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減振抗磨減阻鉆頭

814   編輯:中冶有色技術(shù)網(wǎng)   來源:中國石油大學(xué)(華東)  
2023-12-05 14:41:36
權(quán)利要求書: 1.一種減振抗磨減阻鉆頭,其特征在于:包括鉆頭基體(1)、壓力傳遞流道(2)、豎直滾針軸承(3)、壓力收縮器(4)、豎直滾針軸承固定套(5)、軸承軸(6)、豎直滾針軸承彈簧(7)、連接桿(8)、水平滾針軸承(9)、壓力擴(kuò)張器(10)、水平滾針軸承彈簧(11)、水平滾針軸承固定套(12)、刀翼(13)、支撐塊(14)、沖擊頭(15)、往復(fù)塊(16)、密封圈(17)、限位環(huán)(18)、沖擊頭彈簧(19)、鉆頭流道(20),壓力傳遞流道(2)設(shè)置在鉆頭基體(1)內(nèi)部,壓力傳遞流道(2)連接鉆頭流道(20)和壓力收縮器(4),壓力收縮器(4)通過螺紋與鉆頭基體(1)和刀翼(13)連接,壓力收縮器(4)當(dāng)受到鉆井液的壓力時(shí)會收縮,連接桿(8)實(shí)現(xiàn)了壓力收縮器(4)與軸承軸(6)的連接,軸承軸(6)鑲嵌在豎直滾針軸承(3)內(nèi)部,豎直滾針軸承(3)始終處于豎直方向,可在豎直方向自由滾動,可有效減小鉆頭在井眼方向的運(yùn)動阻力,豎直滾針軸承彈簧(7)兩端分別與軸承軸(6)和鉆頭基體(1)連接,豎直滾針軸承彈簧(7)材料為55CrSiA,豎直滾針軸承彈簧(7)安裝后處于壓縮狀態(tài),當(dāng)沒有鉆井液壓力傳遞到壓力收縮器(4)時(shí),豎直滾針軸承彈簧(7)可使豎直滾針軸承(3)伸出刀翼(13),將豎直滾針軸承(3)最外側(cè)與井壁緊貼,壓力擴(kuò)張器(10)安裝在鉆頭基體(1)和刀翼(13)內(nèi)部,通過螺紋與鉆頭基體(1)和刀翼(13)連接,當(dāng)受到鉆井液壓力時(shí)壓力擴(kuò)張器(10)會擴(kuò)張,水平滾針軸承彈簧(11)兩端分別與軸承軸(6)和鉆頭基體(1)連接,水平滾針軸承彈簧(11)材料為55CrSiA,水平滾針軸承彈簧(11)安裝后處于拉伸狀態(tài),當(dāng)沒有鉆井液壓力傳遞到壓力擴(kuò)張器(10)時(shí),在水平滾針軸承彈簧(11)的作用下,水平滾針軸承(9)收縮于刀翼(13)內(nèi)部,水平滾針軸承(9)內(nèi)部鑲嵌軸承軸(6),水平滾針軸承(9)始終處于水平方向,可在水平方向自由滾動,可降低鉆頭轉(zhuǎn)動阻力,往復(fù)塊(16)安裝在刀翼(13)內(nèi)部,往復(fù)塊(16)通過流道與鉆頭流道(20)連接,往復(fù)塊(16)下部連接沖擊頭(15),往復(fù)塊(16)外側(cè)設(shè)置兩道密封圈(17),密封圈(17)為O型密封圈,可密封鉆頭流道內(nèi)的鉆井液,沖擊頭彈簧(19)上端連接往復(fù)塊(16),下端連接支撐塊(14),沖擊頭彈簧(19)安裝后處于壓縮狀態(tài),當(dāng)鉆井液壓力施加到往復(fù)塊(16)后,往復(fù)塊(16)向下移動,沖擊頭彈簧(19)將受到壓縮,沖擊頭彈簧(19)將鉆井液的壓能存儲起來,沖擊頭彈簧(19)材料為1Cr18Ni9,限位環(huán)(18)安裝在支撐塊(14)上部,可控制往復(fù)塊(16)的往復(fù)移動距離,可根據(jù)地層巖石的可鉆性,設(shè)計(jì)相應(yīng)的限位環(huán)(18)高度,實(shí)現(xiàn)對往復(fù)塊(16)往復(fù)移動距離的控制,進(jìn)而實(shí)現(xiàn)對沖擊頭(15)沖擊行程大小的控制,沖擊頭(15)與往復(fù)塊(16)的下端連接,沖擊頭(15)最下部為半球形沖擊頭,在鉆井過程中,鉆井液的壓能和沖擊頭彈簧(19)的壓縮能使沖擊頭(15)向下運(yùn)動沖擊地層,當(dāng)鉆頭出現(xiàn)振動時(shí)沖擊頭(15)可通過沖擊頭彈簧(19)的作用,將鉆頭的振動能量吸收,與鉆井液的壓能相互制約,有效吸收鉆頭的振動,同時(shí)沖擊頭(15)可控制切削齒壓入地層的深度,有效防止鉆頭的粘滑振動,較好的保護(hù)鉆頭和井下工具。

