一種摩擦棘輪式防制動(dòng)渦輪鉆具的制作方法
【專利說明】
1.
技術(shù)領(lǐng)域
[0001]本發(fā)明涉及一種石油、礦山、煤田、氣田等領(lǐng)域使用的鉆井工具，特別是一種適用于高溫、研磨性強(qiáng)的復(fù)雜地層鉆探使用的防制動(dòng)渦輪鉆具。
2.
【背景技術(shù)】
[0002]渦輪鉆進(jìn)技術(shù)已經(jīng)得到廣泛應(yīng)用，特別在超深井、定向井等鉆井中，具有機(jī)械鉆速高、定向精確、鉆井管柱磨損小的優(yōu)點(diǎn)，并能與隨鉆測(cè)量系統(tǒng)和金剛石鉆頭配合使用。但渦輪鉆具特性“軟”，過載能力差，容易制動(dòng)，當(dāng)發(fā)生卡鉆等井下事故時(shí)也難以通過鉆機(jī)轉(zhuǎn)盤進(jìn)行處理，這成為制約渦輪鉆進(jìn)技術(shù)發(fā)展的瓶頸之一。因此，研發(fā)防制動(dòng)渦輪鉆具對(duì)推動(dòng)我國渦輪鉆進(jìn)技術(shù)發(fā)展具有重要意義。
3.

【發(fā)明內(nèi)容】

[0003]本發(fā)明的目的在于克服現(xiàn)有渦輪鉆具特性軟，易制動(dòng)的不足之處，提供一種摩擦棘輪式防制動(dòng)渦輪鉆具，旨在提升渦輪鉆具的過載能力和井下事故處理能力。
[0004]本發(fā)明提出的技術(shù)方案是:
[0005]—種摩擦棘輪式防制動(dòng)渦輪鉆具，主要由渦輪節(jié)和帶有摩擦棘輪機(jī)構(gòu)的支承節(jié)構(gòu)成，也可附帶減速節(jié)；棘輪機(jī)構(gòu)由外殼、棘輪、彈簧壓桿、滾柱和傳動(dòng)軸構(gòu)成；棘輪和傳動(dòng)軸周向固定，滾柱可以自由滾動(dòng)；棘輪齒數(shù)可以為3-8個(gè)，每個(gè)棘輪齒和外殼都形成一個(gè)楔形空間，每個(gè)楔形空間安裝I個(gè)彈簧壓桿和I個(gè)滾柱，楔形空間的窄端指向沿順時(shí)針方向；彈簧壓桿為自然長度時(shí)，滾柱與外殼、棘輪剛好相切。渦輪鉆具中裝有1-3套棘輪機(jī)構(gòu)，以減小各滾柱的受載。
[0006]本發(fā)明一種摩擦棘輪式防制動(dòng)渦輪鉆具的優(yōu)點(diǎn)在于:
[0007]1.防止禍輪鉆具制動(dòng)而失速，提升鉆具承載能力；2.協(xié)同鉆機(jī)轉(zhuǎn)盤，有助于提升鉆具自身的井下事故處理能力；3.結(jié)構(gòu)簡單，全金屬結(jié)構(gòu)，耐高溫；4.轉(zhuǎn)速高，配合金剛石鉆頭，適用于研磨性強(qiáng)的地層。
4.
【附圖說明】
[0008]圖1是本發(fā)明一種摩擦棘輪式防制動(dòng)渦輪鉆具的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0009]圖2是圖1中A-A尚]面--棘輪機(jī)構(gòu)It1J面的結(jié)構(gòu)不意圖；
[0010]圖中:1.渦輪節(jié)，2.支承節(jié)，3.傳動(dòng)軸，4.棘輪，5.彈簧壓桿，6.滾柱，7.外殼。
5.
