液動沖擊旋轉鉆具的制作方法
【專利摘要】本實用新型公開了一種液動沖擊旋轉鉆具，包括上接頭、鉆具主體和下接頭，鉆具主體包括主體外殼以及同軸地設置在主體外殼中的渦輪主軸、凸輪軸、沖擊錘和鉆座；主體外殼的兩端分別與上接頭和下接頭螺紋連接。渦輪主軸上安裝有定子轉子組；渦輪定子轉子組的兩側的渦輪主軸上設有上徑向支撐軸承和下徑向支撐軸承；下徑向支撐軸與沖擊錘之間設有軸向支撐軸承。采用上結構的液動沖擊旋轉鉆具，結構簡單，沒有易損元件，使用壽命長。且適用于各種深井、超深井、大斜度井、大位移井及水平鉆井的鉆井工程中，在鉆遇硬巖層、軟硬交錯地層以及在鉆遇大斜度地層時使用。
【專利說明】液動沖擊旋轉鉆具

【技術領域】
[0001]本實用新型涉及鉆探工具，尤其涉及一種液動沖擊旋轉鉆具。

【背景技術】
[0002]目前，石油天然氣鉆井工作中，為解決鉆進硬巖層、軟硬交錯地層時機械鉆速較低的問題以及在鉆遇大斜度地層井眼易斜等問題時，各國鉆井專家廣泛關注的技術熱點之一，就是采用液動沖擊旋轉鉆具。液動沖擊旋轉鉆井技術的推廣應用，不受現(xiàn)場條件的限制，不需要改變現(xiàn)有的鉆井設備，只是在現(xiàn)有的鉆井組合中增加一個液動沖擊旋轉鉆具，既方便又可靠，能大幅度提高鉆井效率，降低鉆井成本。特別在深井、復雜地層鉆井應用中具有廣泛的前景。現(xiàn)在使用的液動沖擊旋轉鉆具，常用的有閥式正作用式、閥式反作用式、閥式雙作用式以及射流式液動沖擊旋轉鉆具。但是，由于結構復雜、工具主要零件在泥漿條件下使用壽命較短，還不能完全滿足現(xiàn)場應用的需要。
實用新型內容
[0003]本實用新型的目的是提供一種液動沖擊旋轉鉆具，以解決現(xiàn)有液動沖擊旋轉鉆具結構復雜使用壽命短的問題。
[0004]為解決上述技術問題，本實用新型提供一種液動沖擊旋轉鉆具，包括上接頭、鉆具主體和下接頭，鉆具主體包括主體外殼以及同軸地設置在主體外殼中的渦輪主軸、凸輪軸、沖擊錘和鉆座；主體外殼的兩端分別與上接頭和下接頭連接；渦輪主軸的一端固定安裝有一渦輪軸接頭，另一端裝配在沖擊錘內；凸輪軸的一端套接在渦輪主軸內，另一端裝配在沖擊錘內；鉆座設置在沖擊錘與下接頭之間。
[0005]渦輪主軸上安裝有包括定子和轉子的渦輪定子轉子組；定子安裝在主體外殼的內表面，轉子安裝在渦輪主軸與定子之間；渦輪定子轉子組的兩側的渦輪主軸上設有上徑向支撐軸承和下徑向支撐軸承；下徑向支撐軸承與沖擊錘之間的渦輪主軸上設有軸向支撐軸承。
[0006]進一步地，上接頭和上徑向支撐軸承之間的主體外殼內表面、下接頭與軸向支撐軸承之間的主體外殼內表面、軸向支撐軸承與下徑向支撐軸承之間的主體外殼內表面均設有間隔套。
[0007]進一步地，凸輪軸裝配在沖擊錘內的一端設有徑向向外延伸的凸肩。
[0008]進一步地，凸肩的表面設有耐磨層。
[0009]本實用新型的有益效果為:該鉆具結構簡單，使用壽命長。且適用于各種深井、超深井、大斜度井、大位移井及水平鉆井的鉆井工程中，在鉆遇硬巖層、軟硬交錯地層以及在鉆遇大斜度地層時使用。

【專利附圖】

【附圖說明】
[0010]圖1為本實用新型最佳實施例的結構示意圖。
[0011]其中:1、上接頭；2、主體外殼；3、渦輪軸接頭；4、第一間隔套；5、上徑向支撐軸承；6、渦輪定子轉子組；7、渦輪主軸；8、下徑向支撐軸承；9、第二間隔套；10、軸向支撐軸承；11、凸輪軸；12、第三間隔套；13、沖擊錘；14、鉆座；15、下接頭；16、凸肩。

