[實用新型]一種鉆頭扭矩限定工具

有效

• 申請號: 201720242119.9
• 申請日: 2017-03-14
• 公開（公告）號: CN206539316U
• 公開（公告）日: 2017-10-03
• 發明（設計）人: 李漫;張強;許彎彎
• 申請（專利權）人: 長江大學
• 主分類號: E21B17/046
• 分類號: E21B17/046
• 代理公司: 荊州市亞德專利事務所(普通合伙)42216
• 代理人: 陳德斌

技術領域

本實用新型涉及一種鉆頭扭矩限定工具,屬石油鉆井工具技術領域。

背景技術

隨著全球對石油資源需求的快速增長，鉆井的深度與地層的復雜程度越來越高，特別是在一些頁巖氣新探區，油氣藏埋藏深、地層堅硬、研磨性強和機械鉆速低，地層對PDC鉆頭施加過大的阻礙扭矩導致PDC鉆頭容易頻繁的發生制動現象，從而引起鉆頭和鉆具的高速旋轉和扭振，導致鉆頭崩齒、損壞、鉆具斷脫、井下鉆井工具（如旋轉導向系統和垂鉆系統）和隨鉆測量儀器的損壞，嚴重影響鉆進效率。

發明內容

本實用新型的目的在于：提供一種結構簡單，實用性好，可有效防止鉆井過程中地層對PDC鉆頭施加過大的阻礙扭矩導致PDC鉆頭容易頻繁的發生制動現象，導致鉆頭崩齒、損壞、鉆具斷脫、井下鉆井工具和隨鉆測量儀器損壞的鉆頭扭矩限定工具。

本實用新型的技術方案是：

一種鉆頭扭矩限定工具；包括上接頭、碟簧、錐套筒、推片、傳動軸和輸出軸；其特征在于：傳動軸上端螺紋安裝有上接頭，傳動軸下端套裝有輸出軸，傳動軸上套裝有錐套筒，錐套筒與上接頭之間設置有碟簧，傳動軸的圓周上均布有安裝孔，安裝孔內活動安裝有推片，推片的一端與輸出軸接觸連接，推片的另一端與錐套筒接觸連接。

所述的輸出軸與推片對應的圓周上均布有弧形槽。

所述與輸出軸接觸的推片端頭為圓形。

所述的傳動軸和輸出軸分別為變徑體，傳動軸和輸出軸之間設置有密封件。

所述的推片為丁字形。

所述的推片與錐套筒的接觸端面分別為坡面，推片與錐套筒之間通過坡面滑動連接。

所述的安裝孔和推片數量分別為4個。

本實用新型的有益效果是：

該鉆頭扭矩限定工具，結構簡單，實用性好，工作過程中，一旦輸出軸受到的扭矩過大時，推片從輸出軸的弧形槽內退出，推片與輸出軸之間即可產生相對的轉動，由此避免了輸出軸下部鉆頭發生制動現象，從而避免鉆頭制動對鉆具組合的損害，延長了鉆具組合的使用壽命；輸出軸受到的扭矩為正常值時，推片夾緊輸出軸，傳動軸帶動輸出軸轉動，即可保證鉆頭的正常鉆進。

附圖說明

圖1為本實用新型的結構示意圖；

圖2為本實用新型的推片的立體結構示意圖；

圖3為圖1的A—A向正常工作狀態示意圖；

圖4為本實用新型的推片從弧形槽內退出的示意圖。

圖中：1、上接頭,2、錐套筒，3、碟簧，4、推片，5、傳動軸，6、密封件，7、輸出軸， 8、弧形槽。

具體實施方式

該鉆頭扭矩限定工具包括上接頭1、碟簧3、錐套筒2、推片4、傳動軸5和輸出軸7；傳動軸5上端螺紋安裝有上接頭1，傳動軸5下端套裝有輸出軸7。傳動軸5和輸出軸7分別為變徑體，傳動軸5和輸出軸7之間設置有密封件6以防止井筒內的雜質由傳動軸5與輸出軸7之間進入鉆井液流道。

傳動軸5上套裝有錐套筒2，錐套筒2與上接頭1之間設置有碟簧3，傳動軸5上端的圓周上均布有安裝孔，安裝孔內活動安裝有推片4，安裝孔和推片4的數量分別為4個。

推片4為丁字形；與推片4對應的輸出軸7圓周上軸向均布有弧形槽8。推片4的一端與輸出軸7接觸連接，與輸出軸7接觸的推片4端頭為圓形。推片4的另一端與錐套筒2接觸；推片4與錐套筒2的接觸端面分別為坡面，推片4與錐套筒2之間通過坡面的配合滑動連接。

該工具的上接頭用于連接鉆桿，輸出軸7用于連接鉆頭；正常工作狀態下，推片4的端頭位于輸出軸7的弧形槽8內，推片4帶動輸出軸7轉動，輸出軸7與推片4之間不存在相對轉動；工作過程中，當由鉆頭傳遞給輸出軸7的阻礙扭矩為正常值時，碟簧3有足夠大的推力抵住錐套筒2，無法上移的錐套筒2由此抵住推片4，推片4無法徑向移動，從而傳動軸5的旋轉扭矩可以由推片4傳遞給輸出軸7，由輸出軸7帶動鉆頭旋轉鉆進（參見附圖1—3）。

當由鉆頭傳遞給輸出軸7的阻礙扭矩力過大時，推片4被阻礙扭矩力從弧形槽8內推出參見附圖4，此時輸出軸7與推片4之間可以發生相對轉動，推片4被擠出的過程中，由于推片4與錐套筒2之間通過坡面的配合滑動連接。推片4對錐套筒2產生一個向上的推力，迫使錐套筒2向上移動并擠壓碟簧3；當由鉆頭傳遞給輸出軸7的阻礙扭矩由過大減小到正常值時，碟簧3復位并推動錐套筒2下行，從而推動推片4徑向移動，使其再次插入到輸出軸7的弧形槽8內，傳動軸5的旋轉扭矩再次得以正常傳遞，鉆頭恢復正常鉆進狀態。

該鉆頭扭矩限定工具結構簡單，實用性好，工作過程中，可有效防止鉆井過程中地層對鉆頭施加過大的阻礙扭矩導致鉆頭容易頻繁的發生制動現象，進而導致鉆頭崩齒、損壞、鉆具斷脫、井下鉆井工具和隨鉆測量儀器損壞的問題。延長了鉆具組合的使用壽命；特別適用于鉆井工具安裝使用。