[实用新型]一种螺杆钻具

说明书

技术领域

本实用新型涉及石油钻井的一种螺杆钻具，特别是一种大扭矩液马达定子、转子螺旋线的瓣数比为8/7的螺杆钻具。

技术背景

石油天然气开采过程中，钻井时需要井下动力工具驱动钻头进行钻进。我国的螺杆钻具已经在钻井过程中普遍使用，以往传统的涡轮钻具已经被淘汰。

目前我国广泛应用的多瓣螺杆钻具定、转子螺旋线的瓣数比为6/5即5LZ螺杆钻具，这种装置对于复杂底层作业存在如下问题：

1、不能满足在某些地质情况比较复杂需要大扭矩的工作环境，无法适应PDC钻头大扭矩的要求。

2、钻进效率相对较低，无法满足大进尺的工况要求，影响钻井施工进度。

3、大排量、大钻压工况下5LZ螺杆钻具容易断裂造成事故，可靠性差、寿命短，若采用中空转子分流效果不理想。

实用新型内容

本实用新型目的是提供一种螺杆钻具，以适应复杂地层大扭矩钻进。该井下动力工具螺杆钻具能有效提高钻井工作效率，安全可靠，使用寿命长。

为实现本实用新型的目的本实用新型采用技术方案是：螺杆钻具主要由旁通阀阀体、阀芯、阀座、防掉螺母、防掉短节、防掉环、防掉接头、液马达定子、液马达转子、万向轴、弯壳体、传动轴、上径向轴承(TC轴承)、串轴承；防掉半环和下径向轴承(TC轴承)组成，其特征在于：在旁通阀阀体内固定有阀芯。在旁通阀阀体的下端螺纹连接有防掉短节，防掉短节内的下端固定有防掉环；在防掉短节内有防掉螺母，防掉螺母下端连接圆柱状防掉接头。在防掉短节的下端螺纹连接有液马达组件。液马达组件包括外筒、液马达定子和液马达转子。液马达定子与液马达转子螺旋线的瓣数比为8/7。液马达定子的上端中心连接在防掉接头的下端。在外筒的下端连接弯壳体，在弯壳体有万向轴，万向轴与弯壳体之间有环形泥浆通道。万向轴的上端连接在液马达转子的下端。万向轴下端有横向的泥浆孔，泥浆能通过泥浆孔流入传动轴中心孔内。万向轴的下端连接有传动轴。传动轴的下端有内螺纹扣，能连接钻头。弯壳体的下端连接传动轴组件。传动轴在传动轴组件内。

所述的传动轴组件包括上壳体和下壳体，上壳体连接在弯壳体的下端，在传动轴与上壳体之间有上径向轴承(TC轴承)。上壳体的下端连接下壳体，在传动轴与下壳体之间有防掉半环和下径向轴承(TC轴承)。

所述的液马达定子与液马达转子螺旋线的瓣数比为8/7，即液马达定子断面是八头的螺旋孔，液马达转子断面是七头的螺旋轴，液马达定子与液马达转子的啮合曲线为短辐内摆线。

所述的液马达转子是实心转子。液马达转子没有中心孔。

工作时，泥浆进入旁通阀阀体中心孔，旁通阀由泥浆驱动关闭，泥浆流经防掉短节进入液马达组件液马达定子与液马达转子的容积腔驱动液马达转子；液马达转子转动带动万向轴将扭矩传递给传动轴带动钻头钻进。在上径向轴承、串轴承及下径向轴承的综合作用下传动轴平稳带动钻头进行机械破碎；另外液马达中的泥浆流经弯壳体及传动轴中心孔由钻头排出，起到液力辅助破碎。

本实用新型的有益效果：本实用新型螺杆钻具具有以下特点：

1、旁通阀采用活塞式结构，由阀体中泥浆压力控制启闭，防止起钻时泥浆污染平台。

2、防掉组件由防掉短节、防掉螺母、防掉接头、防掉环、防掉半环四部分组成双防掉结构。

3、液马达组件中的螺旋定子断面是八头的螺旋孔，螺旋钻子为断面是七头的螺旋轴，螺旋定、转子的啮合曲线为短辐内摆线，液马达级数为六级，扭矩大，满足PDC钻头大扭矩的工况要求。

4、液马达定、转子螺旋线的瓣数比为8/7，过流面积大、排量大，提高携岩能力。

5、传动轴采用TC烧结轴承和推力串轴承传动平稳。

另外，具有扭矩大、钻井快、用途广泛等特点。

附图说明

图1是本实用新型螺杆钻具结构示意图；

图2是本实用新型液马达定子8与液马达转子9横截面示图。

图中：1、旁通阀阀体；2、阀芯；3、阀座；4、防掉螺母；5、防掉短节；6、防掉环；7、防掉接头；8、液马达定子；9、液马达转子；10、万向轴；11、弯壳体；12、传动轴；13、上径向轴承；14、串轴承；15、防掉半环；16、下径向轴承。

具体实施方式

实施例1：以一个直径为172毫米的螺杆钻具为例，对本实用新型作进一步详细说明。