本發(fā)明涉及一種石油天然氣行業(yè)鉆井工程技術(shù)領(lǐng)域，特別是一種一體化沖擊井下動(dòng)力鉆具。

背景技術(shù)：

在石油天然氣開采中，石油鉆井越來越向深部地層發(fā)展。隨著鉆井的深度增加地層結(jié)構(gòu)更加復(fù)雜，鉆完一口井所需的時(shí)間越長。為了降低鉆井成本和減少總的鉆井時(shí)間，鉆井行業(yè)人員先后發(fā)明了許多鉆井提速工具，如軸向沖擊器，扭力沖擊器等。這些提速工具在許多油田的實(shí)際使用中都發(fā)揮出了各自的作用，但也存在許多問題。

在鉆井過程中沖擊器往往只是一個(gè)輔助破巖的工具，它為鉆頭提供軸向或者圓周的沖擊力，但提供動(dòng)力的主要部分還是依靠地面的轉(zhuǎn)盤或者井下螺桿鉆具、渦輪鉆具等。目前沖擊器的技術(shù)還不夠成熟，壽命較短，可靠性不高。在實(shí)際鉆井過程中沖擊器一旦失效，它將會影響到其它的井下動(dòng)力鉆具。為了解決以上問題，特此提出一種一體化沖擊井下動(dòng)力鉆具，以解決以上的技術(shù)缺陷。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本發(fā)明提供一種一體化沖擊井下動(dòng)力鉆具，以提高鉆頭機(jī)械鉆速和降低鉆柱粘滑振動(dòng)。

本發(fā)明提供一種一體化沖擊井下動(dòng)力鉆具，包括旁通總成、沖擊總成和動(dòng)力及傳動(dòng)總成。所述沖擊總成由上接頭、外殼體、防轉(zhuǎn)筒、密封圈i、防掉帽、防掉桿、彈簧、密封圈ii、靜環(huán)定位筒、靜環(huán)和動(dòng)環(huán)組成。所述旁通總成上部接鉆柱，下部接沖擊總成中的上接頭；所述動(dòng)力及傳動(dòng)總成上部接沖擊總成中的外殼體，下部接鉆頭。

本發(fā)明的有益效果是：在井下動(dòng)力鉆具內(nèi)部增加了沖擊總成，既不影響螺桿總成的正常工作還能為螺桿總成提供軸向沖擊的動(dòng)力，有利于提高鉆頭的破巖效率。由于沖擊總成的結(jié)構(gòu)緊湊軸向尺寸較小，因此并未對井下動(dòng)力鉆具軸向尺寸帶來大的增加。

進(jìn)一步，所述上接頭上部設(shè)置有錐形內(nèi)螺紋，所述上接頭下部設(shè)置有錐形外螺紋；所述上接頭上部與旁通總成下部采用螺紋連接，所述上接頭下部與外殼體上部采用螺紋連接；所述外殼體下部與動(dòng)力及傳動(dòng)總成中的螺桿定子外殼采用螺紋連接。

進(jìn)一步，所述防轉(zhuǎn)筒中上部設(shè)置有內(nèi)螺紋，所述防轉(zhuǎn)筒中上部與上接頭下端采用螺紋連接。

進(jìn)一步，所述防轉(zhuǎn)筒上部與所述上接頭下部用密封圈i密封。

采用上述進(jìn)一步技術(shù)方案的有益效果是：防止泥漿從靜環(huán)定位筒上端和上接頭下端的配合間隙中流失而不經(jīng)過動(dòng)靜環(huán)之間的流道。

進(jìn)一步，所述防轉(zhuǎn)筒中部設(shè)置有內(nèi)花鍵，所述靜環(huán)定位筒下部設(shè)置有外花鍵，所述防轉(zhuǎn)筒中部與所述靜環(huán)定位筒下部采用花鍵連接；所述防轉(zhuǎn)筒下部與所述靜環(huán)定位筒下部用密封圈ii密封。

采用上述進(jìn)一步技術(shù)方案的有益效果是：本發(fā)明在實(shí)際工作過程中，所述防轉(zhuǎn)筒與所述靜環(huán)定位筒采用花鍵連接可限制靜環(huán)在圓周方向的轉(zhuǎn)動(dòng)但不限制靜環(huán)在軸向方位的移動(dòng)；所述防轉(zhuǎn)筒下部與所述靜環(huán)定位筒下部采用密封圈ii密封可防止泥漿從靜環(huán)定位筒上端和上接頭下端的配合間隙中流失而不經(jīng)過動(dòng)靜環(huán)之間的流道。

