一种扭矩平衡井下动力钻具制造技术

本发明专利技术涉及一种扭矩平衡井下动力钻具，包括马达头、上螺杆马达总成、下螺杆马达总成、扭矩平衡总成和钻头总成。本发明专利技术通过扭矩平衡总成将上螺杆马达和下螺杆马达的扭矩分别输出，并分别带动钻头进行破岩，从而通过扭矩的转向不同而使钻柱所受到的扭矩平衡。

【技术实现步骤摘要】
一种扭矩平衡井下动力钻具
本专利技术涉及一种用于油、气藏开发钻井过程中使用的扭矩平衡井下动力钻具。
技术介绍
在油气田钻井开发过程中，需要钻头的旋转运动来破坏地层，以形成地面到目标储层的通道。钻头的旋转运动通常通过钻杆进行传输，随着钻井深度的增加，其整个钻柱的刚度将降低，增加了钻杆在该过程中，受到扭矩和钻压的作用时容易产生屈曲和失稳，特别是在定向井、水平井的钻进中，钻杆和井壁相接触，从而增加钻柱与井壁之间的摩擦力，需要更大的钻压，来克服二者之间的摩擦力，使得钻柱更容易产生失稳，造成钻井效率低，井眼轨迹差的现象，因此迫切需要一种井下工具来减少钻柱所受的扭矩。
技术实现思路
本专利技术的目的：专利技术涉及一种用于油、气藏开发钻井过程中使用的扭矩平衡井下动力钻具，能够平衡钻井过程钻柱所承受的扭矩。为达到上述目的，本专利技术采取的技术方案是如下：一种扭矩平衡井下动力钻具，包括马达头、上螺杆马达总成、下螺杆马达总成、扭矩平衡总成和钻头总成，所述马达头的左端与钻柱连接，马达头的右端与上螺杆马达总成连接，下螺杆马达总成的左端与上螺杆马达总成连接，右端与扭矩平衡总成连接，钻头总成与扭矩平衡总成连接。所述马达头由上接头和旁通阀组成；所述上螺杆马达总成由上螺杆马达、上万向轴、外齿传动轴、外齿传动轴轴承Ⅰ、外齿传动轴轴承Ⅱ、传动轴填料Ⅰ、上环形堵丝Ⅰ、传动轴填料Ⅱ、上环形堵丝Ⅱ、上壳体Ⅰ、上壳体Ⅱ、双齿轮传动轴、上壳体Ⅲ组成。所述下螺杆马达总成由下螺杆马达、下万向轴、下传动轴、下传动轴轴承Ⅰ、下环形堵丝Ⅰ、下传动轴填料Ⅰ、轴承座、轴承、下壳体Ⅰ、下壳体Ⅱ、套筒组成。所述扭矩平衡总成由内齿传动轴、内齿传动轴轴承Ⅰ、下传动轴轴承Ⅱ、内齿传动轴轴承Ⅱ、内齿传动轴轴承Ⅲ、内齿传动轴填料Ⅰ、内齿传动轴填料Ⅱ、下传动轴填料Ⅱ、下环形堵丝Ⅰ、下环形堵丝Ⅱ、下环形堵丝Ⅲ、下壳体组成。所述钻头总成由扩眼钻头和领眼钻头组成。所述上螺杆马达、所述上万向轴和所述外齿传动轴依次连接；所述外齿传动轴为中空的阶梯轴，其左端有通液孔，中部有外啮合齿；所述双齿轮传动轴的两端具有齿轮；所述上壳体Ⅰ为筒体，其中部有矩形通孔；所述外齿传动轴安置于所述上壳体Ⅰ的内部，且所述外齿传动轴的外啮合齿通过所述上壳体Ⅰ的矩形通孔与所述双齿轮传动轴上左端的齿轮相啮合。所述外齿传动轴轴承Ⅰ安置于所述外齿传动轴的左端外侧，并在所述外齿传动轴和上壳体Ⅰ之间；所述外齿传动轴轴承Ⅱ安置于所述外齿传动轴的右端外侧，并在所述外齿传动轴和上壳体Ⅰ之间；所述上壳体Ⅰ的左端部内侧还有内螺纹，所述上环形堵丝Ⅰ与所述上壳体Ⅰ的左端部内侧的螺纹处相连接，所述传动轴填料Ⅰ安置于所述上环形堵丝Ⅰ的右侧，并在所述上壳体Ⅰ、所述上环形堵丝Ⅰ和所述外齿传动轴三者形成的空间内；所述上壳体Ⅱ为空心圆柱体，其左端与上壳体Ⅰ的右端相连接，所述上壳体Ⅱ为空心圆柱体，其右端部内侧还有内螺纹，所述上环形堵丝Ⅱ与所述上壳体Ⅱ右端部内侧的螺纹相连接，所述传动轴填料Ⅱ安置于所述上环形堵丝Ⅱ的左侧，并在所述上壳体Ⅱ、所述上环形堵丝Ⅱ和所述外齿传动轴形成的空间内。所述下螺杆马达、所述下万向轴和所述下传动轴依次连接；所述下传动轴为中空的阶梯轴，其左端部开有通液孔；所属下壳体Ⅱ为空心的圆柱体，所述下传动轴安置于所述下壳体Ⅱ的内部；所述下传动轴轴承Ⅰ安置于所述下传动轴左段部，并在所述下传动轴和下壳体Ⅱ之间；所述下壳体Ⅱ的左端部还有内螺纹，所述下环形堵丝Ⅰ与所述下壳体Ⅱ的左端螺纹处相连接，所述下传动轴填料Ⅰ安置于下环形堵丝Ⅰ的右侧，并在所述下壳体Ⅱ、所述下环形堵丝Ⅰ和所述下传动轴形成的空间内；所述轴承安置于所述所述轴承座内，并与所述双齿传动轴相配合；所述下壳体Ⅰ左端与下螺杆马达连接，右端与所述下壳体Ⅱ连接。