本發(fā)明涉及一種水平井鉆進(jìn)過(guò)程中，為鉆柱提供軸向送進(jìn)推力，降低鉆柱和井眼摩擦阻力的蝸輪蝸桿式水平井鉆柱送進(jìn)工具。

背景技術(shù)：

在石油天然氣行業(yè)中，水平井技術(shù)的應(yīng)用大大提高了單井產(chǎn)量和油氣田采收率，降低了油氣田開(kāi)發(fā)成本。然而，在水平井鉆進(jìn)過(guò)程中，由于水平段井眼與鉆柱的摩阻大，導(dǎo)致水平井鉆柱送進(jìn)困難，嚴(yán)重制約了水平段井眼的長(zhǎng)度。鉆柱送進(jìn)困難會(huì)進(jìn)一步導(dǎo)致鉆柱發(fā)生撓曲變形和破壞，對(duì)油氣藏資源的開(kāi)發(fā)極為不利。

目前國(guó)內(nèi)外市場(chǎng)上有一些專(zhuān)門(mén)用于降低水平段井眼和鉆柱摩擦阻力的減摩降阻工具，具有代表性的是安裝滾輪的減摩短接和產(chǎn)生連續(xù)振動(dòng)的水力振蕩器，前者將鉆柱和井眼的靜摩擦變?yōu)闈L動(dòng)摩擦，后者將鉆柱和井眼的靜摩擦變?yōu)閯?dòng)摩擦，都在一定程度上起到了減摩降阻的作用。然而上述減摩降阻工具都僅僅立足于降低鉆柱和井眼之間的摩擦阻力，隨著井眼水平段長(zhǎng)度的增加，始終難以保證鉆柱有效送進(jìn)。

故基于上述技術(shù)背景，本發(fā)明特提供一種蝸輪蝸桿式水平井鉆柱送進(jìn)工具，可以為鉆柱主動(dòng)提供軸向送進(jìn)推力，幫助鉆柱有效送進(jìn)。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本發(fā)明的目的是：為了解決水平井鉆柱送進(jìn)困難的問(wèn)題，特提供一種蝸輪蝸桿式水平井鉆柱送進(jìn)工具。

為了達(dá)到上述目的，本發(fā)明采用以下技術(shù)方案：一種蝸輪蝸桿式水平井鉆柱送進(jìn)工具，是由上接頭、螺桿轉(zhuǎn)子、橡膠定子、定子殼體、萬(wàn)向軸、萬(wàn)向軸殼體、蝸桿軸、上密封圈、上圓錐滾子軸承、扶正筒、螺釘、銷(xiāo)軸、蝸輪座、蝸輪、下圓錐滾子軸承、下密封圈、端蓋和下接頭構(gòu)成；其結(jié)構(gòu)特征是：上接頭上端和上部鉆柱絲扣連接，下接頭下端和下部鉆柱絲扣連接；橡膠定子固定在定子殼體內(nèi)腔，定子殼體上端和上接頭下端絲扣連接，定子殼體下端和萬(wàn)向軸殼體上端絲扣連接；螺桿轉(zhuǎn)子內(nèi)腔設(shè)置一軸向通孔，螺桿轉(zhuǎn)子下端設(shè)置為母螺紋，螺桿轉(zhuǎn)子下部周向均勻設(shè)置三個(gè)斜孔連通內(nèi)外空間；螺桿轉(zhuǎn)子置入橡膠定子內(nèi)腔，螺桿轉(zhuǎn)子下端和萬(wàn)向軸上端絲扣連接；萬(wàn)向軸下端設(shè)置為母螺紋，萬(wàn)向軸下部周向均勻設(shè)置三個(gè)斜孔連通內(nèi)外空間；蝸桿軸上端設(shè)置為公螺紋，下端設(shè)置為公螺紋，蝸桿軸外圓上部設(shè)置一圈凸起臺(tái)階，凸起臺(tái)階圓柱面上設(shè)置有密封凹槽，蝸桿軸外圓中部設(shè)置為蝸桿，蝸桿軸內(nèi)腔設(shè)置一軸向通孔連通下上端面；端蓋內(nèi)腔設(shè)置一軸向通孔，端蓋上端設(shè)置有母螺紋，端蓋外圓下部設(shè)置一圈凸起臺(tái)階，凸起臺(tái)階圓柱面上設(shè)置有密封凹槽；扶正筒內(nèi)腔設(shè)置一個(gè)兩端大、中間小的軸向臺(tái)階孔，扶正筒上端設(shè)置有公螺紋，扶正筒下端設(shè)置有母螺紋，扶正筒外圓中部周向均勻設(shè)置三個(gè)扶正筋，每個(gè)扶正筋上設(shè)置一軸向通槽連通扶正筒內(nèi)外空間，扶正筋上軸向通槽外部設(shè)置有臺(tái)階面，臺(tái)階面上設(shè)置有螺釘孔；上密封圈安裝在蝸桿軸上部凸起臺(tái)階圓柱面上的密封凹槽內(nèi)，下密封圈安裝在端蓋下部凸起臺(tái)階圓柱面上的密封凹槽內(nèi)；蝸桿軸置入扶正筒內(nèi)腔臺(tái)階孔內(nèi)，蝸桿軸上端和萬(wàn)向軸下端絲扣連接，蝸桿軸下端和端蓋上端絲扣連接；上圓錐滾子軸承安裝在扶正筒內(nèi)腔臺(tái)階孔上部的臺(tái)階面上，下圓錐滾子軸承安裝在扶正筒內(nèi)腔臺(tái)階孔下部的臺(tái)階面上；扶正筒上端和萬(wàn)向軸殼體下端絲扣連接，扶正筒下端和下接頭上端絲扣連接；蝸輪座中部設(shè)置有凹槽，凹槽兩側(cè)設(shè)置有通孔，蝸輪座兩端設(shè)置有臺(tái)階孔；蝸輪中心設(shè)置一軸向通孔；蝸輪用銷(xiāo)軸安裝在蝸輪座中部凹槽內(nèi)；蝸輪座、蝸輪和銷(xiāo)軸整體安裝在扶正筒三個(gè)扶正筋上的軸向通槽內(nèi)，蝸輪座和扶正筒用螺釘固定連接。