【具體實(shí)施方式】
[0011]下面結(jié)合附圖對(duì)本發(fā)明實(shí)施方案作具體說明。
[0012]如圖1所示，一種摩擦棘輪式防制動(dòng)渦輪鉆具，主要由渦輪節(jié)(I)和帶有摩擦棘輪機(jī)構(gòu)的支承節(jié)(2)構(gòu)成，支承節(jié)中安裝1-3套摩擦棘輪機(jī)構(gòu).棘輪(4)通過兩端軸套壓緊或花鍵，使其與傳動(dòng)軸(3)周向固定。
[0013]如圖2所示，支承節(jié)裝有的摩擦棘輪機(jī)構(gòu)由傳動(dòng)軸(3)、棘輪(4)、彈簧壓桿(5)、滾柱(6)和外殼(7)構(gòu)成。棘輪(4)和傳動(dòng)軸(3)周向固定，滾柱(6)可以自由滾動(dòng)；棘輪
(4)齒數(shù)可以為3-8個(gè)，每個(gè)棘輪齒和外殼(7)都形成一個(gè)楔形空間，每個(gè)楔形空間安裝I個(gè)彈簧壓桿(5)和I個(gè)滾柱(6)，楔形空間的窄端指向沿順時(shí)針方向；彈簧壓桿(5)為自然長度時(shí)，滾柱(6)與外殼(7)、棘輪(4)剛好相切。
[0014]工作原理:一種摩擦棘輪式防制動(dòng)渦輪鉆具，棘輪(4)固定在傳動(dòng)軸(3)上，當(dāng)鉆機(jī)轉(zhuǎn)盤轉(zhuǎn)速為O時(shí)，渦輪鉆具傳動(dòng)軸順時(shí)針轉(zhuǎn)動(dòng)，滾柱(6)受到摩擦力等阻力，壓縮彈簧頂桿(5)，運(yùn)動(dòng)到楔形空間較寬位置，傳動(dòng)軸(3)與外殼(7)處于分離狀態(tài)。當(dāng)鉆機(jī)轉(zhuǎn)盤驅(qū)動(dòng)鉆桿，可帶動(dòng)渦輪鉆具外殼(7)發(fā)生與傳動(dòng)軸(3)同向的順時(shí)針轉(zhuǎn)動(dòng)，當(dāng)外殼(7)轉(zhuǎn)速低于傳動(dòng)軸(3)轉(zhuǎn)速時(shí)，根據(jù)相對(duì)運(yùn)動(dòng)原理，滾柱(6)壓縮彈簧頂桿(5)，處于楔形空間較寬位置，傳動(dòng)軸(3)與外殼(7)處于分離狀態(tài)；當(dāng)外殼(7)轉(zhuǎn)速高于傳動(dòng)軸(3)轉(zhuǎn)速時(shí)，根據(jù)相對(duì)運(yùn)動(dòng)原理，滾柱(6)擠向楔形空間窄端位置，并將外殼(7)與傳動(dòng)軸(3)楔合，外殼(7)帶動(dòng)傳動(dòng)軸(3)同速轉(zhuǎn)動(dòng)。同理，當(dāng)傳動(dòng)軸失速制動(dòng)時(shí)，開動(dòng)鉆機(jī)轉(zhuǎn)盤驅(qū)動(dòng)外殼(7)，棘輪(4)與外殼(7)楔合，外殼(7)即可帶動(dòng)傳動(dòng)軸(3)同速轉(zhuǎn)動(dòng)。據(jù)此，該種鉆具實(shí)現(xiàn)防制動(dòng)，并具備處理卡鉆等井下事故的能力。
【主權(quán)項(xiàng)】
1.一種摩擦棘輪式防制動(dòng)渦輪鉆具，主要是由渦輪節(jié)(1)和支承節(jié)(2)構(gòu)成，其特征在于所述支承節(jié)(2)中安裝有摩擦棘輪機(jī)構(gòu)，棘輪機(jī)構(gòu)由傳動(dòng)軸(3)、棘輪(4)、彈簧壓桿(5)、滾柱(6)和外殼(7)組成，棘輪(4)周向均布3-8個(gè)棘輪齒，每個(gè)棘輪齒位置安裝1個(gè)彈簧壓桿(5)和1個(gè)圓柱狀的滾柱(6)。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種摩擦棘輪式防制動(dòng)渦輪鉆具，其特征在于棘輪(4)和傳動(dòng)軸(3)周向固定，滾柱(6)在棘輪(4)與外殼(6)形成的楔形空間內(nèi)自由滾動(dòng)，楔形空間窄端指向沿順時(shí)針方向，彈簧壓桿(5)為自然長度時(shí)，滾柱(6)與外殼(7)和棘輪(4)剛好相切。3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種摩擦棘輪式防制動(dòng)渦輪鉆具，其特征在于安裝1-3套摩擦棘輪機(jī)構(gòu)。
【專利摘要】本實(shí)用新型公開了一種摩擦棘輪式防制動(dòng)渦輪鉆具，可解決現(xiàn)有渦輪鉆具特性軟，易制動(dòng)的不足之處，提升渦輪鉆具的過載能力和井下事故處理能力，其主要由渦輪節(jié)和帶有摩擦棘輪機(jī)構(gòu)的支承節(jié)構(gòu)成，也可附帶減速節(jié)；棘輪機(jī)構(gòu)由外殼、棘輪、彈簧壓桿、滾柱和傳動(dòng)軸構(gòu)成；棘輪和傳動(dòng)軸周向固定，滾柱可以自由滾動(dòng)；棘輪齒數(shù)可以為3-8個(gè)，每個(gè)棘輪齒和外殼都形成一個(gè)楔形空間，每個(gè)楔形空間安裝1個(gè)彈簧壓桿和1個(gè)滾柱，楔形空間的窄端指向沿順時(shí)針方向；彈簧壓桿為自然長度時(shí)，滾柱與外殼和棘輪剛好相切。渦輪鉆具中裝有1-3套棘輪機(jī)構(gòu)，以減小各滾柱的受載。該種防制動(dòng)渦輪鉆具具有防制動(dòng)，井下事故處理能力強(qiáng)，耐高溫等特點(diǎn)。
【IPC分類】E21B4/00
【公開號(hào)】CN205025351
【申請(qǐng)?zhí)枴緾N201520762642
【發(fā)明人】翁煒, 趙志濤, 黃玉文, 楊鵬, 張德龍, 史新慧, 朱迪斯, 馮美貴, 岳偉民, 徐軍軍, 蔣睿
【申請(qǐng)人】北京探礦工程研究所
【公開日】2016年2月10日
【申請(qǐng)日】2015年9月30日