一种新型钻井增扭矩消颤除振动工具.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CN109750977A(43)申请公布日2019.05.14(21)申请号201711052726.X(22)申请日2017.11.01(71)申请人陈晓新地址100025北京市朝阳区远洋天地65号1107(72)发明人陈晓新林翔(51)Int.Cl.E21B4/02(2006.01)E21B4/00(2006.01)E21B7/00(2006.01)E21B17/07(2006.01)权利要求书2页说明书5页附图4页(54)发明名称一种新型钻井增扭矩消颤除振动工具(57)摘要本发明提供了一种新型钻井增扭矩消颤除振动工具，主要由上接头、太阳轮，行星齿轮、行星齿轮轴、行星架，齿轮圈，复位弹簧，液气减震器，下接头等组成。上接头上部连接钻铤，接受动力输入扭矩，通过太阳轮将扭矩传递给行星齿轮及行星架，在齿轮圈的约束下，行星齿轮自转，驱动并与行星架围绕太阳轮公转，将增大的扭矩传递给下接头，再由下接头输出到钻头。本发明的液气减震器是重新设计，将液压油与惰性气体组合应用，根据受压力的范围，计算、测量出加注液压油的容积，活塞上下浮动，承受纵向、横向和扭矩方向的震动，以及这几种振动的组合，达到保护和延长钻头的寿命。本发明操作简单，钻井作业效率高，也保证钻井作业人员的安全。CN109750977ACN109750977A权利要求书1/2页1.一种新型钻井增扭矩消颤除振动工具，其特征在于，包括：它的外径与现有标准的同尺寸的类似工具的外径一致或相当；它的上部和下部有丝扣，分别与现有标准的同尺寸的钻杆或钻铤丝扣一致。2.一种新型钻井增扭矩消颤除振动工具，其特征在于，包括：它的内径与现有标准的同尺寸的类似工具，及与钻柱的钻杆、钻铤内径一致或相当；无节流位置，不产生节流，不产生流体压降，不加大流体的流动摩阻，也不产生紊流，提高了井底净化能力，提高水力破岩效率，达到稳定流体流速的目的。3.一种新型钻井增扭矩消颤除振动工具，其特征在于，包括：行星架被作为行星齿轮机构的增大扭矩、输出扭矩的元件，行星齿轮机构起到降速增扭矩的作用。4.一种新型钻井增扭矩消颤除振动工具，其特征在于，包括：它的上接头与太阳轮是一整体；上接头与齿轮圈靠密封圈密封；太阳轮驱动行星齿轮自转，行星齿轮自转的同时驱动并与行星架共同围绕太阳轮公转。5.一种新型钻井增扭矩消颤除振动工具，其特征在于，包括：它的行星齿轮、行星架只能在一定的旋转角度范围内反复周期性旋转、复位；在这个范围内，输出的扭矩是按齿数比的函数关系增大扭矩输出，但是，受到复位弹簧、锯齿结构的约束，不能连续旋转减少转速，即不能连续减速：只能在一定的角度内减速旋转；太阳轮驱动行星齿轮、行星架公转，接着行星齿轮驱动齿轮圈开始反向旋转，并增大扭矩输出，但随后齿轮圈被复位弹簧约束牵连，扭矩输出达到一定值时，与复位弹簧的反向弹簧力达到平衡值，行星齿轮首先被太阳轮、齿轮圈锁定，结果：行星齿轮、行星齿轮轴、行星架、齿轮圈与太阳轮全部元件被锁定，一起以相同的转速共同旋转。6.一种新型钻井增扭矩消颤除振动工具，其特征在于，包括：3个一组行星齿轮或4个一组行星齿轮，行星齿轮轴放置在行星架中，受力被均匀分散了，扭矩分散到多个行星齿轮及行星架上。7.一种新型钻井增扭矩消颤除振动工具，其特征在于，所述的：行星齿轮自转同时在行星齿轮轴与齿轮圈、复位弹簧的共同约束下，行星齿轮自转的同时，驱动并与行星架共同围绕太阳轮公转，并将增大的扭矩通过下接头，最后输出到钻头。8.一种新型钻井增扭矩消颤除振动工具，其特征在于，所述的：行星架与下接头是一整体，行星架顺时针围绕太阳轮公转时，将增大的扭矩通过下接头，最后输出到钻头。9.一种新型钻井增扭矩消颤除振动工具，其特征在于，所述的：施力方：上接头、太阳轮；受力方：行星齿轮、行星齿轮轴、行星架、下接头；支点：齿轮圈、复位弹簧；三方连续相对旋转运动，行星齿轮机构的齿轮传动实际上是一种杠杆原理的连续作用。10.一种新型钻井增扭矩消颤除振动工具，其特征在于，所述的：钻头在下井过程中中没有遇阻前：上接头、太阳轮顺时针旋转，太阳轮传递扭矩并驱动行星齿轮自转，行星齿轮自转的同时，驱动并与行星架共同围绕太阳轮公转，下接头同时围绕太阳轮公转，扭矩不断增大，齿轮圈反转随后被复位弹簧约束，扭矩输出达到一定扭矩值时，与复位弹簧的反向弹簧力达到平衡扭矩值，行星齿轮首先被太阳轮、齿轮圈两元件锁定，结果：行星齿轮、行星齿轮轴、行星架、齿轮圈与太阳轮全部元件被锁定，一起以相同的转速共同旋转。11.一种新型钻井增扭矩消颤除振动工具，其特征在于，所述的：钻头开始遇阻后：钻头受到岩石阻力，太阳轮开始继续旋转增大输出扭矩，驱动行星齿轮继续自转并与行星架继2CN109750977A权利要求书2/