本發(fā)明涉及的高效螺桿鉆具，特別是涉及應用于鉆井工程的高效螺桿鉆具。

背景技術(shù)：

1、隨著石油、天然氣及地熱等資源開發(fā)的日益深入，井下作業(yè)環(huán)境愈發(fā)復雜，對鉆井設備的效率與耐久性提出了更高要求，螺桿鉆具作為常用的井下動力工具，其工作時需要保證鉆井液在流動過程中不斷沖刷和潤滑螺桿馬達，然而鉆井液中含有的砂石、巖屑等較大顆粒物質(zhì)常常會對馬達內(nèi)部結(jié)構(gòu)造成磨損或堵塞，導致停工檢修頻繁、作業(yè)效率下降，因此，為了減少雜質(zhì)對螺桿鉆具的損害，提升其使用壽命與工作效率，各類過濾裝置應運而生。

2、中國發(fā)明專利cn116474443b說明書公開了一種螺桿鉆具用的過濾裝置，屬于過濾裝置技術(shù)領(lǐng)域，其包括中空管，內(nèi)部設置有固定連接的過濾網(wǎng)，并在中空管內(nèi)壁設置連通槽和收集槽，利用過濾網(wǎng)自上而下的傾斜設計與移動組件配合，實現(xiàn)了對鉆井液中雜質(zhì)的過濾和收集，有助于提高鉆井效率。

3、中國發(fā)明專利cn110947222b說明書公開了一種螺桿鉆具用的過濾裝置及其使用方法和安裝方法，該技術(shù)主要在中空管外壁開設環(huán)形凹槽，并在內(nèi)部設置濾芯、導流支架、螺帽與支撐套，通過導流支架對泥漿先行阻擋和分流，減輕泥漿對濾芯及螺帽的沖蝕，延長了關(guān)鍵部件的使用壽命。

4、以上兩項現(xiàn)有技術(shù)通過改進中空管內(nèi)部結(jié)構(gòu)、增設導流支架以及移動組件等方式，在一定程度上提升了鉆井液的過濾與保護能力，但仍存在如下局限性：濾網(wǎng)在長期使用中容易發(fā)生局部堵塞，缺少高效的自動反沖洗或離心排渣機制，導致需要頻繁拆卸清理，當井下環(huán)境中含砂量較高或黏度較大時，濾網(wǎng)表面雜質(zhì)很快累積，影響螺桿馬達工作效率，依賴于簡單傾斜或外部沖刷結(jié)構(gòu)難以持續(xù)保持濾網(wǎng)暢通，部分設計對濾網(wǎng)周圍雜質(zhì)的排放路徑考慮不足，易造成雜質(zhì)二次堆積或循環(huán)堵塞，需增加輔助工具或復雜的移動組件才能清理。

技術(shù)實現(xiàn)思路

1、為解決上述問題，本發(fā)明提供了高效螺桿鉆具，包括鉆桿，鉆桿下側(cè)設有螺桿馬達，鉆桿和螺桿馬達之間固定連接有過濾段，過濾段內(nèi)滑動連接有滑動套，滑動套內(nèi)固定連接有固定環(huán)，固定環(huán)頂端卡接有濾網(wǎng)固定環(huán)底端固定連接有支架，支架內(nèi)固定連接有轉(zhuǎn)軸，轉(zhuǎn)軸頂端貫穿濾網(wǎng)，且貫穿部分螺紋連接有頂板，轉(zhuǎn)軸底端固定連接有傳動套，傳動套內(nèi)通過花鍵沿其軸向滑動連接有傳動軸，傳動套外端靠近其底端的位置固定連接有底板，過濾段內(nèi)壁固定連接有頂環(huán)、底環(huán)和擋環(huán)，傳動軸底端與螺桿馬達轉(zhuǎn)子頂端固定連接。

2、本發(fā)明通過在過濾段內(nèi)設置可同時實現(xiàn)旋轉(zhuǎn)與軸向滑動的滑動套和錐形濾網(wǎng)，并結(jié)合排渣孔與反沖洗孔等結(jié)構(gòu)，能夠在實際鉆井作業(yè)中不斷對鉆井液進行高效過濾、及時排出攔截的較大顆粒雜質(zhì)，并在必要時觸發(fā)自動反沖洗功能。

3、滑動套上位于其頂端和固定環(huán)之間的位置開設有多個排渣孔一，多個排渣孔一圍繞滑動套軸線呈圓周陣列分布，濾網(wǎng)為錐形結(jié)構(gòu)，且直徑較小的一端靠近頂板設置。

