一种适用于螺杆钻具的钻井提速工具的制作方法

本发明涉及石油钻井领域，尤其是一种适用于螺杆钻具的钻井提速工具。

背景技术：

随着石油钻井技术的发展，高效钻井技术已成为石油钻井的重点方面。采用螺杆钻具钻井过程中钻头受到复杂的不均衡力作用，使钻头的切削齿运动方向与切削面不断变化，使切削齿受到不规则的交变载荷和冲击载荷，严重影响钻井效率、降低钻头寿命。

技术实现要素：

本发明的目的在于解决上述技术问题而提供一种能够在螺杆钻具钻井过程中防止或降低钻头摆动幅度，从而提高螺杆钻具钻井效率，增加钻头寿命的提速工具。

为了解决上述技术问题，本发明采用如下技术方案：一种适用于螺杆钻具的钻井提速工具，包括引流接头、变速器、大重量柱体和外筒，引流接头上端与螺杆钻具相连，外筒与引流接头下端外侧相连，变速器上端与引流接头下端中部相连，大重量柱体与变速器下端相连，引流接头四周设有作为导流孔的引流接头通道。

所有连接采用螺纹、焊接、粘接和螺栓连接中的一种或几种，但不限于这几种连接方式。

所述外筒四周设有与引流接头通道相通的导流孔。

所述外筒中设置有内筒，变速器和大重量柱体位于内筒中，外筒和内筒之间形成外筒流道，外筒流道与引流接头通道相连通。

所述大重量柱体采用实心圆柱体，材质为金属材料、陶瓷、复合材料等，但不限于这几种材质。

所述引流接头和变速器之间以及变速器和大重量柱体之间可增加若干个联轴器或耦合器。

本发明的有益效果是：

1)大重量柱体高速旋转具有较大转动惯量，能够抑制比自身重量大几十倍的外力作用而保持旋转轴方向保持不变，利用该特性抑制螺杆钻具钻井过程中的钻头摆动。

2)该适用于螺杆钻具的钻井提速工具直接连接于螺杆钻具下方，利用螺杆旋转带动工具旋转，无需额外的动力来源，结构简单可靠。

3)利用变速器将螺杆的低速旋转转变为大重量柱体的高速旋转。

4)大质量柱体在密闭环境中旋转，摩阻低，能量损失小。

附图说明

图1为本发明适用于螺杆钻具的钻井提速工具的结构示意图。

图2为本发明适用于螺杆钻具的钻井提速工具中导流接头的俯视图。

图3为本发明适用于螺杆钻具的钻井提速工具中外筒的俯视图。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述；显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例，基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

在本发明的描述中，需要说明的是，术语“上”、“下”、“内”、“外”、“顶/底端”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。此外，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。

在本发明的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“设置有”、“套设/接”、“连接”等，应做广义理解，例如“连接”，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。

如图1所示，本发明的适用于螺杆钻具的钻井提速工具，包括引流接头2、变速器4、大重量柱体5和外筒31，引流接头2上端与螺杆钻具1相连，外筒31与引流接头2下端外侧相连，变速器4上端与引流接头2下端中部相连，大重量柱体5与变速器4下端相连，引流接头2四周设有作为导流孔的引流接头通道21。

所有连接采用螺纹、焊接、粘接和螺栓连接中的一种或几种。

所述外筒31四周设有与引流接头通道21相通的导流孔33。或者采用所述外筒31中设置有内筒32，变速器4和大重量柱体5位于内筒32中，外筒31和内筒32之间形成外筒流道33，外筒流道33与引流接头通道21相连通。

所述大重量柱体5采用实心圆柱体，材质为金属材料、陶瓷、复合材料。

所述引流接头2和变速器4之间以及变速器4和大重量柱体5之间可增加若干个联轴器或耦合器。

钻井作业时，泥浆通过螺杆钻具1使其转动，转速大致为40-70rpm，该转速和扭矩通过引流接头2和外筒31传递给钻头。泥浆从螺杆钻具1流下，进入引流接头2并流入引流接头流道21，引流接头流道，参见图2。泥浆再由引流接头流道21进入外筒流道33，如外筒为一整体，可设置流道，参见图3，也可做成内筒32和外筒31两个套筒，泥浆从两筒中间环空的外筒流道33流过进入钻头，内筒内部没有泥浆进入，保持为空气仓6。引流接头21下端中部连接变速器4，此变速器为增速器，可将引流接头2转速由40-70rpm增大100倍左右，达到4000-7000rpm，但不限于此增速比。变速器4下端连接大重量柱体5，随变速器以高转速转动，从而产生较大的转动惯量，在钻井作业时保持钻杆稳定。根据技术要求可在引流接头2和变速器4之间以及变速器4和大重量柱体5之间增加联轴器。以增加系统安全和稳定性。

综上所述，本发明的内容并不局限在上述的实施例中，相同领域内的有识之士可以在本发明的技术指导思想之内可以轻易提出其他的实施例，但这种实施例都包括在本发明的范围之内。

技术特征：

1.一种适用于螺杆钻具的钻井提速工具，其特征在于，包括引流接头(2)、变速器(4)、大重量柱体(5)和外筒(31)，引流接头(2)上端与螺杆钻具(1)相连，外筒(31)与引流接头(2)下端外侧相连，变速器(4)上端与引流接头(2)下端中部相连，大重量柱体(5)与变速器(4)下端相连，引流接头(2)四周设有作为导流孔的引流接头通道(21)。

2.根据权利要求1所述适用于螺杆钻具的钻井提速工具，其特征在于，所有连接采用螺纹、焊接、粘接和螺栓连接中的一种或几种。

3.根据权利要求1所述适用于螺杆钻具的钻井提速工具，其特征在于，所述外筒(31)四周设有与引流接头通道(21)相通的导流孔。

4.根据权利要求1所述适用于螺杆钻具的钻井提速工具，其特征在于，所述外筒(31)中设置有内筒(32)，变速器(4)和大重量柱体(5)位于内筒(32)中，外筒(31)和内筒(32)之间形成外筒流道(33)，外筒流道(33)与引流接头通道(21)相连通。

5.根据权利要求1所述适用于螺杆钻具的钻井提速工具，其特征在于，所述大重量柱体(5)采用实心圆柱体，材质为金属材料、陶瓷、复合材料。

6.根据权利要求1所述适用于螺杆钻具的钻井提速工具，其特征在于，所述引流接头(21)和变速器(4)之间以及变速器(4)和大重量柱体(5)之间可增加若干个联轴器或耦合器。

技术总结
本发明公开了一种适用于螺杆钻具的钻井提速工具，包括引流接头、变速器、大重量柱体和外筒，引流接头上端与螺杆钻具相连，外筒与引流接头下端外侧相连，变速器上端与引流接头下端中部相连，大重量柱体与变速器下端相连，引流接头四周设有作为导流孔的引流接头通道。所有连接采用螺纹、焊接、粘接和螺栓连接中的一种或几种。能够在螺杆钻具钻井过程中防止或降低钻头摆动幅度，从而提高螺杆钻具钻井效率，增加钻头寿命的提速工具。

技术研发人员：王瑶;柳鹤;叶顺友;于琛;许京国;王佳;孙四维;刘方义
受保护的技术使用者：中国石油集团渤海钻探工程有限公司;中国石油天然气集团有限公司
技术研发日：2020.10.20
技术公布日：2020.12.08