本实用新型属于石油天然气钻井机械钻工具技术领域,具体涉及一种可以快速连接钻头的高速涡轮钻具。
背景技术:
利用高速涡轮钻具钻探是一种先进的钻探方法,广泛用于石油天然气钻井,它的回转不像螺杆钻那样靠液体的压力而是由液体的流速来驱动。高速涡轮钻具包括外壳和驱动芯轴,驱动芯轴的顶部悬挂在钻具上部,并且驱动芯轴可绕其自身的轴线旋转。驱动芯轴与钻头的连接过程是直接在钻台上方完成的,在连接过程中,首先使用附加夹具使外壳与驱动芯轴相对固定,成为一个整体,然后通过B型钳钳住高速涡轮钻具的外壳,钻台带动钻头旋转,施加扭矩,完成驱动芯轴与钻头的连接。
但是上述驱动芯轴与钻头的连接技术必须使用附加夹具,该技术增加了操作的步骤,影响了驱动芯轴与钻头连接的效率,附加夹具在装夹的过程中有直接掉入井眼的风险,同时使用附加夹具增加了整个涡轮钻具的成本。
技术实现要素:
本实用新型要解决的技术问题是提供一种可以快速连接钻头的高速涡轮钻具,该钻具不使用附加夹具,而是利用钻具的壳体与驱动芯轴相互啮合,从而使壳体与驱动芯轴成为一个整体。
为解决上述技术问题,本实用新型提供的技术方案为:
一种可以快速连接钻头的高速涡轮钻具,包括壳体和驱动芯轴,所述壳体包括变扣和止动套筒,所述驱动芯轴处于壳体内,所述止动套筒与变扣螺纹连接,所述止动套筒设有止动件一,所述驱动芯轴设有止动件二,所述止动件一与止动件二相互啮合。
进一步地,所述驱动芯轴下端设有环状突出部,突出部不会被止动套筒遮蔽,止动件二设置在突出部上端面,所述止动件一设置在止动套筒下端面。
进一步地,所述止动件一为凸键,所述止动件二为凹槽。
进一步地,所述止动件一设有引导止动件一与止动件二啮合的引导结构一。
进一步地,所述止动件二设有引导止动件一与止动件二啮合的引导结构二。
进一步地,所述止动件一和止动件二有多个,多个所述止动件一和止动件二均匀分布。
进一步地,所述止动件一为内螺纹结构,所述止动件二为外螺纹结构。
本实用新型的高速涡轮钻具不需使用额外的附加夹具固定止动套筒和驱动芯轴的相对位置,而是通过可上下移动的止动套筒带动止动件一与驱动芯轴的止动件二之间的相互啮合及分离,实现本实用新型高速涡轮钻具壳体与驱动芯轴的扭矩控制。本实用新型所述的高速涡轮钻具与钻头连接时,止动件一与止动件二相互啮合,使止动套筒与驱动芯轴成为一个整体,避免了附加夹具的使用,降低了夹具掉入井底的风险,减少了操作的步骤,提高了经济效益,降低高速涡轮钻具连接钻头的难度,高效、安全的实现高速涡轮钻具与钻头的连接。
附图说明
图1为本实用新型高速涡轮钻具一个优选实施例的部份半剖结构示意图;
图2为图1中B的局部放大示意图;
图3为图1中A的局部放大示意图。
附图标记包括:
100—壳体 120—变扣 121—外螺纹
130—止动套筒 131—止动件一 132—引导结构一
133—内螺纹 200—驱动芯轴 210—突出部
211—止动件二 212—引导结构二
具体实施方式
以下结合附图对本实用新型进行详细的描述。
如图1,一种可以快速连接钻头的高速涡轮钻具,包括壳体100和驱动芯轴200。壳体100呈圆筒状,驱动芯轴200处于壳体100内,驱动芯轴200的顶部悬挂在钻具上部,并且驱动芯轴200可绕其自身的轴线旋转。壳体100包括变扣120和止动套筒130。如图2所示,变扣120底部设有外螺纹121,止动套筒130上部设有与外螺纹121适应的内螺纹133,止动套筒130与变扣120螺纹连接。转动止动套筒130,卸松外螺纹121和内螺纹133之间的连接,此时止动套筒130位置下降,逐渐远离变扣120,靠近驱动芯轴200底端;向相反的方向转动止动套筒130,拧紧外螺纹121和内螺纹133之间的连接,此时止动套筒130位置上升,逐渐远离驱动芯轴200底端,靠近变扣120,变扣120和止动套筒130紧密连接。