4、頂板和底板外徑大于頂環(huán)和底環(huán)內(nèi)徑，頂板和底板下移到下限位時，頂板和底板底端分別與頂環(huán)和底環(huán)頂端相抵。

5、過濾段上開設有多個與排渣孔一一一對應的排渣孔二，頂板和底板上移到上限位時滑動套頂端與頂環(huán)底端相抵，滑動套下移到下限位時排渣孔一與排渣孔二相連通。

6、過濾段上開設有多個反沖洗孔，每個反沖洗孔均位于兩個排渣孔二之間，排渣孔二頂端和底端均與過濾段內(nèi)壁相連通。

7、滑動套上位于固定環(huán)底端且與反沖洗孔對應位置開設有與反沖洗孔一一對應的通槽，當滑動套移動到上限位時通槽底端位于反沖洗孔底端的上側(cè)，此時滑動套將反沖洗孔底端封堵。

8、當滑動套移動到下限位時，反沖洗孔底端與通槽相連通，底板底端和擋環(huán)頂端之間固定連接有復位彈簧。

9、復位彈簧為錐形彈簧，且直徑較小的一端靠近底板設置。

10、反沖洗孔頂端和底端均貫穿過濾段，且靠近過濾段外端的位置通過堵頭封堵，用于對反沖洗孔進行疏通清潔同時便于加工。

11、綜上所述，本申請具有以下有益效果：

12、1.濾網(wǎng)在旋轉(zhuǎn)離心力與錐形結(jié)構(gòu)的雙重作用下，將雜質(zhì)推向滑動套內(nèi)壁，避免雜質(zhì)在濾網(wǎng)正面集中積累，從而大幅降低濾網(wǎng)堵塞風險，雜質(zhì)不易堵塞濾網(wǎng)，螺桿馬達受到的磨損減少，顯著延長整體鉆具使用壽命。

13、2.滑動套上下移動時，排渣孔一與排渣孔二能夠在特定位置連通，形成排渣通道，及時將沉積在濾網(wǎng)與滑動套之間的雜質(zhì)排出，借助系統(tǒng)內(nèi)動力直接完成排渣，縮短了人工清理或拆卸的停工時間，提高了施工進度。

14、3.當濾網(wǎng)阻力增大到超過復位彈簧彈力時，滑動套帶動濾網(wǎng)及相關(guān)部件下移，從而使通槽與反沖洗孔底端相連通，引導鉆井液逆向沖刷濾網(wǎng)，自動清除濾網(wǎng)表面以及周圍沉積的雜質(zhì)，該過程有效恢復濾網(wǎng)的過濾能力，避免頻繁拆卸清洗。

15、4.復位彈簧在過濾與排渣完成后會將滑動套及濾網(wǎng)推回到初始位置，令排渣孔和反沖洗孔重新封閉，鉆井液恢復正常過濾流程，該自動復位的方式不僅保證了工作連續(xù)性，也避免了人為干預的復雜操作。

16、5.反沖洗孔的兩端貫穿過濾段，并在外端通過堵頭封堵，若出現(xiàn)堵塞，拆下堵頭即可便捷地疏通與清潔，此設計使維護效率大幅提升，減少了停工檢修時間與維護成本。

17、6.在高黏度或含砂量較多的井下作業(yè)環(huán)境中，本發(fā)明的過濾、排渣及反沖洗過程能夠持續(xù)有效運行，避免因泥沙堵塞而導致頻繁更換或停工的難題，為長時間連續(xù)鉆井作業(yè)提供了穩(wěn)定支持。

技術(shù)特征：

1.高效螺桿鉆具，其特征在于：包括鉆桿(1)，所述鉆桿(1)下側(cè)設有螺桿馬達(2)，所述鉆桿(1)和螺桿馬達(2)之間固定連接有過濾段(3)，所述過濾段(3)內(nèi)滑動連接有滑動套(4)，所述滑動套(4)內(nèi)固定連接有固定環(huán)(5)，所述固定環(huán)(5)頂端卡接有濾網(wǎng)(6)所述固定環(huán)(5)底端固定連接有支架(7)，所述支架(7)內(nèi)固定連接有轉(zhuǎn)軸(8)，所述轉(zhuǎn)軸(8)頂端貫穿濾網(wǎng)(6)，且貫穿部分螺紋連接有頂板(9)，所述轉(zhuǎn)軸(8)底端固定連接有傳動套(10)，所述傳動套(10)內(nèi)通過花鍵沿其軸向滑動連接有傳動軸(11)，所述傳動套(10)外端靠近其底端的位置固定連接有底板(12)，所述過濾段(3)內(nèi)壁固定連接有頂環(huán)(13)、底環(huán)(14)和擋環(huán)(15)，所述傳動軸(11)底端與螺桿馬達(2)轉(zhuǎn)子頂端固定連接。