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的減振抗磨減阻鉆頭,其特征在于:鉆頭五個(gè)刀翼,豎直滾針軸承(3)安裝在刀翼(13)的側(cè)面,分別安裝在D2、D4、D5三個(gè)刀翼(13)上,水平滾針軸承(9)安裝在刀翼(13)的側(cè)面,分別安裝在D2、D4、D5三個(gè)刀翼(13)上,沖擊頭(15)安裝在刀翼(13)底面,每個(gè)刀翼(13)上安裝一個(gè)沖擊頭(15),設(shè)置在切削齒的背部。

3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的減振抗磨減阻鉆頭,其特征在于:豎直滾針軸承固定套(5)安裝在豎直滾針軸承(3)的上下兩側(cè),分為上下兩個(gè)部分,安裝時(shí)可分別安裝,豎直滾針軸承固定套(5)可減小豎直滾針軸承(3)的磨損,同時(shí)實(shí)現(xiàn)對豎直滾針軸承(3)的導(dǎo)向,使豎直滾針軸承(3)始終處于豎直方向,水平滾針軸承固定套(12)安裝在水平滾針軸承(9)的上下兩側(cè),分為上下兩個(gè)部分,安裝時(shí)可分別安裝,水平滾針軸承固定套(12)可減小水平滾針軸承(9)的磨損,同時(shí)實(shí)現(xiàn)對水平滾針軸承(9)的導(dǎo)向,使水平滾針軸承(9)始終處于水平方向。

4.根據(jù)權(quán)利要求1-3中任一項(xiàng)所述的減振抗磨減阻鉆頭,其具體的操作步驟如下:

第一步:將減振抗磨減阻鉆頭安裝在鉆柱上,檢查豎直滾針軸承(3)是否伸出刀翼(13),水平滾針軸承(9)是否收縮于刀翼(13)中;

第二步:開始下鉆,豎直滾針軸承(3)開始滾動,可有效的降低下鉆過程中鉆頭受到的阻力;

第三步:鉆頭到達(dá)預(yù)定位置,開啟泥漿泵,壓力收縮器(4)在鉆井液壓力的作用下開始收縮,使豎直滾針軸承(3)收縮至刀翼(13)內(nèi),壓力擴(kuò)張器(10)開始擴(kuò)張,水平滾針軸承(9)開始伸出刀翼(13),與井壁緊貼,同時(shí)往復(fù)塊(16)在鉆井液壓力的作用下,開始下移,直至沖擊頭(15)沖擊巖石表面;

第四步:鉆頭開始旋轉(zhuǎn),并將鉆壓施加至設(shè)計(jì)值,水平滾針軸承(9)開始水平滾動,沖擊頭(15)開始往復(fù)沖擊,可有效控制切削齒的切削深度,吸收鉆頭振動能量,減小鉆頭的振動,提高機(jī)械鉆速,減小鉆頭轉(zhuǎn)動阻力,消除鉆頭粘滑振動,有效保護(hù)鉆頭和井下工具;

