泵压控制的钻柱复合钻进状态控制器.pdf

(19)国家知识产权局(12)发明专利申请(10)申请公布号CN114876366A(43)申请公布日2022.08.09(21)申请号202210511285.X(22)申请日2022.05.11(71)申请人西南石油大学地址610500四川省成都市新都区新都大道8号申请人四川谐铭科技有限公司(72)发明人田家林宋豪林任堰牛杨琳王卓汉李天云杜森韦火俊王洪瑞李俊魏钰查磊(74)专利代理机构重庆纵义天泽知识产权代理事务所(普通合伙)50272专利代理师舒梦来(51)Int.Cl.E21B7/04(2006.01)E21B44/00(2006.01)权利要求书2页说明书4页附图2页(54)发明名称泵压控制的钻柱复合钻进状态控制器(57)摘要本发明涉及一种泵压控制的钻柱复合钻进状态控制器，包括：上接头、上TC组件、半环、承压套、隔套、串轴承、下TC组件、中心轴组件、挡环、径向活塞、功能弹簧、挡板、复位弹簧、外壳组件、活塞组件、下接头。上芯轴、功能转换轴、下芯轴构成外壳组件。泵压较小时，复位弹簧处于自然状态，功能弹簧处于压缩状态，径向活塞与中外壳的盲孔配合，上部钻柱带动上接头与中心轴组件同步转动时，外壳组件与下接头在径向活塞提供的扭矩下转动；泵压增大后，活塞组件向下压缩复位弹簧，径向活塞在功能弹簧回复力的作用下脱离与中外壳的盲孔配合，当上部钻柱带动上接头与中心轴组件转动时，外壳组件、下接头保持相同的状态、但不转动。CN114876366ACN114876366A权利要求书1/2页1.泵压控制的钻柱复合钻进状态控制器，其特征在于：包括上接头（1）、上芯轴（2）、上TC轴承动圈（3）、上TC轴承静圈（4）、上TC静圈合金（5）、上TC动圈合金（6）、上外壳（7）、半环（8）、承压套（9）、隔套（10）、串轴承（11）、下TC轴承静圈（12）、下TC静圈合金（13）、下TC动圈合金（14）、下TC轴承动圈（15）、中外壳（16）、功能转换轴（17）、挡环（18）、上活塞（19）、下活塞（20）、径向活塞（21）、功能弹簧（22）、挡板（23）、下芯轴（24）、复位弹簧（25）、下外壳（26）、下接头（27）；上TC轴承动圈（3）、上TC轴承静圈（4）、上TC静圈合金（5）、上TC动圈合金（6）组装成上TC组件，下TC轴承静圈（12）、下TC静圈合金（13）、下TC动圈合金（14）、下TC轴承动圈（15）组装成下TC组件；上芯轴（2）、功能转换轴（17）、下芯轴（24）构成中心轴组件，上外壳（7）、中外壳（16）、下外壳（26）构成外壳组件，上活塞（19）、下活塞（20）构成活塞组件；所述上外壳（7）上接上TC组件，上芯轴（2）与上TC组件、半环（8）、承压套（9）装配在一起，上TC组件下接半环（8）与隔套（10），承压套（9）与隔套（10）下接串轴承（11），串轴承（11）下接下TC组件，下TC组件下接中外壳（16），中外壳（16）下接下外壳（26）、下外壳（26）下接下接头（27）；所述上芯轴（2）上接上接头（1）、下接功能转换轴（17），功能转换轴（17）下接下芯轴（24），下芯轴（24）上接复位弹簧（25），复位弹簧（25）上接活塞组件，活塞组件上接挡环（18）；挡板（23）与功能转换轴（17）组装在一起，功能弹簧（22）与挡板（23）固连；所述泵压控制的钻柱复合钻进状态控制器在钻井泵泵压较小时，活塞组件与挡环（18）相接，复位弹簧（25）处于自然状态，径向活塞（21）与中外壳（16）的径向盲孔配合，功能弹簧（22）处于压缩状态，上接头（1）带动中心轴组件转动的同时会带动外壳组件与下接头（27）一起转动；所述泵压控制的钻柱复合钻进状态控制器在钻井泵泵压较大时，活塞组件在钻井液压力作用下下压复位弹簧（25），远离挡环（18），径向活塞（21）逐渐脱离与中外壳（16）径向盲孔的配合，功能弹簧（22）在回复力作用下伸长，在径向活塞（21）完全脱离与中外壳（16）径向盲孔的配合后，上接头（1）带动中心轴组件转动的时，外壳组件与下接头（27）不转动。2.根据权利要求1所述的泵压控制的钻柱复合钻进状态控制器，其特征在于：所述上接头（1）与上芯轴（2）采用螺纹连接、上芯轴（2）与功能转换轴（17）采用螺纹连接、功能转换轴（17）与下芯轴（24）采用螺纹连接，保证了上接头（1）与中心轴组件的同步转动；上外壳（7）与中外壳（16）采用螺纹连接、中外壳（16）与下外壳（26）采用螺纹连接、下外壳（26）与下接头（27）采用螺纹连接，保证了下接头（27）与外壳组件相同的运动状态。3.根据权利要求1所述的泵压控制的钻柱复合钻进状态控制器，其特征在于：所述复位弹簧（25）刚度足够，保证复位弹簧（25）不因在活塞组件的总重力下被压缩，避免钻柱钻进状态切换受到影响