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機械式復合沖擊鉆井提速工具

  • 專利類型:發明專利
  • 有效期:不限
  • 發布日期:2022-01-05
  • 技術成熟度:可以量產
交易價格: ¥面議
  • 法律狀態核實
  • 簽署交易協議
  • 代辦官方過戶
  • 交易成功

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  • 技術(專利)類型 發明專利
  • 申請號/專利號 CN201810658642.9 
  • 技術(專利)名稱 機械式復合沖擊鉆井提速工具 
  • 項目單位 北京工業大學
  • 發明人 查春青,柳貢慧,李軍,汪偉,席巖 
  • 行業類別
  • 技術成熟度 可以量產
  • 交易價格 ¥面議
  • 聯系人 楊欣嶷
  • 發布時間 2022-01-05  
  • 01

    項目簡介

    本發明為一種機械式復合沖擊鉆井提速工具,包括內部中空的工具殼體,所述工具殼體的底部固定連接有鉆頭座,所述工具殼體內設置有能在流體沖擊下旋轉的驅動軸,所述驅動軸的下部套設有周向固定且能沿軸向往復移動的沖擊錘,所述沖擊錘的下方設置有能向所述鉆頭座傳遞軸向沖擊載荷和扭轉沖擊載荷的沖擊裝置。該機械式復合沖擊鉆井提速工具將軸向沖擊和扭轉沖擊相結合,復合沖擊有效地提高破巖效率和鉆頭壽命。
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  • 02