第五步:到達(dá)設(shè)計(jì)井深起鉆時(shí),停止泥漿泵,水平滾針軸承(9)在水平滾針軸承彈簧(11)的作用下,開始收縮至刀翼(13)內(nèi),豎直滾針軸承(3)在豎直滾針軸承彈簧(7)的作用下,開始伸出刀翼(13),與井壁緊貼,可降低鉆頭的運(yùn)動阻力。

說明書: 減振抗磨減阻鉆頭技術(shù)領(lǐng)域[0001] 本發(fā)明涉及一種減振抗磨減阻鉆頭,屬于石油鉆井領(lǐng)域。背景技術(shù)[0002] 隨著油氣資源的勘探開發(fā)逐漸轉(zhuǎn)向深層和復(fù)雜地層,深井、復(fù)雜結(jié)構(gòu)井的數(shù)量越來越多。隨著井深的增加,地層巖石的硬度和塑性均會增加,巖石的可鉆性變差,嚴(yán)重影響了鉆井機(jī)械鉆速的提高,通過對鉆井現(xiàn)場反饋資料分析,深層鉆井的平均機(jī)械鉆速約是淺層易鉆地層鉆井速度的15%-30%,在深井鉆井過程中,地層較深,巖石的硬度高,井下鉆頭處伴隨著劇烈的軸向、橫向及扭轉(zhuǎn)振動,產(chǎn)生了鉆頭的粘滑振動,對鉆頭和井下工具壽命影響較大,鉆井速度也較慢。鉆頭的粘滑振動主要表現(xiàn)為鉆頭的粘滯階段和滑脫階段交替出現(xiàn),在鉆頭的粘滯階段,鉆頭因破巖的扭矩不足而停止運(yùn)動,隨著鉆具的繼續(xù)扭轉(zhuǎn),當(dāng)傳遞到鉆頭的扭矩足以使鉆頭轉(zhuǎn)動并破碎巖石時(shí),鉆頭的粘滯階段結(jié)束,開始出現(xiàn)鉆頭的滑脫,滑脫后的鉆頭,能量得到瞬間釋放,釋放后的鉆頭得到突然加速,鉆頭受到巖石的阻力也發(fā)生巨大波動,鉆頭沿著鉆柱軸線來回震蕩,鉆頭運(yùn)動極為不規(guī)則,加速了鉆頭和井下工具的磨損失效。同時(shí)由于井深較大,鉆頭的起下鉆較為困難,特別是在定向井、水平井中,由于井眼結(jié)構(gòu)復(fù)雜,鉆頭卡住的現(xiàn)象時(shí)有發(fā)生,嚴(yán)重制約油氣鉆井效率的提高。[0003] 針對以上問題本發(fā)明提出了一種減振抗磨減阻鉆頭,該鉆頭在工作過程中,利用沖擊頭沖擊、彈簧對振動能量的吸收、鉆井液壓力驅(qū)動的聯(lián)合作用,可自動調(diào)節(jié)鉆頭切削齒的切削深度,吸收鉆頭振動能量,用于沖擊頭沖擊破巖,打破了鉆頭的粘滑振動,提高了機(jī)械鉆速;利用安裝在刀翼側(cè)面的水平滾針軸承的水平滾動,降低了鉆頭在旋轉(zhuǎn)過程中的阻力,減輕了鉆頭磨損;利用安裝在刀翼側(cè)面的豎直滾針軸承的豎直滾動,減小起下鉆過程中鉆頭受到的阻力,提高鉆頭起下鉆效率。發(fā)明內(nèi)容[0004] 本發(fā)明要解決的技術(shù)問題是:提供一種可自動調(diào)節(jié)鉆頭切削齒的切削深度,吸收鉆頭振動能量,用于沖擊頭沖擊破巖,降低鉆頭的旋轉(zhuǎn)阻力,減輕鉆頭磨損,減小起下鉆過程中鉆頭受到的阻力,提高鉆頭起下鉆效率,提高機(jī)械鉆速和有效保護(hù)鉆頭及井下工具的減振抗磨減阻鉆頭。[0005] 本發(fā)明所述的減振抗磨減阻鉆頭,包括鉆頭基體、壓力傳遞流道、豎直滾針軸承、壓力收縮器、豎直滾針軸承固定套、軸承軸、豎直滾針軸承彈簧、連接桿、水平滾針軸承、壓力擴(kuò)張器、水平滾針軸承彈簧、水平滾針軸承固定套、刀翼、支撐塊、沖擊頭、往復(fù)塊、密封圈、限位環(huán)、沖擊頭彈簧、鉆頭流道。