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的高效螺桿鉆具，其特征在于：所述滑動套(4)上位于其頂端和固定環(huán)(5)之間的位置開設有多個排渣孔一(16)，多個所述排渣孔一(16)圍繞滑動套(4)軸線呈圓周陣列分布，所述濾網(wǎng)(6)為錐形結(jié)構(gòu)，且直徑較小的一端靠近頂板(9)設置。

3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的高效螺桿鉆具，其特征在于：所述頂板(9)和底板(12)外徑大于頂環(huán)(13)和底環(huán)(14)內(nèi)徑，所述頂板(9)和底板(12)下移到下限位時，頂板(9)和底板(12)底端分別與頂環(huán)(13)和底環(huán)(14)頂端相抵。

4.根據(jù)權(quán)利要求2所述的高效螺桿鉆具，其特征在于：所述過濾段(3)上開設有多個與排渣孔一(16)一一對應的排渣孔二(17)，所述頂板(9)和底板(12)上移到上限位時滑動套(4)頂端與頂環(huán)(13)底端相抵，所述滑動套(4)下移到下限位時排渣孔一(16)與排渣孔二(17)相連通。

5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的高效螺桿鉆具，其特征在于：所述過濾段(3)上開設有多個反沖洗孔(18)，每個所述反沖洗孔(18)均位于兩個排渣孔二(17)之間，所述排渣孔二(17)頂端和底端均與過濾段(3)內(nèi)壁相連通。

6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的高效螺桿鉆具，其特征在于：所述滑動套(4)上位于固定環(huán)(5)底端且與反沖洗孔(18)對應位置開設有與反沖洗孔(18)一一對應的通槽(19)，當所述滑動套(4)移動到上限位時通槽(19)底端位于反沖洗孔(18)底端的上側(cè)，此時滑動套(4)將反沖洗孔(18)底端封堵。

7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的高效螺桿鉆具，其特征在于：當所述滑動套(4)移動到下限位時，反沖洗孔(18)底端與通槽(19)相連通，所述底板(12)底端和擋環(huán)(15)頂端之間固定連接有復位彈簧(20)。

8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的高效螺桿鉆具，其特征在于：所述復位彈簧(20)為錐形彈簧，且直徑較小的一端靠近底板(12)設置。

9.根據(jù)權(quán)利要求5所述的高效螺桿鉆具，其特征在于：所述反沖洗孔(18)頂端和底端均貫穿過濾段(3)，且靠近過濾段(3)外端的位置通過堵頭封堵，用于對反沖洗孔(18)進行疏通清潔同時便于加工。

技術(shù)總結(jié)
本發(fā)明涉及高效螺桿鉆具，通過可旋轉(zhuǎn)并可軸向滑動的滑動套與錐形濾網(wǎng)，結(jié)合排渣孔與反沖洗孔等結(jié)構(gòu)，實現(xiàn)對鉆井液中雜質(zhì)的高效過濾與自動排渣，當濾網(wǎng)阻力超過復位彈簧彈力時，裝置自動下移，形成反沖洗通道，利用鉆井液逆向沖刷濾網(wǎng)并將雜質(zhì)經(jīng)排渣孔排出；完成排渣后在復位彈簧作用下迅速回到上限位，該結(jié)構(gòu)有效避免濾網(wǎng)堵塞，延長螺桿馬達使用壽命，并可在反沖洗孔堵塞時通過拆卸堵頭進行疏通，與傳統(tǒng)設備相比，本發(fā)明結(jié)構(gòu)緊湊、過濾效率高，旋轉(zhuǎn)離心與反沖洗相互配合，大幅提高鉆井施工連續(xù)性，降低維護成本，適用于含砂量高或黏度較大的井下環(huán)境，該結(jié)構(gòu)維護便捷，通過更換或清理堵頭即可快速疏通反沖洗孔，縮短故障排除時間。

技術(shù)研發(fā)人員：劉金石,汪劍,羅中學,唐旭
受保護的技術(shù)使用者：成都佳琛石油機械有限公司
技術(shù)研發(fā)日：
技術(shù)公布日：2025/5/8