[发明专利]具有轴向振动和周向振动功能的复合提速螺杆钻具

摘要

本发明公开了一种具有轴向振动和周向振动功能的复合提速螺杆钻具，包括上接头、防掉杆、马达、万向轴、传动轴、轴承、碟形弹簧、上振动块、滚珠、下振动块、防掉帽、传动接头、锁帽、弹性挡圈、配液套、排液盘和摆锤，防掉杆设置于上接头的内侧，马达的转子设置于防掉杆下方，转子下方设置万向轴，万向轴下方的传动轴由上传动轴和下传动轴组成，上传动轴外侧设置轴承，下传动轴外侧设置碟形弹簧、上振动块、滚珠、下振动块、防掉帽、传动接头、锁帽、弹性挡圈，传动接头的外侧由上至下依次安装配液套、排液盘、摆锤。本发明既能为钻头提供基本的扭矩和转速，又能附加冲击振动能量，提高破岩效率和机械钻速，缩短钻井周期，降低钻井成本。

主权项

1.一种具有轴向振动和周向振动功能的复合提速螺杆钻具，其特征在于，包括上接头、防掉杆、马达、万向轴、传动轴、轴承、碟形弹簧、上振动块、滚珠、下振动块、防掉帽、传动接头、锁帽、弹性挡圈、配液套、排液盘和摆锤，上接头(1)、马达外壳(3)、万向轴外壳(6)、轴承外壳(11)、传动轴外壳(14)、配液套(22)依次螺纹连接组成外壳；上接头(1)的内壁上设置有向内凸出的圆环结构，防掉杆(2)位于圆环结构的内侧，防掉杆(2)包括上部圆柱状结构和下部杆状结构，防掉杆上部圆柱状结构的外径大于上接头内壁向内凸出的圆环结构内径，防掉杆下部杆状结构的外径小于上接头内壁向内凸出的圆环结构内径；定子橡胶(4)固定于马达外壳(3)的内腔，定子橡胶(4)内孔为呈几何参数的螺旋，转子(5)设置于定子橡胶(4)的内腔，转子(5)上端和防掉杆(2)下端螺纹连接，转子(5)下端和万向轴(7)上端螺纹连接；万向轴(7)下部内侧设置圆槽结构，圆槽结构上设置内螺纹，圆槽结构的上方设置有四个分流孔(33)，圆槽结构上端与四个分流孔相连，分流孔沿周向均匀分布，并与万向轴(7)向呈一固定角度；传动轴包括上传动轴(8)和下传动轴(12)，上传动轴(8)设置于万向轴(7)的下方，上传动轴(8)的上端设置外螺纹，上传动轴(8)上端外螺纹与万向轴(7)下部的圆槽结构上设置的内螺纹相连，上传动轴(8)内部沿轴线上设置内通孔，内通孔与万向轴的四个分流孔相连，上传动轴(8)下部向外凸出形成圆环状结构台肩，轴承外壳(11)上部内侧设有向内凸出的圆形台阶，轴承座(9)和轴承组(10)由上至下依次安放于圆形台阶和上传动轴(8)下部向外凸出的台肩之间，上传动轴(8)下端设置有内螺纹；下传动轴(12)上端通过螺纹连接于上传动轴(8)下方，下传动轴(12)内部设置通孔，通孔的尺寸和上传动轴的通孔尺寸相同，碟形弹簧(13)设置于上传动轴(8)下方并安装于下传动轴(12)上部外侧，上振动块(15)设置于碟形弹簧(13)的下端并安装于下传动轴(12)中部外侧，下振动块(17)设置于上振动块(15)的下端并安装于下传动轴(12)中部外侧，上振动块(15)沿下端边沿设置弧形结构，下振动块(17)沿上端边沿设置弧形结构，上振动块(15)下端的弧形结构和下振动块(17)上端的弧形结构之间设置若干滚珠(16)；上振动块(15)外侧设置有矩形花键，内侧为通孔，上振动块(15)设置于传动轴外壳(14)的内侧，传动轴外壳(14)内侧在与上振动块(15)配合的轴向位置上设置有矩形花键孔，下振动块(17)外侧为圆柱结构，内侧设置有矩形花键孔，下传动轴(12)外侧在与下振动块(17)配合的轴向位置上设置有矩形花键；防掉帽(18)设置于下振动块(17)下方，安装于下传动轴(12)外部，传动接头(19)设置于防掉帽(18)的下方，传动接头(19)上端和防掉帽(18)下端通过螺纹连接；下传动轴(12)下部外侧直径变小，下传动轴的下端设置安装锁帽(20)的外螺纹，弹性挡圈(21)设置于锁帽(20)下端，传动接头(19)上部内侧设置向内凸出的圆环结构，圆环结构外径的尺寸小于锁帽(20)的外径，传动接头(19)在轴向上可上下移动一定距离；传动接头(19)下部沿轴向上一段距离形成圆柱台阶，台阶内由上至下设计凹槽(30)，在凹槽(30)对应位置的传动接头里头侧壁上设置有四个喷射孔(25)；配液套(22)设置于传动轴外壳(14)的下方，并安装于传动接头(19)的外侧，可沿传动接头(19)轴心方向做周向旋转，配液套(22)外围有两处弧形的排液孔(27)，下部有四个第一径向喷嘴(28)；排液盘(23)设置于配液套(22)的排液孔(27)和传动接头下部的凹槽(30)之间，排液盘(23)上设置有四处轴向通孔(29)；摆锤(24)设置于传动接头(19)下部的凹槽(30)内部，摆锤(24)的圆柱面上设有四个第二径向喷嘴(26)；传动接头(19)下部的凹槽内部被摆锤分隔为两个a腔(31)和两个b腔(32)，排液盘(23)上的四处轴向通孔(29)分别与四个腔室(31、32)相连通。