[实用新型]自动垂直钻井工具零件

说明书

技术领域

本实用新型涉及一种钻井工具领域的自动垂直钻井工具零件。 

背景技术

在石油、天然气勘探开采中由于受地质条件的限制，往往需要打一些特殊结构的井即定向井，而定向井的井下结构及工矿环境较恶劣，因此对钻井工具提出了更高要求。针对打定向井国外在20世纪80年代末研究开发了一种自动垂直旋转钻井新技术并对此技术进行了封锁，对外只提供技术服务。我国在20世纪90年代末开始对此技术（工具）进行了立项研究，目前所采用的旋转导向钻井工具由稳定平台单元、工作液控制工作液控制分配单元以及偏置执行机构单元三个部分组成。工作液控制分配单元主要由开有1个孔（高压孔）的上盘阀、开有3个孔的下盘阀组成。上盘阀由稳定平台控制轴带动，下盘阀固定在偏置单元本体内，下盘阀开的3个孔分别与偏置机构3个喷嘴通过管路想通，高压钻井液通过上盘阀的高压孔与下盘阀的的某一个或者3个孔相通时，高压钻井液流过下盘阀的孔再通过硬质合金喷嘴经一定的压力差推动活塞在衬套内做上下往复运动，实现自动推动外部构件修正井壁。 

垂直钻探工具的工作条件极端苛刻，需承受剧烈的热震动、钻井液及泥浆的冲蚀磨损和抗高压等使内部的关键部件损坏较快。目前垂钻工具自动推力和流量分配装置中的关键部件喷嘴、活塞、衬套、上盘阀和下盘阀所使用的材料主要是普通合金钢和铁基合金以及部分高钴硬质合金且上、下盘阀形状结构不优，在垂直钻井时受钻井液、泥浆、岩屑的冲蚀其使用寿命不足20个小时就磨损变形，造成流量控制失效致使井斜，使整个钻掘速度放慢，工作效率低，开采成本高。 

发明内容

本实用新型的目的在于：针对上述存在的问题，提供一种新型自动垂直钻井工具零件。 

本实用新型采用的技术方案如下，其包括上盘阀总成，下盘阀，喷嘴，衬套，活塞；所述上盘阀总成基体上固连有硬质合金摩擦副，硬质合金摩擦副与下盘阀端面平面密封。上盘阀总成基体与硬质合金摩擦副固连方式优选为硬质合金摩擦副焊接在不锈钢上与上盘阀总成基体采用螺纹和平键联接压紧。 

更进一步的改进是，硬质合金摩擦副为ZK30硬质合金摩擦副，下盘阀为ZL45硬质合金盘阀，活塞为YG20硬质合金活塞。 

采用本实用新型结构的上述部件，由于在上盘阀总成基体上采用与下盘阀端面密封的硬质合金摩擦副，充分发挥了硬质合金产品硬度高、耐磨性好的特性，可极大的提高工具的耐磨性能。克服了该工具在使用较短时间内，即由于磨损变形失效的不足。特别是根据钻井工具不同部位的适用性能要求，优选硬质合金摩擦副为ZK30硬质合金摩擦副，下盘阀上采用ZL45硬质合金盘阀，活塞为YG20硬质合金活塞。ZK30牌号的硬度可达HRA91，晶粒度可达1.0μm，具有优异的耐摩损性能；ZL45牌号合金的材质成分使用了Ni-Co复合粘接剂，与纯Co基粘接剂合金相比具有优秀的耐腐蚀性能，适用于制造石油钻井装置中耐腐蚀零件；另外，YG20牌号合金因为粘结相含量达到20%左右，同时晶粒度也较细，一般在1.0μm以下，因此既拥有很好的抗冲击性能，又具有较高的耐磨性能。 

综上所述，由于采用了上述技术方案，本实用新型的有益效果是：提高了工具的耐磨损性能，具有抗冲击、抗冲蚀、强度高、耐腐蚀的特点，极大的延长了工具的使用寿命。 

附图说明

本实用新型将通过实施例并参照附图的方式说明，其中： 

图1是本实用新型实施例1结构示意图。 

图2是图1的俯视图。 

图3是本实用新型实施例2结构示意图。 

图4是图3的俯视图。 

具体实施方式

为了使本实用新型的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本实用新型进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本实用新型，并不用于限定本实用新型。 

如图1、2所示的本实用新型垂直钻井工具零件其包括安装在上盘阀总成基体下部的上盘阀摩擦副1，该摩擦副采用ZK30硬质合金焊接在不锈钢上再采用螺纹和平键联接压紧在基体，上盘阀总成工作时其硬质合金摩擦副1与下盘阀2端面贴平密封，当需要调节流量大小时转动上盘阀总成1的腰形圆弧孔与下盘阀2端面的3个小孔贯通，液体流过下盘阀的孔再通过硬质合金喷嘴3经一定的压力差推动活塞5在衬套4内做上下往复运动实现自动推动外部构件修正井壁。