[发明专利]一种旋转滑动钻进工具

摘要

本发明提供了一种旋转滑动钻进工具，主要由上接头、传动轴、密封圈、密封筒、下接头、金属球、活塞、弹簧和调压阀组成。摆工具面或复合钻进时，传动轴扭矩传动段和下接头扭矩传动段重合，且传动轴和下接头通过金属球锁紧，上、下部钻具共同旋转送钻。滑动钻进时，传动轴扭矩传动段和下接头扭矩传动段分离，且传动轴和下接头通过金属球锁紧，下部钻具滑动送钻，上部钻具旋转送钻。停泵时，传动轴和下接头锁紧解除，通过机械辅助操作可转换成复合钻进或滑动钻进。因此，利用旋转滑动钻进工具可有效解决定向井、水平井钻井过程中螺杆钻具滑动钻进托压问题，提高定向钻井时效，降低定向钻井成本。

主权项

1.旋转滑动钻进工具主要由上接头(1)、传动轴(2)、密封圈(3)、密封筒(4)、下接头(5)、金属球(6)、活塞(7)、弹簧(8)和调压阀(9)组成；上接头(1)是中孔、厚壁金属管；从外部来看，上接头(1)是圆柱体；从内部来看，上接头(1)上端是石油钻具螺纹，用于连接上部钻具，石油钻具螺纹下面是钻井液流道，钻井液流道下面或上接头(1)下端是特殊螺纹，用于连接传动轴(2)；传动轴(2)是中孔、厚壁金属轴；从外部来看，传动轴(2)上端是特殊螺纹，用于连接上接头(1)，特殊螺纹下面是密封段，通过密封圈(3)与密封筒(4)形成液动密封，密封段下面是限位段，直径与密封筒(4)限位段内径相同，且大于传动轴(2)密封段和扭矩传动段直径，限位段下面是扭矩传动段，扭矩传动段可设计成花键轴，或多棱等边柱体，或椭圆柱体，或其他形状柱体，具体在设计加工时统筹考虑，其技术参数与下接头(5)扭矩传动段相匹配，扭矩传动段下面或传动轴(2)下端是锁紧段，管体上加工有锁紧孔，同一横截面锁紧孔周向均布且称为一排锁紧孔，具体孔数在设计加工时统筹考虑，附图中设计一排锁紧孔，实际加工时可设计多排锁紧孔且相邻排锁紧孔周向错开，具体排数在设计加工时统筹考虑；从内部来看，传动轴(2)上端是钻井液流道，内径相对较小，钻井液流道下面是锁紧段，内径相对较大，用于安装活塞(7)和弹簧(8)，锁紧段下面或传动轴(2)下端是普通螺纹，用于安装调压阀(9)；密封筒(4)是中孔、厚壁金属管；从外部来看，密封筒(4)是圆柱体；从内部来看，密封筒(4)上端是密封段，加工有密封槽，通过密封圈(3)与传动轴(2)形成液动密封，附图中设计一道密封槽，实际加工时可设计多道或多种密封槽，密封圈(3)可为O型圈、油封、导向带、防尘圈或任意密封组合，具体在设计加工时统筹考虑，密封段下面是限位段，内径相对较大且与传动轴(2)限位段直径相等，限位段下面或密封筒(4)下端是特殊螺纹，用于连接下接头(5)；下接头(5)是中孔、厚壁金属管；从外部来看，下接头(5)上端是特殊螺纹，用于连接密封筒(4)，特殊螺纹下面是咬合段，咬合段下面或下接头(5)下端是石油钻具螺纹，用于连接下部钻具；从内部来看，下接头(5)上端是扭矩传动段，具体形状与传动轴(2)扭矩传动段相同，且技术参数相匹配，扭矩传动段下面是锁紧段，上、下部锁紧槽分别称为滑动锁紧槽和复合锁紧槽，附图中分别设计一道滑动锁紧槽和一道复合锁紧槽，实际加工时可设计多道滑动锁紧槽和多道复合锁紧槽，且二者均与传动轴(2)上锁紧孔排数相等，具体道数在设计加工时统筹考虑，锁紧段下面或下接头(5)下端是钻井液流道，内径相对较小；活塞(7)是中孔、厚壁金属管；从外部来看，活塞(7)上端是锁紧段，加工有锁紧槽，附图中设计一道锁紧槽，实际加工时可设计多道锁紧槽，且与传动轴(2)上锁紧孔排数相等，具体道数在设计加工时统筹考虑，锁紧段下面或活塞(7)下端是弹簧座，直径相对较小，用于安装和固定弹簧(8)；从内部来看，活塞(7)内部是钻井液流道，上端内径相对较大，下端内径相对较小；调压阀(9)是多孔金属管；从外部来看，调压阀(9)上端是普通螺纹，直径相对较小，通过普通螺纹安装在传动轴(2)内孔下端，用于固定弹簧(8)，普通螺纹下面或调压阀(9)下端是钻井液流道段，外径相对较大且与下接头(5)钻井液流道直径相同，而且，侧向钻井液流道数量多且直径相对较大，底端钻井液流道数量少且直径相对较小；组装时，首先从传动轴(2)下端安装活塞(7)、弹簧(8)和调压阀(9)，其次，金属球(6)放置到传动轴(2)锁紧孔内，把传动轴(2)安装进下接头(5)，再次，密封圈(3)放置到密封筒(4)密封槽内，把密封筒(4)安装到传动轴(2)上，然后，连接密封筒(4)和下接头(5)，最后，连接上接头(1)；组装环境或条件不同，旋转滑动钻进工具组装顺序或方法可能有所调整和改变，具体在组装时统筹考虑。