申请/专利权人：中石化石油工程技术服务有限公司;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

申请日：2019-01-20

公开（公告）日：2024-06-25

公开（公告）号：CN111456630B

主分类号：E21B7/24

分类号：E21B7/24;E21B7/04

优先权：

专利状态码：有效-授权

法律状态：2024.06.25#授权;2020.11.20#实质审查的生效;2020.07.28#公开

摘要：本发明的一种钻头卡滑振动防护装置，包括外壳体、涡轮、弹簧装置、导流片和动阀；其中：涡轮的导流片安装在涡轮轴心孔内，涡轮顶部设有与外壳体旋转密封配合的凸台，外壳体下部设有与涡轮底部旋转密封配合的凸台，涡轮下部加工螺旋花键，动阀上设有凸台，外壳体的凸台对动阀的凸台限位，动阀上加工定位销，定位销与涡轮上的螺旋花键啮合，弹簧装置设置在涡轮外凸台与动阀之间。该钻头卡滑振动防护装置具有压降低、效果显著等特点，能够完全满足国内直井、定向井、水平井等复杂结构井的钻井工艺要求，是一种结构简单、操作方便、成本低廉、安全可靠的新型工具。

主权项：1.钻头卡滑振动防护装置，包括外壳体1、涡轮2、弹簧装置4、导流片5和动阀6；其特征在于：涡轮2的导流片5安装在涡轮2轴心孔内，涡轮2顶部设有与外壳体1旋转密封配合的凸台，外壳体1下部设有与涡轮2底部旋转密封配合的凸台，涡轮2下部加工螺旋花键7，动阀6上设有凸台，外壳体1的凸台对动阀6的凸台限位，动阀6上加工定位销9，定位销9与涡轮2上的螺旋花键7啮合，弹簧装置4设置在涡轮2外凸台与动阀6之间；钻头卡滑振动防护装置安装在钻头上部，钻井过程中，钻井液进入钻头卡滑振动防护装置后进入涡轮（2）内部，在导流片（5）的作用下，钻井液驱动涡轮（2）高速旋转，由于动阀（6）与涡轮（2）上的螺旋花键（7）啮合，因此涡轮（2）也驱动动阀（6）高速旋转；由于动阀（6）上加工有凸台，且外壳体（1）内壁上也加工有凸台，在弹簧装置（4）的作用下，动阀（6）与外壳体（1）的凸台保持接触状态，外壳体（1）的凸台对动阀（6）的凸台周向限位；当动阀（6）的凸台旋转到与外壳体（1）凸台接触时，就会产生周向击振效应，并通过外壳体（1）传递至钻头；与此同时外壳体（1）凸台限制了动阀（6）的旋转运动，两者之间产生速度差，而涡轮（2）在钻井液的驱动下继续高速转动，因此在定位销（9）与螺旋花键（7）的啮合作用下，动阀（6）就会沿着螺旋花键（7）向上移动，并压缩弹簧装置（4）；当动阀（6）凸台脱离外壳体（1）凸台向上移动一定距离后，外壳体（1）的凸台对动阀（6）的凸台接触周向限位，在弹簧装置（4）恢复力的作用下，动阀（6）迅速向下移动，并与外壳体（1）的凸台接触，且由于涡轮螺旋花键（7）的作用，继续旋转，即动阀（6）是轴向与旋转的复合运动状态；随着涡轮（2）的旋转，动阀（6）凸轮再次与外壳体（1）的凸轮接触碰撞，并重复上述动作，由此产生了连续旋转条件下的周向击振效应。

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