[发明专利]一种钻井用双摆提速钻具

说明书

本发明涉及一种钻井用双摆提速钻具，包括导流帽、导流轮、涡轮、隔离筒、磁力耦合转子、耦合内轴、陀螺外壳、陀螺、流道接头、外壳、下接头，安装在钻头和钻铤之间，钻井内泥浆自泥浆进口进入，经导流帽和导流轮的导流冲击在涡轮上，涡轮快速转动，磁力耦合转子驱动耦合内轴同步旋转，耦合内轴与陀螺外壳内的陀螺相连，将旋转力传递到陀螺高速旋转，使钻井泥浆沿外壳与陀螺外壳之间的环形空间到流道接头，通过流道接头的孔洞流入下接头内，导入下一部分钻具内，效果是陀螺高速旋转减少钻头的轴向和径向摆动，稳定钻齿对地层的切削从而提高钻井速度，减少了岩石对钻齿的冲击，延长钻头寿命，同时不对已有钻井系统做任何改造就能使用。

技术领域

本发明涉及一种钻井提速工具，特别涉及一种钻井用双摆提速钻具。

背景技术

在井底钻进过程中的钻头并不是稳定的旋转，而是由轴向振动、径向振动、扭转振动这三种主要的运动方式，并以这三种运动方式进行组合成更多复杂的运动形式，即扰动。这些复杂的运动对钻头产生的影响如下：1. 钻齿不能均匀的切削地层，从而降低钻井速度；2. 对钻头产生巨大的冲击，影响钻头的使用寿命。如果能减少钻头的扰动，即减少钻头扰动击产生的冲击力就能显著提高钻井速度和单只钻头进尺。

目前的钻井提速工具通常采用加速钻头转动，如螺杆钻具、涡轮钻具，提高钻头振动频率，如扭力冲击器、改变钻杆振动、水力振荡器等都没有使用提高钻头工作的稳定原理来提高钻井速度和效率，对于高抗压强度和高塑性的地层提速效果不明显，因此需要设计一种新型钻井提速工具实现上述目标。

发明内容

鉴于现有技术存在的问题，本发明提供一种钻井用双摆提速钻具，该钻具以钻井泥浆为动力带动陀螺高速旋转，利用陀螺稳定钻头稳定钻头轴向和径向的摆动，具体技术方案是，一种钻井用双摆提速钻具，包括导流帽、导流轮、涡轮、隔离筒、磁力耦合转子、耦合内轴、陀螺外壳、陀螺、流道接头、外壳、下接头，其特征在于：导流轮通过内螺纹、导流帽通过内螺纹依次连接在隔离筒上部的外螺纹上、导流帽压紧在导流轮上端面，磁力耦合转子轴承外环卡在磁力耦合转子内；磁力耦合转子轴承内环固定在隔离筒的卡轴上，涡轮通过下部外螺纹与磁力耦合转子上部的内螺纹连接，磁力耦合转子的内筒下部嵌有外耦合磁铁，耦合内轴外部镶嵌内耦合磁铁，耦合内轴的上部轴紧固在内轴上轴承内，内轴上轴承固定在隔离筒内，耦合内轴的下部轴紧固在内轴下轴承内，内轴下轴承固定在隔离筒内，陀螺上轴承内环卡在陀螺上轴上，陀螺上轴承外环卡在陀螺外壳内，陀螺下轴承内环卡在陀螺下轴上，陀螺下轴承外环卡固在流道接头内孔上部，陀螺上端面与耦合内轴下端面焊接，陀螺外壳上端外螺纹与隔离筒下部的内螺纹连接；陀螺外壳下部内螺纹与在流道接头的上螺纹连接，流道接头下部外螺纹与下接头的内螺纹连接；外壳上端内园面有螺纹为泥浆进口、下端有下螺纹，外壳套在隔离筒外，下接头上部外螺纹与外壳内的下螺纹螺接在一起；下接头下部螺纹与外部的钻具连接，泥浆进口与外部的钻头连接。

所述的流道接头为不同径筒，在其圆柱面上有一长园矩形孔洞。

泥浆导出方法是，钻井内泥浆自泥浆进口进入，经导流帽和导流轮的导流后冲击作用在涡轮上，涡轮在钻井泥浆的冲击下提高了转速并带动磁力耦合转子快速转动，磁力耦合转子通过磁力耦合作用驱动隔离筒内的耦合内轴同步旋转，耦合内轴与陀螺外壳内的陀螺相连，将旋转力最终传递到陀螺，驱动陀螺高速旋转，使钻井泥浆沿外壳与陀螺外壳之间的环形空间到流道接头，通过流道接头的孔洞流入下接头内，导入下一部分钻具内，同时，利用陀螺效应，即物体转动时的离心力会使自身保持平衡这一原理稳定下面钻头的运动状态，减少钻头扰动，提高钻井速度和进尺。

本发明的技术效果是，高速旋转的陀螺对钻头的运动起到抑制作用，从而减少钻头的轴向和径向摆动，稳定钻齿对地层的切削从而提高钻井速度，减少的摆动有减少了岩石对钻齿的冲击，导致钻头寿命的延长，可安装在钻头和钻铤之间，不对已有钻井系统做任何改造就能使用。

附图说明

图1为本发明结构剖视图；