一种摩擦棘轮式防制动涡轮钻具制造技术

技术编号:15030061 阅读:101 留言:0更新日期:2017-04-05 07:52
本发明专利技术公开了一种摩擦棘轮式防制动涡轮钻具,可解决现有涡轮钻具特性软,易制动的不足之处,提升涡轮钻具的过载能力和井下事故处理能力,其主要由涡轮节和带有摩擦棘轮机构的支承节构成,也可附带减速节;棘轮机构由外壳、棘轮、弹簧压杆、滚柱和传动轴构成;棘轮和传动轴周向固定,滚柱可以自由滚动;棘轮齿数可以为3-8个,每个棘轮齿和外壳都形成一个楔形空间,每个楔形空间安装1个弹簧压杆和1个滚柱,楔形空间的窄端指向沿顺时针方向;弹簧压杆为自然长度时,滚柱与外壳和棘轮刚好相切。涡轮钻具中装有1-3套棘轮机构,以减小各滚柱的受载。该种防制动涡轮钻具具有防制动,井下事故处理能力强,耐高温等特点。

【技术实现步骤摘要】
1.
本专利技术涉及一种石油、矿山、煤田、气田等领域使用的钻井工具,特别是一种适用于高温、研磨性强的复杂地层钻探使用的防制动涡轮钻具。2.
技术介绍
涡轮钻进技术已经得到广泛应用,特别在超深井、定向井等钻井中,具有机械钻速高、定向精确、钻井管柱磨损小的优点,并能与随钻测量系统和金刚石钻头配合使用。但涡轮钻具特性“软”,过载能力差,容易制动,当发生卡钻等井下事故时也难以通过钻机转盘进行处理,这成为制约涡轮钻进技术发展的瓶颈之一。因此,研发防制动涡轮钻具对推动我国涡轮钻进技术发展具有重要意义。3.
技术实现思路
本专利技术的目的在于克服现有涡轮钻具特性软,易制动的不足之处,提供一种摩擦棘轮式防制动涡轮钻具,旨在提升涡轮钻具的过载能力和井下事故处理能力。本专利技术提出的技术方案是:一种摩擦棘轮式防制动涡轮钻具,主要由涡轮节和带有摩擦棘轮机构的支承节构成,也可附带减速节;棘轮机构由外壳、棘轮、弹簧压杆、滚柱和传动轴构成;棘轮和传动轴周向固定,滚柱可以自由滚动;棘轮齿数可以为3-8个,每个棘轮齿和外壳都形成一个楔形空间,每个楔形空间安装1个弹簧压杆和1个滚柱,楔形空间的窄端指向沿顺时针方向;弹簧压杆为自然长度时,滚柱与外壳、棘轮刚好相切。涡轮钻具中装有1-3套棘轮机构,以减小各滚柱的受载。本专利技术一种摩擦棘轮式防制动涡轮钻具的优点在于:1.防止涡轮钻具制动而失速,提升钻具承载能力;2.协同钻机转盘,有助于提升钻具自身的井下事故处理能力;3.结构简单,全金属结构,耐高温;4.转速高,配合金刚石钻头,适用于研磨性强的地层。4.附图说明图1是本专利技术一种摩擦棘轮式防制动涡轮钻具的结构示意图;图2是图1中A-A剖面——棘轮机构剖面的结构示意图;图中:1.涡轮节,2.支承节,3.传动轴,4.棘轮,5.弹簧压杆,6.滚柱,7.外壳。5.具体实施方式下面结合附图对本专利技术实施方案作具体说明。如图1所示,一种摩擦棘轮式防制动涡轮钻具,主要由涡轮节(1)和带有摩擦棘轮机构的支承节(2)构成,支承节中安装1-3套摩擦棘轮机构。棘轮(4)通过两端轴套压紧或花键,使其与传动轴(3)周向固定。如图2所示,支承节装有的摩擦棘轮机构由传动轴(3)、棘轮(4)、弹簧压杆(5)、滚柱(6)和外壳(7)构成。棘轮(4)和传动轴(3)周向固定,滚柱(6)可以自由滚动;棘轮(4)齿数可以为3-8个,每个棘轮齿和外壳(7)都形成一个楔形空间,每个楔形空间安装1个弹簧压杆(5)和1个滚柱(6),楔形空间的窄端指向沿顺时针方向;弹簧压杆(5)为自然长度时,滚柱(6)与外壳(7)、棘轮(4)刚好相切。工作原理:一种摩擦棘轮式防制动涡轮钻具,棘轮(4)固定在传动轴(3)上,当钻机转盘转速为0时,涡轮钻具传动轴顺时针转动,滚柱(6)受到摩擦力等阻力,压缩弹簧顶杆(5),运动到楔形空间较宽位置,传动轴(3)与外壳(7)处于分离状态。当钻机转盘驱动钻杆,可带动涡轮钻具外壳(7)发生与传动轴(3)同向的顺时针转动,当外壳(7)转速低于传动轴(3)转速时,根据相对运动原理,滚柱(6)压缩弹簧顶杆(5),处于楔形空间较宽位置,传动轴(3)与外壳(7)处于分离状态;当外壳(7)转速高于传动轴(3)转速时,根据相对运动原理,滚柱(6)挤向楔形空间窄端位置,并将外壳(7)与传动轴(3)楔合,外壳(7)带动传动轴(3)同速转动。同理,当传动轴失速制动时,开动钻机转盘驱动外壳(7),棘轮(4)与外壳(7)楔合,外壳(7)即可带动传动轴(3)同速转动。据此,该种钻具实现防制动,并具备处理卡钻等井下事故的能力。本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种摩擦棘轮式防制动涡轮钻具,主要是由涡轮节(1)和支承节(2)构成,也可以附带减速节,其特征在于所述支承节(2)中安装有摩擦棘轮机构,棘轮机构由传动轴(3)、棘轮(4)、弹簧压杆(5)、滚柱(6)和外壳(7)组成,棘轮(4)周向均布3‑8个棘轮齿,每个棘轮齿位置可以安装1个弹簧压杆(5)和1个圆柱状的滚柱(6)。

【技术特征摘要】
1.一种摩擦棘轮式防制动涡轮钻具,主要是由涡轮节(1)和支承节(2)构成,也可以附带减速节,其特征在于所述支承节(2)中安装有摩擦棘轮机构,棘轮机构由传动轴(3)、棘轮(4)、弹簧压杆(5)、滚柱(6)和外壳(7)组成,棘轮(4)周向均布3-8个棘轮齿,每个棘轮齿位置可以安装1个弹簧压杆(5)和1个圆柱状的滚柱(6)。2.根据权利要求...

【专利技术属性】
技术研发人员:翁炜赵志涛黄玉文杨鹏张德龙史新慧朱迪斯冯美贵岳伟民徐军军蒋睿
申请(专利权)人:北京探矿工程研究所
类型:发明
国别省市:北京;11

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