[实用新型]一种钻井用恒压恒扭工具

说明书

本实用新型公开了一种流体钻井用恒压恒扭工具，包括上接头、上壳体、中壳体、下壳体、下接头、补偿接头、芯轴、限位挡环、活塞、螺母、碟簧组I、碟簧组II和碟簧组III，所述芯轴上开设有内通孔、芯轴旁通孔及限位台阶，上壳体内部安装有碟簧组I及碟簧组II，补偿接头内部安装有碟簧组III，中壳体内部开设有多头螺纹槽及注油孔，下接头外部开设有多头螺纹槽，下壳体开设有组合密封槽及注油孔，活塞上开设有组合密封槽，通过中壳体多头螺纹槽与下接头多头螺纹槽的啮合，实现下接头径向位置和轴向位置的变化，再结合碟簧组蓄能的功能，达到恒压恒扭的目的，该工具结构紧凑，功能强大，可根据不同的安装位置保护不同的钻井工具，达到平稳钻进的目的。

技术领域

本实用新型属于石油与天然气钻探工程井下工具技术领域，具体地说涉及一种用于超深井、大位移井中避免卡钻与降低粘滑的恒压恒扭工具。

背景技术

随着我国工业的不断发展，石油、天然气的需求开采量也日益增多，这种局面导致浅层油气资源的枯竭，为了缓解石油资源的短缺问题，开始向深井、超深井进行石油开采。但是，在钻探超深井、大位移井、水平井过程中，在连续油管作业过程中，尤其遇到软硬交错的地层时，PDC钻头在钻进时容易出现卡滑的现象，引起钻头和钻具的频繁憋跳和扭振，导致钻头崩齿、损坏、MWD测井仪器的信号丢失及井下钻具组合的损坏，使钻头机械钻速和破岩效率降低，钻井成本增加。目前大部分钻井现场采用起下钻的方式解决憋钻、卡钻现象，钻井效率将会大大降低。

基于此，为了防止钻头出现卡钻、憋钻和扭振现象，提高钻井效率，本文提出了一种解决以上问题的恒压恒扭工具。

发明内容

本实用新型的目的在于提供一种利用碟簧组吸收轴向和径向上的振动能量，从而实现恒定钻压和扭矩的恒压恒扭工具。大导程的多头螺纹设计，能快速将钻头钻遇地层产生的轴向和径向振动负荷传递给碟簧组吸收，达到恒压恒扭的目的。

本实用新型的目的通过以下技术方案实现：

一种钻井用恒压恒扭工具，包括上壳体、通过螺纹与上壳体连接的上接头、通过螺纹与上壳体连接的中壳体、通过螺纹与上接头相连的芯轴、通过螺纹与中壳体连接的下壳体、通过螺纹与下接头连接的活塞，通过螺纹与下接头连接的补偿接头，通过螺纹与芯轴连接的螺母，上接头与芯轴之间装有碟簧组I和碟簧组II，补偿接头与芯轴之间装有碟簧组III，安装于碟簧组I与碟簧组II之间的限位挡环，所述芯轴上开设有内通孔、芯轴旁通孔及限位台阶，中壳体内部开设有多头螺纹槽及注油孔，下接头外部开设有多头螺纹槽，下壳体内部开设有组合密封槽及注油孔，活塞外部开设有组合密封槽，下接头可通过多头螺纹槽的啮合实现径向位置和轴向位置的切换。

作为优选，所述芯轴上开设有限位台阶，通过与限位挡环的配合，可以对碟簧组I的压缩量进行限位，防止碟簧组I过度压缩。

作为优选，所述中壳体的多头螺纹槽及下接头的多头螺纹槽，其螺旋升角为20°-40°。

作为优选，所述碟簧组II刚度系数是碟簧组I刚度系数的2-3倍，所述碟簧组III的刚度系数与碟簧组I的刚度系数相同。

作为优选，所述芯轴与上接头通过螺纹连接在一起，并通过紧定螺钉防止其周向的相对转动。

作为优选，所述活塞与下接头通过螺纹连接在一起，并通过紧定螺钉防止其周向的相对转动。

作为优选，所述螺母与芯轴通过螺纹连接在一起，并通过旋转螺母调整碟簧组III的压缩量，调整完毕后通过紧定螺钉防止其周向的相对转动。

与现有技术相比，本实用新型的有益效果在于：

（1）通过旋转螺母调节碟簧组III的压缩量，可以平衡连接在工具下部的钻柱重量，当连接钻头一起下到井底时，可以实现钻头的软着陆，避免钻头接触井底瞬间的冲击破坏；