壓力傳遞流道設(shè)置在鉆頭基體內(nèi)部,壓力傳遞流道連接鉆頭流道和壓力收縮器,壓力收縮器通過螺紋與鉆頭基體和刀翼連接,壓力收縮器當(dāng)受到鉆井液壓力時(shí)會收縮,連接桿實(shí)現(xiàn)了壓力收縮器與軸承軸的連接,軸承軸鑲嵌在豎直滾針軸承的內(nèi)部,豎直滾針軸承始終處于豎直方向,可在豎直方向自由滾動,豎直滾針軸承彈簧兩端分別與軸承軸和鉆頭基體連接,豎直滾針軸承彈簧材料為55CrSiA,豎直滾針軸承彈簧安裝后處于壓縮狀態(tài),當(dāng)沒有鉆井液壓力傳遞到壓力收縮器時(shí),豎直滾針軸承彈簧可使豎直滾針軸承伸出刀翼,使豎直滾針軸承最外側(cè)與井壁緊貼,豎直滾針軸承固定套安裝在豎直滾針軸承的上下兩側(cè),分為上下兩個(gè)部分,安裝時(shí)可分別安裝,豎直滾針軸承固定套可減小豎直滾針軸承的磨損,同時(shí)實(shí)現(xiàn)對豎直滾針軸承的導(dǎo)向,使豎直滾針軸承始終處于豎直方向,鉆頭五個(gè)刀翼,豎直滾針軸承安裝在刀翼的側(cè)面,分別安裝在D2、D4、D5三個(gè)刀翼上。壓力擴(kuò)張器安裝在鉆頭基體和刀翼內(nèi)部,通過螺紋與鉆頭基體和刀翼連接,壓力擴(kuò)張器當(dāng)受到鉆井液壓力時(shí)會擴(kuò)張,水平滾針軸承彈簧兩端分別連接軸承軸和鉆頭基體,水平滾針軸承彈簧材料為55CrSiA,水平滾針軸承彈簧安裝后處于拉伸狀態(tài),當(dāng)沒有鉆井液壓力傳遞到壓力擴(kuò)張器時(shí),在水平滾針軸承彈簧的作用下,水平滾針軸承收縮于刀翼內(nèi)部,水平滾針軸承內(nèi)部鑲嵌軸承軸,水平滾針軸承始終處于水平方向,可在水平方向自由滾動,水平滾針軸承固定套安裝在水平滾針軸承的上下兩側(cè),分為上下兩個(gè)部分,安裝時(shí)可分別安裝,水平滾針軸承固定套可減小水平滾針軸承的磨損,同時(shí)實(shí)現(xiàn)對水平滾針軸承的導(dǎo)向,使水平滾針軸承始終處于水平方向,水平滾針軸承安裝在刀翼的側(cè)面,分別安裝在D2、D4、D5三個(gè)刀翼上。往復(fù)塊安裝在刀翼內(nèi)部,往復(fù)塊通過流道與鉆頭流道連接,往復(fù)塊下部連接沖擊頭,往復(fù)塊外側(cè)設(shè)置兩道密封圈,密封圈為O型密封圈,可密封鉆頭流道內(nèi)的鉆井液,沖擊頭彈簧上端連接往復(fù)塊,下端連接支撐塊,沖擊頭彈簧安裝后處于壓縮狀態(tài),當(dāng)鉆井液壓力施加到往復(fù)塊后,往復(fù)塊向下移動,沖擊頭彈簧受到壓縮,沖擊頭彈簧將鉆井液的壓能存儲起來,沖擊頭彈簧材料為1Cr18Ni9,限位環(huán)安裝在支撐塊上部,可控制往復(fù)塊的往復(fù)移動距離,可根據(jù)地層巖石的可鉆性,設(shè)計(jì)相應(yīng)的限位環(huán)高度,實(shí)現(xiàn)對往復(fù)塊往復(fù)移動距離的控制,進(jìn)而實(shí)現(xiàn)對沖擊頭沖擊行程大小的控制,沖擊頭與往復(fù)塊的下端連接,沖擊頭最下部為半球形沖擊頭,沖擊頭安裝在刀翼底面,每個(gè)刀翼上安裝一個(gè)沖擊頭,設(shè)置在切削齒的背部,在鉆井過程中,鉆井液的壓能和沖擊頭彈簧的壓縮能使沖擊頭向下運(yùn)動沖擊地層,當(dāng)鉆頭出現(xiàn)振動時(shí)沖擊頭可通過沖擊頭彈簧的作用,將鉆頭的振動能量吸收,與鉆井液的壓能相互制約,有效吸收鉆頭的振動,同時(shí)沖擊頭可控制切削齒壓入地層的深度,有效防止鉆頭的粘滑振動,較好的保護(hù)鉆頭和井下工具。

