[實用新型]一種具有提高鉆柱延伸能力的井下動力鉆具

有效

• 申請號: 201320131357.4
• 申請日: 2013-03-21
• 公開（公告）號: CN203161100U
• 公開（公告）日: 2013-08-28
• 發明（設計）人: 林鐵軍;明鑫;練章華;周謐;張敏;張穎;陳新海;左金菊
• 申請（專利權）人: 西南石油大學
• 主分類號: E21B17/00
• 分類號: E21B17/00;E21B17/10
• 代理公司: 北京眾合誠成知識產權代理有限公司 11246
• 代理人: 龔燮英

技術領域

本實用新型涉及一種用于鉆大位移井或水平井，具有提高鉆柱延伸能力的井下動力鉆具。?

背景技術

大位移井是定向井、水平井、深井、超深井等技術的綜合體現，結合水平井技術的應用不僅大大提高單井產量和油氣田采收率，降低油氣開發成本，更是邊際油氣藏、灘海油氣藏開發的有力手段，但鉆進時一個重要特征——高摩阻、高扭矩，導致水平段長度受限，抑制了該技術的進一步發展。同時，井眼凈化不充分導致井下復雜事故甚至整口井報廢的事故也時有發生。?

提高大位移井、水平井的延伸能力以及有效的降低摩阻扭矩，充分凈化井眼是大位移井、水平井技術成功的關鍵。?

實用新型內容

本實用新型的目的：提供一種具有提高鉆柱井下延伸能力、減小摩擦阻力的工具，特別提出一種鉆大位移井或水平井用的井下動力工具。?

為了達到上述目的，本實用新型解決此技術問題所采用的技術方案是：?

一種具有提高鉆柱延伸能力的井下動力鉆具，包括上止推接頭（1）、上錐形卡箍（2）、導流槽（3）、套筒（4）、下錐形卡箍（5）、下止推接頭（6）、蓋板（7）、滾輪定位內襯（8）、滾輪（9）、左斜齒輪（10）、右斜齒輪（11）、傘齒輪（12）、從動旋轉套筒固定支架（13）、從動旋轉套筒（14）、主動旋轉套筒（15）、主動旋轉套筒固定支架（16）、蝸輪（17）、隔板（18）、彈簧（19）、伸縮芯軸（20）、擋板（21）、蝸桿芯軸（22）；從動旋轉套筒（14）一端固定傘齒輪（12），一端通過帶坡度的楔形齒與主動旋轉套筒（15）嚙合，并安裝于伸縮芯軸（20）上；主動旋轉套筒（15）另一端安裝蝸輪（17），用隔板（18）固定，彈簧（19）安?裝于伸縮芯軸（20）上且位于隔板（18）和擋板（21）之間，通過擋板（21）固定彈簧（19）；蝸輪（17）與蝸桿芯軸（22）通過蝸桿芯軸（22）上的螺旋齒嚙合。?

傳動機構單向伸縮并單向傳遞扭矩，當上提下放鉆柱或停鉆時，由于傘齒輪與左右斜齒輪分離，滾輪的扭矩不會對套筒產生不利影響。?

進一步的給出牽引機構的連接關系，傘齒輪在軸向移動一段距離后同時與左斜齒輪和右斜齒輪嚙合；左斜齒輪固定于一個滾輪傳動軸的一端，右斜齒輪固定于另一個滾輪傳動軸的一端；左斜齒輪、右斜齒輪、兩個帶傳動軸的滾輪均放置于滾輪定位內襯中，滾輪定位內襯嵌入設于套筒上的孔中并用螺釘固定，滾輪定位內襯上設置蓋板；傘齒輪轉動時同時帶動兩個滾輪向前運動，形成牽引機構，提供軸向牽引力。?

優選的一個方案為，蝸桿芯軸與按相位角120°分布的三組六個蝸輪嚙合，形成六個傳動機構，在三組配合套筒的周向上設置相位角為120°的三組六個相同的孔，每個孔中安裝一個滾輪定位內襯，這樣的設置可以保證爬行輪在任意周向方位與井壁接觸，提供軸向牽引力。?

將傘齒輪和蝸輪分別安裝于從動旋轉套筒和主動旋轉套筒上，從動旋轉套筒和主動旋轉套筒分別安裝于通過螺釘固定在套筒內的從動旋轉套筒固定支架和主動旋轉套筒固定支架上并通過軸心的伸縮芯軸保持同軸，伸縮芯軸一端安裝的彈簧和擋板使傳動機構保持收縮狀態。再將滾輪定位內襯嵌入孔中并用螺釘固定，左斜齒輪固定于一個滾輪傳動軸的一端，右斜齒輪固定于另一個滾輪傳動軸的一端；左斜齒輪、右斜齒輪、兩個帶傳動軸的滾輪均放置在滾輪定位內襯中，加上蓋板，滾輪定位內襯與蓋板用螺釘固定。最后將蝸桿芯軸旋轉進套筒內，讓蝸輪與蝸桿嚙合，以提供牽引動力。當蝸桿芯軸順時針旋轉時，帶動蝸輪轉動進而帶動傘齒輪轉動，扭矩通過左斜齒輪和右斜齒輪傳遞到滾輪傳動軸，最后帶動滾輪向前轉動，產生牽引力，起到牽引鉆柱軸向前進，減磨降阻的功效。?

進一步的給出卡緊機構的連接關系，為了達到蝸桿芯軸隨鉆柱旋轉而套筒相對靜止的效果，上止推接頭和下止推接頭內部分別通過螺紋與蝸桿芯軸連接，上止推接頭和下止推接頭外部分別與上錐形卡箍和下錐形卡箍通過動密封機構連接，通過套筒端面的鍵槽和固定銷依次配合卡緊的三個套筒上端通過固定銷與帶?鍵槽的上錐形卡箍卡緊，下錐形卡箍的固定銷插入最下端套筒的鍵槽中卡緊固定；保證上錐形卡箍、三組套筒和下錐形卡箍在鉆柱轉動時相對靜止，減小鉆柱扭矩；滾輪使套筒與井壁的滑動摩擦變成滾動摩擦，減小摩擦阻力。?

本實用新型上止推接頭兩端均為母接頭，一端連接鉆桿，另一端連接蝸桿芯軸；而下止推接頭兩端則為一公一母接頭，公接頭接鉆桿，母接頭固定蝸桿芯軸；同時，上下止推接頭外部具有臺階，能將上下錐形卡箍與套筒卡緊，以達到將鉆桿的扭矩傳遞給蝸桿芯軸并且越扭越緊的效果。?