[實用新型]半自動扭矩耦合裝置

有效

• 申請號: 201720685654.1
• 申請日: 2017-06-14
• 公開（公告）號: CN207049216U
• 公開（公告）日: 2018-02-27
• 發明（設計）人: 李文飛;周延軍;李玄燁;夏文安;陳合晶;劉新華;胡高群;于麗麗;梁鳳杰;蓋微;張斌明
• 申請（專利權）人: 中石化石油工程技術服務有限公司;中石化勝利石油工程有限公司;中石化勝利石油工程有限公司鉆井工藝研究院
• 主分類號: F16D3/06
• 分類號: F16D3/06;E21B7/04
• 代理公司: 東營雙橋專利代理有限責任公司37107
• 代理人: 侯華頌,李勇

技術領域

本實用新型涉及石油天然氣鉆井、煤層氣鉆井、地質勘探、礦山鉆探裝置領域，尤其是一種半自動扭矩耦合裝置。

背景技術

定向井、長水平段水平井、大斜度井、大位移井等復雜結構井的鉆井過程中，地面設備產生的扭矩沿鉆柱傳遞至井底鉆頭，驅動鉆頭旋轉破巖，復雜結構井的鉆井主要是由滑動鉆進和復合鉆進兩種鉆井方式相互結合完成的。穩斜井段主要是復合鉆進，即鉆具組合整體旋轉，此時鉆柱與井壁之間的摩擦副屬于滾動摩擦，摩阻力較小，有利于快速鉆進；導向井段的鉆進方式，國內主要采用由泥漿馬達為動力的滑動鉆井系統實施鉆井作業，動力鉆具帶動鉆頭旋轉破巖，鉆柱本身并不旋轉，但由于自重的作用平躺在井底，鉆柱與井壁之間的摩擦副屬于滑動摩擦，導致摩阻力較大難以對鉆頭有效施加鉆壓，造成“脫壓”現象，影響了鉆井效率。國外由于擁有旋轉導向鉆井技術，已經能夠完全克服導向鉆井時的摩阻問題，國內正積極開展旋轉導向鉆井技術的研究，但是因為國外的技術壟斷以及關鍵部件的限制，目前還沒有成功工業化應用，僅依靠進口或租用國外公司的產品，大大增加了鉆井綜合成本。雖然國內的復雜結構井鉆井工藝技術難以實現鉆具組合整體旋轉導向的工藝，但基于復雜結構井鉆井工藝的原理，可采用一部分鉆具組合旋轉另一部分鉆具組合不旋轉（即滑動）的方法進行鉆進，也能大幅降低鉆井過程中的摩擦阻力，減小“脫壓”的影響，這種方法的功效介于常規鉆井工藝技術與先進旋轉導向鉆井工藝技術之間，即比常規工藝技術能夠進一步降低摩擦阻力，提高鉆井效率，又比旋轉導向鉆井工藝節省成本，是一種非常適合于國內現有技術裝備條件的實用性工藝技術。通過上述分析可知，既具在井下有能將鉆具組合的扭矩實時連接與斷開的功能，又具有不間斷傳遞軸向力功能的裝置，是實現上述工藝的關鍵。因此，急需設計一種地面精確遙控，又能滿足復雜結構井鉆井工藝要求的自動扭矩耦合裝置，同時還要結構簡單、成本低廉、維護方便。

實用新型內容

本實用新型的目的是為了最大限度減小摩擦阻力的影響，在沒有旋轉導向鉆井設備的條件下，充分發揮現有泥漿動力馬達的功能，變常規全滑動鉆井方式為部分旋轉鉆井方式，提高導向鉆井施工作業的效率，降低鉆井成本，進一步提高定向井、長水平段水平井、大斜度井、大位移井等復雜結構井的井身質量及鉆井安全性，為石油天然氣鉆井、地質勘探、礦山鉆探的施工現場提供一種半自動扭矩耦合裝置。

本實用新型解決其技術問題所采用的技術方案是：

1. 半自動扭矩耦合裝置，包括上殼體1、防護裝置2、壓力傳感裝置4、步進電機5、傳動軸7、花鍵軸11和下殼體14，其中：上殼體1和下殼體14同軸旋轉密封連接后構成外殼體，在上殼體1中段設有內凸沿，內凸沿下方的上殼體1和下殼體14結合部的內壁設有花鍵槽；防護裝置2為上端封閉、下端開口的桶狀體，在其下端內射凸沿，防護裝置2外部通過肋板6固定在上殼體1內凸沿上方，防護裝置2與上殼體1之間形成導流通道，在防護裝置2的頂部或外側部開設傳壓孔3；壓力傳感裝置4和步進電機5固定在傳壓孔3下方的防護裝置2內部；傳動軸7連接在步進電機5的下端；花鍵軸11上部設外凸沿和內盲板，其外凸沿與防護裝置2下端內凸沿軸向限位配合，內盲板與傳動軸7軸向向限位配合，中部設有旁通孔9，旁通孔將防護裝置2與上殼體1之間的導流通道和花鍵軸11盲板下方的中心通孔貫通，花鍵軸11與傳動軸7結合部采用螺旋副配合，花鍵軸11下部是擴徑段，擴徑段外壁設有花鍵，花鍵與上殼體1和下殼體14結合部內壁的花鍵槽構成插接配合。

上述方案進一步包括：

上殼體1與下殼體14之間通過軸承12連接構成旋轉密封配合。

下殼體14的花鍵槽頂部加工花鍵導入體15。

在花鍵軸11與防護裝置2、上殼體1和下殼體14對合部分別安裝密封裝置。

傳動軸7與花鍵軸11的空間充滿潤滑油。

上殼體1與下殼體14的接觸面均鑲嵌防磨片。