[0006] 本發(fā)明提到的一種減振抗磨減阻鉆頭,具體的施工步驟如下:[0007] 第一步:將減振抗磨減阻鉆頭安裝在鉆柱上,檢查豎直滾針軸承是否伸出刀翼,水平滾針軸承是否收縮于刀翼中;[0008] 第二步:開始下鉆,豎直滾針軸承開始滾動,可以有效的降低下鉆過程中鉆頭受到的阻力;[0009] 第三步:鉆頭到達(dá)預(yù)定位置,開啟泥漿泵,壓力收縮器在鉆井液壓力的作用下開始收縮,使豎直滾針軸承收縮至刀翼內(nèi),壓力擴(kuò)張器開始擴(kuò)張,水平滾針軸承開始伸出刀翼,與井壁緊貼,同時(shí)往復(fù)塊在鉆井液壓力的作用下,開始下移,直至達(dá)到巖石表面;[0010] 第四步:鉆頭開始旋轉(zhuǎn),并將鉆壓施加至設(shè)計(jì)值,水平滾針軸承開始水平滾動,沖擊頭開始往復(fù)沖擊,可有效控制切削齒的切削深度,吸收鉆頭振動能量,減少鉆頭振動,提高機(jī)械鉆速,減小鉆頭轉(zhuǎn)動阻力,消除鉆頭粘滑振動,有效保護(hù)鉆頭和井下工具;[0011] 第五步:到達(dá)設(shè)計(jì)井深起鉆時(shí),停止泥漿泵,水平滾針軸承在水平滾針軸承彈簧的作用下,開始收縮至刀翼內(nèi),豎直滾針軸承在豎直滾針軸承彈簧的作用下,開始伸出刀翼,與井壁緊貼,可降低鉆頭運(yùn)動阻力。[0012] 本發(fā)明的有益效果是:能夠?qū)崿F(xiàn)鉆頭的減振抗磨減阻,利用沖擊頭沖擊和彈簧吸收振動能量的作用,可自動調(diào)節(jié)鉆頭切削齒的切削深度,吸收鉆頭振動能量,用于沖擊頭沖擊破巖,打破鉆頭的粘滑振動,同時(shí)利用滾針軸承滾動作用,降低鉆頭的旋轉(zhuǎn)阻力,減輕鉆頭磨損,減小起下鉆過程中鉆頭受到的阻力,提高鉆頭起下鉆效率,有效的提高機(jī)械鉆速和保護(hù)鉆頭及井下工具。附圖說明[0013] 圖1為本發(fā)明的結(jié)構(gòu)示意圖。[0014] 圖2為圖1的仰視結(jié)構(gòu)示意圖。[0015] 圖3為圖1豎直滾針軸承處的局部視圖。[0016] 圖4為圖1沖擊頭處的局部視圖。[0017] 圖5為圖1中A-A局部側(cè)視圖。[0018] 圖6為圖1中B-B局部側(cè)視圖。[0019] 圖中:1、鉆頭基體2、壓力傳遞流道3、豎直滾針軸承4、壓力收縮器5、豎直滾針軸承固定套6、軸承軸7、豎直滾針軸承彈簧8、連接桿9、水平滾針軸承10、壓力擴(kuò)張器11、水平滾針軸承彈簧12、水平滾針軸承固定套13、刀翼14、支撐塊15、沖擊頭16、往復(fù)塊17、密封圈18、限位環(huán)19、沖擊頭彈簧20、鉆頭流道。

