一种具有排料功能的螺杆钻具的制作方法

1.本发明属于钻井设备技术领域，具体涉及一种具有排料功能的螺杆钻具。


背景技术：

2.螺杆钻具是一种以钻井液为动力，把液体压力能转为机械能的容积式井下动力钻具。当泥浆泵泵出的泥浆流经旁通阀进入马达，在马达的进、出口形成一定的压力差，推动转子绕定子的轴线旋转，并将转速和扭矩通过万向轴和传动轴传递给钻头，从而实现钻井作业。钻探时，仍然需要钻探机、泥浆泵、钻杆和钻塔等常规钻探装备。施工定向钻孔时，要借助定向仪给造斜工具定向。与螺杆钻配套使用的造斜工具有弯接头、弯外管和偏心块等。采用螺杆钻施工定向孔能提高钻孔质量，提供精确地质资料，节约进尺，降低成本，解决许多无法施工的工程难题，因此，它是钻探工程的一种特种工具。
3.现有的螺杆钻具在钻进的过程中，由于物料不断进入螺杆钻具内，需要定期清理内部积累的废渣，不然会导致压力较大或卡顿等影响螺杆钻具的正常钻进过程，降低了钻进效率，频繁的清理加大了劳动强度。


技术实现要素：

4.本发明实施例提供一种具有排料功能的螺杆钻具，旨在解决现有螺杆钻具频繁清理劳动强度高，且降低钻进效率的技术问题。
5.为实现上述目的，本发明采用的技术方案是：提供一种具有排料功能的螺杆钻具，包括依次连接的旁通阀组件、防掉组件、马达组件、万向组件、传动组件以及钻头，所述防掉组件包括防掉短接以及位于所述防掉短接中的拉杆；所述马达组件包括与所述防掉短接连接的定子，以及与所述拉杆连接的转子；所述万向组件包括第一壳体以及设于所述第一壳体内的万向轴，所述万向轴与所述转子背向所述拉杆的一端连接；所述传动组件包括与所述定子连接的第二壳体，以及设于所述第二壳体内的传动轴，所述传动轴连接于所述转子和所述钻头之间；所述第二壳体内设有第一容渣槽，所述第二壳体上开设有与所述第一容渣槽连通的进渣孔，所述第一壳体上设有与所述第一容渣槽连通的第二容渣槽；所述第二壳体外周设有与所述第一容渣槽连通的第一出渣口，所述第一壳体外周设有与所述第二容渣槽连通的第二出渣口，所述第一出渣口与所述第二出渣口上分别嵌入有封盖。
6.在一种可能的实现方式中，所述第一容渣槽沿所述第二壳体的轴向呈螺旋形分布于所述第二壳体内；所述第二容渣槽沿所述第一壳体的轴向呈螺旋形分布于所述第一壳体内。
7.在一种可能的实现方式中，所述钻头的外周设于导料槽，所述导料槽的投影平行于所述钻头的轴向。
8.在一种可能的实现方式中，所述传动轴的外周面凹陷形成卡槽，所述卡槽的外周
套设有封堵环，所述封堵环朝向所述钻头的一端面设有引导槽，所述引导槽用于将渣料导流至所述进渣孔处。
9.在一种可能的实现方式中，所述第一容渣槽绕所述第二壳体的轴向均匀设有多个，所述第二容渣槽与所述第一容渣槽一一对应设置，所述进渣孔与所述第一容渣槽一一对应设置。
10.在一种可能的实现方式中，所述传动组件沿所述定子的轴向依次连接有多个，相邻所述传动组件上的所述第一容渣槽相互连通，所述钻头设于距离所述万向组件最远的所述传动组件上。
11.在一种可能的实现方式中，所述第二壳体的一轴端凸出设有卡环，另一轴端凹陷形成台阶状配合槽，所述卡环用于与相邻所述第二壳体上的所述配合槽插接；所述第二壳体上设有与所述配合槽连通的插孔，所述插孔的轴向平行于所述第二壳体的径向，所述卡环的外周面凹陷形成与所述插孔对应的凹槽，所述卡环内还设有与所述凹槽连通的分叉槽，所述分叉槽平行于所述第二壳体的轴向；所述卡环和所述配合槽之间通过插接件连接，所述插接件包括连接体，以及设于所述连接体底部的两个分叉杆，两个所述分叉杆用于贯穿所述插孔并深入所述凹槽内，两个所述分叉杆的端部分别插接于所述分叉槽的两侧。
