一种井下钻探器用岩屑输送机构和井下钻探器
技术领域
本发明涉及石油开采设备领域，具体的是一种井下钻探器用岩屑输送机构，还是一种井下钻探器。
背景技术
石油钻井时，通常是采用钻井泥浆将岩屑携带出井眼。在没有循环泥浆而且岩屑含水量不确定的工况下，岩屑的有效输送就变得十分困难。井下钻探器需要在没有外部循环泥浆的情况下将钻头破碎后的岩屑输送至钻探器尾部，并进一步将岩屑压缩再成岩，对岩屑的输送和岩屑粒径分布都有较高的要求。
发明内容
为了将钻头破碎后的岩屑输送至钻探器尾部，本发明提供了一种井下钻探器用岩屑输送机构和井下钻探器，该井下钻探器用岩屑输送机构能够根据钻探器的需求将钻头破碎后的岩屑通过钻探器内部输送至钻探器尾部，并根据钻探器在岩屑压缩时对岩屑粒径的需求将岩屑进行二次破碎。
本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：一种井下钻探器用岩屑输送机构，包括从外向内依次套设的破碎筒、破碎轴和螺杆，破碎轴为管状结构，破碎轴的侧壁上设有岩屑出口，螺杆转动时能够将岩屑从岩屑出口排出，破碎筒与破碎轴之间套设有破碎部件，破碎部件位于岩屑出口的下方，破碎部件能够破碎岩屑出口排出的岩屑，破碎筒的筒壁内设有破碎后岩屑排出孔。
该井下钻探器用岩屑输送机构还包括驱动组件和传动组件，该驱动组件、传动组件和破碎轴依次连接，螺杆呈直立状态，该驱动组件位于破碎轴的上方，该驱动组件能够驱动破碎轴自转。
该驱动组件含有电机，该传动组件含有齿轮箱，齿轮箱为筒状结构，齿轮箱套设于破碎轴外，齿轮箱位于电机和破碎筒之间，齿轮箱内套设有内齿圈。
齿轮箱与破碎轴之间套设有第一轴承和第二轴承，齿轮箱的上部设有多个缺口，多个缺口沿齿轮箱的周向均匀分布，破碎轴的上部设有外齿轮，外齿轮与内齿圈啮合。
齿轮箱的上端连接有齿轮箱盖，内齿圈位于齿轮箱盖和第一轴承之间，内齿圈的位置与缺口的位置相对应，齿轮箱的侧壁内设有贯通孔，破碎后岩屑排出孔的中心线沿竖直方向设置，贯通孔的下端与破碎后岩屑排出孔的上端相对应。
破碎筒的内侧含有从上向下依次设置的上容纳段、研磨段、下容纳段和螺杆连接段，上容纳段的内径大于破碎轴的外径，岩屑出口的位置与上容纳段的位置相对应。
破碎部件固定套设于破碎轴外，破碎部件的上部为顶端朝上底端朝下的圆锥台形，破碎部件的下部为圆柱形，破碎部件的下部外侧表面设有研磨斜槽，研磨段的内侧表面设有研磨竖槽，研磨斜槽的位置与研磨竖槽的位置相对应，研磨斜槽与研磨竖槽配合能够破碎岩屑。
破碎部件的上部外侧表面上设有双螺旋片，上容纳段的内径大于研磨段的内径，双螺旋片位于上容纳段内，破碎筒与破碎轴之间套设有密封圈，密封圈位于上容纳段的上端内。
下容纳段的内径大于研磨段的内径，下容纳段与破碎轴之间形成岩屑储存环槽，破碎后岩屑排出孔的中心线沿竖直方向设置，破碎后岩屑排出孔的下端与岩屑储存环槽连通。
螺杆连接段的内径等于破碎轴的内径，破碎轴的下端位于下容纳段内，破碎后岩屑排出孔内设有岩屑吸管，岩屑吸管的下端与岩屑储存环槽连通，岩屑吸管的上端连接有蠕动泵。
一种井下钻探器用岩屑输送机构，包括上部电机和上述的井下钻探器用岩屑输送机构，该上部电机能够驱动螺杆转动。
本发明的有益效果是：该井下钻探器用岩屑输送机构在无钻井泥浆循环情况下的向上输送岩屑，并能够根据蠕动泵和岩屑压缩的需求进行岩屑的二次破碎。
附图说明
构成本申请的一部分的说明书附图用来提供对本发明的进一步理解，本发明的示意性实施例及其说明用于解释本发明，并不构成对本发明的不当限定。
图1是本发明所述井下钻探器用岩屑输送机构的装配图。
