[发明专利]一种螺杆换向式井下增压器

说明书

本发明涉及一种螺杆换向式井下增压器；属石油、页岩气、地热钻井工具技术领域。包括由上至下依次连接的过滤旁通总成、过滤安全总成、液动总成、传动总成和增压总成，增压总成包括上壳体、连接壳体和下壳体，连接壳体一端螺纹安装有上壳体，连接壳体另一端螺纹安装有下壳体，上壳体内部通过扶正机构装有动力连接管，动力连接管一端端头延伸至上壳体外侧与传动总成传动连接，动力连接管另一端端头延伸至连接壳体内并装有动力机构，动力机构下方的连接壳体与下壳体之间卡装有限流套，下壳体内卡装有增压机构，该增压器通过动力机构和增压机构配合形成两个增压缸高压脉冲射流，射流频率快，有效提高钻井效率，非常适合深井、超深井的钻井作业。

技术领域

本发明涉及一种螺杆换向式井下增压器；属石油、页岩气、地热钻井工具技术领域。

背景技术

随着石油天然气资源向深部地层的勘探与开发，深井、超深井钻井技术就越发重要。由于深井、超深井的石油与天然气埋藏深度较深且地质较复杂，在钻进过程中容易遇到较硬的地层，从而导致钻井速度慢、花费时间长以及成本高等问题。基于此，为了提出一种高效钻井方法、节约钻井成本，国内外研究人员进行了大量实验研究，发现超高压射流技术联合机械破岩是一种可行且有效的提高机械钻速的方法。目前进行增压的主要为两种方式:地面增压(包括全增压和部分增压)和井下增压。地面增压所用设备和工艺比较复杂、成本昂贵，而且应用效果受井深影响很大，因此尽管提速效果明显，但没有得到推广应用。井下增压的主要优点是不必改变现有的钻井工艺及设备，在钻头以上钻柱中安装一个增压装置，就可以提高部分钻井液的压力，达到超高压射流辅助破岩的目的。

螺杆马达增压装置，因其结构简单、增压可靠、适用性强得到了广泛的关注和应用。螺杆马达增压装置的换向机构都是通过元件之间滑动接触实现动力转换，现有的换向机构包括螺旋拔叉换向机构、双螺旋槽式换向机构、斜坡式换向机构、正弦曲线圆柱凸轮换向机构，但这些换向机构都存在些许问题，或者受力不均、加工困难或者冲击载荷大，从动件的运动状态受主动件速度影响大，影响了工具的增压效果和使用寿命，因此有必要对其进行改进。

发明内容

本发明的目的在于：提供一种结构简单、安装方便、传动可靠、使用寿命长，有效提高钻井效率，利用双液压缸增压，增压频率快，增压效果明显的螺杆换向式井下增压器。

本发明的技术方案如下：

一种螺杆换向式井下增压器，包括由上至下依次连接的过滤旁通总成、过滤安全总成、液动总成、传动总成和增压总成，其特征在于：所述增压总成包括上壳体、连接壳体、下壳体、动力连接管、限流套、扶正机构、动力机构和增压机构，连接壳体一端螺纹安装有上壳体，连接壳体另一端螺纹安装有下壳体，所述上壳体内部通过扶正机构装有动力连接管，动力连接管一端端头延伸至上壳体外侧与传动总成传动连接，动力连接管另一端端头延伸至连接壳体内，延伸至连接壳体内的动力连接管端头上装有动力机构，动力机构下方的连接壳体与下壳体之间卡装有限流套，下壳体内卡装有增压机构，增压机构与动力机构传动连接，增压机构与限流套卡装抵触连接。

所述的扶正机构包括固定锁紧螺母、轴承组和挡环，轴承组套装在与上壳体对应的动力连接管上，轴承组一端的动力连接管上套装有挡环，挡环分别与轴承组和连接壳体抵触连接，连接壳体对挡环形成限位，轴承组另一端的动力连接管上螺纹安装有固定锁紧螺母，固定锁紧螺母与轴承组抵触连接。

所述的动力机构包括动力转换体、嵌入头和限位杆，动力转换体螺纹安装在动力连接管端头上，动力转换体与连接壳体之间设置有环空腔，环空腔内对称设置有限位杆，限位杆一端与扶正机构销连接，限位杆另一端与限流套固定连接，限位杆上滑动套装有嵌入头，嵌入头与动力转换体配合滑动接触连接。

所述的动力转换体呈圆台状，动力转换体中心位置上设置有转换体流道，动力转换体的圆周上设置有螺旋槽。

所述的嵌入头为截面呈“凸”字形的圆柱体，嵌入头上径向设置有滑孔，滑孔与限位杆配合滑动连接。