    說明書

    1.一種機械式復合沖擊鉆井提速工具,包括內部中空的工具殼體,所述工具殼體的底部固定連接有鉆頭座,其特征在于,所述工具殼體內設置有能在流體沖擊下旋轉的驅動軸,所述驅動軸的下部套設有周向固定且能沿軸向往復移動的沖擊錘,所述沖擊錘的下方設置有能向所述鉆頭座傳遞軸向沖擊載荷和扭轉沖擊載荷的沖擊裝置;所述沖擊裝置包括能相互扣合的上凸輪和下凸輪,所述上凸輪能沿軸向移動,所述上凸輪的頂部端面呈平面設置,所述上凸輪的底部向下延伸設置有第一扣合結構,所述第一扣合結構包括多個交錯設置的第一凸齒和第一凹槽,各所述第一凸齒的一側為呈周向傾斜設置第一斜面,各所述第一斜面的傾斜角度呈相同設置,各所述第一凸齒的另一側為沿軸向設置的第一卡止平面;所述下凸輪的底部端面呈平面設置,所述下凸輪的頂部向上延伸設置有第二扣合結構,所述第二扣合結構包括多個交錯設置的第二凸齒和第二凹槽,各所述第二凸齒的一側為呈周向傾斜設置第二斜面,各所述第二斜面與各所述第一斜面傾斜角度呈相同設置,各所述第二凸齒能匹配卡止于相應的所述第一凹槽內,各所述第一凸齒能匹配卡止于相應的所述第二凹槽內,所述下凸輪的底部端面軸向頂抵于所述鉆頭座的頂面上。2.如權利要求1所述的機械式復合沖擊鉆井提速工具,其特征在于,所述鉆頭座內設置貫通的鉆頭座中心孔,所述鉆頭座中心孔內設置孔徑呈減小設置的第一臺階部,所述沖擊裝置還包括套設于所述鉆頭座中心孔內的堵頭,所述堵頭的底面頂抵于所述第一臺階部的頂面上,所述堵頭的頂面與所述鉆頭座的頂面位于相同軸向位置處。3.如權利要求1所述的機械式復合沖擊鉆井提速工具,其特征在于,所述上凸輪的外壁上設置第一花鍵槽,所述工具殼體的內壁上設置與所述第一花鍵槽匹配的第一花鍵;自所述下凸輪的底部端面向下延伸設置第二花鍵,所述鉆頭座的側壁頂部設置與所述第二花鍵匹配的第二花鍵槽,所述第二花鍵的底面軸向頂抵于所述第二花鍵槽的槽底面上,所述第二花鍵與所述第一花鍵呈周向交錯設置。4.如權利要求2所述的機械式復合沖擊鉆井提速工具,其特征在于,所述驅動軸的內部設置頂部密封的驅動軸中心孔,所述驅動軸的上部外壁與所述工具殼體的內壁之間構成流體流入空間,所述驅動軸通過上下間隔設置的扶正軸承和止推軸承轉動連接于所述流體流入空間內,位于所述扶正軸承和止推軸承之間的所述驅動軸上套設能驅動所述驅動軸旋轉的渦輪;所述工具殼體的內壁上位于所述流體流入空間的下方設置直徑呈減小設置的第二臺階部,所述驅動軸的側壁上位于所述流體流入空間的下方沿周向間隔設置多個流體流入透孔,所述第二臺階部上設置有能連通所述流體流入空間和所述流體流入透孔的第一錐面。5.如權利要求4所述的機械式復合沖擊鉆井提速工具,其特征在于,所述工具殼體位于所述第二臺階部的下方固定套設有擋圈筒,所述擋圈筒的底部固定套設于所述鉆頭座內,所述擋圈筒的頂部外壁設有與所述工具殼體的內壁抵靠連接的第一連接部,所述驅動軸的下部轉動穿設于所述擋圈筒內,且所述驅動軸的外壁與所述擋圈筒的頂部內壁密封轉動抵靠,所述擋圈筒位于所述第一連接部下方的內壁與所述驅動軸的外壁之間呈徑向間隔設置;所述擋圈筒的側壁上位于所述第一連接部下方沿周向間隔設置多個第一擋圈透槽,所述驅動軸上與所述第一擋圈透槽相對的軸向位置處設置多個沿周向間隔設置的第一扇形凸臺,各所述第一扇形凸臺的外壁與所述擋圈筒的內壁轉動抵靠,各所述第一扇形凸臺上分別設置第一驅動軸側透槽;所述擋圈筒的側壁下部且位于所述沖擊裝置的上方沿周向間隔設置多個第二擋圈透槽,所述驅動軸上與所述第二擋圈透槽相對的軸向位置處設置多個沿周向間隔設置的第二扇形凸臺,各所述第二扇形凸臺的外壁與所述擋圈筒的內壁轉動抵靠,各所述第二扇形凸臺上設置第二驅動軸側透槽;各所述第二擋圈透槽與各所述第一擋圈透槽周向位置呈相同設置,各所述第一扇形凸臺與各所述第二扇形凸臺呈周向交錯設置;所述擋圈筒位于所述第一連接部下方的外壁與所述工具殼體的內壁之間呈徑向間隔設置構成沖擊錘容置與滑動空間,所述擋圈筒位于所述第一連接部下方的外壁上滑動抵靠套設所述沖擊錘,所述沖擊錘容置與滑動空間的軸向長度大于所述沖擊錘的軸向長度,所述沖擊錘將所述沖擊錘容置與滑動空間封隔構成上腔體和下腔體,所述沖擊錘的外壁與所述工具殼體的內壁之間滑動抵靠,所述沖擊錘的頂部設置能與所述第一擋圈透槽連通的第一環形槽,所述第一環形槽與所述上腔體連通,所述沖擊錘的底部設置能與所述第二擋圈透槽連通的第二環形槽,所述第二環形槽與所述下腔體連通,所述沖擊錘的底面能抵靠撞擊所述沖擊裝置的頂面。6.如權利要求5所述的機械式復合沖擊鉆井提速工具,其特征在于,所述沖擊錘的外壁上自底部向上延伸設置第三花鍵槽,所述工具殼體的內壁上設置與所述第三花鍵槽匹配的內凸的第三花鍵。7.如權利要求5所述的機械式復合沖擊鉆井提速工具,其特征在于,所述擋圈筒的底部設置第四花鍵槽,所述鉆頭座中心孔位于所述第一臺階部的上方的內壁上向內凸設與所述第四花鍵槽匹配的第四花鍵,所述擋圈筒的底面軸向頂抵于所述第一臺階部的頂面上。8.如權利要求5所述的機械式復合沖擊鉆井提速工具,其特征在于,所述擋圈筒的內腔底部套設所述堵頭,所述堵頭上設置凸柱部,所述凸柱部的頂部插設于所述驅動軸中心孔的底部,所述凸柱部的側壁與所述驅動軸中心孔的內壁之間呈間隔設置,所述凸柱部的頂面與所述鉆頭座的頂面位于相同軸向位置處;所述堵頭的底面頂抵于所述第一臺階部的頂面上,所述堵頭上位于所述凸柱部的徑向外側設置能連通所述擋圈筒的內腔和所述鉆頭座中心孔的堵頭通道孔。9.如權利要求8所述的機械式復合沖擊鉆井提速工具,其特征在于,所述工具殼體包括自上而下依次連接的第一短節、第二短節和第三短節,所述第一短節、所述第二短節和所述第三短節呈中空設置;所述渦輪設置于所述第二短節的內腔中,所述第二臺階部設置于所述第二短節的內壁下部,所述擋圈筒的第一連接部連接于所述第二短節的內壁底部;所述沖擊錘滑動套設于所述第三短節內,所述鉆頭座的頂部與所述第三短節的內腔底部密封連接。
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專利技術附圖

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