[发明专利]一种提高油气井钻井速度的装置

权利要求书

1.一种提高油气井钻井速度的装置，包括：芯轴体、花键外筒、弹簧保护筒、弹簧总成、弹簧下封堵接头、活塞总成、增压总成外筒；其特征在于：芯轴体与活塞总成螺纹连接；花键外筒、弹簧保护筒、弹簧下封堵接头、增压总成外筒通过螺纹连接；弹簧总成置于弹簧保护筒内。

2.根据权利要求1所述的提高油气井钻井速度的装置，其特征在于，所述的芯轴体沿着其轴线开有圆孔，圆芯轴体的顶端带有钻铤扣，芯轴体外部由顶端到底端依次为：紧扣圆柱面、滑动密封面、花键体、限位螺纹、弹簧内支撑圆柱面、活塞螺纹；滑动密封面为镀铬圆柱面，滑动密封面的直径小于紧扣圆柱面的直径；花键体齿顶圆直径与滑动密封面外径相等，花键体齿根圆直径大于限位螺纹大径；限位螺纹小径大于弹簧内支撑圆柱面直径；弹簧内支撑圆柱面直径大于活塞螺纹大径。

3.根据权利要求1-2所述的提高油气井钻井速度的装置，其特征在于，所述的花键外筒为圆柱壳体，花键外筒外侧的上部为端盖连接外螺纹、中部为圆柱面、下部为弹簧保护筒连接外螺纹，花键外筒圆柱面部分的外径与芯轴体的紧扣圆柱面外径相等；花键外筒内侧的上部为扶正圆筒、下部为内花键，扶正圆筒的内径略大于芯轴体滑动密封面的外径；内花键与芯轴体的花键体相配合，并形成花键润滑液腔；花键外筒顶端安装防冲击密封端盖，花键外筒的顶端内侧设有花键腔密封总成；花键外筒中部开有注油孔，注油孔内安装注油孔堵头。

4.根据权利要求1-3所述的提高油气井钻井速度的装置，其特征在于，防冲击密封端盖的外径与紧扣圆柱面的外径相等，防冲击密封端盖的顶端开有圆孔，该圆孔的直径略大于滑动密封面的外径，该圆孔与滑动密封面形成密封允许的间隙；防冲击密封端盖的侧壁内侧设有端盖螺纹，防冲击密封端盖通过端盖螺纹与花键外筒的端盖连接外螺纹连接。

5.根据权利要求1-4所述的提高油气井钻井速度的装置，其特征在于，所述的弹簧保护筒为圆柱壳体，弹簧保护筒的外径与紧扣圆柱面的外径相等；弹簧保护筒内侧的上部为上螺纹、中部为弹簧外支撑面、下部为下螺纹；弹簧外支撑面的内径大于弹簧直径2-6mm；弹簧保护筒中部开有排气孔，排气孔内安装排气孔堵头。

6.根据权利要求1-5所述的提高油气井钻井速度的装置，其特征在于，限位环为中心带有内螺纹的圆筒，限位环外径略小于弹簧保护筒弹簧外支撑面的内径，限位环外径大于花键外筒花键基圆的直径，限位环的内螺纹与芯轴体的限位螺纹相配合。

7.根据权利要求1-6所述的提高油气井钻井速度的装置，其特征在于，所述的弹簧下封堵接头为圆柱壳体，外侧的上部为弹簧保护筒连接螺纹、中部为接头圆柱面、下部为增压总成外筒连接螺纹，内侧为接头内圆柱面；接头内圆柱面的直径略大于芯轴体弹簧内支撑圆柱面的外径，在接头内圆柱面上设有密封槽，密封槽内设有弹簧腔密封总成；接头圆柱面的直径与芯轴体紧扣圆柱面外径相等，在接头圆柱面中部位于垂直于轴线的同一平面内沿圆周方向均布四个径向盲孔，盲孔深度小于该段壁厚，盲孔通过沿轴向对应设置的环空流体入口流道与弹簧下封堵接头的底面连通，环空流体入口过流压紧头将环空流体入口单向阀限位于盲孔之中，过流压紧头为带有直径2-3mm圆孔的圆形孔板，环空流体入口单向阀允许环空流体单向进入环空钻井液储存腔。

8.根据权利要求1-7所述的提高油气井钻井速度的装置，其特征在于，弹簧总成为螺旋弹簧与液体弹簧的组合或者碟形弹簧与液体弹簧的组合；弹簧总成设置于限位环下平面与弹簧下封堵接头上平面之间。

9.根据权利要求1-8所述的提高油气井钻井速度的装置，其特征在于，所述的增压总成外筒为圆柱壳体，圆柱壳体的外径与芯轴体紧扣圆柱面外径相等；增压总成外筒内侧由上到下依次为：弹簧下封堵接头连接螺纹、缸套扶正面、缸套承压面、钻井液流动孔和钻头连接扣；弹簧下封堵接头连接螺纹用于连接弹簧下封堵接头；缸套扶正面内设有增压缸套；增压缸套为外径小于缸套扶正面内径，内径略大于活塞总成外径的圆筒，与缸套承压面的内径相等；缸套扶正面的顶端开有密封槽，密封槽内安装增压缸套密封；增压缸套内壁精磨。

10.根据权利要求1-9所述的提高油气井钻井速度的装置，其特征在于，活塞总成，包括：活塞母体、环空流体出口单向阀、活塞体密封总成、钻具内孔单向阀；活塞母体为圆柱壳体，活塞母体内部顶端带有芯轴体连接螺纹；活塞母体下部设有单向阀安装孔，单向阀安装孔内安装钻具内孔单向阀；活塞母体外部上端外径小、中部外径大、下部外径小；上端小外径部位为上扣柱面、中部大直径部位为密封扶正面；密封扶正面上设有活塞体密封总成；活塞母体周向均布上下贯通的环空流体出口流道，环空流体出口流道的下端设有环空流体出口单向阀安装孔，环空流体出口单向阀安装孔内安装环空流体出口单向阀。