進(jìn)一步，所述靜環(huán)定位筒中部裝有彈簧，安裝好后彈簧處于壓縮狀態(tài)，所述靜環(huán)定位筒下端內(nèi)部設(shè)置有中心孔，所述靜環(huán)定位筒下端內(nèi)部中心孔中裝有靜環(huán)，所述靜環(huán)與所述靜環(huán)定位筒下部中心孔采用過盈配合。

采用上述進(jìn)一步技術(shù)方案的有益效果是：由于本發(fā)明在工作過程中靜環(huán)與動(dòng)環(huán)之間有相對運(yùn)動(dòng)，存在摩擦，靜環(huán)和動(dòng)環(huán)接觸端面將有一定的磨損，在靜環(huán)定位筒中部裝有彈簧可使靜環(huán)與動(dòng)環(huán)始終保持接觸并有一定的壓緊力，可防止鉆井液從靜環(huán)和動(dòng)環(huán)接觸端面漏失。

進(jìn)一步，所述防掉帽上端內(nèi)部開有中心孔，所述防掉帽上端內(nèi)部中心孔裝有動(dòng)環(huán)，所述防掉帽上端內(nèi)部中心孔與所述動(dòng)環(huán)采用過盈配合；所述防掉帽中部開有至少兩個(gè)斜孔，所述防掉帽下端內(nèi)部設(shè)置有螺紋，所述防掉帽下端與防掉桿采用螺紋連接。所述防掉帽下端外部形狀為六棱柱。

進(jìn)一步，所述靜環(huán)開有中心通孔，所述中心通孔與靜環(huán)軸線同軸，所述動(dòng)環(huán)內(nèi)部開有偏心通孔，所述偏心通孔與動(dòng)環(huán)軸線有平行間距。

采用上述進(jìn)一步技術(shù)方案的有益效果是：本發(fā)明在實(shí)際工作過程中，防掉帽作自轉(zhuǎn)加公轉(zhuǎn)的行星運(yùn)動(dòng)，帶動(dòng)動(dòng)環(huán)一起運(yùn)動(dòng)，運(yùn)動(dòng)過程中，所述動(dòng)環(huán)偏心通孔和所述靜環(huán)中心通孔的重疊面積產(chǎn)生周期性變化，使得流過靜環(huán)中心通孔和動(dòng)環(huán)偏心通孔的鉆井液流量產(chǎn)生周期性變化，從而產(chǎn)生水擊現(xiàn)象，實(shí)現(xiàn)軸向沖擊。

附圖說明

圖1是本發(fā)明一種一體化沖擊螺桿總成結(jié)構(gòu)示意圖；

圖2是靜環(huán)定位筒三維模型圖；

圖3是防掉帽三維模型圖；

附圖中，各標(biāo)號所代表的部件列表如下：

01.旁通總成，02.沖擊總成，03.動(dòng)力及傳動(dòng)總成，02-1.上接頭，02-2.外殼體，02-3.防轉(zhuǎn)筒，02-4.密封圈i，02-5.防掉帽，02-5a.斜孔，02-6.防掉桿，02-7.彈簧，02-8.密封圈ii，02-9.靜環(huán)定位筒，02-10.靜環(huán)，02-11.動(dòng)環(huán)

具體實(shí)施方式

下面結(jié)合附圖和實(shí)施方式對本發(fā)明作進(jìn)一步的說明。

如圖1所示，本發(fā)明一種一體化沖擊螺桿總成，是由旁通總成01、沖擊總成02和動(dòng)力及傳動(dòng)總成03組成。所述沖擊總成02由上接頭02-1、外殼體02-2、防轉(zhuǎn)筒02-3、密封圈i02-4、防掉帽02-5、防掉桿02-6、彈簧02-7、密封圈ii02-8、靜環(huán)定位筒02-9、靜環(huán)02-10和動(dòng)環(huán)02-11組成。所述旁通總成01上部接鉆柱，所述旁通總成01下部接沖擊總成02中的上接頭02-1；所述動(dòng)力及傳動(dòng)總成03上部接沖擊總成02中的外殼體02-2，所述動(dòng)力及傳動(dòng)總成03下部接鉆頭。所述上接頭02-1上部設(shè)置有錐形內(nèi)螺紋，所述上接頭02-1下部設(shè)置有錐形外螺紋；所述上接頭02-1上部與旁通總成02下部采用螺紋連接，所述上接頭02-1下部與外殼體02-2上部采用螺紋連接；所述外殼體02-2下部與動(dòng)力及傳動(dòng)總成03中的螺桿定子外殼采用螺紋連接。所述防轉(zhuǎn)筒02-3中上部設(shè)置有內(nèi)螺紋，所述防轉(zhuǎn)筒02-3中上部與上接頭02-1下端采用螺紋連接。所述防轉(zhuǎn)筒02-3上部與所述上接頭02-1下部用密封圈i02-4密封。

