[实用新型]一种基于圆柱割缝体储能的钻井防失速工具

说明书

本实用新型提供了一种基于圆柱割缝体储能的钻井防失速工具，属于石油工业机械领域。该基于圆柱割缝体储能的钻井防失速工具从上到下包括依次同轴线连接且内腔连通的上接头、减震筒体、压扭外壳和密封体；在所述减震筒体的内腔中安装有与其同轴线的减震内套和活塞；所述减震内套的上端与上接头连接，下端插入到活塞的内腔中；所述减震筒体的内壁、上接头的下端面、活塞的上端面、减震内套的外壁围合成环形空间，在该环形空间内安装有与其同轴线的圆柱割缝体，其上端与上接头的下端面接触，下端通过连接机构与活塞的上端连接；所述活塞的下端与芯轴的上端连接，所述芯轴的下端依次穿过减震筒体、压扭外壳、密封体的内腔后从密封体的下端面伸出。

技术领域

本实用新型属于石油工业机械领域，具体涉及一种基于圆柱割缝体储能的钻井防失速工具。

背景技术

使用大尺寸钻具组合进行深井作业时，扭矩的异常波动容易导致钻柱自激振动、钻具扭断、螺杆钻具滞动，导致频繁的上提钻具、泵压的波动，影响钻进效率。钻遇砾石层、硬度大且稳定性较差的地层时，会发生严重的跳钻，对钻头和钻具产生极大的破坏。

恒扭矩防失速工具将超出设定转矩时的旋转运动转化为直线运动，防止钻头钻柱失速。通过储存和释放钻井作业中产生的异常扭矩，可实现对钻井扭矩波动实时调整，即“消峰填谷”，解决PDC钻头在硬地层、夹层的憋跳钻、粘滑问题。

目前减震储能元件是弹簧，弹簧受井下条件的影响较小，工作频率范围较宽，其弱点是减震元件较易疲劳。为满足井下工作要求，需要弹簧的弹性系数大，而工具内部空间受限，螺旋弹簧的刚度无法满足要求。碟形弹簧弹性系数大，为了满足工具力学、行程要求，需要多组碟簧进行组合，才能满足要求，由此造成工具长度过长，给工具入井带来困难。

实用新型内容

本实用新型的目的在于解决上述现有技术中存在的难题，提供一种基于圆柱割缝体储能的钻井防失速工具，突破现有恒扭矩防失速工具的弊端，使用圆柱割缝体作为减震储能元件，具有受井下条件的影响较小，不会疲劳、使用时间长，减震储能效果好，对密封要求不高等优点。

本实用新型是通过以下技术方案实现的：

一种基于圆柱割缝体储能的钻井防失速工具，其从上到下包括依次同轴线连接且内腔连通的上接头、减震筒体、压扭外壳和密封体；

在所述减震筒体的内腔中安装有与其同轴线的减震内套和活塞；

所述减震内套的上端与上接头连接，下端插入到活塞的内腔中；

所述减震筒体的内壁、上接头的下端面、活塞的上端面、减震内套的外壁围合成环形空间，在该环形空间内安装有与其同轴线的圆柱割缝体，其上端与上接头的下端面接触，下端通过连接机构与活塞的上端连接；

所述活塞的下端与芯轴的上端连接，所述芯轴的下端依次穿过减震筒体、压扭外壳、密封体的内腔后从密封体的下端面伸出。

所述圆柱割缝体为圆筒状结构，从其一端到另一端加工有螺旋形缝；

所述连接机构为与所述圆柱割缝体连成一体的牙形凸起；在所述活塞的上端设有牙形凹槽，牙形凸起插入到牙形凹槽内，与牙形凹槽配合实现扭矩的传递。

在所述芯轴位于压扭外壳内腔中的一段的外壁上设有外螺旋，在所述压扭外壳的内壁上设有内螺旋槽，外螺旋与内螺旋槽配合，外螺旋能够在内螺旋槽内移动，进而芯轴能够相对压扭外壳进行旋转。

在所述压扭外壳的壁上开有螺纹孔，该螺纹孔将压扭外壳的内螺旋槽与外部连通，在所述螺纹孔内安装有螺塞。

所述上接头的上端设有内螺纹，通过该内螺纹与上部钻具连接，下端设有外螺纹和内螺纹，通过该外螺纹与减震筒体连接，通过该内螺纹与减震内套连接。

所述减震筒体的两端均设有内螺纹，其上端通过内螺纹与上接头连接，下端通过内螺纹与压扭外壳连接；