[发明专利]具有周向旋冲力的钻头

说明书

本发明公开了一种具有周向旋冲力钻头，包括钻头本体和连接于钻杆与钻头本体之间并用于产生周向旋冲力的钻头座组件；钻头座组件由后到前依次包括固定连接的后接管、中管体和前接管，所述中管体内由前到后依次设置有与前接管周向传动配合的冲击组件和与冲击组件驱动配合的动力组件；动力组件为液动型动力组件；钻井液流经定子驱动转子带动后阀盘高速转动，后阀盘上的冲击孔与前盘上阀的配液孔周期性对正与错开，产生轴向压力脉冲，间接作用于钻头本体上，使钻头始终与井底接触，起到保护钻头作用，而周向冲击力通过下接头间接作用于钻头本体上，使钻头本体和井底始终保持连续的高频切削，消除了钻头的粘滑和卡钻现象，提高了破岩效率。

技术领域

本发明涉及钻探领域，具体涉及一种具有周向旋冲力的钻头。

背景技术

近年来高频冲击类深井钻井提速工具飞速发展，油田深部地层岩石坚硬、研磨极值高，应用常规牙轮钻头钻进，单只钻头进尺少，需要多次起下钻且机械钻速较低；应用螺杆进行复合钻进时，由于深井中温度较高，螺杆寿命低、使用效果不理想；此外，采用气体钻井技术钻进可较大程度提高机械钻速，但在地层出水的情况下易引起井下复杂情况发生，且气体钻井配套设备多，成本相对较高。

发明内容

有鉴于此，本发明的目的是克服现有技术中的缺陷，提供具有周向旋冲力的钻头，旋冲钻头设计合理，性能可靠，产生周向振动，消除钻头的粘滑和卡钻现象，提高机械钻速。

本发明的具有周向旋冲力的钻头，包括钻头本体和连接于钻杆与钻头本体之间并用于产生周向旋冲力的钻头座组件；所述钻头座组件由后到前依次包括固定连接的后接管、中管体和前接管，所述中管体内由前到后依次设置有与前接管周向传动配合的冲击组件和与冲击组件驱动配合的动力组件；所述动力组件为液动型动力组件。

进一步，所述动力组件与冲击组件之间还设置有盘阀组件，所述盘阀组件包括固定设置于中管体的前阀盘和转动内套于中管体的后阀盘，所述后阀盘与动力组件的输出端周向传动配合，所述后阀盘开设有冲击孔，所述前发盘开设有与冲击孔周期性对应的配流孔；所述后阀盘中间固定设置有导向杆，所述冲击组件包括固定于前接管尾端的从动盘、滑动外套于导向杆前段的冲击套、固定外套于冲击套的驱动螺旋片和固定于驱动套的冲击爪，所述从动盘开沿周向设有弧形孔，所述冲击爪前段伸入弧形孔中并在动力液冲击驱动螺旋片时周向冲击从动盘，所述冲击套沿轴向和周向设置有复回力。

进一步，所述从动盘沿周向设置多个弧形孔，所述冲击爪对应多个弧形孔设置有多个冲击指。

进一步，所述冲击套与从动盘之间设置有外套于导向杆的复位扭簧。

进一步，所述冲击套与导向杆之间设置有用于提供周向和轴向滚动支撑力的复合轴承。

进一步，所述复合轴承包括冲击套、滚珠和环套状的保持架；所述冲击套内圆凹陷形成用于轴向定位安装保持架的环形定位槽，所述环形定位槽槽底的轴向两端分别凹陷形成两环形导向槽，所述冲击套内轴向设置有连通两环形导向槽的回流导向孔，保持架中间沿轴向开设用于对滚珠限位的条形限位口，所述回流导向孔和条形限位口沿周向设置为多个，所述滚珠为多个并填充于环形导向槽、回流导向孔和条形限位口。

进一步，所述动力组件包括固定内套于中管体的定子套和转动内套于定子套内的转子，所述转子外圆设置有叶片，所述定子套的外圆径向开口设置有与叶片对应的径向进液口，所述转子与后阀盘周向固定连接。

进一步，所述后阀盘中间一体成型设置有连接头，所述连接头的后端于转子前端螺纹连接，所述导向杆后端延伸穿过后阀盘并相对转动插入连接头内。