12.在一种可能的实现方式中，所述第一出渣口和所述第二出渣口处分别设有挡板，所述挡板凸出于所述第一壳体或所述第二壳体的外周面，并与所述第一出渣口或所述第二出渣口的外轮廓围合形成弧形结构，所述挡板远离所述钻头的一侧与所述第一壳体或所述第二壳体的外周面间隔分布，所述挡板的其余侧与所述第一壳体或所述第二壳体的外周面相切。
13.在一种可能的实现方式中，所述挡板的内侧设有滑槽，以及与所述滑槽连通的开槽，所述开槽的槽宽小于所述滑槽的槽宽，所述封盖上设有与所述开槽滑动配合的连接凸起，以及设于所述连接凸起端部且与所述滑槽滑动配合的卡块，所述卡块的宽度大于所述开槽的宽度。
14.在一种可能的实现方式中，所述连接凸起与所述封盖通过转轴转动连接，所述转轴与所述滑槽的槽宽方向平行。
15.本技术实施例中，与现有技术相比，具有排料功能的螺杆钻具的动力液可以是泥浆或清水，通过泥浆泵将动力液泵入螺杆钻具中，动力液通过管柱的中心孔进入螺杆马达中，螺杆马达将动力液的液体压力能转换成机械能，通过传动轴将马达的机械能传递至钻头，钻头在井下钻探的过程中，渣料从钻头的外周进入第二壳体内，并通过第二壳上的进渣孔，进入第一容渣槽，当第一容渣槽内满后进入第二容渣槽，工作一段时间后可打开第一出渣口和第二出渣口上的封盖，清理第一容渣槽和第二容渣槽内的渣料。本发明具有排料功能的螺杆钻具通过设置第一容渣槽和第二容渣槽可使得渣料进入内部防止渣料在传动轴的外周堆积进入马达组件，避免了渣料影响马达组件的正常运行。
附图说明
16.图1为本发明实施例一提供的具有排料功能的螺杆钻具的剖面结构示意图；图2为本发明实施例一采用的传动组件的剖面结构示意图；
图3为图2中a部放大结构示意图；图4为本发明实施例一采用的第二壳体的断面结构示意图；图5为图4中的局部放大结构示意图；图6为本发明实施例二采用的第二壳体的剖面结构示意图；图7为图6中b部放大结构示意图；图8为本发明实施例三采用的第二壳体的主视结构示意图。
17.附图标记说明：10-旁通阀组件；20-防掉组件；21-防掉短接；22-拉杆；30-马达组件；31-定子；32-转子；40-万向组件；41-第一壳体；42-万向轴；43-第二容渣槽；50-传动组件；51-第二壳体；52-传动轴；53-第一容渣槽；54-封堵环；55-引导槽；56-卡环；57-插孔；58-凹槽；59-分叉槽；60-钻头；61-导料槽；70-封盖；71-连接凸起；72-卡块；73-转轴；80-插接件；81-连接体；82-分叉杆；90-挡板；91-滑槽；92-开槽。
具体实施方式
18.为了使本发明所要解决的技术问题、技术方案及有益效果更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。
19.请一并参阅图1至图8，现对本发明提供的具有排料功能的螺杆钻具进行说明。所述具有排料功能的螺杆钻具，包括依次连接的旁通阀组件10、防掉组件20、马达组件30、万向组件40、传动组件50以及钻头60，防掉组件20包括防掉短接21以及位于防掉短接21中的拉杆22；马达组件30包括与防掉短接21连接的定子31，以及与拉杆22连接的转子32；万向组件40包括第一壳体41以及设于第一壳体41内的万向轴42，万向轴42与转子32背向拉杆22的一端连接；传动组件50包括与定子31连接的第二壳体51，以及设于第二壳体51内的传动轴52，传动轴52连接于转子32和钻头60之间；第二壳体51内设有第一容渣槽53，第二壳体51上开设有与第一容渣槽53连通的进渣孔，第一壳体41上设有与第一容渣槽53连通的第二容渣槽43；第二壳体51外周设有与第一容渣槽53连通的第一出渣口，第一壳体41外周设有与第二容渣槽43连通的第二出渣口，第一出渣口与第二出渣口上分别嵌入有封盖70。
