[發(fā)明專利]一種鋁合金石油鉆桿設(shè)備旋扣裝置

在審

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• 申請日: 2017-02-10
• 公開（公告）號: CN107060664A
• 公開（公告）日: 2017-08-18
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 韓廣彬
• 申請（專利權(quán)）人: 江蘇德圣能源環(huán)保設(shè)備工程有限公司
• 主分類號: E21B19/16
• 分類號: E21B19/16
• 代理公司: 北京久維律師事務(wù)所11582
• 代理人: 邢江峰

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明屬于鉆井設(shè)備領(lǐng)域，具體涉及的是一種鋁合金石油鉆桿設(shè)備旋扣裝置。

背景技術(shù)

石油，地質(zhì)勘探的主要對象之一，是一種粘稠的、深褐色液體，被稱為“工業(yè)的血液”。地殼上層部分地區(qū)有石油儲存。主要成分是各種烷烴、環(huán)烷烴、芳香烴的混合物。石油的成油機(jī)理有生物沉積變油和石化油兩種學(xué)說，前者較廣為接受，認(rèn)為石油是古代海洋或湖泊中的生物經(jīng)過漫長的演化形成，屬于生物沉積變油，不可再生；后者認(rèn)為石油是由地殼內(nèi)本身的碳生成，與生物無關(guān)，可再生。石油主要被用來作為燃油和汽油，也是許多化學(xué)工業(yè)產(chǎn)品，如溶液、化肥、殺蟲劑和塑料等的原料。

從尋找石油到利用石油，大致要經(jīng)過四個(gè)主要環(huán)節(jié)，即尋找、開采、輸送和加工，其中開采環(huán)節(jié)就是通過鉆頭對土質(zhì)層的鉆破，從而將石油引至地表的過程，為了將鉆頭鉆下來的碎屑以及潤滑和冷卻液運(yùn)輸出鉆孔，鉆柱和鉆頭是中空的。在鉆井時(shí)使用的鉆柱（專業(yè)術(shù)語也稱做鉆具）越來越長，鉆柱可以使用螺旋連接在一起。鉆柱的端頭是鉆頭。大多數(shù)今天使用的鉆頭由三個(gè)相互之間成直角的、帶齒的鉆盤組成。在鉆堅(jiān)硬巖石時(shí)鉆頭上也可以配有金剛石。不過有些鉆頭也有其它的形狀。一般鉆頭和鉆柱由地上的驅(qū)動機(jī)構(gòu)來旋轉(zhuǎn)，鉆頭的直徑比鉆柱要大，這樣鉆柱周圍形成一個(gè)空洞，在鉆頭的后面使用鋼管（專業(yè)術(shù)語也稱做套管）來防止鉆孔的壁塌落。

現(xiàn)有技術(shù)中對鉆柱連接采用螺旋連接，也就是旋扣連接，現(xiàn)有的旋扣連接的連接桿和連接接頭多采用鋼材制成，而鋼材由于含碳量和淬火加工的原因，造成硬度較高，但是在高溫下機(jī)械性能不穩(wěn)定，現(xiàn)有的旋扣裝置中的傳動軸多采用40Cr,也有35CrMo的。個(gè)別要求高的,可以用38CrMoAl，而傳動軸的轉(zhuǎn)速較高，在長時(shí)間使用后會根據(jù)磨損量發(fā)生變化，甚至磨損的墨粉殘留在傳動軸與傳動件之間，從而影響傳動效率。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明要解決的技術(shù)問題是：提供一種能夠使用壽命長的，機(jī)械性能好的，接頭穩(wěn)定耐用的鋁合金石油鉆桿設(shè)備旋扣裝置。

