阅读说明：本技术 机械液压耦合提速装置 (Mechanical hydraulic coupling speed-raising device ) 是由 赵继斌 伊明 刘灵 王维周 段文广 张昕 谢天涯 王伟罡 于 2019-11-23 设计创作，主要内容包括：本发明涉及钻头振动技术领域,是一种机械液压耦合提速装置,其包括上接头、转换接头和芯轴,上接头的下端内侧与转换接头的上端外侧固定安装在一起,在上接头的上部内侧设有限位环。本发明结构合理,使用方便,钻井过程中,通过上堵头、限位导流堵头的螺旋角度组合调整,实现钻头扭矩的加载和大小调整。当钻井液流经工具时,由于上堵头没有内孔,流体进入上堵头的螺旋通道,靠流体能量推动上堵头发生转动,进而带动芯轴转动,将扭矩施加到钻头上。在钻头发生振动时,当振动程度超过预设值时,芯轴回缩,限位弹簧压缩,在振动减小时,限位弹簧恢复,将压缩的储能施加到钻头上,在减小振动、保护钻头的同时,节约钻机能量,提高机械钻速。(The invention relates to the technical field of drill bit vibration, in particular to a mechanical hydraulic coupling speed-up device which comprises an upper joint, an adapter and a mandrel, wherein the inner side of the lower end of the upper joint is fixedly installed with the outer side of the upper end of the adapter, and the inner side of the upper part of the upper joint is provided with a limit ring. The invention has reasonable structure and convenient use, and realizes the loading and the size adjustment of the torque of the drill bit by the combined adjustment of the spiral angles of the upper plug and the limiting diversion plug in the drilling process. When drilling fluid flows through the tool, because the upper plug does not have an inner hole, fluid enters the spiral channel of the upper plug, the upper plug is pushed to rotate by the energy of the fluid, and then the mandrel is driven to rotate, so that torque is applied to the drill bit. When the drill bit vibrates, when the vibration degree exceeds a preset value, the mandrel retracts, the limiting spring is compressed, when the vibration is reduced, the limiting spring recovers, the compressed energy storage is applied to the drill bit, the vibration is reduced, the drill bit is protected, meanwhile, the energy of the drilling machine is saved, and the mechanical drilling speed is improved.)

机械液压耦合提速装置

技术领域

本发明涉及钻头振动技术领域，是一种机械液压耦合提速装置。

背景技术

在钻井过程中，钻头在切削地层过程中处于高频无规律振动，严重缩短钻头寿命，影响机械钻速，增加钻井成本。

发明内容

本发明提供了一种机械液压耦合提速装置，克服了上述现有技术之不足，其能有效解决钻头在切削地层过程中处于高频无规律振动，严重缩短钻头寿命，影响机械钻速，增加钻井成本的问题。

本发明的技术方案是通过以下措施来实现的：一种机械液压耦合提速装置，包括上接头、转换接头和芯轴，上接头的下端内侧与转换接头的上端外侧固定安装在一起，在上接头的上部内侧设有限位环台，芯轴的上部外侧呈上窄下宽的台阶状，芯轴的上部下侧套装在转换接头内，芯轴的上部上侧位于上接头内并与上接头之间形成环腔，在芯轴的上端固定安装有能封堵住上接头内腔的上堵头，该上堵头的外侧与上接头内壁相抵，在上堵头上设有能将上接头内腔与环腔相连通的螺旋通道，在环腔中部套装有限位导流堵头，在限位导流堵头上设有能将环腔上部和环腔下部联通的螺旋通道，在上堵头与限位导流堵头之间安装有限位弹簧，在限位导流堵头与芯轴上部下侧的台阶处之间安装有复位弹簧，在芯轴上部下侧设有能将环腔和芯轴内腔连通的出液通道。

下面是对上述发明技术方案的进一步优化或/和改进：

上述限位环台处安装有耐磨挡环。

上述上堵头呈倒桶状，芯轴的上端通过螺纹固定安装在上堵头的内侧。

上述芯轴上部下侧与转换接头之间安装有至少一道密封圈。

上述上接头的下端内侧与转换接头的上端外侧通过螺纹固定安装在一起，上接头的上端内侧设有连接螺纹，芯轴的下端内侧设有连接螺纹。

上述转换接头的下端内侧设有凹台，在芯轴的下部外侧设有套装在凹台内的限位环台。

本发明结构合理，使用方便，钻井过程中，将本发明连接在钻铤与钻头之间，通过地层情况判断，进行限位弹簧、复位弹簧的弹簧力调节，进行减振效果调节，通过上堵头、限位导流堵头的螺旋角度组合调整，实现钻头扭矩的加载和大小调整。在钻井过程中，当钻井液流经工具时，由于上堵头没有内孔，流体进入上堵头的螺旋通道，靠流体能量推动上堵头发生转动，进而带动芯轴转动，将扭矩施加到钻头上。在钻头发生振动时，当振动程度超过预设值时，芯轴回缩，限位弹簧压缩，在振动减小时，限位弹簧恢复，将压缩的储能施加到钻头上，在减小振动、保护钻头的同时，节约钻机能量，提高机械钻速。