安裝完成以后，蝸輪軸外圓中部的蝸桿和蝸輪構(gòu)成傳動(dòng)關(guān)系。

本發(fā)明的有益效果是：(1)本發(fā)明可以利用蝸輪旋轉(zhuǎn)為鉆柱軸向送進(jìn)提供動(dòng)力，改變了傳統(tǒng)鉆井鉆柱送進(jìn)的方式，可以大大延長(zhǎng)水平段井眼長(zhǎng)度；(2)本發(fā)明利用鉆井液驅(qū)動(dòng)，控制簡(jiǎn)單可靠；(3)本發(fā)明是純機(jī)械結(jié)構(gòu)，易于適應(yīng)井下復(fù)雜工況。

附圖說(shuō)明

圖1是本發(fā)明一種蝸輪蝸桿式水平井鉆柱送進(jìn)工具的結(jié)構(gòu)示意圖；

圖2是本發(fā)明扶正筒、蝸輪座和蝸輪的結(jié)構(gòu)示意圖；

圖3是本發(fā)明扶正筒、蝸輪座和蝸輪的三維示意圖；

圖4是本發(fā)明扶正筒的三維示意圖；

圖5是本發(fā)明蝸輪座、銷(xiāo)軸和蝸輪的三維示意圖；

圖中：1.上接頭、2.螺桿轉(zhuǎn)子、3.橡膠定子、4.定子殼體、5.萬(wàn)向軸、6.萬(wàn)向軸殼體、7.蝸桿軸、8.上密封圈、9.上圓錐滾子軸承、10.扶正筒、11.螺釘、12.銷(xiāo)軸、13.蝸輪座、14.蝸輪、15.下圓錐滾子軸承、16.下密封圈、17.端蓋、18.下接頭。

