[实用新型]一种柔性加压扭力发生器

说明书

本实用新型涉及一种柔性加压扭力发生器，其包括上接头、下接头、弹性件和扭力传递件；下接头套设在上接头上，弹性件和扭力传递件设置在上接头、下接头之间。本实用新型的柔性加压扭力发生器在钻井过程中不仅在轴向起到了柔性加压、缓冲减震的作用，同时在周向还起到储存扭矩集中释放能量的放大作用，避免钻头憋跳钻，保护钻头、提高钻头切削效率作用，对提高钻头破岩效率，提高钻头及钻具使用寿命，降低钻井成本均能起到明显作用。

技术领域

本实用新型涉及石油钻井相关技术领域，具体地说是涉及一种柔性加压扭力发生器。

背景技术

近年来，随着深井和超深井的勘探开发比例不断增加，深部地层岩石硬度和塑性增大，常规牙轮钻头可钻性差、机械转速低、钻井周期长。为提高钻头行程机械钻速，PDC钻头得到广泛使用，但在深部地层PDC钻头出现的粘滑振动现象，不仅严重制约机械钻速进一步提升，还极大地影响了其使用寿命。

扭力发生器，又称为扭力冲击器。其是可以用于解决PDC钻头钻进中出现的粘滑现象，提高钻进硬岩的钻进效率，保护钻头，提高钻孔质量的一种应用于石油钻井领域的提速工具。最早的扭力冲击器是由美国阿特拉力Ulterra与联合金刚公司研制的扭力冲击器。

但是由美国阿特拉力Ulterra与联合金刚公司研制的扭力冲击器结构复杂，费用太高，性价比低，同时只是解决了周向提供较大扭力作用，在轴向遇到冲击力时没有起到缓冲减震作用。

实用新型内容

针对现有技术之不足，本实用新型提供了一种柔性加压扭力发生器。

本实用新型的柔性加压扭力发生器的技术方案如下：

一种柔性加压扭力发生器，其包括：

上接头，所述上接头包括接头部和中心管部；在所述中心管部的外壁上沿径向向外形成有第一凸起部，并且在所述第一凸起部上开设有第一轴向连接孔；

下接头，在所述下接头靠近所述接头部一端的外壁上沿径向向外形成有第二凸起部，并且在所述第二凸起部上开设有第二轴向连接孔；所述下接头与所述上接头的中心管部密封连接，使得在所述第一凸起部与所述第二凸起部之间形成扭力发生腔；

弹性件，所述弹性件设置于所述扭力发生腔内；

扭力传递件，所述扭力传递件的下端穿过所述第一轴向连接孔和所述扭力发生腔与所述第二轴向连接孔相连接。

本实用新型的柔性加压扭力发生器工作时，上接头可以根据需要通过弹性件传递给下接头一个合理钻压，在钻进过程中，钻压因为地层不均质而频繁变化的过程可以通过弹性件形变的大小得到柔性调整，同时当钻头上受到较大的轴向冲击力时，通过弹性件对其吸收能量而可以起到轴向保护钻头及防止上部钻具损坏的作用；另外，上部钻具转动传递的扭矩可以通过连接上接头和下接头两部分的扭力传递件进行传递，扭力传递件通过扭曲形变储存能量补充给下部工作的钻头，这样可以避免钻进过程中遇到硬地层出现憋跳钻情况时损坏钻头，同时在周向上起到扭力传递及储存放大作用，可以在避免憋跳钻损坏钻头的同时又提高钻头的切削效率。

根据一个优选的实施方式，所述下接头套设于所述上接头的中心管部上，并且在所述下接头的内壁与所述中心管部的外壁之间设置有第一密封件。

通过在所述下接头的内壁与所述中心管部的外壁之间设置有第一密封件保证上接头的中心管部跟下接头在轴向发生相对运动时，高压流体不会串流到扭力发生腔内。

根据一个优选的实施方式，还包括防掉卡箍；所述防掉卡箍套设于所述第一凸起部与所述第二凸起部上。

通过在第一凸起部与所述第二凸起部上设置防掉卡箍，当周向扭力过大超过扭力传递件强度极限造成扭力传递件断裂时，防掉卡箍可以保证下部分钻具在轴向上拉力的传递，从而使其可以正常运动。