图2是破碎轴的示意图。
图3是齿轮箱的示意图。
图4是图3中沿A-A方向的剖视图。
图5是破碎部件的主视图。
图6是图5中B部位的放大示意图。
图7是破碎部件的俯视图。
图8是破碎筒的示意图。
图9是图8中C部位的放大示意图。
1、壳体；2、电机；3、齿轮箱盖；4、内齿圈；5、锁紧螺母；6、轴承压环；7、第一轴承；8、齿轮箱；9、第二轴承；10、密封圈；11、破碎轴；12、破碎部件；13、破碎筒；14、螺杆；15、岩屑吸管；
81、贯通孔；82、缺口；83、破碎轴通过孔；84、第一环槽；85、第二环槽；86、螺纹孔；
111、挡圈槽；112、破碎部件定位台肩；113、岩屑出口；114、轴承定位台肩；115、外螺纹；116、外齿轮；117、键槽；
121、破碎轴通过孔；122、键槽；123、研磨斜槽；124、双螺旋片；
131、螺杆通过孔；132、岩屑储存环槽；133、破碎后岩屑排出孔；134、研磨竖槽；135、密封圈安装环槽；136、上容纳段；137、研磨段；138、下容纳段；139、螺杆连接段。
具体实施方式
需要说明的是，在不冲突的情况下，本申请中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。下面将参考附图并结合实施例来详细说明本发明。
一种井下钻探器用岩屑输送机构，包括从外向内依次套设的破碎筒13、破碎轴11和螺杆14，破碎轴11为管状结构，破碎轴11的侧壁上设有岩屑出口113，螺杆14以螺杆14的中心线为轴转动时能够将岩屑从岩屑出口113排出，破碎筒13与破碎轴11之间套设有破碎部件12，破碎部件12位于岩屑出口113的下方，破碎部件12能够破碎岩屑出口113排出的岩屑，破碎筒13的筒壁内设有破碎后岩屑排出孔133，如图1所示。
在本实施例中，破碎筒13、破碎轴11和螺杆14均为直立状态，破碎筒13的轴线、破碎轴11的轴线和螺杆14的轴线重合。该井下钻探器用岩屑输送机构还包括驱动组件和传动组件，该驱动组件、传动组件和破碎轴11依次连接，该驱动组件位于破碎轴11的上方，该驱动组件能够通过该传动组件驱动破碎轴11自转(即以破碎轴11的中心线为轴转动)。
在本实施例中，该驱动组件含有电机2，该传动组件含有齿轮箱8，齿轮箱8为筒状结构，齿轮箱8套设于破碎轴11外，齿轮箱8位于电机2和破碎筒13之间，齿轮箱8内套设有内齿圈4，内齿圈4的轴线与破碎轴11的轴线重合，电机2能够驱动内齿圈4以破碎轴11的轴线为轴转动。
在本实施例中，齿轮箱8与破碎轴11之间套设有第一轴承7和第二轴承9，第一轴承7与第二轴承9上下间隔设置，齿轮箱8的上部设有多个缺口82，多个缺口82沿齿轮箱8的周向均匀分布，相邻的两个缺口82之间形成耳朵，破碎轴11的上部固定有外齿轮116，外齿轮116与内齿圈4啮合，如图2至图4所示。
在本实施例中，齿轮箱8的上端固定连接有齿轮箱盖3，内齿圈4位于齿轮箱盖3和第一轴承7之间，内齿圈4的位置与缺口82的位置相对应，内齿圈4位于缺口82的内侧，齿轮箱8的侧壁内设有贯通孔81，贯通孔81的中心线和破碎后岩屑排出孔133的中心线均沿竖直方向设置，贯通孔81的下端与破碎后岩屑排出孔133的上端相对应，如图1所示。
另外，齿轮箱8内设有用以安装第一轴承7和第二轴承9的第一环槽84和第二环槽85，齿轮箱8内还设有破碎轴通过孔83，上述耳朵上设有螺纹孔86，螺纹孔86用以固定齿轮箱盖3，第一轴承7的上方设有轴承压环6。破碎轴11的外表面设有挡圈槽111、破碎部件定位台肩112、轴承定位台肩114、与锁紧螺母5配合的外螺纹115、与内齿圈4相配合的外齿轮116和键槽117。4个岩屑出口113沿破碎轴11的周向均布。
