[发明专利]一种提高螺杆钻具冲击钻井能力的方法及脉冲螺杆

权利要求书

1.一种提高螺杆钻具冲击钻井能力的方法，其特征在于：该方法通过对螺杆钻具中的马达总成和脉冲万向轴总成的改进，使之具有水力脉冲喷射和轴向高频冲击的功能，从而提高螺杆钻具的冲击钻井能力；其中马达总成的定子和转子采用螺旋结构配合，从而延长了马达总成的导程以及增加了马达总成的级数和定转子的头数，同时提高泥浆泵系统的排量，这样便可增大马达总成的输出扭矩和转速；同时在脉冲万向轴总成的下球铰接头的侧壁上均布有3个或者3个以上与下球铰接头内腔连通的喷射孔，并在万向轴外筒的内壁上镶嵌脉冲阀套，并使脉冲阀套遮挡在喷射孔的口部上，然后在脉冲阀套上端的圆周上均匀地设置与喷射孔数量对应的弧形缺口，从而利用万向节的转动与脉冲阀套的弧形缺口之间形成流道面积差变化，从而使得螺杆内产生一个脉冲压差，此脉冲压差不仅可使钻头喷嘴产生脉冲喷射，达到更好的破岩效果，而且脉冲压差给予传动轴一个脉冲推力，此推力高频的作用于井底，达到更好的破岩效果，从而提高螺杆钻具冲击钻井能力。

2.一种由权利要求1所述的提高螺杆钻具冲击钻井能力的方法构建的脉冲螺杆，包括防掉转换总成(1)、马达总成(2)、脉冲万向轴总成(3)和传动轴总成(4)，其特征在于：

所述防掉转换总成(1)包括防掉转换接头(1-1)、防掉盘(1-3)和防掉连杆(1-4)，防掉转换接头(1-1)内部设有防掉盘(1-3)，防掉连杆(1-4)的上端套入防掉盘(1-3)中并通过备紧螺母(1-2)固定，防掉连杆(1-4)的另一端与马达总成(2)的转子(2-2)上端连接；

所述马达总成(2)包括定子(2-1)以及安装在定子(2-1)内的转子(2-2)，转子(2-2)可在定子(2-1)内旋转，转子(2-2)的下端与脉冲万向轴总成(3)的上球铰接头(3-2)固定连接，在定子(2-1)的内壁上挂有橡胶套(2-3)，在橡胶套(2-3)的内壁上设置有内螺旋结构，在转子(2-2)的外壁上设置有与橡胶套(2-3)上的内螺旋结构匹配的外螺旋结构；

所述脉冲万向轴总成(3)包括万向轴外筒(3-1)以及安装在万向轴外筒(3-1)内部的上球铰接头(3-2)、传动球(3-3)、半环(3-4)、锁紧套(3-5)、橡胶密封套(3-6)、球铰连杆(3-7)和下球铰接头(3-11)，所述球铰连杆(3-7)的上、下两端分别经传动球(3-3)与上球铰接头(3-2)和下球铰接头(3-11)传动连接；上球铰接头(3-2)与马达总成(2)连接，下球铰接头(3-11)与传动轴总成(4)连接；球铰连杆(3-7)与传动球(3-3)的连接处设有一对对称的半环(3-4)，一对对称的半环(3-4)外设有橡胶密封套(3-6)，橡胶密封套(3-6)经锁紧套(3-5)与上球铰接头(3-2)或下球铰接头(3-11)螺纹连接；在下球铰接头(3-11)的侧壁上均布有3个或者3个以上与下球铰接头(3-11)内腔连通的喷射孔(3-10)，在万向轴外筒(3-1)的内壁上镶嵌有脉冲阀套(3-8)，脉冲阀套(3-8)的一端遮挡在喷射孔(3-10)的口部上，在脉冲阀套3-8上端的圆周上均匀地设置与喷射孔(3-10)数量对应的弧形缺口(3-9)；

所述传动轴总成(4)包括传动轴外筒(4-3)以及设置在传动轴外筒(4-3)内的上TC轴承动圈(4-1)、上TC轴承静圈(4-2)、串轴承(4-4)、隔套(4-5)、承压套(4-6)、防掉半环(4-7)、下TC轴承静圈(4-8)、下TC轴承动圈(4-9)以及传动轴(4-10)，所述传动轴(4-10)上端与下球铰接头(3-11)连接，传动轴(4-10)的下端可直接连接钻头；在传动轴(4-10)上部外壁上套有上TC轴承动圈(4-1)，在上TC轴承动圈(4-1)的外壁上套有上TC轴承静圈(4-2)，在传动轴(4-10)的中部外壁上套有串轴承(4-4)，在传动轴(4-10)的下部外壁上套有下TC轴承动圈(4-9)，在下TC轴承动圈(4-9)的外壁上套有下TC轴承静圈(4-8)，在下TC轴承动圈(4-9)的上端与串轴承(4-4)的下端之间设置有防掉半环(4-7)和承压套(4-6)，在防掉半环(4-7)和承压套(4-6)的外壁上套有隔套(4-5)。

3.根据权利要求2所述的脉冲螺杆，其特征在于：所述定子(2-1)与转子(2-2)的头数比为：3:4、4:5、5:6、7:8或9:10，级数为：5～8。