20.本实施例提供的具有排料功能的螺杆钻具，与现有技术相比，具有排料功能的螺杆钻具的动力液可以是泥浆或清水，通过泥浆泵将动力液泵入螺杆钻具中，动力液通过管柱的中心孔进入螺杆马达中，螺杆马达将动力液的液体压力能转换成机械能，通过传动轴52将马达的机械能传递至钻头60，钻头60在井下钻探的过程中，渣料从钻头60的外周进入第二壳体51内，并通过第二壳上的进渣孔，进入第一容渣槽53，当第一容渣槽53内满后进入第二容渣槽43，工作一段时间后可打开第一出渣口和第二出渣口上的封盖70，清理第一容渣槽53和第二容渣槽43内的渣料。本发明具有排料功能的螺杆钻具通过设置第一容渣槽53
和第二容渣槽43可使得渣料进入内部防止渣料在传动轴52的外周堆积进入马达组件30，避免了渣料影响马达组件30的正常运行。
21.在一些实施例中，上述第一容渣槽53和第二容渣槽43的一种具体实施方式可以采用如图8所示结构。参见图8，第一容渣槽53沿第二壳体51的轴向呈螺旋形分布于第二壳体51内；第二容渣槽43沿第一壳体41的轴向呈螺旋形分布于第一壳体41内。第一容渣槽53和第二容渣槽43均呈螺旋状分布，相比于第一容渣槽53和第二容渣槽43平行于第二壳体51的轴向，可设置的长度更长，进而容纳的渣料的量较多，可延长单次使用的时长，避免频繁的清理，降低劳动强度。
22.作为一种变形实施方式，第一容渣槽53沿第二壳体51的轴向延伸，第二容渣槽43沿第一壳体41的轴向延伸，如图1所示。
23.在一些实施例中，上述钻头60的一种改进实施方式可以采用如图1至图2所示结构。参见图1至图2，钻头60的外周设于导料槽61，导料槽61的投影平行于钻头60的轴向。钻头60在持续钻进的过程中，渣料随着钻头60外周的导料槽61进入第二壳体51内，并且随着在第二壳体51内的堆积，通过第二壳体51上的进渣孔进入第一容渣槽53内。通过在钻头60的外周设置导料槽61，可满足对渣料的导向，方便渣料直接进入第一容渣槽53内，避免在第二壳体51内持续堆积。
24.在一些实施例中，上述传动组件50的一种改进实施方式可以采用如图1至图2所示结构。参见图1至图2，传动轴52的外周面凹陷形成卡槽，卡槽的外周套设有封堵环54，封堵环54朝向钻头60的一端面设有引导槽55，引导槽55用于将渣料导流至进渣孔处。在钻进的过程中，渣料通过钻头60外周的导料槽61到达封堵环54朝向钻头60的一轴端，封堵环54可以阻挡渣料继续向万向组件40部分流动，并且渣料通过引导槽55直接进入第一容渣槽53，保护马达组件30和万向组件40，延长使用寿命。
25.在一些实施例中，上述第一容渣槽53和第二容渣槽43的一种改进实施方式可以采用如图4所示结构。参见图4，第一容渣槽53绕第二壳体51的轴向均匀设有多个，第二容渣槽43与第一容渣槽53一一对应设置，进渣孔与第一容渣槽53一一对应设置。通过设置多个第一容渣槽53和第二容渣槽43，物料可分别进入不同的第一容渣槽53内，容纳的渣料的量较多，可延长单次使用的时长，避免频繁的清理，降低劳动强度。
