一种分段旋转式克服反扭矩工具制造技术

本发明专利技术公开了一种分段旋转式克服反扭矩工具，其属于钻井技术领域，包括：扭矩离合机构，包括推拉杆、上接头、齿轮轴和传动轴，推拉杆能够沿自身轴线方向往复移动以与齿轮轴连接或者断开，上接头套设于推拉杆的外侧，齿轮轴与传动轴固定连接；反扭矩吸收机构，与传动轴连接，包括扭矩外筒、中心筒和下接头，扭矩外筒的上端套设于传动轴的外侧，中心筒的上端套设于传动轴的内孔，中心筒的外壁与扭矩外筒内壁之间形成容置空间，中心筒外套设有碟簧组且碟簧组位于容置空间内，下接头与扭矩外筒的下端螺纹配合且下接头能够相对扭矩外筒进行轴向活动和径向活动。本发明专利技术能够有效平衡井下动力钻具的反扭矩。力钻具的反扭矩。力钻具的反扭矩。

【技术实现步骤摘要】
一种分段旋转式克服反扭矩工具


[0001]本专利技术涉及钻井
，尤其涉及一种分段旋转式克服反扭矩工具。

技术介绍

[0002]当用常规导向钻具钻长水平段水平井、大位移井和五段制定向井时，由于钻柱磨阻大，钻压不能有效传递至钻头，容易出现“托压”现象，当钻压突然释放会导致井下动力钻具反扭矩突然增大、造成工具面失稳，同时出现井下复杂的风险也大幅度增加，导致机械钻速慢、钻井效率低，限制了水平段的延伸能力。
[0003]在现有技术中，为了降低钻柱磨阻、稳定工具面、提高常规导向钻井的轨迹控制能力，一般在近钻头端钻柱中安放一种扭矩离合工具，通过钻杆扭矩“离
‑
合”方式，实现上部钻柱旋转送钻、井下动力钻具同时进行滑动定向钻进的功能。
[0004]但是在现有技术中，当扭矩离合工具处于离开位置、上下钻柱运动状态分离后，在定向钻进过程中如何有效平衡井下动力钻具的反扭矩成为制约该技术的瓶颈。

