面裝密封圈(13)。
2. 根據(jù)權利要求l所述的鉆井液壓減振自動送鉆器，其特征是扭矩接頭外 殼體(5)為圓管形狀，其下半部的外徑大于上半部的外徑，其下半部的內(nèi)徑 大于上半部的內(nèi)徑，其上端部有外螺紋，其下端部有內(nèi)螺紋。
3. 根據(jù)權利要求1所述的鉆井液壓減振自動送鉆器，其特征是一級芯軸(2) 為圓管形狀，其下端部有外螺紋，其余外表面是軸向花鍵。
4. 根據(jù)權利要求1所述的鉆井液壓減振自動送鉆器，其特征是二級芯軸(10) 為圓管形狀，其下端部和上端部都有外螺紋。
專利摘要本實用新型是一種鉆井液壓減振自動送鉆器，屬于鉆井井下工具。其特征是下接頭裝在一級芯軸的下端，一級芯軸插入扭矩接頭總成和一級外殼體的內(nèi)腔。一級活塞裝在一級外殼體的內(nèi)腔，二級芯軸的下端與一級活塞聯(lián)接。二級芯軸插入中間接頭和二級外殼體的內(nèi)腔。二級芯軸的上端與二級活塞聯(lián)接，二級活塞裝在二級外殼體的內(nèi)腔。上接頭裝在二級外殼的上端。主要優(yōu)點是以鉆井液的液壓吸收、緩沖、阻尼鉆頭和鉆柱的振動，保護鉆頭和鉆具。能在較大行程范圍內(nèi)自動均勻送鉆，減輕司鉆勞動強度，提高鉆井速度和井眼質(zhì)量。由剛性加壓改為柔性加壓，改善了鉆具受力狀態(tài)，有利于“防斜打直”。在定向井和水平井施工中，解決了加壓困難和大斜度井的鉆柱摩阻問題。
文檔編號E21B17/00GK201297129SQ200820226259
公開日2009年8月26日 申請日期2008年11月21日 優(yōu)先權日2008年11月21日
發(fā)明者秦明東 申請人:東營市創(chuàng)元石油機械制造有限公司