附图说明

附图1为本发明的主视半剖视结构示意图。

附图中的编码分别为：1为上接头，2为转换接头，3为芯轴，4为限位环台，5为环腔，6为上接头内腔，7为上堵头，8为螺旋通道，9为限位导流堵头，10为限位弹簧，11为复位弹簧，12为芯轴内腔，13为耐磨挡环，14为密封圈，15为凹台，16为限位环台，17为出液通道。

具体实施方式

本发明不受下述实施例的限制，可根据本发明的技术方案与实际情况来确定具体的实施方式。

在本发明中，为了便于描述，各部件的相对位置关系的描述均是根据说明书附图1的布图方式来进行描述的，如：上、下等的位置关系是依据说明书附图1的布图方向来确定的。

本发明的技术方案是通过以下措施来实现的：

下面结合实施例及附图对本发明作进一步描述：

如附图1所示，该机械液压耦合提速装置包括上接头1、转换接头2和芯轴3，上接头1的下端内侧与转换接头2的上端外侧固定安装在一起，在上接头1的上部内侧设有限位环台4，芯轴3的上部外侧呈上窄下宽的台阶状，芯轴3的上部下侧套装在转换接头2内，芯轴3的上部上侧位于上接头1内并与上接头1之间形成环腔5，在芯轴3的上端固定安装有能封堵住上接头内腔6的上堵头7，该上堵头7的外侧与上接头1内壁相抵，在上堵头7上设有能将上接头内腔6与环腔5相连通的螺旋通道8，在环腔5中部套装有限位导流堵头9，在限位导流堵头9上设有能将环腔5上部和环腔5下部联通的螺旋通道8，在上堵头7与限位导流堵头9之间安装有限位弹簧10，在限位导流堵头9与芯轴3上部下侧的台阶处之间安装有复位弹簧11，在芯轴3上部下侧设有能将环腔5和芯轴内腔12连通的出液通道17。钻井过程中，将本发明连接在钻铤与钻头之间，通过地层情况判断，进行限位弹簧10、复位弹簧11的弹簧力调节，进行减振效果调节，通过上堵头7、限位导流堵头9的螺旋角度组合调整，实现钻头扭矩的加载和大小调整。在钻井过程中，当钻井液流经工具时，由于上堵头7没有内孔，流体进入上堵头7的螺旋通道8，靠流体能量推动上堵头7发生转动，进而带动芯轴3转动，将扭矩施加到钻头上。在钻头发生振动时，当振动程度超过预设值时，芯轴3回缩，限位弹簧10压缩，在振动减小时，限位弹簧10恢复，将压缩的储能施加到钻头上，在减小振动、保护钻头的同时，节约钻机能量，提高机械钻速。根据需要, 上堵头7和限位导流堵头9均可采用涡轮。

可根据实际需要，对上述机械液压耦合提速装置作进一步优化或/和改进：

如附图1所示，限位环台4处安装有耐磨挡环13。通过设置耐磨挡环13，可降低上堵头7向上冲撞造成的损坏。

如附图1所示，上堵头7呈倒桶状，芯轴3的上端通过螺纹固定安装在上堵头7的内侧。这样便于安装和维修。

如附图1所示，为了增加密封性，芯轴3上部下侧与转换接头2之间安装有至少一道密封圈14。

如附图1所示，为了便于安装和维修，上接头1的下端内侧与转换接头2的上端外侧通过螺纹固定安装在一起，上接头1的上端内侧设有连接螺纹，芯轴3的下端内侧设有连接螺纹。

如附图1所示，转换接头2的下端内侧设有凹台15，在芯轴3的下部外侧设有套装在凹台15内的限位环台16。这样可形成对芯轴3的限位。

以上技术特征构成了本发明的最佳实施例，其具有较强的适应性和最佳实施效果，可根据实际需要增减非必要的技术特征，来满足不同情况的需求。