[實(shí)用新型]一種多鉆頭組合式鉆具系統(tǒng)自轉(zhuǎn)回轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201822012178.4
• 申請日: 2018-12-03
• 公開（公告）號: CN209115035U
• 公開（公告）日: 2019-07-16
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 高科;張聰;鄭顯赫;高潤峰
• 申請（專利權(quán)）人: 吉林大學(xué)
• 主分類號: E21B4/04
• 分類號: E21B4/04;E21B4/00;E21B10/54;E21B10/60
• 代理公司: 長春市四環(huán)專利事務(wù)所(普通合伙) 22103
• 代理人: 張建成

一種多鉆頭組合式鉆具系統(tǒng)自轉(zhuǎn)回轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)，由鉆頭、鉆頭限門螺母、鉆頭傳壓接頭、鉆頭傳扭接頭、自轉(zhuǎn)電機(jī)扶正小軸承、自轉(zhuǎn)電機(jī)外固定圈、自轉(zhuǎn)電機(jī)、自轉(zhuǎn)電機(jī)支撐短接組成。自轉(zhuǎn)電機(jī)嵌于自轉(zhuǎn)電機(jī)支撐短接的電機(jī)槽中，由自轉(zhuǎn)電機(jī)外固定圈進(jìn)行固定，電機(jī)軸連接鉆頭傳扭接頭，將扭矩傳給鉆頭傳壓接頭進(jìn)而傳給鉆頭，鉆頭由鉆頭限門螺母和鉆頭傳壓接頭固定，自轉(zhuǎn)電機(jī)扶正小軸承座于自轉(zhuǎn)電機(jī)支撐短接中，承受來自鉆頭傳壓軸承的壓力，進(jìn)而將鉆壓傳給自轉(zhuǎn)電機(jī)支撐短接。本實(shí)用新型解決了電機(jī)軸傳扭隔壓的問題。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明屬于鉆井、鉆探技術(shù)領(lǐng)域，特別涉及了一種地質(zhì)鉆探、油氣鉆井、水文井鉆井、科學(xué)鉆探以及地下建筑等技術(shù)領(lǐng)域，具體為一種新型的、多鉆頭電驅(qū)動組合式鉆進(jìn)系統(tǒng)配套的多鉆頭自轉(zhuǎn)回轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)。

背景技術(shù)

對于目前在鉆井、鉆探技術(shù)領(lǐng)域中使用的傳統(tǒng)鉆頭，在鉆進(jìn)過程中會出現(xiàn)鉆頭內(nèi)外徑磨損不均勻的問題，這嚴(yán)重影響了鉆進(jìn)效率和鉆頭的壽命，可采用多鉆頭的方式解決這個問題。多個鉆頭均勻環(huán)繞分布在鉆具頭部，在鉆進(jìn)過程中，每個鉆頭既進(jìn)行自轉(zhuǎn)又進(jìn)行公轉(zhuǎn)，達(dá)到了鉆頭內(nèi)外徑相互轉(zhuǎn)換的目的，使鉆頭均勻磨損。目前，驅(qū)動多鉆頭旋轉(zhuǎn)的方式一般為行星齒輪系驅(qū)動，但這種結(jié)構(gòu)容易出現(xiàn)齒輪卡阻，壽命不高。針對目前行星鉆頭驅(qū)動系統(tǒng)的難點(diǎn)和不足，提出一種多鉆頭組合式鉆具系統(tǒng)自轉(zhuǎn)回轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)，采用電驅(qū)動單個鉆頭的方式，使得每個鉆頭之間沒有復(fù)雜聯(lián)系，從根本上解決行星式鉆頭的驅(qū)動問題，同時，該自轉(zhuǎn)回轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)還解決了電機(jī)軸只傳扭隔壓的問題，很大程度上提高了多鉆頭系統(tǒng)的壽命，進(jìn)而解決了鉆頭內(nèi)外徑不均勻磨損的問題。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的目的是針對多鉆頭電驅(qū)動組合式鉆進(jìn)系統(tǒng)配套一種自轉(zhuǎn)回轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)，主要提供鉆頭自轉(zhuǎn)的動力，并解決電機(jī)軸傳扭隔壓的問題。