【具體實施方式】
[0012]下面對本實用新型的【具體實施方式】進行描述，以便于本【技術領域】的技術人員理解本實用新型，但應該清楚，本實用新型不限于【具體實施方式】的范圍，對本【技術領域】的普通技術人員來講，只要各種變化在所附的權利要求限定和確定的本實用新型的精神和范圍內，這些變化是顯而易見的，一切利用本實用新型構思的發(fā)明創(chuàng)造均在保護之列。
[0013]如圖1所示的液動沖擊旋轉鉆具,包括上接頭1、鉆具主體和下接頭15,鉆具主體包括主體外殼2以及同軸地設置在主體外殼中的渦輪主軸7、凸輪軸11、沖擊錘13和鉆座14 ;主體外殼2的兩端分別與上接頭I和下接頭15螺紋連接；渦輪主軸7的一端固定安裝有一渦輪軸接頭3，另一端裝配在沖擊錘13內；凸輪軸11的一端套接在渦輪主軸7內，另一端裝配在沖擊錘13內；鉆座14設置在沖擊錘13與下接頭15之間。
[0014]渦輪主軸7上安裝有包括定子和轉子的渦輪定子轉子組6。其中，定子安裝在主體外殼2的內表面，轉子安裝在渦輪主軸7與定子之間。渦輪定子轉子組6的兩側的渦輪主軸7上設有上徑向支撐軸承5和下徑向支撐軸承8 ;下徑向支撐軸承8與沖擊錘13之間設有軸向支撐軸承10。
[0015]優(yōu)選地，上接頭I和上徑向支撐軸承5之間的主體外殼2內表面上設有第一間隔套4，下接頭15與軸向支撐軸承10之間的主體外殼2內表面設有第二間隔套9，軸向支撐軸承10與下徑向支撐軸承8之間的主體外殼2內表面上設有第三間隔套4。上述間隔套均用于調節(jié)主體外殼2內各部件的裝配關系。
[0016]優(yōu)選地，凸輪軸上設有凸肩16，沖擊錘13內設有與凸肩16相對應的形狀結構。并且凸肩16與沖擊錘13內的接觸面可以設置成傾斜接觸面，且在接觸面上均設有耐磨層。
[0017]裝配時，首先將凸輪軸11和沖擊錘13依次安裝在渦輪主軸7的一端，并將第三間隔套12安裝到?jīng)_擊錘13上。接著依次將軸向支撐軸承10、第二間隔套9、下徑向支撐軸承8、渦輪定子轉子組6和上徑向支撐軸承5裝配在渦輪主軸7上，再安裝第一間隔套4，并將渦輪軸接頭3固定到渦輪主軸7的另一端以預緊渦輪定子轉子組6。隨后，再將組裝好的上述所有部件裝入主體外殼2內，并將鉆座14安裝在沖擊錘13的另一端。最后，將上接頭I和下接頭15分別緊固在主體外殼2兩端。至此，本實施例裝配完成。
[0018]當使用本實用新型時，將組裝好的液動沖擊旋轉鉆具的上接頭I連接到鉆鋌接頭，下接頭15連接到鉆頭，即可以下到井內使用。在工作過程中，泥漿流動驅動渦輪定子轉子組6轉動，利用渦輪主軸7和凸輪軸11的旋轉帶動沖擊錘13上下運動，當沖擊錘13向下運動時打擊到鉆座14上，所產(chǎn)生的沖擊力量傳遞到下接頭15，再進一步作用到到鉆頭上，從而促進巖石的破碎，加速鉆井進程。其中，渦輪定子轉子組6的定子和轉子的葉片結構與泥漿排量確定了渦輪主軸7和凸輪軸11的旋轉速度，從而控制沖擊錘13的打擊頻率；第一間隔套4、第二間隔套9和第三間隔套12用于調節(jié)主體外殼2內各部件的裝配關系；上、下徑向支撐軸承5、8用于扶正渦輪定子轉子組6，并使渦輪主軸7在高速旋轉時穩(wěn)定在軸心線；軸向支撐軸承10用于承受渦輪主軸7在高速旋轉時產(chǎn)生的軸向推力。
【權利要求】
1.一種液動沖擊旋轉鉆具，包括上接頭、鉆具主體和下接頭，其特征在于，所述鉆具主體包括主體外殼以及同軸地設置在所述主體外殼中的渦輪主軸、凸輪軸、沖擊錘和鉆座；所述主體外殼的兩端分別與所述上接頭和下接頭連接；所述渦輪主軸的一端固定安裝有一渦輪軸接頭，另一端裝配在所述沖擊錘內；所述凸輪軸的一端套接在渦輪主軸內，另一端裝配在所述沖擊錘內；所述鉆座設置在所述沖擊錘與下接頭之間； 所述渦輪主軸上安裝有包括定子和轉子的渦輪定子轉子組；所述定子安裝在主體外殼的內表面，所述轉子安裝在渦輪主軸與定子之間；所述渦輪定子轉子組的兩側的渦輪主軸上設有上徑向支撐軸承和下徑向支撐軸承；所述下徑向支撐軸承與沖擊錘之間的渦輪主軸上設有軸向支撐軸承。
2.根據(jù)權利要求1所述的液動沖擊旋轉鉆具，其特征在于，所述上接頭和上徑向支撐軸承之間的主體外殼內表面、所述下接頭與軸向支撐軸承之間的主體外殼內表面、所述軸向支撐軸承與下徑向支撐軸承之間的主體外殼內表面均設有間隔套。
3.根據(jù)權利要求1所述的液動沖擊旋轉鉆具，其特征在于，所述凸輪軸裝配在所述沖擊錘內的一端設有徑向向外延伸的凸肩。
4.根據(jù)權利要求3所述的液動沖擊旋轉鉆具，其特征在于，所述凸肩的表面設有耐磨層。
【文檔編號】E21B10/36GK204060517SQ201420408090
【公開日】2014年12月31日 申請日期:2014年7月23日 優(yōu)先權日:2014年7月23日
【發(fā)明者】楊智佳, 于惠洋, 傅云博, 高藝博, 邊朝亮, 夏添 申請人:成都惠容佳石油科技有限公司