技术实现思路

[0005]本专利技术的目的在于提供一种分段旋转式克服反扭矩工具，能够有效平衡井下动力钻具的反扭矩。
[0006]如上构思，本专利技术所采用的技术方案是：
[0007]一种分段旋转式克服反扭矩工具，包括：
[0008]扭矩离合机构，包括推拉杆、上接头、齿轮轴和传动轴，所述推拉杆能够沿自身轴线方向往复移动以与所述齿轮轴连接或者断开，所述上接头套设于所述推拉杆的外侧，所述齿轮轴与所述传动轴固定连接；
[0009]反扭矩吸收机构，与所述传动轴连接，所述反扭矩吸收机构包括扭矩外筒、中心筒和下接头，所述扭矩外筒的上端套设于所述传动轴的外侧，所述中心筒的上端套设于所述传动轴的内孔，所述中心筒的外壁与所述扭矩外筒内壁之间形成容置空间，所述中心筒外套设有碟簧组且所述碟簧组位于所述容置空间内，所述扭矩外筒的下端设置有六头内螺纹，所述下接头上设置有六头斜向外螺纹，所述下接头与所述扭矩外筒的下端螺纹配合且所述下接头能够相对所述扭矩外筒进行轴向活动和径向活动。
[0010]可选地，所述扭矩外筒的六头内螺纹的牙宽大于所述下接头的六头斜向外螺纹的牙宽。
[0011]可选地，所述分段旋转式克服反扭矩工具还包括摩擦片扭矩保持机构，所述摩擦片扭矩保持机构包括：
[0012]上摩擦盘，套设于所述传动轴的外侧；
[0013]下摩擦盘，套设于所述传动轴的外侧且位于所述上摩擦盘的下方；
[0014]预紧弹簧，套设于所述传动轴的外侧，所述预紧弹簧被配置为将所述上摩擦盘压紧于所述下摩擦盘，所述上摩擦盘能够相对所述下摩擦盘转动以传递正扭矩。
[0015]可选地，所述摩擦片扭矩保持机构还包括花键套，所述花键套套设于所述传动轴的外侧，所述预紧弹簧的下端与所述花键套的上端抵接，所述上摩擦盘与所述花键套的下端抵接。
[0016]可选地，所述分段旋转式克服反扭矩工具还包括摩擦环增扭机构，所述摩擦环增扭机构包括：
[0017]弹性件；
[0018]活塞，所述传动轴上设置有活塞槽，所述活塞槽与所述传动轴的内孔连通，所述活塞位于所述活塞槽内，所述活塞上设置有弹性件容纳槽，所述弹性件位于所述弹性件容纳槽内且所述弹性件能够沿所述传动轴的径向伸缩；
[0019]摩擦环，所述摩擦环套设于所述传动轴的外侧，所述弹性件的一端与所述弹性件容纳槽的槽底抵接，另一端与所述摩擦环的内壁抵接。
[0020]可选地，所述传动轴上设置有传压孔，所述传压孔的一端与所述活塞槽连通，所述传压孔的另一端与所述传动轴的内孔连通。
[0021]可选地，所述弹性件为弹簧。
[0022]可选地，所述活塞与所述摩擦环的内壁之间设置有限位板。
[0023]可选地，所述推拉杆与所述齿轮轴能够通过齿轮副啮合传动。
[0024]可选地，所述扭矩离合机构还包括外花键，所述外花键套设于所述推拉杆的外侧，且所述外花键部分套设于所述上接头的外侧，所述外花键的其余部分与所述推拉杆之间设置有滚珠。
[0025]本专利技术提出的分段旋转式克服反扭矩工具中，反扭矩吸收机构能够吸收螺杆钻具的反扭矩，稳定工具面，提高定向钻效率。该分段旋转式克服反扭矩工具在使用时，将分段旋转式克服反扭矩工具安装在距钻头一定距离处的钻柱中，将上接头与上部管柱连接，将下接头与下部管柱连接。随着水平钻井的水平段长度逐渐加长，当出现托压至设定数值吨时，钻压突然释放后螺杆钻具的反扭矩突然急剧增加，工具面极有可能失稳，此时重新摆工具面，工具面摆好后通过电控或者液压方式上提推拉杆，扭矩离合机构开始工作，推拉杆沿自身轴线方向上升并与齿轮轴分开，此时上部管柱和下部管柱的扭矩分离，螺杆钻具可继续旋转送钻，进行定向钻进。
[0026]在定向钻进过程中，反扭矩吸收机构能够将螺杆钻具传上来的部分反扭矩转换成直线动量并将能量吸收存储在碟簧组内。由于反扭矩吸收机构的下接头能够相对扭矩外筒进行轴向活动和径向活动，从而能够持续吸收波动扭矩，以达到稳定工具面的目的。
附图说明
[0027]图1是本专利技术实施例提供的分段旋转式克服反扭矩工具的剖视图；
[0028]图2是本专利技术实施例提供的摩擦片扭矩保持机构的结构示意图；
