[实用新型]一种钻井工具的连接装置

说明书

技术领域

本实用新型涉及石油、天然气开发钻井技术领域，尤其涉及一种用于固定钻 井工具以便对其进行性能测试的连接装置。

背景技术

目前，随着油气钻井技术的发展,研究深井硬地层钻进新技术、新工艺具有 很大的现实意义。为了解决深井硬地层钻进的技术难题,提高硬地层钻进效率, 降低钻井成本,国内外研究机构及高等院校对旋转冲击钻井提升工具纷纷展开研 究。

旋转冲击钻井提升工具的结构复杂，使用过程中内部流体形式多样化。为了 完善设计，需要对加工完成后的旋转冲击钻井提速工具进行大量的性能测试，以 及时调整工具的相关参数。现有技术中通常设计研发与钻井工具相应的测试装 置，例如，中国专利第CN201340318Y号公开了一种物探冲击器性能测试装置。 该装置利用高速摄影仪，通过高频拍摄的方式，得到活塞位移-时间曲线，进而得 到速度-时间曲线。由活塞位移-时间曲线可以得到冲击器的冲击频率，由速度-时 间曲线进而计算得出冲击功。中国专利第CN202229870U号公开了一种石油钻井 冲击器性能测试装置。该装置采用传感器和数据转换器相结合的方式，直接测定 出不同型号冲击器的冲击力和冲击频率。

然而，上述测试装置的结构复杂，测试结果精度有待提高，且使用不方便。 因此，需要一种新型的钻井工具的连接装置以满足使用需求。

实用新型内容

为了解决上述全部或部分技术问题，本实用新型提供了一种钻井工具的连接 装置，用于固定钻井工具以便于对其进行性能测试。连接装置包括旋转主轴、套 设在旋转主轴外壁上的外筒，以及设置于旋转主轴与外筒之间的轴承组。轴承组 能周向固定外筒，以使旋转主轴只能相对于外筒轴向做往复运动。由此，轴承组 可以降低外筒与旋转主轴之间的摩擦，使旋转主轴的旋转和轴向运动更加灵活。

进一步地，外筒的上端与套在旋转主轴的上端部的上接头连接，外筒的下端 与套在旋转主轴的底部的下接头连接；轴承组设置于上、下接头之间。由此，可 将下接头传递给外筒的模拟钻压，通过轴承组传递给旋转主轴，进而传递给连接 在旋转主轴上部的旋转冲击钻井工具和钻杆。

在这种情况下，利用旋转冲击钻井工具上部的测试装置，即可实现工具旋转 冲击状态下的扭矩、转速和冲击频率的测试。

进一步地，在上、下接头的外壁上以及外筒的内壁上设有环状台阶和/或螺纹。 由此，可以实现外筒与上、下接头的连接。由于在外筒的内壁上设置有环状台阶， 因此，外筒、旋转主轴、上接头以及下接头可以共同围成可以容纳轴承组的容纳 空间。

进一步地，下接头与旋转主轴之间围有活动腔。在下接头的底壁中心处设有 台阶状的螺纹通孔。由此，在下接头的底壁可以安装模拟施工现场钻压的装置， 模拟钻压通过下接头传递给旋转主轴，使得旋转主轴相对于外筒滑动。

进一步地，在轴承组的下方旋转主轴与外筒之间还套设有紧固件和螺母。由 此，可以更好地固定轴承组。

进一步地，在旋转主轴的上端构造有能与钻井工具相连接的螺纹。由此，旋 转冲击钻井工具可以连接在旋转主轴的上部。

进一步地，连接装置下接头底部能与可调弹性组件连接。在可调弹性组件的 下方设有能与夹具相配合的固定部。由此，在固定部可以使用夹具将连接装置固 定。优选地，弹性组件为碟形弹簧，在碟形弹簧的上方设有挡圈，在蝶形弹簧的 下方设有调整螺母。在这种情况下，通过调节调整螺母可以调节蝶形弹簧对于下 接头施加的压力，进而模拟施工现场的钻压。

进一步地，连接装置下接头底部能与冲击力传感器连接。由此，可以进行冲 击力、冲击频率和冲击功的测试。

本实用新型的优点在于：(1)连接装置的上端可以通过螺纹与旋转冲击钻 井工具旋转动力头相连接，中段为轴承组。轴承组一方面可以降低外筒与旋转主 轴之间的摩擦，使旋转主轴的旋转和轴向运动更加灵活；另一方面，还可将下接 头传递给外筒的模拟钻压，通过轴承组传递给旋转主轴。(2)当连接装置的下 端连接可调式弹性组件时，利用调整螺母的轴向移动，调整弹性件的压力值，进 而利用弹性组件反向模拟钻压。可以在室内进行试验测试而不必到施工现场。 (3)当连接装置的下端连接冲击力传感器时，可以对工具的冲击力、冲击频率 和冲击功进行测试。

附图说明

在下文中将基于实施例并参考附图来对本实用新型进行更详细的描述。其 中：