一种机械式振动冲击马达.pdf

(19)中华人民共和国国家知识产权局(12)发明专利申请(10)申请公布号CN109838205A(43)申请公布日2019.06.04(21)申请号201711208259.5(51)Int.Cl.(22)申请日2017.11.27E21B4/16(2006.01)(71)申请人中石化石油工程技术服务有限公司地址100101北京市朝阳区北辰西路8号北辰世界中心A座703申请人中石化胜利石油工程有限公司中石化胜利石油工程有限公司钻井工艺研究院(72)发明人陈勇聂云飞裴学良罗朝东刘峰杨保健程江涛王彬张锐(74)专利代理机构东营双桥专利代理有限责任公司37107代理人侯华颂李勇权利要求书1页说明书4页附图4页(54)发明名称一种机械式振动冲击马达(57)摘要本发明涉及一种机械式振动冲击马达，包括马达短节和振动传动轴短节，所述振动传动轴短节包括串轴承壳体、串轴承、输出轴、加长轴、弹簧壳体、弹簧体、锁紧套、锁紧块、上冲击体、下冲击体、钻头接头、扶正器壳体和滚轮。输出轴下端与加长轴连接，加长轴与钻头接头花键连接，上冲击体的导向结构与扶正器壳体导向槽相配合，上冲击体下部圆周均布具有滑动轴承的滚轮，下冲击体下部与钻头接头固定连接，下冲击体上端面均布与滚轮配合的冲击面。其振动冲击装置的冲击和蓄能过程同时完成，占用马达旋转周期时间短，输出脉冲式冲击载荷，可显著提高钻头的切削效率。CN109838205ACN109838205A权利要求书1/1页1.一种机械式振动冲击马达，包括马达短节（3）和振动传动轴短节（5），所述振动传动轴短节（5）包括串轴承壳体（515）和设置在串轴承壳体（515）内的串轴承（516）和输出轴（501），其特征是还包括：加长轴（502）、弹簧壳体（503）、弹簧体（504）、锁紧套（505）、锁紧块（506）、上冲击体（507）、下冲击体（508）、钻头接头（509）、扶正器壳体（511）和滚轮（512）；所述弹簧壳体（503）上端与串轴承壳体（515）固连，下端与扶正器壳体（511）固连构成外部结构；所述钻头接头（509）顶部是花键，中部是外连接螺纹，下部内设钻头螺纹；所述加长轴（502）为中空体，其上端与输出轴（501）固连，下端部带有外凸沿，下端与钻头接头（509）顶部花键连接后构成中心结构；所述扶正器壳体（511）上部中间是缩径的通孔，通孔内壁周向均布2-6个矩形导向槽（511a）；所述上冲击体（507）是下部略粗、上部带开放键槽结构的筒体，筒体下段粗筒壁外表面周向向内均布2-6个弧形凹槽，滚轮（512）通过滚轮轴（507c）连接连接在每个弧形凹槽内，筒体上部设置与扶正器壳体（511）通孔内壁的矩形导向槽（511a）轴向插接配合的开放导向槽（507b），在各个导向槽（507b）上端部两侧设置锁紧槽（507a），锁紧块（506）和锁紧套（505）与锁紧槽（507a）构成锁定配合；下冲击体（508）是套状柱体，上段端部设内凸沿，该内凸沿与加长轴（502）下端部外凸沿构成阻挡配合，上端面是与滚轮（512）滚动配合的多个圆弧状凹凸冲击面（508a），下端与钻头接头（509）固连；弹簧体（504）、上冲击体（507）和下冲击体（508）自上而下依次设置在外部结构与中心结构之间的环形空间内。2.根据权利要求1所述的一种机械式振动冲击马达，其特征是：在扶正器壳体（511）和下冲击体（508）之间设有扶正轴承（510）。3.根据权利要求1或2所述的一种机械式振动冲击马达，其特征是：所述下冲击体（508）下段外壁是硬质合金层（508b）；所述扶正器壳体（511）外壁轴向均布多条直型或螺旋型弧截面水槽（511b），上端和下端采用螺纹连接，且下端是反扣连接螺纹。4.根据权利要求1或2所述的一种机械式振动冲击马达，其特征是：在马达短节（3）和振动传动轴短节（5）之间还连接有万向轴短节（4）。5.根据权利要求1或2所述的一种机械式振动冲击马达，其特征是：在弹簧体（504）外部设置弹簧套（514）。2CN109838205A说明书1/4页一种机械式振动冲击马达技术领域[0001]本发明涉及油气田钻井工具技术领域，尤其涉及一种机械式振动冲击马达。背景技术[0002]在当前钻井工艺条件下，螺杆马达配PDC钻头与转盘双重驱动复合钻井是提高机械钻速的有效途径，但对于研磨性和脆硬性地层，机械钻速却亟待提高，其原因主要是岩层硬度高,PDC钻头在一个旋转周期内,钻头处于阻卡和滑动状态占用较多时间，不能有效地均匀吃入地层，切削效率低，致使机械钻速低下。研究表明：对钻头施加一定频率和适当大小的轴向冲击载荷，能有效改善钻头的这种阻卡和滑动状态，使钻头能更有效地吃入地层,从而显著提高机械钻速。[0003]目前，国内外已发展出一些具有冲击功能的螺杆马达，其工作原理主