一種保護井下螺桿鉆具和鉆頭組合的緩沖蓄能裝置的制造方法
【技術領域】
[0001]本發明涉及一種用于保護井下螺桿鉆具和鉆頭組合的裝置，屬于石油鉆井工具技術領域。
【背景技術】
[0002]目前，隨著國內外鉆井技術的發展，鉆井速度與過去相比已經有很大的提高，但來自鉆井現場的信息表明，復雜結構井中鉆頭常常因為扭矩大，不穩定等而出現失速或飛車情況，嚴重時導致鉆頭磨損失效;此外，在下鉆過程中時常發生頓鉆的現象，造成鉆頭破壞，螺桿鉆具受損，不僅使鉆頭和螺桿鉆具的使用壽命受到影響還直接導致鉆井周期變長、鉆井的成本大大增加。
[0003]有鑒于此，申請號為201110000167.4的中國發明專利“抗沖擊螺桿鉆具”公開了一種帶緩沖裝置的螺桿鉆具，傳動軸突出于殼體的下端上設有緩沖套，緩沖套的下端安裝有用于安裝鉆頭的轉換接頭，傳動軸與緩沖套之間設有彈簧，用于將鉆頭產生的震動瞬間消除，避免鉆頭以上的工具受到沖擊;但由于緩沖裝置(緩沖套和彈簧)安裝于傳動軸突出于殼體的下端上，因此緩沖裝置增大了傳動軸的長度，限制了鉆具的整體鉆速，并且傳動軸長度過長增大了傳動軸故障的風險。

【發明內容】

[0004]本發明的目的在于提供一種結構簡單、井下運轉穩定、安全可靠、使用壽命長的保護井下螺桿鉆具和鉆頭組合的緩沖蓄能裝置。
[0005]實現本發明目的所采用的技術方案為，一種保護井下螺桿鉆具和鉆頭組合的緩沖蓄能裝置，至少包括主軸、蓄能組件和套于主軸上的殼體，所述殼體通過安裝于主軸上端的上鎖緊螺母和位于主軸下端的殼體鎖緊螺母限位，殼體與主軸之間的間隙構成傳動緩沖腔，蓄能組件安裝于傳動緩沖腔中，所述蓄能組件包括蓄能短節、推靠墊和彈性緩沖件，蓄能短節與推靠墊從下至上依次套于主軸上，蓄能短節的內表面上開設有滑道，蓄能短節通過安裝于滑道中的鍵與主軸連接并且蓄能短節的下端突出于主軸下端，彈性緩沖件固定于推靠墊管壁與殼體之間，主軸的下端上安裝有下鎖緊螺母，蓄能短節通過下鎖緊螺母鎖緊，所述推靠墊為法蘭管，彈性緩沖件的上端通過殼體內表面上設置的限位結構限位、下端通過推靠墊的法蘭邊限位，所述蓄能短節為外表面呈階梯狀的直管，推靠墊的法蘭邊通過蓄能短節外表面的臺階A限位。
[0006]傳動緩沖腔中設有傳動組件，所述傳動組件包括上徑向軸承內圈、上徑向軸承外圈、下徑向軸承內圈、頂靠螺母和由一個以上推力軸承構成的推力軸承組，上徑向軸承外圈與上徑向軸承內圈從外至內依次套于主軸上，推力軸承組和頂靠螺母從上至下順序安裝于主軸上，推力軸承組的兩端分別通過上徑向軸承內圈和頂靠螺母限位。
[0007]推力軸承組與頂靠螺母之間設有臺肩套，臺肩套的上端抵緊推力軸承組的內圈下端，推靠墊位于頂靠螺母下方。
[0008]所述殼體包括上殼體和下殼體，上殼體和下殼體的表面上均設有臺階結構，上殼體的上端通過上鎖緊螺母限位、下端通過下殼體外表面的臺階結構限位，下殼體的上端通過推力軸承組外圈的下端面限位、下端通過殼體鎖緊螺母限位，殼體鎖緊螺母與下殼體下端的內表面螺紋連接。
[0009]殼體鎖緊螺母套于蓄能短節的中部，殼體鎖緊螺母與蓄能短節之間設有下徑向軸承內圈，下徑向軸承內圈的兩端分別通過推靠墊的法蘭邊和蓄能短節外表面的臺階B限位。
[0010]上徑向軸承外圈的下端設有法蘭邊，上徑向軸承外圈的法蘭邊夾緊固定于上殼體內表面的臺階結構與推力軸承組的外圈上端面之間，彈性緩沖件的上端通過下殼體內表面的臺階結構限位。
[0011]下殼體上設有近鉆頭穩定器。
[0012]傳動緩沖腔中設有調整隔套，調整隔套套于主軸上，調整隔套的兩端分別與推力軸承組的外圈下端和彈性緩沖件的上端緊密接觸。
[0013]所述殼體鎖緊螺母外表面上的螺紋為左旋螺紋。
[0014]所述彈性緩沖件為彈簧墊片。
