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专利号: 2018103047421
申请人: 西南石油大学
专利类型:发明专利
专利状态:已下证
专利领域: 土层或岩石的钻进;采矿
更新日期:2024-02-23
缴费截止日期: 暂无
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摘要:

权利要求书:

1.一种偏心式扭转冲击钻具,主要由冲击短节(1)、壳体(2)、密封圈(3)、防掉块(4)、堵头(5)、弹簧(6)、锁紧块(7)、冲击锤(8)、传动轴(9)、推力球轴承(10)、涡轮定子(11)、涡轮转子(12)、定子压帽(13)、转子压帽(14)和转换接头(15)组成,其特征在于所述冲击短节(1)上端的内侧设有扇形空腔(101)和扇形凸块(102),扇形空腔(101)用于安放冲击锤(8),扇形凸块(102)用于承受冲击锤(8)的撞击;所述冲击短节(1)的中部设有与扇形空腔(101)连通的内孔(103),其中部外侧设有安放防掉块(4)的冲击短节凹槽(104),其下端内部设有与钻头连接的冲击短节螺纹(105),其下端外部设有与壳体(2)耦合的冲击短节花键(106);

所述壳体(2)下端设有与冲击短节(1)耦合的壳体花键(201),在壳体(2)内壁的壳体花键(201)上端设有用于防掉块(4)作用的壳体凹槽(202);所述传动轴(9)的上端设有上部圆柱(901),其下端设有下部圆柱(902),上部圆柱(901)和下部圆柱(902)的中心轴不重合;所述传动轴(9)设有中部圆盘(903)且传动轴(9)的上部圆柱(901)的中心轴与中部圆盘(903)的中心轴重合,传动轴(9)的中部圆盘(903)上设有沿其轴线方向的过流通孔(904);所述冲击锤(8)为等截面块状体,冲击锤(8)上设有轴向传动圆孔(801);当将所述冲击锤(8)装于下部圆柱(902)上时,二者的形心轴不重合,即冲击锤(8)绕下部圆柱(902)的中心轴的转动为偏心转动;所述冲击短节(1)的顶端与传动轴(9)的中部圆盘(903)间设有推力球轴承(10);

所述壳体(2)内壁中部设有支承台阶(203),涡轮定子(11)安放于壳体(2)内壁的支承台阶(203)上并通过定子压帽(13)压紧;所述传动轴(9)的上部圆柱(901)穿过涡轮转子(12),涡轮转子(12)通过转子压帽(14)压紧固定于传动轴(9)上;所述转换接头(15)下端与壳体(2)连接,上端与钻铤或动力钻具连接;当所述传动轴(9)安装于壳体(2)内时,传动轴(9)的上部圆柱(901)和中部圆盘(903)的中心轴均与壳体(2)的中心轴重合;当钻井液由转换接头(15)进入钻具时,涡轮转子(12)带动传动轴(9)转动,使得传动轴(9)的下部圆柱(902)绕壳体(2)的中心轴做公转运动,下部圆柱(902)带动冲击锤(8)转动,偏心转动的冲击锤(8)远离轴向传动圆孔(801)的部分撞击扇形凸块(102),在冲击力作用下冲击锤(8)绕下部圆柱(902)高速转动并使冲击锤(8)远离轴向传动圆孔(801)的部分避开扇形凸块(102)的阻碍,当冲击锤(8)绕过扇形凸块(102)后由于其绕下部圆柱(902)的偏心转动以及下部圆柱(902)绕钻具中心轴公转运动的共同作用,偏心转动的冲击锤(8)远离轴向传动圆孔(801)的部分在离心力的作用下再次远离钻具形心轴并为下一次撞击扇形凸块(102)作准备;所述传动轴(9)在涡轮转子(12)的驱动下作周期转动,使得冲击锤(8)在扭转方向周期性地撞击冲击短节(1)上的扇形凸块(102),从而形成周期性的扭矩脉冲并经冲击短节(1)传至钻头。