26.在一些实施例中，上述传动组件50的一种改进实施方式可以采用如图6所示结构。参见图6，传动组件50沿定子31的轴向依次连接有多个，相邻传动组件50上的第一容渣槽53相互连通，钻头60设于距离万向组件40最远的传动组件50上。传动组件50设有多个，可通过改变传送组件的安装数量，调整整体螺杆钻具的长度，适应不同工况下的钻进深度需求。
27.在一些实施例中，上述传动组件50的一种具体连接方式可以采用如图7所示结构。参见图7，第二壳体51的一轴端凸出设有卡环56，另一轴端凹陷形成台阶状配合槽，卡环56用于与相邻第二壳体51上的配合槽插接；第二壳体51上设有与配合槽连通的插孔57，插孔57的轴向平行于第二壳体51的径向，卡环56的外周面凹陷形成与插孔57对应的凹槽58，卡环56内还设有与凹槽58连通的分叉槽59，分叉槽59平行于第二壳体51的轴向；卡环56和配合槽之间通过插接件80连接，插接件80包括连接体81，以及设于连接体81底部的两个分叉杆82，两个分叉杆82用于贯穿插孔57并深入凹槽58内，两个分叉杆82的端部分别插接于分叉槽59的两侧。
28.相邻两个第二壳体51之间通过插接件80连接，先将第二壳体51的卡环56插入相邻第二壳体51的配合槽内，此时卡环56的内周面与相邻第二壳体51的内周面平齐，两个第二壳体51的外周面也相互平齐，整体性较好；卡环56和配合槽卡接后，插孔57和凹槽58对应，插入插接件80，插接件80贯穿插孔57进入凹槽58，并到达凹槽58的底部时，由于抵接作用，使得两个分叉杆82弯折分开进入分叉槽59内，实现两个第二壳体51的连接，该连接结构不仅方便安装，且连接强度较好，可以适应传动过程中的稳定性需求。
29.在一些实施例中，上述第一壳体41和第二壳体51的一种改进实施方式可以采用如图4至图5所示结构。参见图4至图5，第一出渣口和第二出渣口处分别设有挡板90，挡板90凸出于第一壳体41或第二壳体51的外周面，并与第一出渣口或第二出渣口的外轮廓围合形成弧形结构，挡板90远离钻头60的一侧与第一壳体41或第二壳体51的外周面间隔分布，挡板90的其余侧与第一壳体41或第二壳体51的外周面相切。通过设置挡板90，可在钻进的过程中，对螺杆钻具外周的渣料进行阻挡，防止渣料从封盖70的外部挤压封盖70，进而影响后期清洗封盖70的打开，还防止渣料从封盖70的外部进入第一容渣槽53或第二容渣槽43。
30.在一些实施例中，上述挡板90的一种改进实施方式可以采用如图1至图3所示结构。参见图1至图3，挡板90的内侧设有滑槽91，以及与滑槽91连通的开槽92，开槽92的槽宽小于滑槽91的槽宽，封盖70上设有与开槽92滑动配合的连接凸起71，以及设于连接凸起71端部且与滑槽91滑动配合的卡块72，卡块72的宽度大于开槽92的宽度。可设置封盖70与第一出渣口或第二出渣口的封紧程度，当第一容渣槽53和第二容渣槽43内的渣料逐渐增多，随着渣料的继续进入，可挤压封盖70沿挡板90的滑槽91滑动，进而封盖70打开，在钻进的过程中实现自动排料，避免了定期停工排料的步骤，不仅提高了钻进效率，还节省了处理步骤，降低劳动强度。
31.在一些实施例中，上述封盖70的一种改进实施方式可以采用如图3至图5所示结构。参见图3至图5，连接凸起71与封盖70通过转轴73转动连接，转轴73与滑槽91的槽宽方向平行。当封盖70滑动至挡板90的端部时，渣料不断的从第一容渣槽53或第二容渣槽43挤出，为了防止在挤出的过程中将封盖70别坏，设置封盖70与连接凸起71之间可转动，进而封盖70适应渣料的挤压作用转动开度更大，保护封盖70。
32.以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。