[发明专利]一种新型钻井增扭矩消颤除振动工具

说明书

本发明提供了一种新型钻井增扭矩消颤除振动工具，主要由上接头、太阳轮，行星齿轮、行星齿轮轴、行星架，齿轮圈，复位弹簧，液气减震器，下接头等组成。上接头上部连接钻铤，接受动力输入扭矩，通过太阳轮将扭矩传递给行星齿轮及行星架，在齿轮圈的约束下，行星齿轮自转，驱动并与行星架围绕太阳轮公转，将增大的扭矩传递给下接头，再由下接头输出到钻头。本发明的液气减震器是重新设计，将液压油与惰性气体组合应用，根据受压力的范围，计算、测量出加注液压油的容积，活塞上下浮动，承受纵向、横向和扭矩方向的震动，以及这几种振动的组合，达到保护和延长钻头的寿命。本发明操作简单，钻井作业效率高，也保证钻井作业人员的安全。

技术领域

本发明涉及油井、天然气井、地热井、页岩气井等油气田、矿井中钻井工程技术领域，尤其是涉及一种钻井提速技术。

背景技术

钻井提速技术是提高钻井效率、降低钻井成本，获得更大的经济利益，实现效益最大化的重要手段之一。在油气田开发的过程中，钻井工程是一个投入高、风险大、技术密集的环节，投资占勘探开发的50％以上，实践表明：钻井速度提高一倍，总的钻井费用可以降低约25％。

钻井提速技术可以较好地实现更经济环保、更清洁高效地开采地下油气。近几年来经济与时代的进步，环境保护意识增强，要求更经济环保、更清洁高效地开采地下油气已经成为亟待解决的难题，钻井提速技术不仅是目前主要新钻井技术发展方向，而且还是目前钻井科研的主要目标。

发明内容

本发明的目的在于提供一种新钻井提速技术，以解决现有技术中存在的钻井作业过程中的机械钻速效率低，无法大幅提高钻井速度的困境，在钻井过程中可重复、多次下井使用。

本发明提供的钻井增扭矩消颤除振动工具，包括：

上接头：所述结构，包括与钻铤或钻杆连接的母扣；中间部分是太阳轮，底部连接锁紧圈的丝扣；太阳轮向行星齿轮传递扭矩，行星齿轮及行星架将增大的扭矩传递到下接头，再输出到钻头。

下接头：所述结构，包括与钻头连接的母扣；上部是密封圈，中间部分是行星齿轮、行星架、行星齿轮轴，下部是内密封圈、外密封圈以及连接钻头的母扣；行星齿轮、行星架将太阳轮传递的扭矩增大后传递到下接头，再输出到钻头。

齿轮圈：所述结构，上部由密封圈与上接头密封，上部有注油孔，靠注油孔镙栓拧紧封闭；齿轮圈被复位弹簧约束牵连，与太阳轮、行星齿轮、行星架配合增大扭矩后，扭矩增大后传递到下接头，再输出到钻头。

滚柱轴承：所述结构，安装在行星架与液气减震器之间，起到旋转运动过程中承受轴向负荷，同时减少旋转滚动摩擦阻力的作用；将地面钻压的变化传递输出到钻头切削岩石，同时，钻头切削岩石产生的纵向、横向和扭矩方向的振动，由行星架通过滚柱轴承传递给液气减震器。

液气减震器：所述结构，液气减震器是由液压油与惰性气体组合构成的减震器，根据受压力的范围，计算、测量出加注液压油的容积，加注惰性气体，液压油和惰性气体在浮动活塞中运动，在钻头旋转切削岩石时，承受钻头切削岩石产生的消减纵向、横向和扭矩方向的振动，以及这几种振动的组合，达到消颤，除震动保护和延长钻头的使用寿命。

锁紧圈：所述结构，利用丝扣连接在上接头的底部，圈定下接头，使得上接头与下接头能够互相上下浮动，确保下接头围绕太阳轮公转并输出扭矩。

太阳轮、行星齿轮、行星架、行星齿轮轴、齿轮圈、复位弹簧：所述结构，是一组齿轮旋转运动的主要元件。

相较于现有技术，本发明提供的钻井增扭矩消颤除振动工具，具有如下优点：

1、钻井增扭矩消颤除振动工具的上部母扣连接钻铤或钻杆的公扣，现场安装、操作简单的优点；与现有的上扣、卸扣设备完全匹配，互通使用。

2、钻井增扭矩消颤除振动工具的下部母扣连接钻头的公扣，现场安装、操作简单的优点；与现有的上扣、卸扣设备完全匹配，互通使用。