一種自動(dòng)力下套管裝置制造方法
【專利摘要】本實(shí)用新型提供一種自動(dòng)力下套管裝置，其中，其包括從上至下依次連接的渦輪組件(1)、被所述渦輪組件(1)帶動(dòng)旋轉(zhuǎn)的驅(qū)動(dòng)軸(4)、被所述驅(qū)動(dòng)軸(4)驅(qū)動(dòng)并且安裝有刀刃(6)的用于旋轉(zhuǎn)劃眼的鉆頭(5)，以及安裝在所述驅(qū)動(dòng)軸(4)上的軸承組件(3)。實(shí)施本實(shí)用新型的自動(dòng)力下套管裝置，由于頂部采用渦輪結(jié)構(gòu)，水進(jìn)入渦輪產(chǎn)生扭矩力，帶動(dòng)底部旋轉(zhuǎn)，其可以在下完井管串時(shí)不旋轉(zhuǎn)整個(gè)管柱僅底部旋轉(zhuǎn)，在不影響固井施工工藝的情況下，下鉆過程中起到劃眼的作用，使管柱能夠下到預(yù)定位置，大大降低了管串下深不到位的情況，減少了施工時(shí)間，提高了經(jīng)濟(jì)效益。
【專利說明】一種自動(dòng)力下套管裝置

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本實(shí)用新型涉及石油天然氣鉆井【技術(shù)領(lǐng)域】，更具體地說，涉及一種自動(dòng)力下套管
>J-U ρ?α裝直。

【背景技術(shù)】
[0002]在常用固井工藝中，由于工藝的限制，完井管串下鉆過程中如若遇阻，不能對(duì)整個(gè)管柱進(jìn)行旋轉(zhuǎn)，僅能通過上提下放嘗試通過。在現(xiàn)有套管劃眼的技術(shù)中，目前只有旋轉(zhuǎn)下套管技術(shù)，旋轉(zhuǎn)下套管技術(shù)是使用頂驅(qū)并通過扭矩環(huán)增加扣的強(qiáng)度來實(shí)現(xiàn)整個(gè)管串的旋轉(zhuǎn)，該技術(shù)必須使用昂貴的頂驅(qū)、上扣系統(tǒng)以及扭矩監(jiān)控系統(tǒng)。旋轉(zhuǎn)下套管技術(shù)必須使用頂部驅(qū)動(dòng)，在每根套管的扣中加入扭矩環(huán)以提高抗扭強(qiáng)度，對(duì)常規(guī)設(shè)備要求高，并且，該技術(shù)準(zhǔn)備時(shí)間長(zhǎng)，需要的設(shè)備多，費(fèi)用聞昂。
實(shí)用新型內(nèi)容
[0003]本實(shí)用新型要解決的技術(shù)問題在于，針對(duì)現(xiàn)有技術(shù)的上述旋轉(zhuǎn)下套管需要在頂部安裝頂驅(qū)動(dòng)、安裝復(fù)雜的組件并且費(fèi)用高昂的缺陷，提供一種操作便捷、成本較小的在下鉆過程中起到劃眼的作用并且使管柱能夠下到預(yù)定位置的自動(dòng)力下套管裝置。
[0004]本實(shí)用新型解決其技術(shù)問題所采用的技術(shù)方案是:
[0005]一種自動(dòng)力下套管裝置，其中，其包括從上至下依次連接的渦輪組件、被所述渦輪組件帶動(dòng)旋轉(zhuǎn)的驅(qū)動(dòng)軸、被所述驅(qū)動(dòng)軸驅(qū)動(dòng)并且安裝有刀刃的用于旋轉(zhuǎn)劃眼的鉆頭，以及安裝在所述驅(qū)動(dòng)軸上的軸承組件。
[0006]所述渦輪組件包括芯軸，設(shè)置在所述芯軸上具有多個(gè)渦輪葉片的轉(zhuǎn)子以及套設(shè)在所述轉(zhuǎn)子外部的定子，所述轉(zhuǎn)子的渦輪葉片凹面朝上，所述定子的渦輪葉片凹面朝下，并且所述轉(zhuǎn)子和定子的渦輪葉片相對(duì)設(shè)置。
[0007]所述芯軸與所述驅(qū)動(dòng)軸通過一萬向軸連接，所述萬向軸的上下端面各設(shè)有一鍵槽，所述芯軸的底端和所述驅(qū)動(dòng)軸的頂端分別設(shè)置有與所述鍵槽相適配的凸塊。
[0008]所述定子外套設(shè)有第一外殼，所述第一外殼內(nèi)壁設(shè)置有用于緊固所述定子的定子壓緊塊，所述芯軸的底端安裝有用于將所述轉(zhuǎn)子上的渦輪葉片緊固在所述芯軸上的轉(zhuǎn)子壓緊塊。