具體實(shí)施方式

如圖1所示，本發(fā)明一種蝸輪蝸桿式水平井鉆柱送進(jìn)工具，是由上接頭1、螺桿轉(zhuǎn)子2、橡膠定子3、定子殼體4、萬(wàn)向軸5、萬(wàn)向軸殼體6、蝸桿軸7、上密封圈8、上圓錐滾子軸承9、扶正筒10、螺釘11、銷(xiāo)軸12、蝸輪座13、蝸輪14、下圓錐滾子軸承15、下密封圈16、端蓋17和下接頭18構(gòu)成；其結(jié)構(gòu)特征是：上接頭1上端和上部鉆柱絲扣連接，下接頭18下端和下部鉆柱絲扣連接；橡膠定子3固定在定子殼體4內(nèi)腔，定子殼體4上端和上接頭1下端絲扣連接，定子殼體4下端和萬(wàn)向軸殼體6上端絲扣連接；螺桿轉(zhuǎn)子2內(nèi)腔設(shè)置一軸向通孔，螺桿轉(zhuǎn)子2下端設(shè)置為母螺紋，螺桿轉(zhuǎn)子2下部周向均勻設(shè)置三個(gè)斜孔連通內(nèi)外空間；螺桿轉(zhuǎn)子2置入橡膠定子3內(nèi)腔，螺桿轉(zhuǎn)子2下端和萬(wàn)向軸5上端絲扣連接；萬(wàn)向軸5下端設(shè)置為母螺紋，萬(wàn)向軸5下部周向均勻設(shè)置三個(gè)斜孔連通內(nèi)外空間；蝸桿軸7上端設(shè)置為公螺紋，下端設(shè)置為公螺紋，蝸桿軸7外圓上部設(shè)置一圈凸起臺(tái)階，凸起臺(tái)階圓柱面上設(shè)置有密封凹槽，蝸桿軸7外圓中部設(shè)置為蝸桿，蝸桿軸7內(nèi)腔設(shè)置一軸向通孔連通下上端面；端蓋17內(nèi)腔設(shè)置一軸向通孔，端蓋17上端設(shè)置有母螺紋，端蓋17外圓下部設(shè)置一圈凸起臺(tái)階，凸起臺(tái)階圓柱面上設(shè)置有密封凹槽；上密封圈8安裝在蝸桿軸7上部凸起臺(tái)階圓柱面上的密封凹槽內(nèi)，下密封圈16安裝在端蓋17下部凸起臺(tái)階圓柱面上的密封凹槽內(nèi)；蝸桿軸7置入扶正筒10內(nèi)腔臺(tái)階孔內(nèi)，蝸桿軸7上端和萬(wàn)向軸5下端絲扣連接，蝸桿軸7下端和端蓋17上端絲扣連接；上圓錐滾子軸承9安裝在扶正筒10內(nèi)腔臺(tái)階孔上部的臺(tái)階面上，下圓錐滾子軸承15安裝在扶正筒10內(nèi)腔臺(tái)階孔下部的臺(tái)階面上；扶正筒10上端和萬(wàn)向軸殼體6下端絲扣連接，扶正筒10下端和下接頭18上端絲扣連接；如圖2、圖3和圖5所示，蝸輪座13中部設(shè)置有凹槽，凹槽兩側(cè)設(shè)置有通孔，蝸輪座13兩端設(shè)置有臺(tái)階孔；蝸輪14中心設(shè)置一軸向通孔；蝸輪14用銷(xiāo)軸12安裝在蝸輪座13中部凹槽內(nèi)；蝸輪座13、蝸輪14和銷(xiāo)軸12整體安裝在扶正筒10三個(gè)扶正筋上的軸向通槽內(nèi)，蝸輪座13和扶正筒10用螺釘11固定連接。

如圖1、圖2、圖3和圖4所示，扶正筒10內(nèi)腔設(shè)置一個(gè)兩端大、中間小的軸向臺(tái)階孔，扶正筒10上端設(shè)置有公螺紋，扶正筒10下端設(shè)置有母螺紋，扶正筒10外圓中部周向均勻設(shè)置三個(gè)扶正筋，每個(gè)扶正筋上設(shè)置一軸向通槽連通扶正筒10內(nèi)外空間，扶正筋上軸向通槽外部設(shè)置有臺(tái)階面，臺(tái)階面上設(shè)置有螺釘孔。

本發(fā)明一種蝸輪蝸桿式水平井鉆柱送進(jìn)工具的工作原理是：下入本發(fā)明至水平段井眼，開(kāi)泵循環(huán)鉆井液，鉆井液一部分驅(qū)動(dòng)螺桿轉(zhuǎn)子2旋轉(zhuǎn)，另一部分從螺桿轉(zhuǎn)子2中心通孔流過(guò)，鉆井液經(jīng)萬(wàn)向軸5下部斜孔從蝸桿軸7內(nèi)腔通孔流過(guò)；螺桿轉(zhuǎn)子2驅(qū)動(dòng)萬(wàn)向軸5旋轉(zhuǎn)，萬(wàn)向軸5驅(qū)動(dòng)蝸輪軸7旋轉(zhuǎn)，蝸輪軸7驅(qū)動(dòng)蝸輪14旋轉(zhuǎn)；蝸輪14和井眼接觸，蝸輪14在井眼上發(fā)生滾動(dòng)；本發(fā)明利用蝸輪14的主動(dòng)滾動(dòng)作為動(dòng)力，為鉆柱送進(jìn)提供軸向推力，完全區(qū)別與以往水平井減摩降阻的工作原理。