具體實(shí)施方式[0020] 下面結(jié)合附圖對本發(fā)明做進(jìn)一步描述:[0021] 如圖1、圖3所示,本發(fā)明所述的減振抗磨減阻鉆頭,包括鉆頭基體1、壓力傳遞流道2、豎直滾針軸承3、壓力收縮器4、豎直滾針軸承固定套5、軸承軸6、豎直滾針軸承彈簧7、連接桿8、水平滾針軸承9、壓力擴(kuò)張器10、水平滾針軸承彈簧11、水平滾針軸承固定套12、刀翼

13、支撐塊14、沖擊頭15、往復(fù)塊16、密封圈17、限位環(huán)18、沖擊頭彈簧19、鉆頭流道20。壓力傳遞流道2設(shè)置在鉆頭基體1內(nèi)部,壓力傳遞流道2連接鉆頭流道20和壓力收縮器4,壓力收縮器4通過螺紋與鉆頭基體1和刀翼13連接,當(dāng)受到鉆井液的壓力時(shí)壓力收縮器4會收縮,連接桿8實(shí)現(xiàn)了壓力收縮器4與軸承軸6的連接,軸承軸6鑲嵌在豎直滾針軸承3的內(nèi)部,豎直滾針軸承3始終處于豎直方向,可在豎直方向自由滾動,有效減小鉆頭在井眼方向的運(yùn)動阻力,豎直滾針軸承彈簧7兩端分別與軸承軸6和鉆頭基體1連接,豎直滾針軸承彈簧7材料為

55CrSiA,豎直滾針軸承彈簧7安裝后處于壓縮狀態(tài),當(dāng)沒有鉆井液壓力傳遞到壓力收縮器4時(shí),豎直滾針軸承彈簧7可使豎直滾針軸承3伸出刀翼13,使豎直滾針軸承3最外側(cè)與井壁緊貼。壓力擴(kuò)張器10安裝在鉆頭基體1和刀翼13內(nèi)部,通過螺紋與鉆頭基體1和刀翼13連接,壓力擴(kuò)張器10當(dāng)受到鉆井液壓力時(shí)會擴(kuò)張,水平滾針軸承彈簧11兩端分別與軸承軸6和鉆頭基體1連接,水平滾針軸承彈簧11材料為55CrSiA,水平滾針軸承彈簧11安裝后處于拉伸狀態(tài),當(dāng)沒有鉆井液壓力傳遞到壓力擴(kuò)張器10時(shí),在水平滾針軸承彈簧11的作用下,水平滾針軸承9收縮于刀翼13內(nèi)部,水平滾針軸承9內(nèi)部鑲嵌軸承軸6,水平滾針軸承9始終處于水平方向,可在水平方向自由滾動,可降低鉆頭轉(zhuǎn)動阻力。

[0022] 如圖1、圖4所示,往復(fù)塊16安裝在刀翼13內(nèi)部,往復(fù)塊16通過流道與鉆頭流道20連接,往復(fù)塊16下部連接沖擊頭15,往復(fù)塊16外側(cè)設(shè)置兩道密封圈17,密封圈17為O型密封圈,可密封鉆頭流道內(nèi)的鉆井液,沖擊頭彈簧19上端連接往復(fù)塊16,下端連接支撐塊14,沖擊頭彈簧19安裝后處于壓縮狀態(tài),當(dāng)鉆井液壓力施加到往復(fù)塊16后,往復(fù)塊16向下移動,沖擊頭彈簧19將受到壓縮,沖擊頭彈簧19將鉆井液的壓能存儲起來,沖擊頭彈簧19材料為1Cr18Ni9,限位環(huán)18安裝在支撐塊14上部,可控制往復(fù)塊16的往復(fù)移動距離,可根據(jù)地層巖石的可鉆性,設(shè)計(jì)相應(yīng)的限位環(huán)18高度,實(shí)現(xiàn)對往復(fù)塊16往復(fù)移動距離的控制,進(jìn)而實(shí)現(xiàn)對沖擊頭15沖擊行程大小的控制,沖擊頭15與往復(fù)塊16的下端連接,沖擊頭15最下部為半球形沖擊頭,在鉆井過程中,鉆井液的壓能和沖擊頭彈簧19的壓縮能使沖擊頭15向下移動沖擊地層,當(dāng)鉆頭出現(xiàn)振動時(shí)沖擊頭15可通過沖擊頭彈簧19的作用,將鉆頭的振動能量吸收,與鉆井液的壓能相互制約,有效吸收鉆頭的振動,實(shí)現(xiàn)沖擊頭沖擊破碎地層巖石,同時(shí)沖擊頭15可控制切削齒壓入地層的深度,有效防止鉆頭的粘滑振動,較好的保護(hù)鉆頭和井下工具。