[0009]所述轉(zhuǎn)子壓緊塊下端設(shè)置有一支撐塊，所述轉(zhuǎn)子壓緊塊和所述支撐塊可相互轉(zhuǎn)動(dòng)，并且在接觸面分別設(shè)置有金剛石復(fù)合片；所述定子壓緊塊內(nèi)部設(shè)有用于支撐所述支撐塊的凸圈。
[0010]所述萬向軸的上下端面、芯軸的下端面以及驅(qū)動(dòng)軸的上端面各設(shè)有鍵槽，所述萬向軸的兩端分別通過一適配所述鍵槽的鍵與所述芯軸、驅(qū)動(dòng)軸連接。
[0011]所述軸承組件包括:與所述定子壓緊塊螺紋連接的第二外殼，安裝在所述驅(qū)動(dòng)軸上端的軸向軸承轉(zhuǎn)子、緊固在所述第二外殼上的軸向軸承定子，安裝在所述軸向軸承定子底部的徑向軸承定子，安裝在所述軸向軸承轉(zhuǎn)子底部的徑向軸承轉(zhuǎn)子，以及安裝于所述徑向軸承轉(zhuǎn)子底部的軸承支撐架。
[0012]所述軸向軸承轉(zhuǎn)子、軸向軸承定子設(shè)置有多組，所述軸向軸承轉(zhuǎn)子的底部端面設(shè)置有金剛石復(fù)合片，所述軸向軸承定子的內(nèi)環(huán)與外環(huán)上設(shè)有導(dǎo)流孔，內(nèi)環(huán)上部端面設(shè)有金剛石復(fù)合片；所述徑向軸承定子的內(nèi)徑面設(shè)置有金剛石復(fù)合層，且內(nèi)環(huán)與外環(huán)之間設(shè)有導(dǎo)流孔，所述徑向軸承轉(zhuǎn)子的外徑面以及上下端面設(shè)置有金剛石復(fù)合層；所述軸承支撐架和所述驅(qū)動(dòng)軸分別設(shè)置有導(dǎo)流孔，兩者的導(dǎo)流孔形成流體通道。
[0013]所述第二外殼的底端安裝有第三外殼，所述第三外殼的底部連接有一扶正器，所述扶正器的外側(cè)壁對(duì)稱設(shè)置有多個(gè)矩形凹槽。
[0014]所述鉆頭設(shè)置有多條刀刃，所述刀刃上設(shè)置有多個(gè)金剛石復(fù)合片。
[0015]所述鉆頭的頂部設(shè)置為圓臺(tái)，所述刀刃自所述圓臺(tái)的頂部延伸設(shè)置至鉆頭的底部，并且所述刀刃均勻設(shè)置在所述鉆頭上。
[0016]實(shí)施本實(shí)用新型的自動(dòng)力下套管裝置，由于頂部采用渦輪結(jié)構(gòu)，水進(jìn)入渦輪產(chǎn)生扭矩力，帶動(dòng)底部旋轉(zhuǎn)，其可以在下完井管串時(shí)不旋轉(zhuǎn)整個(gè)管柱僅底部旋轉(zhuǎn)，在不影響固井施工工藝的情況下，下鉆過程中起到劃眼的作用，使管柱能夠下到預(yù)定位置，大大降低了管串下深不到位的情況，減少了施工時(shí)間，提高了經(jīng)濟(jì)效益。

【專利附圖】

【附圖說明】
[0017]下面將結(jié)合附圖及實(shí)施例對(duì)本實(shí)用新型作進(jìn)一步說明，附圖中:
[0018]圖1是本實(shí)用新型自動(dòng)力下套管裝置實(shí)施例的剖視示意圖。
[0019]圖2是本實(shí)用新型自動(dòng)力下套管裝置實(shí)施例的爆炸結(jié)構(gòu)示意圖。
[0020]圖3是圖1的A-A方向的剖面示意圖。

【具體實(shí)施方式】
[0021]為了使本實(shí)用新型的目的、技術(shù)方案及優(yōu)點(diǎn)更加清楚明白，以下結(jié)合附圖及實(shí)施例，對(duì)本實(shí)用新型進(jìn)行進(jìn)一步詳細(xì)說明。應(yīng)當(dāng)理解，此處所描述的具體實(shí)施例僅僅用以解釋本實(shí)用新型，并不用于限定本實(shí)用新型。
