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专利号: 2023113377664
申请人: 西南石油大学
专利类型:发明专利
专利状态:已下证
专利领域: 土层或岩石的钻进;采矿
更新日期:2025-04-10
缴费截止日期: 暂无
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摘要:

权利要求书:

1.减震稳扭扭冲钻井提速工具,其特征在于:所述减震稳扭扭冲钻井提速工具包括螺杆马达传动单元、旋转冲击单元、纵向减震单元和扭转稳定单元;

所述螺杆马达传动单元包括冲击套筒(1)、转子顶环(2)、转子(3)、定子(4)、转子底环(5);所述螺杆马达传动单元由高压泥浆驱动螺杆马达转子转动;所述螺杆马达传动单元上部接钻杆;所述转子(3)和定子(4)之间有间隙;所述转子顶环(2)圆周上有圆形孔,钻井液从圆形孔进入螺杆马达,冲击转子(3)旋转;所述定子(4)和转子底环(5)之间通过螺纹连接;钻井液从螺杆马达下端流出,从旋转冲击主轴(6)斜孔流入工具内部流道;所述转子底环(5)和旋转冲击主轴(6)之间有密封圈;

所述旋转冲击单元包括旋转冲击主轴(6)、行星架(7)、中间齿轮(8)、内齿轮(9)、齿轮轴(10)、套筒轴承(11)、冲击杆齿轮(12)、复位主动轮(13)、定位套筒(14)、内轴承(15)、冲击轴承(16)、固定盘(17)、冲击转盘(18)、冲击轴(19)、冲击拨杆(20)、修正块(21)、复位拨杆(37)、冲击转盘轴承(38)、复位轴(39)、复位轴承(40)、复位杆齿轮(41)、连接架(42);所述行星架(7)和旋转冲击主轴(6)之间通过键连接实现周向定位;所述行星架(7)和中间齿轮(8)之间为间隙配合;所述复位主动轮(13)与旋转冲击主轴(6)之间通过键连接实现周向定位;所述旋转冲击主轴(6)通过螺纹与转子(3)连接;所述转子(3)带动旋转冲击主轴(6)旋转;所述中间齿轮(8)、内齿轮(9)组成行星轮系,在旋转冲击主轴(6)轴上齿轮带动下旋转;所述中间齿轮(8)的数量为3个,均匀分布;所述齿轮轴(10)和旋转冲击主轴(6)之间有套筒轴承(11);所述冲击杆齿轮(12)和冲击轴(19)之间通过键连接实现周向定位;所述固定盘(17)结构上有定位块结构和冲击套筒(1)上的定位槽配合,实现周向定位;所述固定盘(17)和冲击轴(19)之间有冲击轴承(16);所述固定盘(17)和旋转冲击主轴(6)之间有内轴承(15);所述冲击转盘(18)和旋转冲击主轴(6)之间有冲击转盘轴承(38);所述固定盘(17)和复位轴(39)之间有复位轴承(40);所述冲击杆齿轮(12)旋转带动冲击轴(19)上的冲击拨杆(20)转动,冲击拨杆(20)拨动冲击转盘(18)冲击冲击套筒(1);所述复位杆齿轮(41)带动复位轴(39)上的复位拨杆(37)旋转,复位拨杆(37)拨动冲击转盘(18)复位;所述冲击拨杆(20)和复位拨杆(37)相同频率交错拨动,实现冲击转盘(18)的冲击和复位;

所述纵向减震单元包括压缩壳体(22)、上滑动轴(23)、一组环形弹簧(24)、支撑环(25)、弹簧下扣(26)、弹簧上扣(27)、中间套筒(28)、扭转壳体(29);所述上滑动轴(23)可在压缩壳体内移动;所述纵向减震单元上部与冲击套筒(1)连接,下部与中间套筒(28)连接;所述上滑动轴(23)受到轴向震动时会压缩一组环形弹簧(24);所述上滑动轴(23)和压缩壳体(22)之间有密封;

所述扭转稳定单元包括压力补偿器(30)、一组碟形弹簧(31)、扭转套筒(32)、销(33)、下部套筒(34)、止动环(35)、下滑动轴(36);所述下滑动轴(36)通过螺纹与上滑动轴(23)连接,下滑动轴(36)通过销(33)传递扭转力到扭转套筒(32);所述扭转稳定单元上部与中间套筒(28)连接,下部与下部套筒(34)连接;所述扭转套筒(32)上的螺旋花键和扭转壳体(29)上的螺旋槽啮合;所述下滑动轴(36)受到大扭转力旋转,带动扭转套筒(32)沿螺旋槽旋转,产生轴向位移作用在一组碟形弹簧(31)上;所述下滑动轴(36)和下部套筒(34)之间有密封;所述止动环(35)与下部套筒(34)下部通过螺纹连接。

2.根据权利要求1所述的减震稳扭扭冲钻井提速工具,其特征在于:行星架(7)有三个均匀分布的纵向轴,分别与三个均匀分布的中间齿轮(8)配合;所述内齿轮(9)和齿轮轴(10)之间通过连接架(42)连接,连接架(42)分别焊接在内齿轮(9)和齿轮轴(10)上;所述冲击拨杆(20)和修正块(21)之间夹角为40度,在冲击拨杆(20)完成拨动时修正块(21)刚好进入修正槽,完成冲击转盘(18)的准确定位,保证复位拨杆(37)准确进入拨杆槽;所述复位拨杆(37)和修正块(21)之间夹角为40度,在复位拨杆(37)完成拨动时修正块(21)刚好进入修正槽,完成冲击转盘(18)的准确定位,保证冲击拨杆(20)准确进入拨杆槽;修正块(21)的数量为两个。

3.根据权利要求1所述的减震稳扭扭冲钻井提速工具,其特征在于:所述一组环形弹簧(24)上部与压缩壳体(22)之间有垫圈;所述弹簧下扣(26)的材料为灰铸铁。

4.根据权利要求1所述的减震稳扭扭冲钻井提速工具,其特征在于:所述压力补偿器(30)包含一个O形圈,O形圈槽上开有8个圆孔;所述扭转套筒(32)内有4个均匀分布的销槽,所述销(33)的数量为4个,与扭转套筒(32)销槽相啮合;所述销(33)上部在初始位置应与扭转套筒(32)底部保持间距;所述下滑动轴(36)和下部套筒(34)之间密封圈数量为3个。