[0029]图3是本专利技术实施例提供的摩擦环增扭机构的结构示意图；
[0030]图4是本专利技术实施例提供的反扭矩吸收机构的结构示意图；
[0031]图5是本专利技术实施例提供的推拉杆与外花键通过滚珠配合的截面示意图；
[0032]图6是本专利技术实施例提供的推拉杆与齿轮轴的齿轮啮合时的截面示意图；
[0033]图7是本专利技术实施例提供的下接头上设置六头斜向外螺纹的剖面示意图；
[0034]图8是本专利技术实施例提供的扭矩外筒与下接头螺纹配合的示意图。
[0035]图中：
[0036]1、扭矩离合机构；11、推拉杆；12、上接头；13、外花键；14、滚珠；15、限位销钉；16、齿轮轴；17、传动轴；18、轴承组；
[0037]2、摩擦环增扭机构；21、销钉；22、弹性件；23、活塞；24、限位板；25、摩擦环；
[0038]3、摩擦片扭矩保持机构；31、预紧弹簧；32、花键套；33、上摩擦盘；34、下摩擦盘；
[0039]4、反扭矩吸收机构；41、扭矩外筒；42、密封组；43、中心筒；44、碟簧组；45、下接头。
具体实施方式
[0040]为使本专利技术解决的技术问题、采用的技术方案和达到的技术效果更加清楚，下面结合附图并通过具体实施方式来进一步说明本专利技术的技术方案。可以理解的是，此处所描述的具体实施例仅仅用于解释本专利技术，而非对本专利技术的限定。另外还需要说明的是，为了便于描述，附图中仅示出了与本专利技术相关的部分而非全部。
[0041]在本专利技术的描述中，需要说明的是，术语“中心”、“上”、“下”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本专利技术和简化描述，而不本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种分段旋转式克服反扭矩工具，其特征在于，包括：扭矩离合机构(1)，包括推拉杆(11)、上接头(12)、齿轮轴(16)和传动轴(17)，所述推拉杆(11)能够沿自身轴线方向往复移动以与所述齿轮轴(16)连接或者断开，所述上接头(12)套设于所述推拉杆(11)的外侧，所述齿轮轴(16)与所述传动轴(17)固定连接；反扭矩吸收机构(4)，与所述传动轴(17)连接，所述反扭矩吸收机构(4)包括扭矩外筒(41)、中心筒(43)和下接头(45)，所述扭矩外筒(41)的上端套设于所述传动轴(17)的外侧，所述中心筒(43)的上端套设于所述传动轴(17)的内孔，所述中心筒(43)的外壁与所述扭矩外筒(41)内壁之间形成容置空间，所述中心筒(43)外套设有碟簧组(44)且所述碟簧组(44)位于所述容置空间内，所述扭矩外筒(41)的下端设置有六头内螺纹，所述下接头(45)上设置有六头斜向外螺纹，所述下接头(45)与所述扭矩外筒(41)的下端螺纹配合且所述下接头(45)能够相对所述扭矩外筒(41)进行轴向活动和径向活动。2.根据权利要求1所述的分段旋转式克服反扭矩工具，其特征在于，所述扭矩外筒(41)的六头内螺纹的牙宽大于所述下接头(45)的六头斜向外螺纹的牙宽。3.根据权利要求1所述的分段旋转式克服反扭矩工具，其特征在于，所述分段旋转式克服反扭矩工具还包括摩擦片扭矩保持机构(3)，所述摩擦片扭矩保持机构(3)包括：上摩擦盘(33)，套设于所述传动轴(17)的外侧；下摩擦盘(34)，套设于所述传动轴(17)的外侧且位于所述上摩擦盘(33)的下方；预紧弹簧(31)，套设于所述传动轴(17)的外侧，所述预紧弹簧(31)被配置为将所述上摩擦盘(33)压紧于所述下摩擦盘(34)，所述上摩擦盘(33)能够相对所述下摩擦盘(34)转动以传递正扭矩。4.根据权利要求3所述的分段旋转式克服反扭矩工具，其特征在于，所述摩擦片扭矩保持机构(3)还包括花键套(32...

【专利技术属性】
技术研发人员：徐涛，白冬青，高玮，施连海，效世杰，赵敏，韩龙，钟富林，杨帆，李磊兵，高鹏，刘平全，张秋阳，贺婵娟，朱高磊，曹会，
申请(专利权)人：中国石油集团长城钻探工程有限公司，
类型：发明
国别省市：