[发明专利]一种恒压恒扭钻井工具

说明书

本发明公开了一种恒压恒扭钻井工具，包括：上接头、外筒、芯轴、下接头以及碟簧；每个条形筋将外筒内壁、芯轴外壁、上接头、环状凸台以及相邻的两个封隔筋共同限定的密封区域分隔成密封腔一和密封腔二，泄压孔和进液孔各自与密封腔一和密封腔二连通；筛孔与密封腔二连通，阀孔与进液孔连通；下接头上端固定有连接管，连接管上开设有条形孔，连接管插设至芯轴内，阀孔与条形孔连通；碟簧套设在连接管上。在本发明中，碟簧为钻头提供向前进给的钻压，钻头在钻进过程中，钻压能够保持稳定，避免钻头钻进至软硬交错地层时，钻压的急剧变化而导致钻头发生冲击损伤；高压钻井液为钻头提供钻井扭矩，并根据软硬地层提供相应的钻井扭矩。

技术领域

本发明涉及石油与天然气钻探工程井下工具领域，更具体地说是涉及一种恒压恒扭钻井工具。

背景技术

在石油天然气行业中，钻井作业具有周期长、投入高、风险大以及技术要求高等特点，随着资源开采的程度增加，深井和超深井的开发变得更加重要，随之而来的是对钻井技术的要求进一步提高。

随着钻井深度的增加，地层的复杂程度明显增加，地层硬度和强度明显提高，软硬地层交错纵横，很容易导致钻头发生卡钻以及粘滑现象，造成钻头崩齿和钻具损坏，严重制约了钻井的钻入深度。

针对上述技术难点，专利201680004986.7提供了调节装置以及在钻孔中使用该调节装置的方法，专利202111291816.0提供了一种钻井用恒压恒扭工具，上述专利采用的主要技术方案是利用大导程的多头螺纹副和碟簧组合对钻头施加钻压和扭矩，利用多头螺纹副的伸缩功能自适应钻头钻压和扭矩，从而根据地层性质改变输出扭矩和钻压，防止粘滑、卡钻等现象发生。然而上述专利技术的多头螺纹副制造困难，工作过程中磨损大，制造和维护成本高。

因此，如何提供一种恒压恒扭钻井工具，使其能够克服上述问题，是本领域技术人员亟需解决的问题。

发明内容

有鉴于此，本发明提供了一种恒压恒扭钻井工具。

为了实现上述目的，本发明采用如下技术方案：

一种恒压恒扭钻井工具，分别与中空的钻柱和钻头相连，包括：

上接头，所述上接头呈管状且其上端与所述钻柱固定并连通；

外筒，所述外筒两端开口且其上端与所述上接头的下端固定并连通，所述外筒的下端封堵有一挡帽，所述外筒的内侧壁同轴固定有一环状凸台以及周向均布固定有多个封隔筋，所述封隔筋平行于与所述外筒的筒长布置，所述封隔筋布置在所述上接头和所述环状凸台之间，在每相邻的两个所述封隔筋之间的所述外筒的侧壁上均开设有泄压孔，所述环状凸台上开设有进液孔；所述进液孔的一端贯穿所述环状凸台的内侧壁，另一端贯穿所述环状凸台靠近所述封隔筋的一端壁，每相邻的两个所述封隔筋之间均限位有一个所述进液孔；

芯轴，所述芯轴呈管状且其同轴插设在所述环状凸台和所述上接头内，所述芯轴的外侧壁周向均布固定有多个条形筋，所述条形筋平行于所述芯轴的轴长布置；每个所述条形筋将所述外筒内壁、所述芯轴外壁、所述上接头、所述环状凸台以及相邻的两个所述封隔筋共同限定的密封区域分隔成一个密封腔一和一个密封腔二，所述泄压孔与所述密封腔一连通，所述进液孔与所述密封腔二连通；所述芯轴的侧壁上周向均布开设有多个筛孔和阀孔，多个所述筛孔各自与多个所述密封腔二连通，多个所述阀孔能够各自与多个所述进液孔连通，所述芯轴远离所述上接头的一端内壁开设有多个滑槽；