[发明专利]一种滑块式井下动力钻具

说明书

技术领域

本发明涉及资源矿产钻井装备技术领域，具体涉及一种滑块式井下动力阻钻具，适用于小、中、大口径的动力钻具系列。

背景技术

随着我国浅层矿藏和常规油气资源越来越少，品位越来越低，深部矿藏和常规、非常规油气资源的地质勘探与开发成为国家可持续发展必不可少的途径之一。我国深层矿产资源和页岩油、页岩气、煤层气和天然气水合物等非常规油气资源储量丰富，高效、快速勘探和开发地下深部资源对于提升我国综合国力具有重大的推动作用和实际意义。实践表明，井下动力钻具可以使钻头取得较高的机械钻速并可大幅度降低钻探成本。因此，开展新型高效节能井下近钻头动力钻具系统的研究变得十分迫切。

目前，国内外开发和利用的液力式井下动力钻具主要有两种，一是叶片式涡轮钻具，二是容积式螺杆钻具。其中涡轮钻具整体上呈积木式的结构，一般直径较大，同时因为转速太高，会安装有专用的减速器等功能节，使钻具结构复杂化。其工作特性是：扭矩与转速成反比，其输出的功率存在最大值，为涡轮钻具的理想工作负载点。具有软的机械特性，过载能力差，随着钻压增大导致切削阻力增大时会引起钻速下降，易造成制动。压降不因载荷的变化而变化，功率和扭矩受直径的影响甚大；螺杆钻具整体呈一体式结构，马达的定子材料是丁晴橡胶，易在工作时失效，影响钻具的使用寿命。其工作特性是：具有相对于涡轮钻具硬的机械特性，过载能力较强。但功率和转速的输出受钻具直径影响较大，且扭矩越大转速越低，当超过工作压差时，泵压突然上升，钻具会发生急剧制动。

发明内容

本发明旨在针对上述技术所存在的不足，提出新的设计工作机理——闭式流体传压机理，研制新型的井下动力钻具，开发适用于小、中、大口径的动力钻具系列，满足各类钻进的需要。

本发明包括动力短节，动力短节包括上端盖、密封圈、上滚动轴承、上壳体、尼龙盘、下壳体、花键、过渡轴、下端盖、下滚动轴承、格莱圈、下短节、下中轴、传动轴轴套、轴承组、TC套、上隔板、下静套、下传动轴壳体、第一销钉、第二销钉、第三销钉、第四销钉、第五销钉、第一配流轴、第二配流轴、第三配流轴、第一定子壳体、第二定子壳体、第三定子壳体、第一滑块、第二滑块、第三滑块、第一调整垫、第二调整垫、第三调整垫、第四调整垫、第五调整垫、第六调整垫、第七调整垫、第八调整垫、第一配流盘、第二配流盘、第三配流盘、第一过渡节、第二过渡节、第三过渡节、第一轴套、第二轴套、第三轴套；

上端盖通过第一销钉固定在上壳体上，第一配流轴通过上滚动轴承与上壳体连接，密封圈设置在上端盖与上滚动轴承之间；第一定子壳体通过台阶定位在第一配流轴上，第一滑块安装在第一定子壳体中，第一配流盘通过第二销钉固定在第一定子壳体下端，第一定子壳体与第一配流盘之间设有第一调整垫，第一过渡节通过第一轴套连接在第一配流轴末端，第一过渡节上端固定第二调整垫，下端固定第三调整垫；第一配流轴依次连接的第一定子壳体、第一配流盘、第一过渡节组成一级动力机构通过键与上壳体连接；第一配流轴一端、第二配流轴两端、第三配流轴一端均加工有连接键槽和连接键，

第一配流盘通过连接键槽和连接键与第二配流轴插接；第二定子壳体通过台阶定位在第二配流轴上，第二滑块安装在第二定子壳体中，第二配流盘通过第三销钉固定在第二定子壳体下端，第二定子壳体与第二配流盘之间设有第四调整垫，第二过渡节通过第二轴套连接在第二配流轴末端，第二过渡节上端固定第五调整垫，第二过渡节下端固定第六调整垫；第二配流轴依次连接的第二定子壳体、第二配流盘、第二过渡节组成二级动力机构通过键与上壳体连接；第二配流轴通过连接键槽和连接键与第三配流轴插接，第三定子壳体通过台阶定位在第三配流轴上，第三滑块安装在第三定子壳体中，第三配流盘通过第四销钉固定在第三定子壳体下端，第三定子壳体与第三配流盘之间设有第七调整垫，第三过渡节通过第三轴套连接在第三配流轴末端，第三过渡节上端固定第八调整垫；第三配流轴依次连接的第三定子壳体、第三配流盘、第三过渡节组成二级动力机构通过键与上壳体连接；第三配流轴通过螺纹与花键连接，尼龙盘固定在第三配流轴与花键之间；花键通过键定位在过渡轴内部，过渡轴通过下滚动轴承与下壳体连接，下端盖通过台阶定位在下滚动轴承上端；下壳体末端设有格莱圈与过渡轴下端连接，过渡轴的壁上均布有若干孔提供井下流体通道；上壳体与下壳体通过螺纹连接。