在本实施例中，破碎筒13的内侧含有从上向下依次设置的上容纳段136、研磨段137、下容纳段138和螺杆连接段139，上容纳段136的内径大于破碎轴11的外径，岩屑出口113的位置与上容纳段136的位置相对应，从岩屑出口113排出的岩屑能够进入上容纳段136的内表面与破碎轴11之间形成的环形空腔并下落。
在本实施例中，破碎部件12呈环状结构，破碎部件12固定套设于破碎轴11外，破碎部件12与破碎轴11通过键连接，破碎部件12的上部为顶端朝上底端朝下的圆锥台形，破碎部件12的下部为圆柱形，破碎部件12的下部外侧表面设有研磨斜槽123，研磨段137的内侧表面设有研磨竖槽134，研磨斜槽123的位置与研磨竖槽134的位置相对应，下落的岩屑进入研磨斜槽123与研磨竖槽134之间时，研磨斜槽123与研磨竖槽134配合能够破碎岩屑，如图5至图9所示。
在本实施例中，破碎部件12的上部外侧表面上设有双螺旋片124，上容纳段136的内径大于研磨段137的内径，双螺旋片124位于上容纳段136内，破碎筒13与破碎轴11之间套设有密封圈10，密封圈10位于上容纳段136的上端内，密封圈10能够将破碎筒13的上端与破碎轴11之间密封。
在本实施例中，下容纳段138的内径大于研磨段137的内径，下容纳段138与破碎轴11之间形成岩屑储存环槽132，破碎后岩屑排出孔133的下端与岩屑储存环槽132连通。破碎部件12的研磨斜槽123与破碎筒13的研磨竖槽134研磨破碎后的岩屑粉末进入岩屑储存环槽132，然后再从破碎后岩屑排出孔133排出。
在本实施例中，螺杆连接段139的内径等于破碎轴11的内径，破碎轴11的下端位于下容纳段138内，破碎后岩屑排出孔133内套设有岩屑吸管15，岩屑吸管15的下端与岩屑储存环槽132连通，岩屑吸管15依次穿过齿轮箱8内的贯通孔81和破碎筒13的破碎后岩屑排出孔133。岩屑吸管15的上端连接有蠕动泵，螺杆14的上端连接有旋转驱动装置(如上部电机)，该井下钻探器用岩屑输送机构外套设有壳体1。
另外，在破碎部件12的中心设有破碎轴通过孔121、2个对称布置的键槽122，双螺旋片124用以在破碎岩屑时推送岩屑。破碎筒13设有螺杆通过孔131、岩屑储存环槽132、破碎后岩屑排出孔133、岩屑研磨竖槽134和密封圈安装环槽135。
下面介绍一种井下钻探器用岩屑输送机构，包括上部电机、上部蠕动泵和上述的井下钻探器用岩屑输送机构，该上部电机能够驱动螺杆14转动，上部蠕动泵与岩屑吸管15的上端连接。
下面介绍该井下钻探器用岩屑输送机构的工作过程。
螺杆14在上部电机的驱动下旋转，带动岩屑上行，岩屑上行到岩屑出口113处时，通过岩屑出口113流到破碎部件12和破碎筒13之间的环形空间里，与此同时，电机2驱动内齿圈4旋转，内齿圈4通过外齿轮116驱动破碎轴11旋转，破碎轴11通过键驱动破碎部件12同步转动，破碎部件12锥体部分的双螺旋片124推送岩屑进入破碎部件12和破碎筒13之间的间隙，在研磨斜槽123和研磨竖槽134的研磨作用下降岩屑进行二次破碎，破碎后的岩屑进入岩屑储存环槽132中，再由上部蠕动泵经岩屑吸管15输送至钻探器尾部。
以上所述，仅为本发明的具体实施例，不能以其限定发明实施的范围，所以其等同组件的置换，或依本发明专利保护范围所作的等同变化与修饰，都应仍属于本专利涵盖的范畴。另外，本发明中的技术特征与技术特征之间、技术特征与技术方案、技术方案与技术方案之间均可以自由组合使用。