[0023] 如圖2所示,鉆頭五個(gè)刀翼,豎直滾針軸承3安裝在刀翼13的側(cè)面,分別安裝在D2、D4、D5三個(gè)刀翼13上,水平滾針軸承9安裝在刀翼13的側(cè)面,分別安裝在D2、D4、D5三個(gè)刀翼13上,沖擊頭15安裝在刀翼13底面,每個(gè)刀翼13上安裝一個(gè)沖擊頭15,設(shè)置在切削齒的背部。

[0024] 如圖5、圖6所示,豎直滾針軸承固定套5安裝在豎直滾針軸承3的上下兩側(cè),分為上下兩個(gè)部分,安裝時(shí)可分別安裝,豎直滾針軸承固定套5可減小豎直滾針軸承3的磨損,同時(shí)實(shí)現(xiàn)對豎直滾針軸承3的導(dǎo)向,使豎直滾針軸承3始終處于豎直方向,水平滾針軸承固定套12安裝在水平滾針軸承9的上下兩側(cè),分為上下兩個(gè)部分,安裝時(shí)可分別安裝,水平滾針軸承固定套12可減小水平滾針軸承9的磨損,同時(shí)實(shí)現(xiàn)對水平滾針軸承9的導(dǎo)向,使水平滾針軸承9始終處于水平方向。

[0025] 本發(fā)明提到的一種減振抗磨減阻鉆頭,具體的施工步驟如下:[0026] 第一步:將減振抗磨減阻鉆頭安裝在鉆柱上,檢查豎直滾針軸承3是否伸出刀翼13,水平滾針軸承9是否收縮于刀翼13中;

[0027] 第二步:開始下鉆,豎直滾針軸承3開始滾動,可以有效降低下鉆過程中鉆頭受到的阻力;[0028] 第三步:鉆頭到達(dá)預(yù)定位置,開啟泥漿泵,壓力收縮器4在鉆井液壓力的作用下開始收縮,使豎直滾針軸承3收縮至刀翼13內(nèi),壓力擴(kuò)張器10開始擴(kuò)張,水平滾針軸承9開始伸出刀翼13,與井壁緊貼,同時(shí)往復(fù)塊16在鉆井液壓力的作用下,開始下移,直至達(dá)到巖石表面;[0029] 第四步:鉆頭開始旋轉(zhuǎn),并將鉆壓施加至設(shè)計(jì)值,水平滾針軸承9開始水平滾動,沖擊頭15開始往復(fù)沖擊,可有效控制切削齒的切削深度,吸收鉆頭振動能量,降低鉆頭的振動,提高機(jī)械鉆速,減小鉆頭轉(zhuǎn)動阻力,消除鉆頭粘滑振動,有效保護(hù)鉆頭和井下工具;[0030] 第五步:到達(dá)設(shè)計(jì)井深起鉆時(shí),停止泥漿泵,水平滾針軸承9在水平滾針軸承彈簧11的作用下,開始收縮至刀翼13內(nèi),豎直滾針軸承3在豎直滾針軸承彈簧7的作用下,開始伸出刀翼13,與井壁緊貼,可降低鉆頭運(yùn)動阻力。



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“減振抗磨減阻鉆頭” 該技術(shù)專利(論文)所有權(quán)利歸屬于技術(shù)(論文)所有人。僅供學(xué)習(xí)研究,如用于商業(yè)用途,請聯(lián)系該技術(shù)所有人。
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