空气螺杆传动总成及空气螺杆的制作方法

本发明涉及石油天然气开采工程机械领域，尤其涉及一种空气螺杆传动总成及空气螺杆。

背景技术：

1、空气钻井技术可以应用于定向井、水平井钻采作业，空气螺杆钻具是应用空气钻井技术的重要装备。煤层气开采的开发难度较大，空气定向钻井技术制约着煤层气有效开发利用。空气螺杆钻具的钻井液介质与常规的螺杆钻具不同。使用空气压缩机泵入气体，来作为空气螺杆钻具的动力介质。与常规的螺杆钻具相类似，在钻具前进的过程中，井下的作业工况有着类似的情况，由于整个钻具与井壁发生摩擦产生托压，造成钻井速度大减以至于憋钻、卡钻等情况发生。空气螺杆钻具一般仅能提供旋转扭矩，对于一些硬质地层钻进的效率并不理想，存在钻进高研磨地层和硬岩定向钻进比较困难的难题。

技术实现思路

1、本发明的目的是提供一种空气螺杆传动总成及空气螺杆，以解决空气螺杆钻具在钻进过程中容易发生卡钻，硬质地层钻进的效率比较低的技术问题。

2、本发明的上述目的可采用下列技术方案来实现：

3、本发明提供一种空气螺杆传动总成，包括：传动轴和锤式冲击装置，所述锤式冲击装置包括锤体和钻头连接头，所述锤式冲击装置安装于所述传动轴，所述传动轴设置有中心通道，所述锤式冲击装置与所述中心通道连通，所述锤体能够在所述中心通道中的气流的驱使下相对于所述传动轴纵向往复运动以锤击所述钻头连接头。

4、在优选的实施方式中，所述锤式冲击装置包括对接筒，所述对接筒设置有第一对接通孔和第二对接通孔，所述第一对接通孔和所述第二对接通孔均与所述中心通道连通；所述传动轴设置有第一安装腔，所述对接筒安装于所述第一安装腔中，所述第一安装腔的内壁与所述对接筒之间设置有第二安装腔，所述第一对接通孔和所述第二对接通孔均与所述第二安装腔连通，所述锤体安装于所述第二安装腔中，并且所述锤体在位于下位时能够阻挡所述第二安装腔中的气体向所述中心通道流动。

5、在优选的实施方式中，所述钻头连接头连头设置有密封台阶部，所述锤体在位于下位时，所述密封台阶部能够与所述锤体密封配合。

6、在优选的实施方式中，所述钻头连接头至少部分位于所述第一安装腔中；所述密封台阶部呈环状，所述密封台阶部至少部分套设于所述对接筒外。

7、在优选的实施方式中，所述锤式冲击装置包括限位筒，所述限位筒套设于所述对接筒外且位于所述锤体的上方。

8、在优选的实施方式中，所述限位筒设置有第一流道，所述第一流道的两端分别与所述第一对接通孔和所述第二对接通孔连通。

9、在优选的实施方式中，所述锤式冲击装置包括导流端堵，所述导流端堵套设于所述对接筒外且位于所述限位筒的上方，所述导流端堵包括端面部、筒体部和导流环腔，所述端面部与所述对接筒的外壁密封配合，所述筒体部的与所述限位筒的端面密封配合，所述筒体部的侧壁设置有导流通孔，所述导流通孔用于连通所述导流环腔和所述导流端堵的外部空间，并且，所述第一流道和所述第一对接通孔均与所述导流环腔连通。

10、在优选的实施方式中，所述锤式冲击装置包括活塞套，所述活塞套套设于所述对接筒外，并且所述锤体至少部分位于所述活塞套与所述对接筒之间。

11、在优选的实施方式中，所述活塞套的外壁设置有至少一个第一气流扁槽，所述锤体的外壁设置有至少一个第二气流扁槽。

12、在优选的实施方式中，所述活塞套的侧壁设置有对流通孔。

13、在优选的实施方式中，所述锤式冲击装置包括限位对开筒，所述限位对开筒套设于所述活塞套外。

14、在优选的实施方式中，所述钻头连接头连接有与所述传动轴配合的限位柱。

15、本发明提供一种空气螺杆，包括上述的空气螺杆传动总成。

16、本发明的特点及优点是：

17、钻头安装于钻头连接头的下端，空气螺杆钻具在钻井时，以气体来作为动力介质，气流通过中心通道流向锤式冲击装置，通过气体，使得锤体往复锤击钻头连接头，冲击力经钻头连接头传递给钻头，对地层产生冲击。通过该传动总成，可对空气螺杆钻具的钻头产生轴向的冲击力，用于卡钻制动时保持钻头解卡后持续钻进，提高钻井的工作效率；为钻头提供额外的冲击力，实现旋冲钻井功能，提高钻井机械效率、破岩效率，并保护钻头，能够提高钻头的使用寿命，提高破岩效率，缩短建井周期，提高钻井经济效益，有利于钻进高研磨地层和硬岩定向钻进。

