一种摩擦棘轮式防制动涡轮钻具.pdf

(19)中华人民共和国国家知识产权局(12)发明专利申请(10)申请公布号CN106555549A(43)申请公布日2017.04.05(21)申请号201510631985.2(22)申请日2015.09.30(71)申请人北京探矿工程研究所地址100083北京市海淀区学院路29号(72)发明人翁炜赵志涛黄玉文杨鹏张德龙史新慧朱迪斯冯美贵岳伟民徐军军蒋睿(51)Int.Cl.E21B4/00(2006.01)权利要求书1页说明书2页附图1页(54)发明名称一种摩擦棘轮式防制动涡轮钻具(57)摘要本发明公开了一种摩擦棘轮式防制动涡轮钻具，可解决现有涡轮钻具特性软，易制动的不足之处，提升涡轮钻具的过载能力和井下事故处理能力，其主要由涡轮节和带有摩擦棘轮机构的支承节构成，也可附带减速节；棘轮机构由外壳、棘轮、弹簧压杆、滚柱和传动轴构成；棘轮和传动轴周向固定，滚柱可以自由滚动；棘轮齿数可以为3-8个，每个棘轮齿和外壳都形成一个楔形空间，每个楔形空间安装1个弹簧压杆和1个滚柱，楔形空间的窄端指向沿顺时针方向；弹簧压杆为自然长度时，滚柱与外壳和棘轮刚好相切。涡轮钻具中装有1-3套棘轮机构，以减小各滚柱的受载。该种防制动涡轮钻具具有防制动，井下事故处理能力强，耐高温等特点。CN106555549ACN106555549A权利要求书1/1页1.一种摩擦棘轮式防制动涡轮钻具，主要是由涡轮节(1)和支承节(2)构成，也可以附带减速节，其特征在于所述支承节(2)中安装有摩擦棘轮机构，棘轮机构由传动轴(3)、棘轮(4)、弹簧压杆(5)、滚柱(6)和外壳(7)组成，棘轮(4)周向均布3-8个棘轮齿，每个棘轮齿位置可以安装1个弹簧压杆(5)和1个圆柱状的滚柱(6)。2.根据权利要求1所述的一种摩擦棘轮式防制动涡轮钻具，其特征在于棘轮(4)和传动轴(3)周向固定，滚柱(6)可以在棘轮(4)与外壳(6)形成的楔形空间内自由滚动，楔形空间窄端指向沿顺时针方向，弹簧压杆(5)为自然长度时，滚柱(6)与外壳(7)和棘轮(4)刚好相切。3.根据权利要求1所述的一种摩擦棘轮式防制动涡轮钻具，其特征在于安装1-3套摩擦棘轮机构。2CN106555549A说明书1/2页一种摩擦棘轮式防制动涡轮钻具1.技术领域[0001]本发明涉及一种石油、矿山、煤田、气田等领域使用的钻井工具，特别是一种适用于高温、研磨性强的复杂地层钻探使用的防制动涡轮钻具。2.背景技术[0002]涡轮钻进技术已经得到广泛应用，特别在超深井、定向井等钻井中，具有机械钻速高、定向精确、钻井管柱磨损小的优点，并能与随钻测量系统和金刚石钻头配合使用。但涡轮钻具特性“软”，过载能力差，容易制动，当发生卡钻等井下事故时也难以通过钻机转盘进行处理，这成为制约涡轮钻进技术发展的瓶颈之一。因此，研发防制动涡轮钻具对推动我国涡轮钻进技术发展具有重要意义。3.发明内容[0003]本发明的目的在于克服现有涡轮钻具特性软，易制动的不足之处，提供一种摩擦棘轮式防制动涡轮钻具，旨在提升涡轮钻具的过载能力和井下事故处理能力。[0004]本发明提出的技术方案是：[0005]一种摩擦棘轮式防制动涡轮钻具，主要由涡轮节和带有摩擦棘轮机构的支承节构成，也可附带减速节；棘轮机构由外壳、棘轮、弹簧压杆、滚柱和传动轴构成；棘轮和传动轴周向固定，滚柱可以自由滚动；棘轮齿数可以为3-8个，每个棘轮齿和外壳都形成一个楔形空间，每个楔形空间安装1个弹簧压杆和1个滚柱，楔形空间的窄端指向沿顺时针方向；弹簧压杆为自然长度时，滚柱与外壳、棘轮刚好相切。涡轮钻具中装有1-3套棘轮机构，以减小各滚柱的受载。[0006]本发明一种摩擦棘轮式防制动涡轮钻具的优点在于：[0007]1.防止涡轮钻具制动而失速，提升钻具承载能力；2.协同钻机转盘，有助于提升钻具自身的井下事故处理能力；3.结构简单，全金属结构，耐高温；4.转速高，配合金刚石钻头，适用于研磨性强的地层。4.附图说明[0008]图1是本发明一种摩擦棘轮式防制动涡轮钻具的结构示意图；[0009]图2是图1中A-A剖面——棘轮机构剖面的结构示意图；[0010]图中：1.涡轮节，2.支承节，3.传动轴，4.棘轮，5.弹簧压杆，6.滚柱，7.外壳。5.具体实施方式[0011]下面结合附图对本发明实施方案作具体说明。[0012]如图1所示，一种摩擦棘轮式防制动涡轮钻具，主要由涡轮节(1)和带有摩擦棘轮机构的支承节(2)构成，支承节中安装1-3套摩擦棘轮机构。棘轮(4)通过两端轴套压紧或花键，使其与传动轴(3)周向固定。3CN106555549A说明书2/2页[0013]如图2所示，支承节装有的摩擦棘轮机构由传动轴(3)、棘轮(4)、弹簧压杆(5)、滚柱(6)和外壳(7)构成。棘轮(4)和传动轴(3)周向固定，滚柱(6)可