為實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明采用的技術(shù)方案是：一種鋁合金石油鉆桿旋扣裝置，其結(jié)構(gòu)要點(diǎn)是，包括旋扣機(jī)構(gòu)，旋扣機(jī)構(gòu)包括第一導(dǎo)軌、第一馬達(dá)、傳動機(jī)構(gòu)、傳動軸及連接接頭，傳動機(jī)構(gòu)設(shè)在第一導(dǎo)軌上，傳動機(jī)構(gòu)通過傳動軸與第一馬達(dá)連接，通過第一馬達(dá)、傳動機(jī)構(gòu)和傳動軸帶動連接接頭旋轉(zhuǎn)，移動機(jī)構(gòu)包括第二導(dǎo)軌、第二馬達(dá)、齒輪、齒條及連接桿，連接桿采用剛玉制成，連接桿上設(shè)有旋合螺紋，齒輪與第二馬達(dá)連接，連接桿通過齒條與齒輪連接，連接桿與傳動機(jī)構(gòu)連接；傳動軸采用剛玉制成，傳動軸上中心軸位置設(shè)有軸向的通孔，傳動軸的圓周面上設(shè)有弧形槽，弧形槽的凹面設(shè)有數(shù)個(gè)與傳動軸上的通孔連通的圓孔。

作為本發(fā)明的優(yōu)選方案，連接桿上的旋合螺紋的表面設(shè)有一條由連接桿一端螺旋纏繞至另一端的凹槽。

作為本發(fā)明的優(yōu)選方案，連接桿與傳動機(jī)構(gòu)之間可延軸向移動，移動距離大于連接桿上的旋合螺紋的長度。

作為本發(fā)明的優(yōu)選方案，連接接頭采用氧化鋁陶瓷制成。

作為本發(fā)明的優(yōu)選方案，連接接頭上的螺紋上設(shè)有弧形凹面。

作為本發(fā)明的優(yōu)選方案，傳動軸的中心軸上的軸向的通孔為錐形通孔。

作為本發(fā)明的優(yōu)選方案，傳動軸帶有彈簧浮動機(jī)構(gòu)。

本發(fā)明的工作原理是：旋扣機(jī)構(gòu)包括直線第一導(dǎo)軌、第一馬達(dá)、傳動機(jī)構(gòu)、傳動軸及連接接頭，其利用第一馬達(dá)、傳動機(jī)構(gòu)和傳動軸等帶動鉆桿接頭旋轉(zhuǎn)，與鉆桿進(jìn)行旋合；傳動軸帶有彈簧浮動機(jī)構(gòu)，旋扣之前避免移動機(jī)構(gòu)壓傷螺紋，同時(shí)也給旋扣提供一定的壓緊力，利于螺紋的結(jié)合；移動機(jī)構(gòu)包括第二馬達(dá)、齒輪、齒條及連接桿，其給旋扣機(jī)構(gòu)提供前后移動的動力，旋扣機(jī)構(gòu)旋扣時(shí)，移動機(jī)構(gòu)停止工作，靠螺紋的旋合力帶動旋扣機(jī)構(gòu)移動（直線導(dǎo)軌阻力很小）；當(dāng)拆開工裝接頭后，靠連接桿將傳動機(jī)構(gòu)拉回，連接桿與傳動機(jī)構(gòu)之間可延軸向移動一定距離（大于旋合螺紋的長度）；而且傳動軸采用剛玉制成，剛玉具有較強(qiáng)的耐磨性能和硬度，剛玉的硬度僅次于金剛石，傳動軸上的中心軸上設(shè)有錐形的通孔，傳動軸的圓周面上設(shè)有弧形槽，弧形槽的凹面設(shè)與通孔連通的圓孔，在使用過程中有雜質(zhì)或者磨削掉落進(jìn)傳動軸表面時(shí)，能夠通過弧形槽的凹面上的圓孔流通至錐形的通孔內(nèi)，從而流出傳動軸，減少對傳動軸的損耗。

本發(fā)明的有益效果是：設(shè)計(jì)合理，結(jié)構(gòu)簡單，減少對傳動軸的損耗，提高使用壽命，而且連接桿和連接接頭的機(jī)械性能較強(qiáng)，不易損壞，從而降低成本，提高了施工效率。

附圖說明

圖1為本發(fā)明的連接結(jié)構(gòu)示意圖；

圖2為本發(fā)明的傳動軸結(jié)構(gòu)示意圖；

圖3為本發(fā)明的連接桿結(jié)構(gòu)示意圖；