技术特征：

1.一种空气螺杆传动总成，其特征在于，包括：传动轴和锤式冲击装置，所述锤式冲击装置包括锤体和钻头连接头，所述锤式冲击装置安装于所述传动轴，所述传动轴设置有中心通道，所述锤式冲击装置与所述中心通道连通，所述锤体能够在所述中心通道中的气流的驱使下相对于所述传动轴纵向往复运动以锤击所述钻头连接头。

2.根据权利要求1所述的空气螺杆传动总成，其特征在于，所述锤式冲击装置包括对接筒，所述对接筒设置有第一对接通孔和第二对接通孔，所述第一对接通孔和所述第二对接通孔均与所述中心通道连通；

3.根据权利要求2所述的空气螺杆传动总成，其特征在于，所述钻头连接头连头设置有密封台阶部，所述锤体在位于下位时，所述密封台阶部能够与所述锤体密封配合。

4.根据权利要求3所述的空气螺杆传动总成，其特征在于，所述钻头连接头至少部分位于所述第一安装腔中；所述密封台阶部呈环状，所述密封台阶部至少部分套设于所述对接筒外。

5.根据权利要求2所述的空气螺杆传动总成，其特征在于，所述锤式冲击装置包括限位筒，所述限位筒套设于所述对接筒外且位于所述锤体的上方。

6.根据权利要求5所述的空气螺杆传动总成，其特征在于，所述限位筒设置有第一流道，所述第一流道的两端分别与所述第一对接通孔和所述第二对接通孔连通。

7.根据权利要求6所述的空气螺杆传动总成，其特征在于，所述锤式冲击装置包括导流端堵，所述导流端堵套设于所述对接筒外且位于所述限位筒的上方，所述导流端堵包括端面部、筒体部和导流环腔，所述端面部与所述对接筒的外壁密封配合，所述筒体部的与所述限位筒的端面密封配合，所述筒体部的侧壁设置有导流通孔，所述导流通孔用于连通所述导流环腔和所述导流端堵的外部空间，并且，所述第一流道和所述第一对接通孔均与所述导流环腔连通。

8.根据权利要求2所述的空气螺杆传动总成，其特征在于，所述锤式冲击装置包括活塞套，所述活塞套套设于所述对接筒外，并且所述锤体至少部分位于所述活塞套与所述对接筒之间。

9.根据权利要求8所述的空气螺杆传动总成，其特征在于，所述活塞套的外壁设置有至少一个第一气流扁槽，所述锤体的外壁设置有至少一个第二气流扁槽。

10.根据权利要求8所述的空气螺杆传动总成，其特征在于，所述活塞套的侧壁设置有对流通孔。

11.根据权利要求8所述的空气螺杆传动总成，其特征在于，所述锤式冲击装置包括限位对开筒，所述限位对开筒套设于所述活塞套外。

12.根据权利要求1所述的空气螺杆传动总成，其特征在于，所述钻头连接头连接有与所述传动轴配合的限位柱。

13.一种空气螺杆，其特征在于，包括权利要求1-12中任一项所述的空气螺杆传动总成。

技术总结本发明提供了一种空气螺杆传动总成及空气螺杆，该空气螺杆传动总成包括：传动轴和锤式冲击装置，所述锤式冲击装置包括锤体和钻头连接头，所述锤式冲击装置安装于所述传动轴，所述传动轴设置有中心通道，所述锤式冲击装置与所述中心通道连通，所述锤体能够在所述中心通道中的气流的驱使下相对于所述传动轴纵向往复运动以锤击所述钻头连接头，解决了空气螺杆钻具在钻进过程中容易发生卡钻，硬质地层钻进的效率比较低的技术问题。技术研发人员：魏东亚,张国田,于兴胜,罗西超,刘凤,孙晓亮,陈省身,刘欣欣,郭添鸣,许相如,孙恰,乌崧然,范进朝受保护的技术使用者：中国石油天然气集团有限公司技术研发日：技术公布日：2024/6/30