如圖1、圖2所示，所述防轉(zhuǎn)筒02-3中部設(shè)置有內(nèi)花鍵，所述靜環(huán)定位筒02-9下部設(shè)置有外花鍵，所述防轉(zhuǎn)筒02-3中部與所述靜環(huán)定位筒02-9下部采用花鍵連接；所述防轉(zhuǎn)筒02-3下部與所述靜環(huán)定位筒02-9下部用密封圈ii02-8密封。所述靜環(huán)定位筒02-9中部裝有彈簧02-7，安裝后彈簧02-7處于壓縮狀態(tài)，所述靜環(huán)定位筒02-9下端內(nèi)部設(shè)置有中心孔，所述靜環(huán)定位筒02-9下端內(nèi)部中心孔中裝有靜環(huán)02-10，所述靜環(huán)02-10與所述靜環(huán)定位筒02-9下部中心孔采用過盈配合。

如圖1、圖3所示，所述防掉帽02-5上端內(nèi)部開有中心孔，所述防掉帽02-5上端內(nèi)部中心孔裝有動(dòng)環(huán)02-11，所述防掉帽02-5上端內(nèi)部中心孔與所述動(dòng)環(huán)02-11采用過盈配合；所述防掉帽02-5中部開有至少兩個(gè)斜孔02-5a，所述防掉帽02-5下端內(nèi)部設(shè)置有螺紋，所述防掉帽02-5下端與防掉桿02-6采用螺紋連接。所述防掉帽02-5下端外部形狀為六棱柱。所述靜環(huán)02-10開有中心通孔，所述中心通孔與靜環(huán)02-10軸線同軸，所述動(dòng)環(huán)02-11內(nèi)部開有偏心通孔，所述偏心通孔與動(dòng)環(huán)02-11軸線有平行間距。

在本發(fā)明的描述中，需要理解的是，術(shù)語“上部”、“下部”、“中上部”、“上端”、“下端”等指示的方位或位置關(guān)系為基于附圖所示的方位或位置關(guān)系，僅是為了便于描述本發(fā)明和簡化描述，而不是指示或暗示所指的裝置或元件必須具有特定的方位、以特定的方位構(gòu)造和操作，因此不能理解為對本發(fā)明的限制。

在本發(fā)明中，除非另有明確的規(guī)定和限定，術(shù)語“安裝”、“連接”、“固定”等術(shù)語應(yīng)做廣義理解，例如，可以是固定連接，也可以是可拆卸連接，或成一體；可以是直接相連，也可以通過中間媒介間接相連，可以是兩個(gè)元件內(nèi)部的連通或兩個(gè)元件的相互作用關(guān)系。對于本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員而言，可以根據(jù)具體情況理解上述術(shù)語在本發(fā)明中的具體含義。

在本發(fā)明中，除非另有明確的規(guī)定和限定，第一特征在第二特征之“上”或之“下”可以包括第一和第二特征直接接觸，也可以包括第一和第二特征不是直接接觸而是通過它們之間的另外的特征接觸。而且，第一特征在第二特征“之上”、“上方”和“上面”包括第一特征在第二特征正上方和斜上方，或僅僅表示第一特征水平高度高于第二特征。第一特征在第二特征“之下”、“下方”和“下面”包括第一特征在第二特征正下方和斜下方，或僅僅表示第一特征水平高度小于第二特征。

以上對本發(fā)明一種一體化沖擊井下動(dòng)力鉆具進(jìn)行了詳細(xì)介紹，本文中應(yīng)用了具體個(gè)例對本發(fā)明的原理及實(shí)施方式進(jìn)行了闡述。以上實(shí)施例的說明只是用于幫助理解本發(fā)明的核心思想；同時(shí)，對于本領(lǐng)域的一般技術(shù)人員，依據(jù)本發(fā)明的思想，在具體實(shí)施方式及應(yīng)用范圍上均會有改變之處，綜上所述，本說明書內(nèi)容不應(yīng)理解為對本發(fā)明的限制。