所述内齿传动轴的左端有内齿轮，该内齿与所述双齿传动轴右端的外齿轮相啮合；所述套筒整体为圆空心圆柱体，其两端内侧有内螺纹，其左端与所述上壳体Ⅲ相连接；所述下壳体整体为空心圆柱体，其左端内侧有内螺纹，右端的外侧有外螺纹，右端的内侧有内螺纹；所述内齿传动轴轴承Ⅰ安置于所述内齿传动轴的左端部的内侧，并在所述内齿传动轴和所述下壳体之间；所述下传动轴轴承Ⅱ安置于所述下传动轴的右端部，并在所述下传动轴和所述下壳体之间；所述内齿传动轴轴承Ⅱ安置于所述内齿传动轴右端的外侧，并在所述内齿传动轴和所述套筒之间；所述内齿传动轴轴承Ⅲ安置于所述内齿传动轴右端的内侧，并在所述内齿传动轴和所述下壳体之间；所述下环形堵丝Ⅰ安置于所述下壳体的右端位置，并与所述下壳体右端的内螺纹相连接；所述下环形堵丝Ⅱ安置于所述下壳体的右端位置，并与所述下壳体右端的外螺纹相连接；所述下环形堵丝Ⅲ安置于所述套筒的右端部，并与所述套筒右端部的内螺纹相连接；所述内齿传动轴填料Ⅰ安置于所述下环形堵丝Ⅲ的左侧，并在所述下环形堵丝Ⅲ、所述内齿传动轴轴承Ⅱ、所述内齿传动轴和所述套筒形成的空间内；所述内齿传动轴填料Ⅱ安置于所述下环形堵丝Ⅱ的左侧、并在所述下环形堵丝Ⅱ、所述下壳体、所述内齿传动轴轴承Ⅲ和所述内齿传动轴形成的空间内；所述下传动轴填料安置于所述下环形堵丝Ⅰ的左侧，并在所述下环形堵丝Ⅰ、所述下壳体和所述下传动轴所形成的空间内；所述扩眼钻头与所述内齿传动轴的右端相连接，所述领眼钻头与所述下传动轴的右端相连接。本专利技术具有的有益效果是：（1）上、下螺杆马达提供钻头破岩所需要的扭矩（2）利用齿轮机构的实现上、下螺杆扭矩的正、反向输出，通过扩眼钻头和领眼钻头的反转破岩实现钻柱扭矩的平衡。附图说明图1为本专利技术一种九局平衡井下动力钻具的剖面结构图。图2为图1中马达头的剖面示意图。图3为图1中上螺杆马达总成的剖面示意图。图4为图1中下螺杆马达总成的剖面示意图。图5为图1中扭矩平衡总成和钻头总成的剖面示意图。图6为图1中向视图A-A。图7为图1中向视图B-B。附图中，各标号代表的部件列表如下：01.马达头，011.上接头，02.上螺杆马达总成，012.旁通阀，021.上螺杆马达，022.上万向轴，023.外齿传动轴，024.外齿传动轴轴承Ⅰ，025.外齿传动轴轴承Ⅱ，026.传动轴填料Ⅰ，027.上环形堵丝Ⅰ，028.传动轴填料Ⅱ，029.上环形堵丝Ⅱ，0210.上壳体Ⅰ，0211.上壳体Ⅱ，0212.双齿轮传动轴，0213.上壳体Ⅲ；03.下螺杆马达总成，031.下螺杆马达，032.下万向轴，033.下传动轴，034.下传动轴轴承Ⅰ，035.下环形堵丝Ⅰ，036.下传动轴填料Ⅰ，037.轴承座，038.轴承，039.下壳体Ⅰ，0310.下壳体Ⅱ，0311.套筒；04.扭矩平衡总成，041.内齿传动轴，042.内齿传动轴轴承Ⅰ，043.下传动轴轴承Ⅱ，044.内齿传动轴轴承Ⅱ，045.内齿传动轴轴承Ⅲ，046.内齿传动轴填料Ⅰ，047.内齿传动轴填料Ⅱ，048.下传动轴填料Ⅱ，049.下环形堵丝Ⅰ，0410.下环形堵丝Ⅱ，0411下环形堵丝Ⅲ，0412下壳体；05.钻头总本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种扭矩平衡井下动力钻具，包括马达头（01）、上螺杆马达总成（02）、下螺杆马达总成（03）、扭矩平衡总成（04）和钻头总成（05），其特征在于：所述马达头（01）的左端部与钻柱连接，马达头（01）的右端部与上螺杆马达总成（02）左端部连接，下螺杆马达总成（03）的左端部与上螺杆马达总成（02）右端部连接，右端与扭矩平衡总成（04）左端部连接，钻头总成（05）左端部与扭矩平衡总成（04）右端部连接。/n