[0015]由上述技術方案可知，本發明提供的保護井下螺桿鉆具和鉆頭組合的緩沖蓄能裝置，主軸的上端與螺桿鉆具萬向軸螺紋連接、殼體的上端與螺桿鉆具萬向軸外殼螺紋連接、下端通過殼體鎖緊螺母進行限位，螺桿鉆具馬達產生的動力螺桿鉆具萬向軸傳遞至主軸，蓄能短節與主軸鍵連接并且通過下鎖緊螺母鎖緊，鉆頭安裝于蓄能短節的下端并且與之螺紋連接，上述結構可保證該緩沖蓄能裝置傳遞較大的扭矩;殼體通過安裝于主軸上端的上鎖緊螺母和位于主軸下端的殼體鎖緊螺母限位，保證殼體與主軸之間連接穩固；殼體與主軸之間的間隙構成傳動緩沖腔，蓄能組件安裝于傳動緩沖腔中，傳動緩沖腔為蓄能組件提供有效的保護并且蓄能組件的安裝不改變主軸的長度，使得該裝置可維持較佳的鉆進速度;所述蓄能組件包括蓄能短節、推靠墊和彈性緩沖件，蓄能短節與推靠墊從下至上依次套于主軸上，蓄能短節的下端突出于主軸下端用于連接鉆頭，下鎖緊螺母抵緊蓄能短節用于對蓄能短節進行軸向限位，提高了該蓄能組件的結構可靠性;蓄能短節為外表面呈階梯狀的直管，推靠墊通過蓄能短節外表面的臺階A(軸向)限位，推靠墊采用法蘭管，彈性緩沖件固定于推靠墊管壁與殼體之間，推靠墊主體套于主軸上、法蘭邊用于對彈性緩沖件進行軸向限位，彈性緩沖件的上端通過殼體內表面上設置的限位結構限位，鉆進時，蓄能短節遇到鉆頭瞬間的軸向力而沿滑道向上移動，推動推靠墊向上移動，從而壓縮彈性緩沖件，對鉆頭和螺桿鉆具起到緩沖減震的作用，當鉆頭不受瞬間軸向力的作用時，蓄能短節在彈性緩沖件的作用下恢復原位。
[0016]為提高裝置的抗沖擊性能，傳動緩沖腔中設有傳動組件，傳動組件包括上徑向軸承內圈、上徑向軸承外圈、下徑向軸承內圈、頂靠螺母和推力軸承組，上徑向軸承外圈與上徑向軸承內圈從外至內依次套于主軸上、承受徑向力作用，推力軸承組和頂靠螺母從上至下順序安裝于主軸上，推力軸承組的兩端分別通過上徑向軸承內圈和頂靠螺母限位、承受來自鉆井過程中施加鉆壓的軸向力作用，鉆進過程中，上徑向軸承外圈、上徑向軸承內圈和推力軸承組均通過鉆井液潤滑，推力軸承組與頂靠螺母之間設有臺肩套，臺肩套的上端抵緊推力軸承組的內圈下端、用于鎖緊推力軸承組，推力軸承組的外圈下端通過調整隔套將其位置固定。
[0017]本發明提供的外殼由上殼體和下殼體構成，外殼設計為兩段式結構、增大自身強度、減小加工難度，上殼體和下殼體的表面上均設有用于軸向限位的臺階結構，其中，上殼體的上端通過上鎖緊螺母限位、下端通過下殼體外表面的臺階結構限位，下殼體的上端通過推力軸承組外圈的下端面限位、下端通過殼體鎖緊螺母限位，殼體鎖緊螺母與下殼體下端的內表面螺紋連接，位于上殼體內表面的臺階結構用于對推力軸承組的外圈上端進行軸向限位，位于上殼體內表面的臺階結構與推力軸承組的外圈夾緊上徑向軸承外圈的法蘭邊，增大上徑向軸承外圈的承力范圍，下殼體內表面的臺階結構用于對彈性緩沖件的上端進行軸向限位;殼體鎖緊螺母與下殼體下端的內表面通過左旋螺紋螺紋進行連接，左旋螺紋避免殼體鎖緊螺母在工作中發生松扣現象，保證殼體與主軸穩定連接，殼體鎖緊螺母與蓄能短節之間設有下徑向軸承內圈，下徑向軸承內圈的兩端分別通過推靠墊的法蘭邊和蓄能短節外表面的臺階B限位，殼體鎖緊螺母與下徑向軸承內圈相配合，輔助承受鉆進過程中施加于裝置上的徑向力作用；傳動緩沖腔中設有調整隔套，其兩端分別與推力軸承組的外圈下端和彈性緩沖件的上端緊密接觸，用于調整推力軸承組與彈性緩沖件之間的間隔，即調節蓄能組件的緩沖行程。
[0018]綜上所述，本發明提供的保護井下螺桿鉆具和鉆頭組合的緩沖蓄能裝置，不但有效解決了鉆頭在鉆進過程中與到的對鉆頭有害震動的情況，同時還傳遞的較大的扭矩，該裝置可以與井下動力馬達直接組合，配成所需要的井下保護鉆頭和螺桿鉆具的緩沖蓄能螺桿鉆具，該裝置可以很好的解決下鉆過程中頓鉆對螺桿鉆具和鉆頭造成的損傷。并且根據鉆井工況的需要，可以在下殼體上設置近鉆頭穩定器，這樣有效的減短近鉆頭穩定器到鉆頭的距離，提高單彎井下動力馬達的造斜率。該裝置結構簡單，使用方便;井下運轉穩定，安全可靠，與井下動力馬達配合整機效率較高，傳遞的扭矩大，使用壽命高，可以對工作中的鉆頭有效的起到減震的作用，保護鉆頭，并