[发明专利]螺杆式周向冲击钻井工具

摘要

本发明提供了一种螺杆式周向冲击钻井工具，减轻钻井过程中钻头产生的粘滑振动现象。其技术方案为：由动力总成、万向轴总成，传动总成和冲击总成组成，动力总成上部与钻杆连接，下部依次连接万向轴总成、传动总成和冲击总成，下部与钻头连接；工作时，钻井液从上接头进入驱动螺杆转动，依次带动相连的螺杆传动轴，齿轮传动轴转动，进而带动齿轮转动，通过齿轮啮合，使得从动齿轮带动冲击锤转动碰撞冲击壳体产生冲击作用，并将碰撞产生的扭转振动传递到下接头，最终传递到钻头，破碎岩石。本发明可以持续产生扭转冲击振动，提高钻头破岩效率，有效减少甚至避免卡钻和粘滑现象产生，均衡扭矩，保护钻头，延长钻头使用寿命，提高钻井速度。

主权项

1.螺杆式周向冲击钻井工具，其特征在于：所述螺杆式周向冲击钻井工具由动力总成、万向轴总成，传动总成和冲击总成组成；所述动力总成下端依次连接万向轴总成、传动总成和冲击总成；所述动力总成包括上接头（1）、防掉锁母（2）、防掉连杆（3）、定子壳体（4）、橡胶衬套（5）和螺杆（6），橡胶衬套（5）安装在定子壳体（4）内部，螺杆（6）和橡胶衬套（5）相互齿合，在钻井液的驱动下带动螺杆（6）旋转；所述上接头（1）上部与钻杆连接，下部通过螺纹与定子壳体（4）连接，防掉连杆（3）上端连接防掉锁母（2），下端连接螺杆（6）；所述的万向轴总成由上活绞（7）、球座（8）、传动球（9）、压圈（10）、承压球（11）、锁紧套（12）、万向轴壳体（13）、喉箍（14）、连杆（15）、密封套（16）、垫圈（17）和下活绞（18）组成；所述传动总成包括上轴承动圈（19）、传动轴（20）、上轴承静圈（21）、轴承壳体（22）、串轴承（23）、半圆键（24）、下轴承动套（25）、套筒（26）、悬挂上接头（27）、齿轮传动轴（28）、上部吊环（29）、上部密封圈（30）、上部齿轮安装座（31）、上部轴承（32）、齿轮保护套（33）、大齿轮（34）、小齿轮（35）、卡环（37）；所述冲击总成包括冲击锤（36）、冲击壳体（38）、下部轴承（39）、下部齿轮安装座（40）和下部密封圈（41），下部吊环（42），下接头（43）；所述悬挂上接头（27）下部设置为花键结构，下部开有圆环半槽和密封圈安装槽，上部通过螺纹与轴承壳体连接，下部通过上部吊环与冲击壳体（38）连接；所述冲击壳体（38）上部设置有与悬挂上接头（27）相配合的花键结构和圆环半槽；冲击壳体（38）下部设置有与下接头（43）相配合的花键结构和圆环半槽；所述冲击壳体（38）与悬挂上接头（27）、下接头（43）直接花键结构配合的花键槽和花键之间有间隙，此间隙不小于冲击壳体在发生碰撞时旋转的角度；所述冲击壳体中部沿圆周方向180°开有两个冲击孔，外部形状为与冲击锤配套的扇形结构，冲击锤（36）安装穿过冲击孔，冲击孔下部端面开有部分圆环槽，小齿轮下部伸出轴穿过圆环槽；所述冲击壳体（38）中部沿圆周方向180°与冲击孔所在端面垂直的方向上开有两个液流圆形通孔；所述冲击锤（36）外部轮廓为偏心凸轮结构，沿轴线开有与小齿轮下部伸出轴配合的正六边形通孔；所述传动轴（20）上部通过螺纹与下活铰（18）连接，下部通过螺纹与齿轮传动轴（28）连接，齿轮传动轴（28）沿中心轴向开有盲孔液流通道，齿轮传动轴（28）中部沿圆周方向开有连通中心液流通道的斜孔通道，齿轮传动轴下部伸出部分开有键槽；所述上部齿轮安装（31），下部齿轮安装座（40）的台阶端面开有均布的两个安装孔，分别供上部轴承（32）、下部轴承（39）安装，上部齿轮安装座（31）通过中心轴螺纹安装于齿轮传动轴（28）下部，通过轴肩结构与悬挂下接头（27）下部接触，下部齿轮安装座（39）开有供钻井液流通的轴向通孔，下部通过螺纹与下接头连接，通过台阶结构与下接头上端面接触；所述大齿轮（34）通过键结构安装定位于齿轮传动轴（28）下部，通过下部安装于齿轮传动轴（28）上的卡环（37）实现轴向固定；所述小齿轮（35）与大齿轮（34）啮合，上下端面分下沿中心轴线伸出安装轴，上部安装于上部轴承（32）处，下部安装于下部轴承（39）处，实现安装定位，下部伸出部分中部轴为正六边形结构，便于冲击锤（36）安装固定；所述齿轮保护套（33）外部轮廓为与大齿轮（34）、小齿轮（35）啮合的结构，为两个对半组合的形式，上端面开有轴向中心大孔，便于安装于齿轮传动轴上部，实现安装定位，上端面沿圆周方向180°均布有两个供小齿轮上端面伸出的轴通过的通孔齿轮保护套下端面为与冲击壳体轴向冲击通孔配合的结构；所述下接头（43）沿轴向中心线开有液流通孔，上部圆周方向开有密封圈安装槽和吊环卡槽，中部沿圆周方向设置为花键结构；所述上部吊环（29）安装于齿轮传动轴（28）和冲击壳体（38）配合形成的圆环槽内，下部吊环（42）安装于冲击壳体（38）与下接头（43）配合形成的圆环槽内。