一種多鉆頭組合式鉆具系統(tǒng)自轉(zhuǎn)回轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)，是由鉆頭、鉆頭限門螺母、鉆頭傳壓接頭、鉆頭傳扭接頭、自轉(zhuǎn)電機(jī)扶正小軸承、自轉(zhuǎn)電機(jī)外固定圈、自轉(zhuǎn)電機(jī)、自轉(zhuǎn)電機(jī)支撐短接組成，自轉(zhuǎn)電機(jī)外固定圈具有軸承孔和第二螺栓孔；自轉(zhuǎn)電機(jī)支撐短接具有電機(jī)槽、電線槽和第一螺栓孔；

自轉(zhuǎn)電機(jī)嵌于自轉(zhuǎn)電機(jī)支撐短接的電機(jī)槽中，由自轉(zhuǎn)電機(jī)外固定圈進(jìn)行固定，自轉(zhuǎn)電機(jī)的電機(jī)軸連接鉆頭傳扭接頭，將扭矩傳給鉆頭傳壓接頭進(jìn)而傳給鉆頭，鉆頭由鉆頭限門螺母和鉆頭傳壓接頭固定，自轉(zhuǎn)電機(jī)扶正小軸承座于自轉(zhuǎn)電機(jī)支撐短接的軸承座中，承受來自自轉(zhuǎn)電機(jī)扶正小軸承的壓力，進(jìn)而將鉆壓傳給自轉(zhuǎn)電機(jī)支撐短接電機(jī)線安放于電線槽中。

本發(fā)明的工作原理及使用方法：

傳壓過程：壓力作用于鉆頭—鉆頭傳壓接頭—自轉(zhuǎn)電機(jī)扶正小軸承內(nèi)圈—自轉(zhuǎn)電機(jī)支撐短接—鉆具。

傳扭過程：扭矩作用于鉆頭—鉆頭傳壓接頭—鉆頭傳扭接頭—自轉(zhuǎn)電機(jī)的電機(jī)軸。

自轉(zhuǎn)電機(jī)將扭矩傳給鉆頭傳扭接頭，而鉆頭傳扭接頭連接鉆頭，從而將扭矩傳給鉆頭，實(shí)現(xiàn)鉆頭的自轉(zhuǎn)。

所述的鉆頭由鉆頭切削齒、鉆頭水口、鉆頭剛體組成，鉆頭切削齒材質(zhì)為孕鑲金剛石，且設(shè)有兩個水口，水口對稱布置。

所述的鉆頭限門螺母中間為螺紋孔，有一個臺階用于卡住鉆頭。

所述的中鉆頭傳壓接頭中間為螺紋孔，有兩個臺階，與鉆頭限門螺母配合用于卡住鉆頭。

所述的鉆頭傳扭接頭中間為螺紋孔，有一個臺階。

所述的自轉(zhuǎn)電機(jī)扶正小軸承為抗壓深溝球軸承。

所述的自轉(zhuǎn)電機(jī)外固定圈上表面均勻分布八個軸承孔，用于放置自轉(zhuǎn)電機(jī)扶正小軸承和通過鉆頭傳扭接頭的軸。側(cè)面均勻分布四個第二螺栓孔，用于與自轉(zhuǎn)電機(jī)支撐短接的螺栓配合。

自轉(zhuǎn)電機(jī)支撐短接有八個用于安放自轉(zhuǎn)電機(jī)的電機(jī)槽，下部設(shè)置安放電機(jī)線的電線槽。側(cè)面有四個第一螺栓孔，用于和自轉(zhuǎn)電機(jī)外固定圈進(jìn)行螺栓固定。

其中的自轉(zhuǎn)電機(jī)的電機(jī)軸傳遞扭矩的工作原理為：