止动套筒130设有止动件一131,驱动芯轴200设有止动件二211,止动件一131与止动件二211相互啮合。在本申请的一个实施例中,如图3所示,止动件一131为设置在止动套筒130下端的凸键结构,止动件一131的数目可以只有一个,也可以有多个。当止动件一131数目为多个时,可以沿止动套筒130下端面的圆周方向呈锯齿状均匀布置。多个止动件二211可以分散钻具连接钻头时,止动件一131与止动件二211之间的力,从而延长止动件二211的使用寿命。止动件一131还可以设置引导止动件一131与止动件二211啮合的引导结构一132,如图3所示,引导结构一132设置在止动件一131的两角,呈圆弧状,利于止动件一131进入止动件二211。
驱动芯轴200下端的外侧面设有环状突出部210,突出部210不会被止动套筒130遮蔽,突出部210上端面设置有止动件二211,止动件二211为凹槽结构,止动件二211的数目可以只有一个,也可以有多个。当止动件二211数目为多个时,可以沿突出部210上端面呈锯齿状均匀布置。如图3所示,止动件二211设有引导止动件一131与止动件二211啮合的引导结构二212,引导结构二212设置在止动件二211的两角,呈圆弧状,利于止动件一131进入止动件二211。
在变扣120不动时,转动止动套筒130,卸松外螺纹121和内螺纹133之间的连接,此时止动套筒130位置下降,逐渐远离变扣120,靠近驱动芯轴200底端,带动止动件一131位置下降,当下降到一定距离时,止动件一131逐渐卡入止动件二211内,与止动件二211啮合。
虽然本实施例中,止动件一131和止动件二211大致呈长方形,但是本申请并不限制止动件一131和止动件二211的具体形状,也可以是其他形状,例如是三角形,只要止动件一131和止动件二211形状相适应,能够相互啮合即可。
在本申请的另一个实施例中,止动件一131为内螺纹结构,止动件二211为外螺纹结构,内螺纹结构与外螺纹结构相适应。
当进行高速涡轮钻具与钻头连接操作时,首先转动止动套筒130,卸松外螺纹121和内螺纹133之间的连接,使止动套筒130位置下降,逐渐远离变扣120,靠近驱动芯轴200底端,带动止动件一131位置下降,逐渐与止动件二211啮合。再使用B型钳钳住止动套筒130,止动件一131与止动件二211的相互啮合,使底部驱动芯轴200无法转动,转盘转动钻头即可完成钻具与钻头的连接。连接完成后,向相反的方向转动止动套筒130,拧紧外螺纹121和内螺纹133之间的连接,此时止动套筒130位置上升,逐渐远离驱动芯轴200底端,靠近变扣120,止动件一131和止动件二211相互分离,变扣120和止动套筒130紧密连接。
本实用新型所述的高速涡轮钻具与钻头连接时,不需使用额外的附加夹具固定止动套筒和驱动芯轴的相对位置,而是利用止动套筒和驱动芯轴相互啮合,使两者成为一个整体,避免了使用避免了附加夹具的使用,减少了操作的步骤,降低了夹具掉入井底的风险,提高了经济效益,高效、安全的实现高速涡轮钻具与钻头的连接。
以上内容仅为本实用新型的较佳实施例,对于本领域的普通技术人员,依据本实用新型的思想,在具体实施方式及应用范围上可以作出许多变化,只要这些变化未脱离本实用新型的构思,均属于本实用新型的保护范围。