[发明专利]一种螺杆钻具

权利要求书

1.一种螺杆钻具，包括：

用于将钻井液压力转换为机械能以提供驱动力的马达总成(110)，其包括壳体(111)、定子(112)、转子(113)、固定连接在壳体下端的万向轴外壳(115)、固定连接在转子下端的万向轴(114)，以及固定连接在万向轴外壳下端的轴承外壳(117)，在万向轴的下端固定连接有水帽(116)；

连接在所述马达总成的下游端的蓄能总成(120)，所述蓄能总成包括与所述马达总成中的定子(112)形成固定连接的蓄能元件外壳(121)、同心设置在所述蓄能元件外壳内且与所述马达总成中的转子(113)形成固定连接的中心轴(122)，以及套设在所述中心轴上的能够压缩蓄能并释放能量的蓄能元件(123)；以及

连接在所述蓄能总成的下端且用于将所述蓄能元件存储的势能转换成轴向冲击力的冲击总成(130)，其包括设置在所述蓄能元件外壳内的第一冲击体(140)和处于所述第一冲击体的下游的第二冲击体(150)，在所述第一冲击体的下端面构造有第一周向齿(141)，在所述第二冲击体的上端设有与所述第一周向齿相适配的第二周向齿(151)，所述第一冲击体和所述第二冲击体通过所述第一周向齿与所述第二周向齿形成接触配合，并在相对转动的作用下使所述第一冲击体做周期性的轴向往复运动，所述第一周向齿和所述第二周向齿的齿顶高均设置成处于10-30mm的范围内，齿顶面倾角设置成处于10°-20°的范围内，所述第一周向齿和所述第二周向齿的齿面均为硬质合金与高韧性金属间隔分布设置；

其中，在轴承外壳内设有传递轴，传递轴构造为中空圆柱体，传递轴的上端通过梯形连接扣与水帽固定连接，下端通过梯形连接扣与中心轴形成固定连接，在传递轴上套设有推力轴承(119)，传递轴通过推力轴承安装到轴承外壳(117)内，并能够相对于轴承外壳转动，在所述马达总成和所述第二冲击体的轴向之间与所述中心轴和所述蓄能元件外壳的径向之间形成有环形的密闭腔体，所述蓄能元件和所述第一冲击体设置在所述密闭腔体内，且在所述密闭腔体内充满润滑油脂，所述第一冲击体和所述第二冲击体分别与所述蓄能元件外壳和所述中心轴形成周向固定连接，以在所述定子和所述转子的转速差的作用下产生相对转动，且所述第一冲击体和所述第二冲击体构造成能够在相对转动作用下使所述第一冲击体做周期性的轴向往复运动，从而使所述蓄能元件周期性地蓄能与释放能量，并通过所述第一冲击体对所述第二冲击体产生周期性的轴向冲击。

2.根据权利要求1所述的螺杆钻具，其特征在于，所述第一冲击体构造成设有中心通道的正棱柱体，所述蓄能元件外壳的对应的内壁区域设置成与所述正棱柱体的外周表面相适配，从而使所述第一冲击体与所述蓄能元件外壳形成周向固定连接。

3.根据权利要求2所述的螺杆钻具，其特征在于，所述中心通道的截面为圆形，且所述中心通道的直径大于所述中心轴的外径。

4.根据权利要求1所述的螺杆钻具，其特征在于，所述中心轴的下部设有花键，在所述第二冲击体的上部内壁上对应设有键槽，所述中心轴与所述第二冲击体通过所述花键和所述键槽适配安装而形成周向固定连接。

5.根据权利要求4所述的螺杆钻具，其特征在于，所述花键的轴向长度处于300-400mm的范围内，周向宽度处于30-50mm的范围内，径向高度处于20-40mm的范围内。

6.根据权利要求1所述的螺杆钻具，其特征在于，所述蓄能元件的上端部分与所述蓄能元件外壳固定连接，且下端面与所述第一冲击体的上端面形成压紧接触配合。

7.根据权利要求1所述的螺杆钻具，其特征在于，所述第二冲击体的端部设有台阶部，在所述蓄能元件外壳的端部安装有用于对所述台阶部进行限位的防掉螺母(171)，且所述第二冲击体的端部固定连接有用于连接钻头的转换接头(170)。