[发明专利]一种钻柱振动与水力脉冲耦合井下钻井工具

摘要

本发明公开了一种钻柱振动与水力脉冲耦合井下钻井工具，包括上接头、外筒、锁紧螺母、芯轴和下接头，外筒与芯轴之间采取滑键配合方式，在外筒与芯轴之间设置蝶形弹簧，在芯轴的上端设置有增压分流结构，增压分流结构上的主流孔道与芯轴中心的流体通道连通，在主流孔道的周边设置有分流孔道，所述外筒的上部、增压分流孔道和芯轴的上部形成环形增压腔，分流孔道与环形增压腔连通，环形增压腔通过射流孔道连通主流孔道，当外筒与芯轴产生相对运动时，可改变环形增压腔的大小，并使得射流孔道周期性开闭。本发明通过水力脉冲射流与钻柱振动产生的交变载荷耦合，将井底岩石有效剥离井底，同时脉冲射流提高岩屑的清洗能力，从而提高钻进速度。

主权项

1.一种钻柱振动与水力脉冲耦合井下钻井工具，其特征在于：包括上接头、外筒、锁紧螺母、芯轴和下接头，上接头与外筒的上端螺纹连接，芯轴安装在外筒的内部，外筒与芯轴之间采取滑键配合方式，在外筒与芯轴之间形成有环形空腔，在环形空腔内设置蓄能复位元件，外筒的下端与锁紧螺母螺纹连接，芯轴的下端与下接头连接，在芯轴的上端设置有增压分流结构，在增压分流结构上设置有主流孔道，主流孔道与芯轴中心的流体通道连通，在主流孔道的周边设置有分流孔道，所述外筒的上部、增压分流孔道和芯轴的上部共同形成环形增压腔，分流孔道与环形增压腔连通，所述增压分流结构上还设置有射流孔道，环形增压腔通过射流孔道连通主流孔道，当外筒与芯轴产生相对运动时，可改变环形增压腔的大小，并使得射流孔道周期性开闭；滑键设置在芯轴上，在外筒的内侧竖向设置有与滑键相配合的滑键槽，芯轴可相对于外筒上下移动、外筒可带动芯轴转动；所述滑键的上端形成芯轴上台阶面，下端形成芯轴下台阶面，所述滑键槽的顶端形成外筒上台阶面，所述蓄能复位元件连接在芯轴上台阶面与外筒上台阶面之间，所述芯轴下台阶面与锁紧螺母相互配合；在外筒上端与芯轴上端之间设置有滑动密封件。