[發明專利]一種扭矩過載保護工具

在審

• 申請號: 201610102355.0
• 申請日: 2016-02-25
• 公開（公告）號: CN105569562A
• 公開（公告）日: 2016-05-11
• 發明（設計）人: 王川;周旭;王國榮;黎俊;謝真強
• 申請（專利權）人: 西南石油大學
• 主分類號: E21B4/00
• 分類號: E21B4/00
• 代理公司: 成都正華專利代理事務所(普通合伙) 51229
• 代理人: 李林合

1.一種扭矩過載保護工具，其特征在于，包括動力外筒(101)、過載保護裝置(102)、 軸承總成(103)、密封總成(104)和輸出軸(105)；所述過載保護裝置(102)包括中心軸 (201)、上花鍵(202)、下部傳動裝置、彈簧(205)和鎖緊螺母(405)，上花鍵(202)、下 部傳動裝置、彈簧(205)和鎖緊螺母(405)均與中心軸(201)共軸；所述動力外筒(101) 與過載保護裝置(102)相連，過載保護裝置(102)下部依次連軸承總成(103)和密封總成 (104)，中心軸(201)與輸出軸(105)相連；

所述中心軸(201)下端設有凸臺B(307)和螺紋A(305)，上端設有臺階(301)和凸 臺A(302)；

所述上花鍵(202)一段設有一圈均勻分布的凸臺C(310)，凸臺C(310)頂端為接觸面 B(309)，凸臺C(310)間隙形成凹槽C(311)；所述上花鍵(202)安裝于中心軸(201)上， 通過凸臺A(302)固定，上端與臺階(301)抵緊；所述上花鍵(202)具有圓柱形外表面A (312)，在外表面A(312)的徑向方向外側設有凸臺A(302)，凸臺A(302)嵌入動力外筒 (101)上對應的鍵槽，配合傳遞扭矩。

2.根據權利要求1所述的一種扭矩過載保護工具，其特征在于，所述下部傳動裝置由傳 動花鍵(203)和下花鍵一(204)組成，所述傳動花鍵(203)外側設有一圈放射狀均勻分布 的凸臺D(314)，凸臺D(314)一側為接觸面A(303)，上花鍵(202)的接觸面B(309)嵌 入傳動花鍵(203)的接觸面A(303)中，相互配合傳遞扭矩；所述下花鍵一(204)一段設 有一圈均勻分布的凹槽D(317)，凸臺D(314)嵌入凹槽D(317)中，相互配合傳遞扭矩；

所述上花鍵(202)的接觸面B(309)和傳動花鍵(203)的接觸面A(303)為相連凹凸 面；

所述彈簧(205)一端與傳動花鍵(203)的端面(316)接觸，使上花鍵(202)的接觸 面B(309)與傳動花鍵(203)的接觸面A(303)之間的滑動摩擦轉化成軸向位移，進而轉 換成彈簧(205)的壓縮位移；

所述下花鍵一(204)的一個端面上沿軸向方向設有凹槽D(317)，在下花鍵一(204)的 內表面(318)沿徑向向外設有凹槽E(319)，凸臺B(307)嵌入凹槽E(319)，相互配合傳 遞扭矩。

3.根據權利要求2所述的一種扭矩過載保護工具，其特征在于，所述扭矩過載保護工具在 順時針或逆時針旋轉且扭矩不超過設定的過載保護扭矩時，動力外筒(101)將扭矩傳遞給上 花鍵(202)，上花鍵(202)通過接觸面B(309)與傳動花鍵(203)的接觸面A(303)發生 接觸，通過摩擦力和周向推力帶動傳動花鍵(203)轉動，進而帶動下花鍵一(204)轉動傳 遞扭矩；當旋轉扭矩超過設定的過載保護扭矩時，上花鍵(202)受到的扭矩過大，接觸面B (309)與接觸面A(303)之間的軸向推力大于摩擦力和周向推力，軸向推力帶動傳動花鍵 (203)擠壓彈簧(205)，使上花鍵(202)的接觸面B(309)與傳動花鍵(203)的接觸面A (303)發生相對轉動，而不帶動下花鍵一(204)轉動，上花鍵(202)與下花鍵一(204) 之間的滑動摩擦轉化成軸向位移，從而轉換成彈簧(205)的壓縮位移，無法將扭矩傳遞到中 心軸(201)上，從而無法通過中心軸(201)將扭矩傳遞出去，達到了保護下部井下工具的 目的。

4.根據權利要求2所述的一種扭矩過載保護工具，其特征在于，所述上花鍵(202)的接 觸面B(309)和傳動花鍵(203)的接觸面A(303)為波浪形圓弧面或鋸齒形斜面。