[0022]圖1示出了本實(shí)用新型具有劃眼功能的下套管裝置的結(jié)構(gòu)示意圖，其主要包括五個(gè)部分:渦輪組件1、萬向軸2、軸承組件3、驅(qū)動(dòng)軸4及安裝有刀刃6的鉆頭5，渦輪組件1、萬向軸2、驅(qū)動(dòng)軸4、鉆頭5從上至下依次連接，水從頂部的渦輪組件I流入，渦輪組件I產(chǎn)生的扭矩力帶動(dòng)萬向軸2轉(zhuǎn)動(dòng)，萬向軸2把其中的徑向扭矩傳遞給驅(qū)動(dòng)軸4，驅(qū)動(dòng)軸4帶動(dòng)鉆頭5旋轉(zhuǎn)進(jìn)行劃眼。
[0023]具體的，所述渦輪組件I包括設(shè)置在中心的芯軸11，固定設(shè)置在芯軸11上的具有多個(gè)渦輪葉片的轉(zhuǎn)子12，以及套設(shè)置轉(zhuǎn)子12外部的定子13，其中，轉(zhuǎn)子12的渦輪葉片凹面朝上，定子13的渦輪葉片凹面朝下，轉(zhuǎn)子12和定子13的渦輪葉片相對(duì)設(shè)置，水不斷地從定子13渦輪葉片流向轉(zhuǎn)子12的渦輪葉片，使轉(zhuǎn)子12的渦輪葉片轉(zhuǎn)動(dòng)，產(chǎn)生扭矩力，帶動(dòng)中心的芯軸11轉(zhuǎn)動(dòng)，進(jìn)而帶動(dòng)連接在底部的萬向軸2轉(zhuǎn)動(dòng)。
[0024]具體的，如圖1所示，所述萬向軸2的上下端面分別設(shè)置有鍵槽20，用于連接芯軸11和驅(qū)動(dòng)軸4，芯軸11和驅(qū)動(dòng)軸4的對(duì)應(yīng)面也設(shè)置有形狀適配的凸塊；又或者，在芯軸11和驅(qū)動(dòng)軸4的對(duì)應(yīng)面也設(shè)置鍵槽20，其通過一適配的鍵分別與萬向軸2連接；在所述驅(qū)動(dòng)軸4的中部設(shè)有導(dǎo)流孔，底部設(shè)置有公扣螺紋。
[0025]具體的，定子13外套設(shè)有第一外殼14，即定子外殼體，定子13通過定子壓緊塊131固定在第一外殼14上,定子壓緊塊131設(shè)置在第一外殼14的內(nèi)壁上，水從第一外殼14內(nèi)側(cè)四周流入定子13的渦輪葉片；芯軸11的底端安裝有用于將轉(zhuǎn)子12上的渦輪葉片緊固在所述芯軸11上的轉(zhuǎn)子壓緊塊121。轉(zhuǎn)子壓緊塊121設(shè)置有母扣螺紋，用于與芯軸11頂端設(shè)置的公扣螺紋相配合，第一外殼14頂部設(shè)有母扣螺紋，定子壓緊塊131頂端設(shè)有與第一外殼14的母扣螺紋相配合的公扣螺紋；定子13中，多組渦輪葉片的底端設(shè)置定子墊圈123，通過上扣擰緊作用更于定子墊圈123將渦輪葉片軸向壓緊于所述第一外殼14上。
[0026]具體的，轉(zhuǎn)子壓緊塊121的底端安裝設(shè)置有一支撐塊122，定子壓緊塊131內(nèi)部設(shè)置有凸圈，用于支撐該支撐塊122，所述支撐塊122和轉(zhuǎn)子壓緊塊121可相互轉(zhuǎn)動(dòng)，并且在兩者的接觸面分別設(shè)置有金剛石復(fù)合片；所述支撐塊122的內(nèi)外徑面設(shè)置有貫穿的多個(gè)導(dǎo)流孔。
[0027]具體的，所述軸承組件3包括:與所述定子壓緊塊131螺紋連接的第二外殼31，即軸承外殼體，安裝座所述驅(qū)動(dòng)軸4上的軸向軸承轉(zhuǎn)子32、緊固在所述第二外殼31上的軸向軸承定子33，安裝座所述軸向軸承定子33底部的徑向軸承定子34，安裝座所述軸向軸承轉(zhuǎn)子32底部的徑向軸承轉(zhuǎn)子35，以及一安裝在所述徑向軸承轉(zhuǎn)子35底部的軸承支撐架36，軸承支撐架36的上端設(shè)置有螺紋孔，其通過定位螺絲360固定在驅(qū)動(dòng)軸4上；所述軸向軸承轉(zhuǎn)子32、軸向軸承定子33重疊設(shè)置有多組，所述軸向軸承轉(zhuǎn)子32的底部端面還設(shè)置有金剛石復(fù)合片，金剛石材料耐磨耐高溫高壓的特性；所述徑向軸承定子34的內(nèi)徑面設(shè)置為金剛石復(fù)合層，且內(nèi)環(huán)與外環(huán)之間設(shè)有導(dǎo)流孔；所述徑向軸承轉(zhuǎn)子35的外徑面以及上下端面設(shè)置為金剛石復(fù)合層；所述軸承支撐架36的中部設(shè)置有導(dǎo)流孔，其與所述驅(qū)動(dòng)軸4的導(dǎo)流孔形成流體通道。