【技术特征摘要】
1.一种扭矩平衡井下动力钻具，包括马达头（01）、上螺杆马达总成（02）、下螺杆马达总成（03）、扭矩平衡总成（04）和钻头总成（05），其特征在于：所述马达头（01）的左端部与钻柱连接，马达头（01）的右端部与上螺杆马达总成（02）左端部连接，下螺杆马达总成（03）的左端部与上螺杆马达总成（02）右端部连接，右端与扭矩平衡总成（04）左端部连接，钻头总成（05）左端部与扭矩平衡总成（04）右端部连接。


2.根据权利要求1所述的一种扭矩平衡井下动力钻具，其特征在于：
所述马达头（01）由上接头（011）和旁通阀（012）组成；
所述上螺杆马达总成（02）由上螺杆马达（021）、上万向轴（022）、外齿传动轴（023）、外齿传动轴轴承Ⅰ（024）、外齿传动轴轴承Ⅱ(025)、传动轴填料Ⅰ(026)、上环形堵丝Ⅰ(027)、传动轴填料Ⅱ(028)、上环形堵丝Ⅱ(029)、上壳体Ⅰ(0210)、上壳体Ⅱ(0211)、双齿轮传动轴（0212）、上壳体Ⅲ（0213）组成；
所述下螺杆马达总成（03）由下螺杆马达（031）、下万向轴（032）、下传动轴（033）、下传动轴轴承Ⅰ（034）、下环形堵丝Ⅰ（035）、下传动轴填料Ⅰ(036)、轴承座（037）、轴承（038）、下壳体Ⅰ（039）、下壳体Ⅱ（0310）、套筒（0311）组成；
所述扭矩平衡总成（04）由内齿传动轴（041）、内齿传动轴轴承Ⅰ（042）、下传动轴轴承Ⅱ（043）、内齿传动轴轴承Ⅱ(044)、内齿传动轴轴承Ⅲ(045)、内齿传动轴填料Ⅰ(046)、内齿传动轴填料Ⅱ(047)、下传动轴填料Ⅱ(048)、下环形堵丝Ⅰ(049)、下环形堵丝Ⅱ(0410)、下环形堵丝Ⅲ（0411）、下壳体（0412）组成；
所述钻头总成（05）由扩眼钻头(051)和领眼钻头(052)组成。


3.根据权利要求2所述的一种扭矩平衡井下动力钻具，其特征在于：
所述上螺杆马达（021）、所述上万向轴（022）和所述外齿传动轴（023）依次连接；
所述外齿传动轴（023）为中空的阶梯轴，其左端有通液孔，中部有外啮合齿；所述双齿轮传动轴（0212）的两端具有齿轮；所述上壳体Ⅰ(0210)为筒体，其中部有矩形通孔；所述外齿传动轴（023）安置于所述上壳体Ⅰ（0210）的内部，且所述外齿传动轴（023）的外啮合齿通过所述上壳体Ⅰ(0210)的矩形通孔与所述双齿轮传动轴（0212）上左端的齿轮相啮合；
所述外齿传动轴轴承Ⅰ（024）安置于所述外齿传动轴（023）的左端外侧，并在所述外齿传动轴（023）和上壳体Ⅰ(0210)之间；所述外齿传动轴轴承Ⅱ(025)安置于所述外齿传动轴（023）的右端外侧，并在所述外齿传动轴（023）和上壳体Ⅰ(0210)之间；所述上壳体Ⅰ(0210)的左端部内侧还有内螺纹，所述上环形堵丝Ⅰ(027)与所述上壳体Ⅰ(0210)的左端部内侧的螺纹处相连接，所述传动轴填料Ⅰ(026)安置于所述上环形堵丝Ⅰ(027)的右侧，并在所述上壳体Ⅰ(0210)、所述上环形堵丝Ⅰ(027)和所述外齿传动轴（023）三者形成的空间内；所述上壳体Ⅱ(0211)为空心圆柱体，其左端与上壳体Ⅰ(0210)的右端相连接，所述上壳体Ⅱ(0211)为空心圆柱体，其右端部内侧还有内螺纹，所述上环形堵丝Ⅱ(029)与所述上壳体Ⅱ(0211)右端部内侧的螺纹相连接，所述传动轴填料Ⅱ(028)安置于...

【专利技术属性】
技术研发人员：朱兆亮，蒋易强，闫有喜，
申请(专利权)人：宜宾学院，
类型：发明
国别省市：四川;51