[发明专利]一种用于PDC钻头的复合减震器

说明书

本发明涉及的是一种用于PDC钻头的复合减震器，它包括钻具本体、冲击体、碟簧组、扭杆弹簧、环形压套，钻具本体和冲击体之间通过扭力传送接头传递钻头振动冲击力，冲击体设置于钻具本体下端并形成减震腔，钻具本体设置进水口，冲击体设置出水口；扭杆弹簧为筒状体，扭杆弹簧上端具有外螺纹，下部具有花键，扭杆弹簧位于减震腔内，扭杆弹簧上端与钻具本体螺纹连接，下部伸入到冲击器内并与冲击器通过花键连接；碟簧组套在扭杆弹簧外，碟簧组下端设置环形压套，环形压套下端面与冲击体位于钻具本体内的环形台阶间设置轴承组。本发明能减弱滑脱效应对PDC切削齿的损害，吸收来自钻柱的轴向震动，有效延长钻头寿命。

技术领域

本发明涉及的是石油钻井技术领域中的钻井装置，具体涉及一种用于PDC钻头的复合减震器。

背景技术

PDC钻头在石油钻井等领域广泛使用，PDC钻头上焊接的PDC复合片具有非常强的抗研磨能力，但是抗冲击性能却是它致命的弱点。在钻井过程中PDC钻头正常状态下应该能连续的稳定的切削岩石，然而这种理想的状态在实际钻井中是并不存在的，在井下PDC钻头的运动是极其无序的，包括横向、轴向、扭向和这几种震动的组合，钻头的震动极易损坏钻头的PDC切削齿，进而造成钻头损坏，影响钻头寿命，增加钻井成本。数据统计显示这种损坏在钻井作业中占PDC钻头失效形式的80%。

发明内容

本发明的目的是提供一种用于PDC钻头的复合减震器，这种用于PDC钻头的复合减震器用来克服PDC金刚石复合片钻头在钻井作业瞬间冲击造成PDC钻头损坏的问题。

本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：这种用于PDC钻头的复合减震器包括钻具本体、冲击体、碟簧组、扭杆弹簧、环形压套，钻具本体和冲击体之间通过扭力传送接头传递钻头振动冲击力，冲击体设置于钻具本体下端并形成减震腔，钻具本体设置进水口，冲击体设置出水口；扭杆弹簧为筒状体，扭杆弹簧上端具有外螺纹，下部具有花键，扭杆弹簧位于减震腔内，扭杆弹簧上端与钻具本体螺纹连接，下部伸入到冲击器内并与冲击器通过花键连接；碟簧组套在扭杆弹簧外，碟簧组下端设置环形压套，环形压套下端面与冲击体位于钻具本体内的环形台阶间设置轴承组；扭杆弹簧下端的密封轴段与冲击体内壁设置密封圈，冲击体外壁与钻具本体间设置密封圈。

上述方案中冲击体内壁具有花键槽，花键槽与花键相配合。

上述方案中冲击体的轴向振动通过环形压套和轴承组传递到碟簧组上，实现轴向吸振，同时通过轴承组实现钻头轴向及径向运动分解，冲击体的扭力方向振动通过扭杆弹簧上的花键传递到扭杆弹簧上，实现扭力方向吸振。

本发明具有以下有益效果：

本发明通过使用扭杆弹簧实现吸收PDC钻头在扭力方向振动冲击，减弱滑脱效应对PDC切削齿的损害，并且在轴向还安装有轴向推力碟簧组，用于吸收来自钻柱的轴向震动，使用中钻头能更有效长寿命的作业，达到提高钻速和延长进尺的功效。

附图说明

图1是本发明的结构示意图；

图2是本发明的扭杆弹簧与冲击体键连接断面图；

图3是本发明中钻具本体示意图；

图4是本发明中扭杆弹簧示意图；

图5是图4的侧视图；

图6是本发明中冲击体示意图。

图中：1-钻具本体；2-进水口；3-螺纹段；4-碟簧组；5-扭杆弹簧；6-环形压套；7-花键；8-轴承组；9-密封槽；10-密封圈；11-密封轴段；12-扭力传送接头；13-出水口；14-冲击体。

具体实施方式

下面结合附图对本发明作进一步的说明：