[0028]具體的，如圖2、圖3所示，所述第二外殼31的底端安裝有第三外殼37，即軸承底部外殼體，所述第三外殼37的底部連接有一扶正器38，如通過定位螺絲將扶正器38安裝固定，所述扶正器38的外部對(duì)稱設(shè)置有多個(gè)矩形凹槽380，在劃眼過程中，從鉆頭5底部流出的鉆井液經(jīng)過扶正器38表面的矩形凹槽380流回地面，如圖2中的箭頭方向，也就是說矩形凹槽380作為鉆井液流回地面的通道，扶正器38對(duì)整個(gè)裝置起到居中定位的作用。第三外殼37的上端設(shè)有公扣螺紋，用于與所述第二外殼31底端的母扣螺紋連接。所述軸承支撐架36的下端安裝設(shè)置有第一墊塊361，所述第一墊塊361的外部下端設(shè)置有第二墊塊362，所述第一墊塊361的底部端面和第二墊塊362的頂部端面設(shè)置有金剛石復(fù)合片。
[0029]具體的，所述鉆頭5與所述驅(qū)動(dòng)軸4螺紋連接，并且內(nèi)部設(shè)置有多個(gè)導(dǎo)流孔；較好的，所述鉆頭5的外表面設(shè)置多條刀刃6，并在刀刃6上設(shè)置有多個(gè)金剛石復(fù)合片，參照?qǐng)D2中的刀刃6上呈片狀的金剛石復(fù)合片，可間隔均勻地設(shè)置在刀刃6上，旋轉(zhuǎn)時(shí)對(duì)四周的井壁切削、磨洗。如圖1所示，所述鉆頭5的頂部呈圓臺(tái)狀,所述刀刃6自圓臺(tái)51的頂部延伸設(shè)置至鉆頭5的底部，鉆頭5的非圓臺(tái)部分有多條刀刃6呈螺旋設(shè)置，并且刀刃6最后聚于圓臺(tái)51的頂部，多條刀刃6均勻設(shè)置在所述鉆頭5上。
[0030]綜上，本實(shí)用新型的自動(dòng)力下套管裝置，頂部采用渦輪結(jié)構(gòu)，毋須另外設(shè)置主驅(qū)動(dòng)組件，其產(chǎn)生的扭矩力即可帶動(dòng)底部的鉆頭轉(zhuǎn)動(dòng)進(jìn)行劃眼，整個(gè)裝置成本低，操作簡(jiǎn)單，能快速且順利地使管柱下到預(yù)定位置，節(jié)省了施工時(shí)間，提高了經(jīng)濟(jì)效益。
[0031]以上所述僅為本實(shí)用新型的較佳實(shí)施例而已，并不用以限制本實(shí)用新型，凡在本實(shí)用新型的精神和原則之內(nèi)所作的任何修改、等同替換和改進(jìn)等，均應(yīng)包含在本實(shí)用新型的保護(hù)范圍之內(nèi)。
【權(quán)利要求】
1.一種自動(dòng)力下套管裝置，其特征在于，其包括從上至下依次連接的渦輪組件(I)、被所述渦輪組件(I)帶動(dòng)旋轉(zhuǎn)的驅(qū)動(dòng)軸(4)、被所述驅(qū)動(dòng)軸(4)驅(qū)動(dòng)并且安裝有刀刃(6)的用于旋轉(zhuǎn)劃眼的鉆頭(5)，以及安裝在所述驅(qū)動(dòng)軸(4)上的軸承組件(3)。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的自動(dòng)力下套管裝置，其特征在于，所述渦輪組件(I)包括芯軸(11)，設(shè)置在所述芯軸(11)上具有多個(gè)渦輪葉片的轉(zhuǎn)子(12)以及套設(shè)在所述轉(zhuǎn)子(12)外部的定子(13)，所述轉(zhuǎn)子(12)的渦輪葉片凹面朝上，所述定子(13)的渦輪葉片凹面朝下，并且所述轉(zhuǎn)子(12)和定子(13)的渦輪葉片相對(duì)設(shè)置。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的自動(dòng)力下套管裝置，其特征在于，所述芯軸(11)與所述驅(qū)動(dòng)軸(4)通過一萬向軸(2)連接，所述萬向軸(2)的上下端面各設(shè)有一鍵槽(20)，所述芯軸(11)的底端和所述驅(qū)動(dòng)軸(4)的頂端分別設(shè)置有與所述鍵槽(20)相適配的凸塊。
4.根據(jù)權(quán)利要求2所述的自動(dòng)力下套管裝置，其特征在于，所述定子(13)外套設(shè)有第一外殼(14)，所述第一外殼(14)內(nèi)壁設(shè)置有用于緊固所述定子(13)的定子壓緊塊(131)，所述芯軸(11)的底端安裝有用于將所述轉(zhuǎn)子(12)上的渦輪葉片緊固在所述芯軸(11)上的轉(zhuǎn)子壓緊塊(121)。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的自動(dòng)力下套管裝置，其特征在于，所述轉(zhuǎn)子壓緊塊(121)下端設(shè)置有一支撐塊(122)，所述轉(zhuǎn)子壓緊塊(121)和所述支撐塊(122)可相互轉(zhuǎn)動(dòng)，并且在接觸面分別設(shè)置有金剛石復(fù)合片；所述定子壓緊塊(131)內(nèi)部設(shè)有用于支撐所述支撐塊(122)的凸圈。
6.根據(jù)權(quán)利要求4所述的自動(dòng)力下套管裝置，其特征在于，所述軸承組件(3)包括:與所述定子壓緊塊(131)螺紋連接的第二外殼(31)，安裝在所述驅(qū)動(dòng)軸(4)上端的軸向軸承轉(zhuǎn)子(32)、緊固在所述第二外殼(31)上的軸向軸承定子(33)，安裝在所述軸向軸承定子(33)底部的徑向軸承定子(34)，安裝在所述軸向軸承轉(zhuǎn)子(32)底部的徑向軸承轉(zhuǎn)子(35)，以及安裝于所述徑向軸承轉(zhuǎn)子(35)底部的軸承支撐架(36)。
7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的自動(dòng)力下套管裝置，其特征在于，所述軸向軸承轉(zhuǎn)子(32)、軸向軸承定子(33)設(shè)置有多組，所述軸向軸承轉(zhuǎn)子(32)的底部端面設(shè)置有金剛石復(fù)合片，所述軸向軸承定子(33)的內(nèi)環(huán)與外環(huán)上設(shè)有導(dǎo)流孔，內(nèi)環(huán)上部端面設(shè)有金剛石復(fù)合片；所述徑向軸承定子(34)的內(nèi)徑面設(shè)置有金剛石復(fù)合層，且內(nèi)環(huán)與外環(huán)之間設(shè)有導(dǎo)流孔，所述徑向軸承轉(zhuǎn)子(35)的外徑面以及上下端面設(shè)置有金剛石復(fù)合層；所述軸承支撐架(36)和所述驅(qū)動(dòng)軸(4)分別設(shè)置有導(dǎo)流孔，兩者的導(dǎo)流孔形成流體通道。
8.根據(jù)權(quán)利要求6所述的自動(dòng)力下套管裝置，其特征在于，所述第二外殼(31)的底端安裝有第三外殼(37)，所述第三外殼(37)的底部連接有一扶正器(38)，所述扶正器(38)的外側(cè)壁對(duì)稱設(shè)置有多個(gè)矩形凹槽(380)。
9.根據(jù)權(quán)利要求1所述的自動(dòng)力下套管裝置，其特征在于，所述鉆頭(5)設(shè)置有多條刀刃(6)，所述刀刃(6)上設(shè)置有多個(gè)金剛石復(fù)合片。
10.根據(jù)權(quán)利要求9所述的自動(dòng)力下套管裝置，其特征在于，所述鉆頭(5)的頂部設(shè)置為圓臺(tái)(51)，所述刀刃(6)自所述圓臺(tái)(51)的頂部延伸設(shè)置至鉆頭(5)的底部，并且所述刀刃(6)均勻設(shè)置在所述鉆頭(5)上。
【文檔編號(hào)】E21B7/20GK204163631SQ201420492141
【公開日】2015年2月18日 申請(qǐng)日期:2014年8月28日 優(yōu)先權(quán)日:2014年8月28日
【發(fā)明者】趙錦棟, 邊培明, 林清沿, 向進(jìn) 申請(qǐng)人:深圳市百勤石油技術(shù)有限公司